• A radiação ionizante é um tipo de energia liberada pelos átomos na forma de ondas ou partículas eletromagnéticas.
• As pessoas estão expostas a fontes naturais de radiação ionizante, como solo, água, plantas e fontes artificiais, como raios-X e dispositivos médicos.
• A radiação ionizante tem inúmeras aplicações úteis, incluindo medicina, indústria, agricultura e pesquisa científica.
• À medida que o uso de radiação ionizante aumenta, também aumenta o potencial de riscos à saúde se for usado ou restringido de forma inadequada.
• Efeitos agudos à saúde, como queimaduras na pele ou síndrome de radiação aguda, podem ocorrer quando a dose de radiação excede certos níveis.
• Baixas doses de radiação ionizante podem aumentar o risco de efeitos de longo prazo, como câncer.

O que é radiação ionizante?

A radiação ionizante é uma forma de energia liberada pelos átomos na forma de ondas eletromagnéticas (gama ou raios X) ou partículas (nêutrons, beta ou alfa). O decaimento espontâneo dos átomos é chamado de radioatividade, e o excesso de energia que resulta disso é uma forma de radiação ionizante. Elementos instáveis ​​formados durante o decaimento e emissão de radiação ionizante são chamados de radionuclídeos.

Todos os radionuclídeos são identificados exclusivamente pelo tipo de radiação que emitem, a energia da radiação e sua meia-vida.

A atividade, usada como medida da quantidade de radionuclídeo presente, é expressa em unidades chamadas becquerels (Bq): um becquerel é um evento de decaimento por segundo. A meia-vida é o tempo necessário para que a atividade de um radionuclídeo decaia para metade do seu valor original. A meia-vida de um elemento radioativo é o tempo que leva para metade de seus átomos decair. Pode variar de frações de segundo a milhões de anos (por exemplo, a meia-vida do iodo-131 é de 8 dias e a meia-vida do carbono-14 é de 5.730 anos).

Fontes de radiação

As pessoas estão expostas à radiação natural e artificial todos os dias. A radiação natural vem de várias fontes, incluindo mais de 60 substâncias radioativas que ocorrem naturalmente no solo, água e ar. O radônio, um gás natural, é formado a partir de rochas e solo e é a principal fonte de radiação natural. Todos os dias as pessoas inalam e absorvem radionuclídeos do ar, alimentos e água.

Os seres humanos também estão expostos à radiação natural dos raios cósmicos, especialmente em grandes altitudes. Em média, 80% da dose anual que uma pessoa recebe de radiação de fundo é de fontes naturais de radiação terrestre e espacial. Os níveis dessa radiação variam em diferentes zonas reográficas, e em algumas áreas o nível pode ser 200 vezes maior que a média global.

Os seres humanos também estão expostos à radiação de fontes artificiais, desde a geração de energia nuclear até o uso médico de diagnóstico ou tratamento por radiação. Hoje, as fontes artificiais mais comuns de radiação ionizante são dispositivos médicos, como máquinas de raios-x e outros dispositivos médicos.

Exposição à radiação ionizante

A exposição à radiação pode ser interna ou externa e pode ocorrer de várias maneiras.

Impacto interno A radiação ionizante ocorre quando os radionuclídeos são inalados, ingeridos ou entram na circulação (por exemplo, por injeção, lesão). A exposição interna pára quando o radionuclídeo é excretado do corpo, espontaneamente (com fezes) ou como resultado do tratamento.

Contaminação radioativa externa pode ocorrer quando o material radioativo no ar (poeira, líquido, aerossóis) é depositado na pele ou na roupa. Esse material radioativo muitas vezes pode ser removido do corpo por simples lavagem.

A exposição à radiação ionizante também pode ocorrer como resultado de radiação externa de uma fonte externa adequada (por exemplo, exposição à radiação emitida por equipamento médico de raios X). A exposição externa pára quando a fonte de radiação é fechada ou quando uma pessoa sai do campo de radiação.

A exposição à radiação ionizante pode ser classificada em três tipos de exposição.

O primeiro caso é a exposição planejada, que se deve ao uso e operação intencional de fontes de radiação para fins específicos, por exemplo, no caso de uso médico de radiação para diagnóstico ou tratamento de pacientes, ou uso de radiação na indústria ou para fins de investigação científica.

O segundo caso são as fontes de exposição existentes, onde já existe exposição à radiação e para as quais devem ser tomadas medidas de controle apropriadas, como exposição ao radônio em residências ou locais de trabalho, ou exposição à radiação natural de fundo em condições ambientais.

O último caso é a exposição a emergências causadas por eventos inesperados que exigem ação imediata, como incidentes nucleares ou atos maliciosos.

Efeitos sobre a saúde da radiação ionizante

Os danos causados ​​pela radiação nos tecidos e/ou órgãos dependem da dose de radiação recebida ou da dose absorvida, que é expressa em tons de cinza (Gy). A dose efetiva é usada para medir a radiação ionizante em termos de seu potencial de causar danos. Sievert (Sv) é uma unidade de dose efetiva, que leva em consideração o tipo de radiação e a sensibilidade dos tecidos e órgãos.

Sievert (Sv) é uma unidade de dose ponderada de radiação, também chamada de dose efetiva. Torna possível medir a radiação ionizante em termos de potencial de dano. Sv leva em conta o tipo de radiação e a sensibilidade dos órgãos e tecidos.
Sv é uma unidade muito grande, por isso é mais prático usar unidades menores, como milisievert (mSv) ou microsievert (µSv). Um mSv contém 1000 µSv e 1000 mSv equivale a 1 Sv. Além da quantidade de radiação (dose), muitas vezes é útil mostrar a taxa de liberação dessa dose, como µSv/hora ou mSv/ano.

Acima de certos limites, a exposição pode prejudicar a função dos tecidos e/ou órgãos e pode causar reações agudas, como vermelhidão da pele, perda de cabelo, queimaduras por radiação ou síndrome de radiação aguda. Essas reações são mais fortes em doses mais altas e taxas de dose mais altas. Por exemplo, a dose limite para a síndrome de radiação aguda é de aproximadamente 1 Sv (1000 mSv).

Se a dose for baixa e/ou for aplicado um longo período de tempo (taxa de dose baixa), o risco resultante é significativamente reduzido, pois neste caso a probabilidade de reparo dos tecidos danificados aumenta. No entanto, existe o risco de consequências a longo prazo, como o câncer que pode levar anos ou mesmo décadas para aparecer. Efeitos desse tipo nem sempre aparecem, mas sua probabilidade é proporcional à dose de radiação. Esse risco é maior no caso de crianças e adolescentes, pois são muito mais sensíveis aos efeitos da radiação do que os adultos.

Estudos epidemiológicos em populações expostas, como sobreviventes de bombas atômicas ou pacientes de radioterapia, mostraram um aumento significativo na probabilidade de câncer em doses acima de 100 mSv. Em alguns casos, estudos epidemiológicos mais recentes em humanos expostos quando crianças para fins médicos (TC infantil) sugerem que a probabilidade de câncer pode ser aumentada mesmo em doses mais baixas (na faixa de 50-100 mSv) .

A exposição pré-natal à radiação ionizante pode causar danos cerebrais fetais em altas doses superiores a 100 mSv entre 8 e 15 semanas de gestação e 200 mSv entre 16 e 25 semanas de gestação. Estudos em humanos mostraram que não há risco relacionado à radiação para o desenvolvimento do cérebro fetal antes de 8 semanas ou após 25 semanas de gestação. Estudos epidemiológicos sugerem que o risco de desenvolver câncer fetal após a exposição à radiação é semelhante ao risco após a exposição à radiação na primeira infância.

Atividades da OMS

A OMS desenvolveu um programa de radiação para proteger pacientes, trabalhadores e o público dos riscos à saúde da radiação em exposições planejadas, existentes e de emergência. Este programa, que se concentra em aspectos de saúde pública, abrange atividades relacionadas à avaliação, gestão e comunicação do risco de exposição.

Sob sua função central de “estabelecimento de normas, aplicação e monitoramento”, a OMS está colaborando com 7 outras organizações internacionais para revisar e atualizar os padrões internacionais de segurança básica contra radiação (BRS). A OMS adotou novos PRSs internacionais em 2012 e está atualmente trabalhando para apoiar a implementação de PRSs em seus Estados Membros.

Na vida cotidiana, a radiação ionizante é constantemente encontrada. Não os sentimos, mas não podemos negar seu impacto na natureza animada e inanimada. Não faz muito tempo, as pessoas aprenderam a usá-los para o bem e como armas de destruição em massa. Com o uso adequado, essas radiações podem mudar a vida da humanidade para melhor.

Tipos de radiação ionizante

Para entender as peculiaridades da influência em organismos vivos e não vivos, você precisa descobrir quais são. Também é importante conhecer sua natureza.

A radiação ionizante é uma onda especial que é capaz de penetrar através de substâncias e tecidos, causando a ionização dos átomos. Existem vários tipos dela: radiação alfa, radiação beta, radiação gama. Todos eles têm uma carga diferente e capacidade de agir em organismos vivos.

A radiação alfa é a mais carregada de todos os tipos. Tem uma energia tremenda, capaz de causar doenças de radiação mesmo em pequenas doses. Mas com irradiação direta, penetra apenas nas camadas superiores da pele humana. Mesmo uma fina folha de papel protege contra os raios alfa. Ao mesmo tempo, entrando no corpo com alimentos ou inalação, as fontes dessa radiação rapidamente se tornam a causa da morte.

Os raios beta carregam uma carga ligeiramente menor. Eles são capazes de penetrar profundamente no corpo. Com exposição prolongada, eles causam a morte de uma pessoa. Doses menores causam uma mudança na estrutura celular. Uma fina folha de alumínio pode servir como proteção. A radiação de dentro do corpo também é mortal.

O mais perigoso é considerado a radiação gama. Ele penetra pelo corpo. Em grandes doses, causa queimaduras por radiação, doença por radiação e morte. A única proteção contra isso pode ser chumbo e uma espessa camada de concreto.

Os raios X são considerados um tipo especial de radiação gama, que são gerados em um tubo de raios X.

Histórico de Pesquisa

Pela primeira vez, o mundo aprendeu sobre radiação ionizante em 28 de dezembro de 1895. Foi nesse dia que Wilhelm K. Roentgen anunciou que havia descoberto um tipo especial de raios que podiam atravessar vários materiais e o corpo humano. A partir desse momento, muitos médicos e cientistas começaram a trabalhar ativamente com esse fenômeno.

Por muito tempo, ninguém sabia sobre seu efeito no corpo humano. Portanto, na história há muitos casos de morte por exposição excessiva.

Os Curie estudaram detalhadamente as fontes e propriedades que a radiação ionizante possui. Isso possibilitou usá-lo com o máximo benefício, evitando consequências negativas.

Fontes naturais e artificiais de radiação

A natureza criou uma variedade de fontes de radiação ionizante. Em primeiro lugar, é a radiação da luz solar e do espaço. A maior parte é absorvida pela camada de ozônio, que está bem acima do nosso planeta. Mas alguns deles atingem a superfície da Terra.

Na própria Terra, ou melhor, em suas profundezas, existem algumas substâncias que produzem radiação. Entre eles estão isótopos de urânio, estrôncio, radônio, césio e outros.

Fontes artificiais de radiação ionizante são criadas pelo homem para uma variedade de pesquisas e produção. Ao mesmo tempo, a força da radiação pode ser muitas vezes maior do que os indicadores naturais.

Mesmo em condições de proteção e cumprimento das medidas de segurança, as pessoas recebem doses de radiação nocivas à saúde.

Unidades de medida e doses

A radiação ionizante geralmente está correlacionada com sua interação com o corpo humano. Portanto, todas as unidades de medida estão de alguma forma relacionadas à capacidade de uma pessoa de absorver e acumular energia de ionização.

No sistema SI, as doses de radiação ionizante são medidas em unidades chamadas de grays (Gy). Mostra a quantidade de energia por unidade de substância irradiada. Um Gy equivale a um J/kg. Mas por conveniência, a unidade fora do sistema rad é mais usada. É igual a 100 gr.

O fundo de radiação no solo é medido por doses de exposição. Uma dose é igual a C/kg. Esta unidade é usada no sistema SI. A unidade fora do sistema correspondente a ele é chamada de roentgen (R). Para obter uma dose absorvida de 1 rad, deve-se sucumbir a uma dose de exposição de cerca de 1 R.

Uma vez que diferentes tipos de radiação ionizante têm uma carga de energia diferente, sua medição geralmente é comparada com a influência biológica. No sistema SI, a unidade desse equivalente é o sievert (Sv). Sua contraparte fora do sistema é rem.

Quanto mais forte e mais longa a radiação, mais energia absorvida pelo corpo, mais perigosa sua influência. Para descobrir o tempo permitido para uma pessoa permanecer na poluição por radiação, são usados ​​dispositivos especiais - dosímetros que medem a radiação ionizante. Estes são dispositivos para uso individual e grandes instalações industriais.

Efeito no corpo

Ao contrário da crença popular, qualquer radiação ionizante nem sempre é perigosa e mortal. Isso pode ser visto no exemplo dos raios ultravioleta. Em pequenas doses, estimulam a geração de vitamina D no corpo humano, a regeneração celular e o aumento do pigmento melanina, que confere um belo bronzeado. Mas a exposição prolongada causa queimaduras graves e pode causar câncer de pele.

Nos últimos anos, o efeito da radiação ionizante no corpo humano e sua aplicação prática tem sido ativamente estudado.

Em pequenas doses, a radiação não causa nenhum dano ao corpo. Até 200 miliroentgens podem reduzir o número de glóbulos brancos. Os sintomas de tal exposição serão náuseas e tonturas. Cerca de 10% das pessoas morrem após receber tal dose.

Grandes doses causam distúrbios digestivos, perda de cabelo, queimaduras na pele, alterações na estrutura celular do corpo, desenvolvimento de células cancerígenas e morte.

Doença de radiação

A ação prolongada da radiação ionizante no corpo e o recebimento de uma grande dose de radiação podem causar doença por radiação. Mais da metade dos casos desta doença são fatais. O resto se torna a causa de uma série de doenças genéticas e somáticas.

No nível genético, as mutações ocorrem nas células germinativas. Suas mudanças tornam-se evidentes nas próximas gerações.

As doenças somáticas são expressas pela carcinogênese, alterações irreversíveis em vários órgãos. O tratamento destas doenças é longo e bastante difícil.

Tratamento de lesões por radiação

Como resultado dos efeitos patogênicos da radiação no corpo, ocorrem várias lesões de órgãos humanos. Dependendo da dose de radiação, diferentes métodos de terapia são realizados.

Em primeiro lugar, o paciente é colocado em uma enfermaria estéril para evitar a possibilidade de infecção de áreas abertas da pele afetada. Além disso, são realizados procedimentos especiais que contribuem para a rápida remoção de radionuclídeos do corpo.

Para lesões graves, um transplante de medula óssea pode ser necessário. Da radiação, perde a capacidade de reproduzir glóbulos vermelhos.

Mas, na maioria dos casos, o tratamento de lesões leves é reduzido à anestesia das áreas afetadas, estimulando a regeneração celular. Muita atenção é dada à reabilitação.

Impacto da radiação ionizante no envelhecimento e no câncer

Em conexão com a influência dos raios ionizantes no corpo humano, os cientistas realizaram vários experimentos provando a dependência dos processos de envelhecimento e carcinogênese da dose de radiação.

Grupos de culturas celulares foram irradiados em condições de laboratório. Como resultado, foi possível comprovar que mesmo uma leve irradiação contribui para a aceleração do envelhecimento celular. Além disso, quanto mais antiga a cultura, mais ela está sujeita a esse processo.

A irradiação prolongada leva à morte celular ou divisão e crescimento anormal e rápido. Este fato indica que a radiação ionizante tem efeito cancerígeno no corpo humano.

Ao mesmo tempo, o impacto das ondas nas células cancerígenas afetadas levou à sua morte completa ou à interrupção de seus processos de divisão. Esta descoberta ajudou a desenvolver uma técnica para o tratamento de cânceres humanos.

Aplicações práticas da radiação

Pela primeira vez, a radiação começou a ser usada na prática médica. Com a ajuda de raios-X, os médicos conseguiram olhar dentro do corpo humano. Ao mesmo tempo, quase nenhum dano foi feito a ele.

Além disso, com a ajuda da radiação, eles começaram a tratar o câncer. Na maioria dos casos, esse método tem um efeito positivo, apesar de todo o corpo estar exposto a um forte efeito da radiação, o que acarreta vários sintomas de doença por radiação.

Além da medicina, os raios ionizantes são usados ​​em outras indústrias. Os topógrafos que usam radiação podem estudar as características estruturais da crosta terrestre em suas seções individuais.

A capacidade de alguns fósseis de liberar uma grande quantidade de energia, a humanidade aprendeu a usar para seus próprios propósitos.

Poder nuclear

A energia nuclear é o futuro de toda a população da Terra. As usinas nucleares são fontes de eletricidade relativamente baratas. Desde que sejam operadas adequadamente, tais usinas são muito mais seguras do que termelétricas e hidrelétricas. Das usinas nucleares, há muito menos poluição ambiental, tanto com excesso de calor quanto com resíduos de produção.

Ao mesmo tempo, com base na energia atômica, os cientistas desenvolveram armas de destruição em massa. No momento, existem tantas bombas atômicas no planeta que o lançamento de um pequeno número delas pode causar um inverno nuclear, pelo qual quase todos os organismos vivos que o habitam morrerão.

Meios e métodos de proteção

O uso da radiação na vida cotidiana requer sérias precauções. A proteção contra radiações ionizantes é dividida em quatro tipos: tempo, distância, número e blindagem das fontes.

Mesmo em um ambiente com forte radiação de fundo, uma pessoa pode permanecer por algum tempo sem prejudicar sua saúde. É este momento que determina a proteção do tempo.

Quanto maior a distância da fonte de radiação, menor a dose de energia absorvida. Portanto, o contato próximo com locais onde haja radiação ionizante deve ser evitado. Isso é garantido para proteger contra consequências indesejadas.

Se for possível usar fontes com radiação mínima, elas terão preferência em primeiro lugar. Isso é proteção por quantidade.

Blindagem, por outro lado, significa criar barreiras através das quais os raios nocivos não penetram. Um exemplo disso são as telas de chumbo em salas de raio-x.

proteção doméstica

No caso de uma catástrofe de radiação ser declarada, todas as janelas e portas devem ser imediatamente fechadas e tentar estocar água de fontes fechadas. Os alimentos só devem ser enlatados. Ao se deslocar em uma área aberta, cubra o corpo o máximo possível com roupas e o rosto com um respirador ou gaze molhada. Tente não trazer roupas e sapatos para dentro de casa.

Também é necessário se preparar para uma possível evacuação: coletar documentos, suprimentos de roupas, água e comida por 2-3 dias.

Radiação ionizante como fator ambiental

Existem muitas áreas contaminadas com radiação no planeta Terra. A razão para isso são processos naturais e desastres causados ​​pelo homem. Os mais famosos deles são o acidente de Chernobyl e as bombas atômicas sobre as cidades de Hiroshima e Nagasaki.

Em tais lugares, uma pessoa não pode ficar sem danos à sua própria saúde. Ao mesmo tempo, nem sempre é possível saber antecipadamente sobre a poluição por radiação. Às vezes, até mesmo um fundo de radiação não crítico pode causar um desastre.

A razão para isso é a capacidade dos organismos vivos de absorver e acumular radiação. Ao mesmo tempo, eles próprios se transformam em fontes de radiação ionizante. As conhecidas piadas "negras" sobre os cogumelos de Chernobyl baseiam-se precisamente nessa propriedade.

Nesses casos, a proteção contra radiações ionizantes é reduzida ao fato de que todos os produtos de consumo são submetidos a um cuidadoso exame radiológico. Ao mesmo tempo, sempre há a chance de comprar os famosos "cogumelos de Chernobyl" em mercados espontâneos. Portanto, você deve evitar comprar de vendedores não verificados.

O corpo humano tende a acumular substâncias perigosas, resultando em um envenenamento gradual por dentro. Não se sabe quando exatamente os efeitos desses venenos se farão sentir: em um dia, um ano ou uma geração.

A radiação ionizante é a radiação eletromagnética que é criada durante o decaimento radioativo, transformações nucleares, desaceleração de partículas carregadas na matéria e forma íons de vários sinais ao interagir com o meio ambiente.

Interação com a matéria de partículas carregadas, raios gama e raios X. Partículas corpusculares de origem nuclear (-partes, partículas, nêutrons, prótons, etc.), bem como radiação de fótons (-quanta e raios X e bremsstrahlung) possuem energia cinética significativa. Interagindo com a matéria, eles perdem essa energia principalmente como resultado de interações elásticas com núcleos atômicos ou elétrons (como acontece durante a interação de bolas de bilhar), dando-lhes toda ou parte de sua energia para excitar átomos (ou seja, transferência de um elétron de um mais próximo da órbita mais distante do núcleo), bem como a ionização de átomos ou moléculas do meio (ou seja, a separação de um ou mais elétrons de átomos)

A interação elástica é característica de partículas neutras (trons) e fótons sem carga. Nesse caso, o nêutron, interagindo com os átomos, pode, de acordo com as leis da mecânica clássica, transferir parte da energia proporcional às massas das partículas em colisão. Se for um átomo pesado, apenas parte da energia é transferida. Se for um átomo de hidrogênio igual à massa de um nêutron, então toda a energia é transferida. Neste caso, o nêutron é desacelerado para energias térmicas da ordem de frações de um volt elétrico e então entra em reações nucleares. Ao atingir um átomo, um nêutron pode transferir para ele uma quantidade de energia suficiente para o núcleo “saltar” da camada eletrônica. Nesse caso, forma-se uma partícula carregada, que possui uma velocidade significativa, capaz de ionizar o meio.

Da mesma forma, a interação com a matéria e fóton. Ele não é capaz de ionizar o meio sozinho, mas elimina elétrons do átomo, que produzem a ionização do meio. Os nêutrons e a radiação de fótons são radiações ionizantes indiretas.

Partículas carregadas (- e -partículas), prótons e outros são capazes de ionizar o meio devido à interação com o campo elétrico do átomo e o campo elétrico do núcleo. Nesse caso, as partículas carregadas desaceleram e se desviam da direção de seu movimento, enquanto emitem bremsstrahlung, uma das variedades de radiação de fótons.

Partículas carregadas podem, devido a interações inelásticas, transferir para os átomos do meio uma quantidade de energia insuficiente para a ionização. Nesse caso, formam-se átomos em estado excitado, que transferem essa energia para outros átomos, ou emitem quanta de radiação característica, ou, colidindo com outros átomos excitados, podem obter energia suficiente para ionizar os átomos.

Como regra, quando a radiação interage com substâncias, ocorrem todos os três tipos de consequências dessa interação: colisão elástica, excitação e ionização. No exemplo da interação dos elétrons com a matéria na Tabela. 3.15 mostra a participação relativa e a energia perdida por eles para vários processos de interação.

Tabela 3.15

Parcela relativa de energia perdida por elétrons como resultado de vários processos de interação, %

Energia, eV	Interação elástica	Excitação do átomo	Ionizacao

O processo de ionização é o efeito mais importante sobre o qual são construídos quase todos os métodos de dosimetria da radiação nuclear, principalmente a radiação ionizante indireta.

No processo de ionização, duas partículas carregadas são formadas: um íon positivo (ou um átomo que perdeu um elétron de sua camada externa) e um elétron livre. Com cada ato de interação, um ou mais elétrons podem ser arrancados.

O verdadeiro trabalho de ionização de um átomo é de 10 ... 17 eV, ou seja, quanta energia é necessária para separar um elétron de um átomo. Foi estabelecido experimentalmente que a energia transferida para a formação de um par de íons no ar é, em média, 35 eV para partículas e 34 eV para elétrons, e para a substância de um tecido biológico, aproximadamente 33 eV. A diferença é definida como segue. A energia média gasta na formação de um par de íons é determinada experimentalmente como a razão entre a energia da partícula primária e o número médio de pares de íons formados por uma partícula ao longo de toda a sua trajetória. Como as partículas carregadas gastam sua energia nos processos de excitação e ionização, o valor experimental da energia de ionização inclui todos os tipos de perdas de energia relacionadas à formação de um par de íons. A Tabela 1 fornece confirmação experimental do acima. 3.14.

doses de radiação. Quando a radiação ionizante passa por uma substância, ela é afetada apenas pela parte da energia da radiação que é transferida para a substância, absorvida por ela. A porção de energia transferida por radiação para uma substância é chamada de dose.

Uma característica quantitativa da interação da radiação ionizante com uma substância é a dose absorvida. A dose absorvida D (J/kg) é a razão entre a energia média de He transferida por radiação ionizante para uma substância em um volume elementar, para uma unidade de massa dm de uma substância neste volume

No sistema SI, a unidade de dose absorvida é o cinza (Gy), em homenagem ao físico e radiobiólogo inglês L. Gray. 1 Gy corresponde à absorção de uma média de 1 J de energia de radiação ionizante em uma massa de matéria igual a 1 kg. 1 Gy \u003d 1 Jkg -1.

Dose equivalente H é a dose absorvida em um órgão ou tecido multiplicada pelo fator de ponderação apropriado para essa radiação, W R

onde D T,R é a dose média absorvida no órgão ou tecido T, W R é o fator de ponderação para a radiação R. Se o campo de radiação consiste em várias radiações com diferentes valores de W R , a dose equivalente é determinada como:

A unidade de dose equivalente é Jkg. -1, que tem um nome especial sievert (Sv).

A dose efetiva E é um valor usado como medida da ocorrência de efeitos a longo prazo da irradiação de todo o corpo humano e seus órgãos individuais, levando em consideração sua radiossensibilidade. Representa a soma dos produtos da dose equivalente em um órgão e o coeficiente correspondente para um determinado órgão ou tecido:

onde é a dose equivalente ao tecido T ao longo do tempo, e W T é o fator de ponderação para o tecido T. A unidade de dose efetiva é Jkg -1 , que tem um nome especial - sievert (Sv).

Dose efetiva coletiva S - o valor que determina o efeito total da radiação em um grupo de pessoas, é definido como:

onde é a dose efetiva média do i-ésimo subgrupo de um grupo de pessoas, é o número de pessoas no subgrupo.

A unidade de dose coletiva efetiva é man-sievert (man-Sv).

O mecanismo da ação biológica das radiações ionizantes. O efeito biológico da radiação em um organismo vivo começa no nível celular. Um organismo vivo é formado por células. Uma célula animal consiste em uma membrana celular que envolve uma massa gelatinosa - o citoplasma, que contém um núcleo mais denso. O citoplasma consiste em compostos orgânicos de natureza protéica, formando uma rede espacial, cujas células são preenchidas com água, sais dissolvidos nela e moléculas relativamente pequenas de lipídios - substâncias semelhantes em propriedades às gorduras. O núcleo é considerado a parte vital mais sensível da célula, e seus principais elementos estruturais são os cromossomos. No centro da estrutura dos cromossomos está uma molécula de ácido dioxirribonucleico (DNA), que contém as informações hereditárias do organismo. Seções separadas de DNA responsáveis ​​pela formação de uma certa característica elementar são chamadas de genes ou "tijolos de hereditariedade". Os genes estão localizados nos cromossomos em uma ordem estritamente definida, e cada organismo corresponde a um determinado conjunto de cromossomos em cada célula. Nos humanos, cada célula contém 23 pares de cromossomos. Durante a divisão celular (mitose), os cromossomos são duplicados e organizados em uma determinada ordem nas células filhas.

A radiação ionizante causa quebra de cromossomos (aberrações cromossômicas), após o que as extremidades quebradas são unidas em novas combinações. Isso leva a uma mudança no aparelho gênico e à formação de células filhas que não são as mesmas que as originais. Se ocorrerem aberrações cromossômicas persistentes em células germinativas, isso leva a mutações, ou seja, o aparecimento de descendentes com outras características em indivíduos irradiados. As mutações são úteis se levarem a um aumento da vitalidade do organismo e prejudiciais se se manifestarem na forma de várias malformações congênitas. A prática mostra que, sob a ação da radiação ionizante, a probabilidade de ocorrência de mutações benéficas é pequena.

No entanto, em qualquer célula, foram encontrados processos em operação contínua para reparar danos químicos nas moléculas de DNA. Descobriu-se também que o DNA é suficientemente resistente à quebra causada pela radiação. É necessário fazer sete destruições da estrutura do DNA para que ela não possa mais ser restaurada, ou seja, somente neste caso ocorre a mutação. Com um número menor de quebras, o DNA é restaurado em sua forma original. Isso indica a alta força dos genes em relação às influências externas, incluindo a radiação ionizante.

A destruição de moléculas vitais para o corpo é possível não apenas com sua destruição direta por radiação ionizante (teoria do alvo), mas também com ação indireta, quando a própria molécula não absorve diretamente a energia da radiação, mas a recebe de outra molécula (solvente). , que inicialmente absorveu essa energia. Neste caso, o efeito da radiação é devido ao efeito secundário dos produtos da radiólise do solvente (decomposição) nas moléculas de DNA. Este mecanismo é explicado pela teoria dos radicais. Acertos diretos repetidos de partículas ionizantes na molécula de DNA, especialmente em suas áreas sensíveis - os genes, podem causar seu decaimento. No entanto, a probabilidade de tais acertos é menor do que a de acertos nas moléculas de água, que servem como o principal solvente na célula. Portanto, a radiólise da água, ou seja, O decaimento sob a ação da radiação em radicais hidrogênio (H e hidroxila (OH), seguido pela formação de hidrogênio molecular e peróxido de hidrogênio, é de suma importância nos processos radiobiológicos. A presença de oxigênio no sistema potencializa esses processos. teoria dos radicais, os íons desempenham o papel principal no desenvolvimento de mudanças biológicas e radicais, que são formados na água ao longo da trajetória das partículas ionizantes.

A alta capacidade dos radicais de entrar em reações químicas determina os processos de sua interação com moléculas biologicamente importantes localizadas em sua vizinhança imediata. Em tais reações, as estruturas das substâncias biológicas são destruídas e isso, por sua vez, leva a mudanças nos processos biológicos, incluindo os processos de formação de novas células.

Consequências da exposição humana às radiações ionizantes. Quando ocorre uma mutação em uma célula, ela se espalha para todas as células do novo organismo, formado por divisão. Além dos efeitos genéticos que podem afetar as gerações subsequentes (deformidades congênitas), existem também os chamados efeitos somáticos (corporais) que são perigosos não apenas para o próprio organismo (mutação somática), mas também para sua prole. A mutação somática se estende apenas a um certo círculo de células formado por divisão ordinária da célula primária que sofreu uma mutação.

O dano somático ao corpo por radiação ionizante é o resultado da exposição à radiação em um grande complexo - grupos de células que formam determinados tecidos ou órgãos. A radiação retarda ou mesmo interrompe completamente o processo de divisão celular, no qual sua vida realmente se manifesta, e a radiação suficientemente forte acaba matando as células. O efeito destrutivo da radiação é especialmente perceptível em tecidos jovens. Esta circunstância é usada, em particular, para proteger o corpo de neoplasias malignas (por exemplo, tumores cancerígenos), que são destruídas sob a influência da radiação ionizante muito mais rapidamente do que as células benignas. Os efeitos somáticos incluem danos locais à pele (queimadura por radiação), catarata ocular (turvação do cristalino), danos aos órgãos genitais (esterilização a curto prazo ou permanente), etc.

Ao contrário dos efeitos somáticos, os efeitos genéticos da radiação são difíceis de detectar, pois atuam em um pequeno número de células e possuem um longo período de latência, medido em dezenas de anos após a exposição. Tal perigo existe mesmo com radiação muito fraca, que, embora não destrua as células, pode causar mutações cromossômicas e alterar propriedades hereditárias. A maioria dessas mutações aparece apenas quando o embrião recebe cromossomos danificados da mesma maneira de ambos os pais. Os resultados das mutações, incluindo a mortalidade por efeitos hereditários - a chamada morte genética, foram observados muito antes de as pessoas começarem a construir reatores nucleares e usar armas nucleares. As mutações podem ser causadas por raios cósmicos, bem como pela radiação natural de fundo da Terra, que, segundo especialistas, responde por 1% das mutações humanas.

Foi estabelecido que não existe um nível mínimo de radiação abaixo do qual a mutação não ocorre. O número total de mutações causadas pela radiação ionizante é proporcional ao tamanho da população e à dose média de radiação. A manifestação dos efeitos genéticos depende pouco da taxa de dose, mas é determinada pela dose total acumulada, independentemente de ter sido recebida em 1 dia ou 50 anos. Acredita-se que os efeitos genéticos não tenham um limite de dose. Os efeitos genéticos são determinados apenas pela dose coletiva efetiva de man-sievert (man-Sv), e a detecção de um efeito em um indivíduo individual é praticamente imprevisível.

Ao contrário dos efeitos genéticos, que são causados ​​por baixas doses de radiação, os efeitos somáticos sempre começam em uma determinada dose limite: em doses mais baixas, não ocorrem danos ao corpo. Outra diferença entre dano somático e genético é que o corpo é capaz de superar os efeitos da exposição ao longo do tempo, enquanto o dano celular é irreversível.

Os valores de algumas doses e efeitos da exposição à radiação no corpo são dados na Tabela. 3.16.

Tabela 3.16

Forçamento radiativo e efeitos biológicos relacionados

Impacto
	Taxa de dose ou duração	Irradiação	Efeito biológico
	Em uma semana		Praticamente ausente
	Diariamente (por vários anos)		Leucemia
	de uma vez		Anormalidades cromossômicas em células tumorais (cultura de tecidos correspondentes)
	Em uma semana		Praticamente ausente
	Acumulação de pequenas doses		Duplicar os efeitos mutagênicos em uma geração
	de uma vez
			SD 50 para pessoas
			Queda de cabelo (reversível)
	0,1-0,5 Sv/dia		Pode ser tratado no hospital
	3 Sv/dia ou acúmulo de baixas doses		catarata de radiação
			A ocorrência de câncer de órgãos altamente radiossensíveis
			A ocorrência de câncer de órgãos moderadamente radiossensíveis
			Limite de dose para tecido nervoso
			Limite de dose para o trato gastrointestinal

Observação. O - exposição corporal total; L - irradiação local; SD 50 é a dose que leva a 50% de mortalidade entre os indivíduos expostos.

Regulação da exposição às radiações ionizantes. Os principais regulamentos legais no campo da segurança contra radiação incluem as Normas de Segurança contra Radiação (NRB-99). O documento pertence à categoria de normas sanitárias (SP 2.6.1.758-99), aprovada pelo Médico Sanitário Estadual da Federação Russa em 2 de julho de 1999.

Os padrões de segurança contra radiação incluem termos e definições que devem ser usados ​​na solução de problemas de segurança contra radiação. Eles também estabelecem três classes de diretrizes: limites de dose básicos; níveis permitidos derivados de limites de dose; limites de ingestão anual, volume de ingestão média anual permitida, atividades específicas, níveis permitidos de contaminação das superfícies de trabalho, etc.; níveis de controle.

O racionamento da radiação ionizante é determinado pela natureza do impacto da radiação ionizante no corpo humano. Ao mesmo tempo, distinguem-se dois tipos de efeitos relacionados às doenças na prática médica: efeitos limiares determinísticos (doença por radiação, queimadura por radiação, catarata por radiação, anomalias do desenvolvimento fetal, etc.) , leucemia, doenças hereditárias).

Garantir a segurança contra radiação é determinado pelos seguintes princípios básicos:

• 1. O princípio do racionamento é não exceder os limites permitidos de doses individuais de exposição dos cidadãos a todas as fontes de radiação ionizante.
• 2. O princípio da justificação é a proibição de todos os tipos de atividades que envolvam o uso de fontes de radiação ionizante, em que o benefício recebido para uma pessoa e sociedade não exceda o risco de possíveis danos causados ​​por exposição adicional à radiação natural de fundo .
• 3. O princípio da otimização é manter o nível mais baixo possível e alcançável, levando em consideração fatores econômicos e sociais, doses individuais de exposição e o número de pessoas expostas ao usar qualquer fonte de radiação ionizante.

Para efeitos de avaliação socioeconómica do impacto das radiações ionizantes nas pessoas, a fim de calcular as probabilidades de perdas e justificar os custos da proteção radiológica, ao implementar o princípio de otimização NRB-99, é introduzido que a exposição a um efeito colectivo dose de 1 homem-Sv leva à perda de 1 homem-ano de vida da população.

NRB -- 99 introduzem os conceitos de risco individual e coletivo, bem como determinam o valor do valor máximo do nível de risco negligenciado de exposição à radiação. De acordo com essas normas, o risco individual e coletivo ao longo da vida de ocorrência de efeitos estocásticos (probabilísticos) é determinado de acordo

onde r, R -- risco vitalício individual e coletivo, respectivamente; E - dose efetiva individual; -- probabilidade de o i-ésimo indivíduo receber uma dose efetiva anual de E a E + dE; r E é o coeficiente de risco ao longo da vida de reduzir a duração de um período de vida completo em uma média de 15 anos, um efeito estocástico (de câncer fatal, efeitos hereditários graves e câncer não fatal, reduzido em termos de danos a consequências de câncer), igual a

para exposição industrial:

1/pessoa-Sv em mSv/ano

1/pessoa-Sv em mSv/ano

para exposição pública:

1/pessoa-Sv em mSv/ano;

1/pessoa-Sv em mSv/ano

Para fins de segurança de radiação durante a irradiação durante o ano, o risco individual de redução na duração de uma vida plena como resultado da ocorrência de consequências graves de efeitos determinísticos é conservadoramente considerado igual a:

onde é a probabilidade do i-ésimo indivíduo ser irradiado com dose maior que D ao manusear a fonte durante o ano; D é a dose limite para um efeito determinístico.

A exposição potencial de um grupo de N indivíduos é justificada se

onde é a redução média na duração de um período de vida completo como resultado da ocorrência de efeitos estocásticos, igual a 15 anos; -- a redução média na duração de uma vida plena como resultado da ocorrência de graves consequências de efeitos determinísticos, igual a 45 anos; -- o equivalente monetário da perda de 1 homem-ano de vida da população; V-- renda da produção; P - o custo da produção principal, exceto danos de proteção; Y - dano de defesa.

A NRB-99 enfatiza que a redução do risco ao nível mais baixo possível (otimização) deve ser realizada levando em consideração duas circunstâncias:

• - o limite de risco regula a exposição potencial de todas as fontes possíveis. Portanto, para cada fonte, o limite de risco é definido durante a otimização;
• - ao reduzir o risco de exposição potencial, existe um nível mínimo de risco abaixo do qual o risco é considerado negligenciável e uma redução adicional do risco é inadequada.

O limite de risco individual para exposição tecnogênica do pessoal é considerado 1,010 -3 por 1 ano, e para a população 5,010 -5 por 1 ano.

O nível de risco insignificante separa a área de otimização de risco e a área de risco incondicionalmente aceitável e é 10 -6 por 1 ano.

NRB-99 introduz as seguintes categorias de pessoas expostas:

• - pessoal e pessoas que trabalham com fontes tecnogênicas (grupo A) ou que, devido às condições de trabalho, estejam na área de sua influência (grupo B);
• - toda a população, incluindo pessoas do quadro, fora do âmbito e das condições das suas atividades produtivas.

Tabela 3.17

Limites de dose básicos

Notas. * As doses de exposição, como todos os outros níveis de derivativos permitidos para o pessoal do grupo B, não devem exceder 1/4 dos valores para o pessoal do grupo A.

** Refere-se ao valor médio em uma camada de 5 mg/cm2 sob uma camada de cobertura de 5 mg/cm2. Nas palmas, a espessura da camada de cobertura é de 40 mg/cm 2 .

Os principais limites de dose para o pessoal exposto e o público não incluem doses de fontes naturais, médicas de radiação ionizante e a dose devido a acidentes de radiação. Esses tipos de exposição estão sujeitos a restrições especiais.

A NRB-99 estipula que, com a exposição simultânea a fontes de exposição externa e interna, deve ser atendida a condição de que a razão entre a dose de exposição externa e o limite de dose e a razão entre a ingestão anual de nuclídeos e seus limites no total não exceda 1.

Para o pessoal do sexo feminino com idade inferior a 45 anos, a dose equivalente na pele na superfície do abdome inferior não deve exceder 1 mSv por mês, e a ingestão de radionuclídeos no corpo não deve exceder 1/20 do limite de ingestão anual para pessoal por ano. Ao mesmo tempo, a dose equivalente de irradiação do feto por 2 meses de gravidez não diagnosticada não excede 1 mSv.

Ao determinar a gravidez de mulheres da equipe, os empregadores devem transferi-las para outro trabalho que não esteja relacionado à radiação.

Para os alunos menores de 21 anos que estejam expostos a fontes de radiação ionizante, as doses anuais acumuladas não devem ultrapassar os valores estabelecidos para o público.

Ao realizar estudos científicos preventivos de raios-X médicos de indivíduos praticamente saudáveis, a dose efetiva anual de radiação não deve exceder 1 mSv.

A NRB-99 também estabelece requisitos para limitar a exposição pública em um acidente de radiação.

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Introdução

A radiação ionizante natural está presente em todos os lugares. Vem do espaço na forma de raios cósmicos. Está no ar na forma de radiação de radônio radioativo e suas partículas secundárias. Os isótopos radioativos de origem natural penetram com alimentos e água em todos os organismos vivos e permanecem neles. A radiação ionizante não pode ser evitada. O fundo radioativo natural sempre existiu na Terra, e a vida se originou no campo de sua radiação, e então - muito, muito mais tarde - o homem apareceu. Essa radiação natural (natural) nos acompanha ao longo de nossas vidas.

O fenômeno físico da radioatividade foi descoberto em 1896 e hoje é amplamente utilizado em muitos campos. Apesar da radiofobia, as usinas nucleares desempenham um papel importante no setor de energia em muitos países. Os raios X são usados ​​na medicina para diagnosticar lesões e doenças internas. Várias substâncias radioativas são usadas na forma de átomos marcados para estudar o funcionamento dos órgãos internos e estudar os processos metabólicos. A radioterapia usa radiação gama e outros tipos de radiação ionizante para tratar o câncer. Substâncias radioativas são amplamente utilizadas em vários dispositivos de controle, e a radiação ionizante (principalmente raios X) é usada para fins de detecção de falhas industriais. Sinais de saída em edifícios e aviões, graças ao conteúdo de trítio radioativo, brilham no escuro em caso de falta de energia repentina. Muitos alarmes de incêndio em residências e prédios públicos contêm amerício radioativo.

Radiações radioativas de diferentes tipos com diferentes espectros de energia são caracterizadas por diferentes habilidades de penetração e ionização. Essas propriedades determinam a natureza de seu impacto na matéria viva de objetos biológicos.

Acredita-se que algumas das mudanças e mutações hereditárias em animais e plantas estejam associadas à radiação de fundo.

No caso de uma explosão nuclear, ocorre um centro de lesão nuclear no solo - um território onde os fatores de destruição em massa de pessoas são a radiação luminosa, a radiação penetrante e a contaminação radioativa da área.

Como resultado do efeito prejudicial da radiação da luz, podem ocorrer queimaduras maciças e danos nos olhos. Vários tipos de abrigos são adequados para proteção e em áreas abertas - roupas e óculos especiais.

Radiação penetrante são raios gama e um fluxo de nêutrons que emanam da zona de uma explosão nuclear. Eles podem se espalhar por milhares de metros, penetrar em diversos meios, causando ionização de átomos e moléculas. Penetrando nos tecidos do corpo, os raios gama e os nêutrons interrompem os processos biológicos e as funções dos órgãos e tecidos, resultando no desenvolvimento da doença da radiação. A contaminação radioativa da área é criada devido à adsorção de átomos radioativos pelas partículas do solo (a chamada nuvem radioativa, que se move na direção do movimento do ar). O principal perigo para as pessoas em áreas contaminadas é a radiação beta-gama externa e a entrada de produtos de explosão nuclear no corpo e na pele.

Explosões nucleares, liberações de radionuclídeos por usinas nucleares e o uso generalizado de fontes de radiação ionizante em diversas indústrias, agricultura, medicina e pesquisas científicas levaram a um aumento global da exposição da população da Terra. Fontes antropogênicas de exposição externa e interna foram adicionadas à exposição natural.

Durante as explosões nucleares, os radionuclídeos de fissão, a atividade induzida e a parte indivisa da carga (urânio, plutônio) entram no ambiente. A atividade induzida ocorre quando os nêutrons são capturados pelos núcleos de átomos de elementos localizados na estrutura do produto, ar, solo e água. De acordo com a natureza da radiação, todos os radionuclídeos de fissão e atividade induzida são classificados como - ou, - emissores.

Fallouts são divididos em locais e globais (troposféricos e estratosféricos). A precipitação local, que pode incluir mais de 50% do material radioativo gerado a partir de explosões no solo, são grandes partículas de aerossol que caem a uma distância de cerca de 100 km do local da explosão. A precipitação global é devido a partículas finas de aerossol.

Os radionuclídeos depositados na superfície da Terra tornam-se uma fonte de exposição a longo prazo.

O impacto da precipitação radioativa em humanos inclui -, - exposição externa devido a radionuclídeos presentes na superfície do ar e depositados na superfície da terra, exposição de contato como resultado da contaminação da pele e roupas e exposição interna de radionuclídeos que entram no corpo com ar inalado e alimentos e água contaminados. O radionuclídeo crítico no período inicial é o iodo radioativo e, posteriormente, 137Cs e 90Sr.

1. História da descoberta da radiação radioativa

A radioatividade foi descoberta em 1896 pelo físico francês A. Becquerel. Ele estava envolvido no estudo da conexão entre a luminescência e os raios X recentemente descobertos.

Becquerel teve a ideia: qualquer luminescência não é acompanhada de raios-x? Para testar seu palpite, ele pegou vários compostos, incluindo um dos sais de urânio, que fosforescente luz amarelo-esverdeada. Depois de iluminá-lo com a luz do sol, embrulhou o sal em papel preto e o colocou em um armário escuro sobre uma chapa fotográfica, também embrulhada em papel preto. Algum tempo depois, tendo mostrado o prato, Becquerel realmente viu a imagem de um pedaço de sal. Mas a radiação luminescente não conseguia passar pelo papel preto, e apenas os raios X podiam iluminar a placa nessas condições. Becquerel repetiu o experimento várias vezes com igual sucesso. No final de fevereiro de 1896, em uma reunião da Academia Francesa de Ciências, ele fez um relatório sobre a emissão de raios X de substâncias fosforescentes.

Depois de algum tempo, uma placa foi acidentalmente desenvolvida no laboratório de Becquerel, na qual havia sal de urânio, não irradiado pela luz solar. Ela, é claro, não fosforesceu, mas a impressão na placa acabou. Então Becquerel começou a testar vários compostos e minerais de urânio (incluindo aqueles que não apresentam fosforescência), além de urânio metálico. A placa estava constantemente iluminada. Ao colocar uma cruz de metal entre o sal e a placa, Becquerel obteve os contornos fracos da cruz na placa. Então ficou claro que foram descobertos novos raios que passam por objetos opacos, mas não são raios-X.

Becquerel estabeleceu que a intensidade da radiação é determinada apenas pela quantidade de urânio na preparação e não depende de quais compostos ela está incluída. Assim, essa propriedade era inerente não aos compostos, mas ao elemento químico - urânio.

Becquerel compartilha sua descoberta com os cientistas com quem colaborou. Em 1898, Marie Curie e Pierre Curie descobriram a radioatividade do tório, e mais tarde descobriram os elementos radioativos polônio e rádio.

Eles descobriram que todos os compostos de urânio e, em grande medida, o próprio urânio têm a propriedade de radioatividade natural. Becquerel voltou aos luminóforos que o interessavam. É verdade que ele fez outra grande descoberta relacionada à radioatividade. Certa vez, para uma palestra pública, Becquerel precisava de uma substância radioativa, pegou-a dos Curie e colocou o tubo de ensaio no bolso do colete. Depois de dar uma palestra, ele devolveu a preparação radioativa aos proprietários e, no dia seguinte, encontrou vermelhidão da pele na forma de um tubo de ensaio no corpo sob o bolso do colete. Becquerel contou isso a Pierre Curie e ele montou um experimento: por dez horas ele usou um tubo de ensaio com rádio amarrado ao antebraço. Alguns dias depois, ele também desenvolveu vermelhidão, que se transformou em uma úlcera grave, da qual sofreu por dois meses. Assim, o efeito biológico da radioatividade foi descoberto pela primeira vez.

Mas mesmo depois disso, os Curie fizeram seu trabalho com coragem. Basta dizer que Marie Curie morreu de doença de radiação (no entanto, ela viveu até os 66 anos).

Em 1955, os cadernos de Marie Curie foram examinados. Eles ainda irradiam, graças à contaminação radioativa introduzida quando foram preenchidos. Em uma das folhas, uma impressão digital radioativa de Pierre Curie foi preservada.

O conceito de radioatividade e tipos de radiação.

Radioatividade - a capacidade de alguns núcleos atômicos se transformarem espontaneamente (espontaneamente) em outros núcleos com a emissão de vários tipos de radiação radioativa e partículas elementares. A radioatividade é dividida em natural (observada em isótopos instáveis ​​que existem na natureza) e artificial (observada em isótopos obtidos por meio de reações nucleares).

A radiação radioativa é dividida em três tipos:

Radiação - é desviada por campos elétricos e magnéticos, possui alta capacidade ionizante e baixo poder de penetração; é uma corrente de núcleos de hélio; a carga da partícula é +2e, e a massa coincide com a massa do núcleo do isótopo de hélio 42He.

Radiação - defletida por campos elétricos e magnéticos; seu poder de ionização é muito menor (em cerca de duas ordens de grandeza), e seu poder de penetração é muito maior que o das partículas; é um fluxo de elétrons rápidos.

Radiação - não é desviada por campos elétricos e magnéticos, possui uma capacidade ionizante relativamente fraca e um poder de penetração muito alto; é a radiação eletromagnética de ondas curtas com um comprimento de onda extremamente curto< 10-10 м и вследствие этого - ярко выраженными корпускулярными свойствами, то есть является поток частиц - -квантов (фотонов).

A meia-vida T1/2 é o tempo durante o qual o número inicial de núcleos radioativos é, em média, reduzido à metade.

A radiação alfa é um fluxo de partículas carregadas positivamente formadas por 2 prótons e 2 nêutrons. A partícula é idêntica ao núcleo do átomo de hélio-4 (4He2+). É formado durante o decaimento alfa dos núcleos. Pela primeira vez, a radiação alfa foi descoberta por E. Rutherford. Estudando elementos radioativos, em particular, estudando elementos radioativos como urânio, rádio e actínio, E. Rutherford chegou à conclusão de que todos os elementos radioativos emitem raios alfa e beta. E, mais importante, a radioatividade de qualquer elemento radioativo diminui após um certo período de tempo específico. A fonte de radiação alfa são elementos radioativos. Ao contrário de outros tipos de radiação ionizante, a radiação alfa é a mais inofensiva. É perigoso apenas quando tal substância entra no corpo (inalação, comer, beber, esfregar, etc.), pois o alcance de uma partícula alfa, por exemplo, com uma energia de 5 MeV, no ar é de 3,7 cm e no tecido biológico 0, 05 mm. A radiação alfa de um radionuclídeo que entrou no corpo causa uma destruição verdadeiramente assustadora, tk. o fator de qualidade da radiação alfa com energia inferior a 10 MeV é 20mm. e as perdas de energia ocorrem em uma camada muito fina de tecido biológico. Praticamente o queima. Quando as partículas alfa são absorvidas por organismos vivos, podem ocorrer efeitos mutagênicos (fatores que causam mutação), carcinogênicos (substâncias ou um agente físico (radiação) que podem causar o desenvolvimento de neoplasias malignas) e outros efeitos negativos. Capacidade de penetração A. - e. pequeno porque retido por um pedaço de papel.

Partícula beta (partícula beta), uma partícula carregada emitida como resultado do decaimento beta. O fluxo de partículas beta é chamado de raios beta ou radiação beta.

Partículas beta carregadas negativamente são elétrons (in--), carregadas positivamente são pósitrons (in +).

As energias das partículas beta são distribuídas continuamente de zero a alguma energia máxima, dependendo do isótopo em decomposição; esta energia máxima varia de 2,5 keV (para rênio-187) a dezenas de MeV (para núcleos de vida curta longe da linha de estabilidade beta).

Os raios beta sob a ação de campos elétricos e magnéticos desviam-se de uma direção retilínea. A velocidade das partículas em raios beta é próxima da velocidade da luz. Os raios beta são capazes de ionizar gases, causar reações químicas, luminescência, agir em chapas fotográficas.

Doses significativas de radiação beta externa podem causar queimaduras de radiação na pele e levar à doença da radiação. Ainda mais perigosa é a exposição interna de radionuclídeos beta-ativos que entraram no corpo. A radiação beta tem um poder de penetração significativamente menor do que a radiação gama (no entanto, uma ordem de magnitude maior que a radiação alfa). Uma camada de qualquer substância com uma densidade superficial da ordem de 1 g/cm2.

Por exemplo, alguns milímetros de alumínio ou alguns metros de ar absorvem quase completamente partículas beta com uma energia de cerca de 1 MeV.

A radiação gama é um tipo de radiação eletromagnética com um comprimento de onda extremamente curto -< 5Ч10-3 нм и вследствие этого ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. Гамма-квантами являются фотоны высокой энергии. Обычно считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 105 эВ, хотя резкая граница между гамма- и рентгеновским излучением не определена. На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению, если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке -- то к рентгеновскому излучению. Очевидно, физически кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.

A radiação gama é emitida durante as transições entre estados excitados de núcleos atômicos (as energias de tais raios gama variam de ~1 keV a dezenas de MeV). Durante as reações nucleares (por exemplo, durante a aniquilação de um elétron e um pósitron, o decaimento de um píon neutro, etc.), bem como durante a deflexão de partículas carregadas energéticas em campos magnéticos e elétricos.

Os raios gama, ao contrário dos raios b e dos raios b, não são desviados por campos elétricos e magnéticos e são caracterizados por maior poder de penetração em energias iguais e outras coisas sendo iguais. Os raios gama causam a ionização dos átomos da matéria. Os principais processos que ocorrem durante a passagem da radiação gama através da matéria:

Efeito fotoelétrico (o gama-quântico é absorvido pelo elétron da camada atômica, transferindo toda a energia para ele e ionizando o átomo).

Espalhamento Compton (o gama-quântico é espalhado por um elétron, transferindo para ele parte de sua energia).

O nascimento de pares elétron-pósitron (no campo do núcleo, um quantum gama com uma energia de pelo menos 2mec2 = 1,022 MeV se transforma em um elétron e um pósitron).

Processos fotonucleares (em energias acima de várias dezenas de MeV, um quantum gama é capaz de expulsar nucleons do núcleo).

Os raios gama, como quaisquer outros fótons, podem ser polarizados.

A irradiação com raios gama, dependendo da dose e duração, pode causar doença de radiação crônica e aguda. Os efeitos estocásticos da radiação incluem vários tipos de câncer. Ao mesmo tempo, a radiação gama inibe o crescimento de células cancerosas e outras que se dividem rapidamente. A radiação gama é um fator mutagênico e teratogênico.

Uma camada de matéria pode servir como proteção contra a radiação gama. A eficácia da proteção (ou seja, a probabilidade de absorção de um gama-quântico ao passar por ele) aumenta com o aumento da espessura da camada, a densidade da substância e o conteúdo de núcleos pesados ​​(chumbo, tungstênio, urânio, etc.) nele.

A unidade de medida da radioatividade é o becquerel (Bq, Bq). Um becquerel é igual a uma desintegração por segundo. O conteúdo de atividade em uma substância é frequentemente estimado por unidade de peso da substância (Bq/kg) ou seu volume (Bq/l, Bq/m3). Uma unidade fora do sistema é frequentemente usada - o curie (Ci, Ci). Um curie corresponde ao número de desintegrações por segundo em 1 grama de rádio. 1 Ki \u003d 3.7.1010 Bq.

As relações entre as unidades de medida são mostradas na tabela abaixo.

A bem conhecida unidade não sistêmica roentgen (P, R) é usada para determinar a dose de exposição. Um raio-X corresponde à dose de raios-X ou radiação gama, na qual são formados 2,109 pares de íons em 1 cm3 de ar. 1 Р = 2, 58,10-4 C/kg.

Para avaliar o efeito da radiação em uma substância, é medida a dose absorvida, que é definida como a energia absorvida por unidade de massa. A unidade de dose absorvida é chamada de rad. Um rad é igual a 100 erg/g. No sistema SI, outra unidade é usada - cinza (Gy, Gy). 1 Gy \u003d 100 rad \u003d 1 J / kg.

O efeito biológico de diferentes tipos de radiação não é o mesmo. Isso se deve a diferenças em sua capacidade de penetração e na natureza da transferência de energia para órgãos e tecidos de um organismo vivo. Portanto, para avaliar as consequências biológicas, o equivalente biológico de um raio-x, rem, é usado. A dose em rems é equivalente à dose em rads multiplicada pelo fator de qualidade da radiação. Para raios X, raios beta e gama, o fator de qualidade é considerado igual a um, ou seja, rem corresponde a um rad. Para partículas alfa, o fator de qualidade é 20 (o que significa que as partículas alfa causam 20 vezes mais danos ao tecido vivo do que a mesma dose absorvida de raios beta ou gama). Para nêutrons, o coeficiente varia de 5 a 20, dependendo da energia. No sistema SI para dose equivalente, foi introduzida uma unidade especial chamada sievert (Sv, Sv). 1 Sv = 100 rem. A dose equivalente em Sieverts corresponde à dose absorvida em Gy multiplicada pelo fator de qualidade.

2. O impacto da radiação no corpo humano

Existem dois tipos de efeito da exposição à radiação ionizante no corpo: somático e genético. Com efeito somático, as consequências se manifestam diretamente na pessoa irradiada, com efeito genético, em sua prole. Os efeitos somáticos podem ser precoces ou tardios. Os primeiros ocorrem no período de vários minutos a 30-60 dias após a irradiação. Estes incluem vermelhidão e descamação da pele, turvação da lente do olho, danos ao sistema hematopoiético, doença de radiação, morte. Efeitos somáticos de longo prazo aparecem vários meses ou anos após a irradiação na forma de alterações cutâneas persistentes, neoplasias malignas, diminuição da imunidade e redução da expectativa de vida.

Ao estudar o efeito da radiação no corpo, os seguintes recursos foram revelados:

ü Alta eficiência da energia absorvida, mesmo pequenas quantidades podem causar profundas alterações biológicas no corpo.

b A presença de um período latente (incubação) para a manifestação da ação da radiação ionizante.

b Os efeitos de baixas doses podem ser cumulativos ou cumulativos.

b Efeito genético - efeito na prole.

Vários órgãos de um organismo vivo têm sua própria sensibilidade à radiação.

Nem todo organismo (humano) como um todo reage igualmente à radiação.

A irradiação depende da frequência de exposição. Com a mesma dose de radiação, os efeitos nocivos serão menores, quanto mais fracionada ela for recebida no tempo.

A radiação ionizante pode afetar o corpo com radiação externa (especialmente raios-X e radiação gama) e interna (especialmente partículas alfa). A exposição interna ocorre quando fontes de radiação ionizante entram no corpo através dos pulmões, pele e órgãos digestivos. A irradiação interna é mais perigosa do que a externa, pois as fontes de radiação ionizante que entraram expõem os órgãos internos desprotegidos à irradiação contínua.

Sob a ação da radiação ionizante, a água, que é parte integrante do corpo humano, é dividida e íons com cargas diferentes são formados. Os radicais livres e agentes oxidantes resultantes interagem com as moléculas da matéria orgânica do tecido, oxidando-o e destruindo-o. O metabolismo é perturbado. Há mudanças na composição do sangue - o nível de eritrócitos, leucócitos, plaquetas e neutrófilos diminui. Danos aos órgãos hematopoiéticos destroem o sistema imunológico humano e levam a complicações infecciosas.

As lesões locais são caracterizadas por queimaduras de radiação da pele e membranas mucosas. Com queimaduras graves, edema, bolhas são formadas, é possível a morte do tecido (necrose).

Doses de radiação letalmente absorvidas e máximas permitidas.

As doses letais absorvidas para partes individuais do corpo são as seguintes:

b cabeça - 20 Gy;

b abdome inferior - 50 Gy;

b tórax -100 Gy;

e membros - 200 gr.

Quando exposta a doses 100-1000 vezes a dose letal, uma pessoa pode morrer durante a exposição ("morte sob o feixe").

Dependendo do tipo de radiação ionizante, podem existir diferentes medidas de proteção: redução do tempo de exposição, aumento da distância a fontes de radiação ionizante, vedação de fontes de radiação ionizante, vedação de fontes de radiação ionizante, equipamentos e disposição de equipamentos de proteção, organização de controle dosimétrico, medidas de higiene e saneamento.

A - pessoal, ou seja, pessoas que trabalham permanente ou temporariamente com fontes de radiação ionizante;

B - uma parte limitada da população, ou seja. pessoas que não estejam diretamente envolvidas no trabalho com fontes de radiação ionizante, mas devido às condições de residência ou localização dos locais de trabalho, podem estar expostas às radiações ionizantes;

B é toda a população.

A dose máxima permitida é o valor mais alto da dose equivalente individual por ano, que, com exposição uniforme por 50 anos, não causará alterações adversas no estado de saúde do pessoal detectadas por métodos modernos.

Aba. 2. Doses máximas de radiação permitidas

Fontes naturais dão uma dose anual total de aproximadamente 200 mrem (espaço - até 30 mrem, solo - até 38 mrem, elementos radioativos em tecidos humanos - até 37 mrem, gás radônio - até 80 mrem e outras fontes).

Fontes artificiais adicionam uma dose equivalente anual de aproximadamente 150-200 mrem (dispositivos médicos e pesquisa - 100-150 mrem, visualização de TV - 1-3 mrem, usina termelétrica a carvão - até 6 mrem, consequências de testes de armas nucleares - até 3 mrem e outras fontes).

A Organização Mundial da Saúde (OMS) define a dose de radiação equivalente máxima permitida (segura) para um habitante do planeta como 35 rem, sujeito ao seu acúmulo uniforme ao longo de 70 anos de vida.

Aba. 3. Distúrbios biológicos em uma única irradiação (até 4 dias) de todo o corpo humano

Dose de radiação, (Gy)	O grau de doença de radiação	O início da manifestação da reação primária	A natureza da reação primária	Consequências da irradiação
Até 0,250 - 1,0	Não há violações visíveis. Pode haver alterações no sangue. Alterações no sangue, capacidade prejudicada de trabalhar
		Após 2-3 horas	Náusea leve com vômito. Passa no dia da irradiação	Normalmente 100% de recuperação mesmo sem tratamento

3. Proteção contra radiação ionizante

A proteção anti-radiação da população inclui: a notificação de perigo de radiação, o uso de equipamentos de proteção coletiva e individual, o cumprimento do comportamento da população em um território contaminado com substâncias radioativas. Proteção de alimentos e água contra contaminação radioativa, uso de equipamentos médicos de proteção individual, determinação dos níveis de contaminação do território, monitoramento dosimétrico da exposição pública e exame de contaminação de alimentos e água com substâncias radioativas.

De acordo com os sinais de alerta da Defesa Civil “Radiation Hazard”, a população deve refugiar-se em estruturas de proteção. Como se sabe, eles enfraquecem significativamente (várias vezes) o efeito da radiação penetrante.

Devido ao perigo de danos causados ​​pela radiação, é impossível começar a prestar primeiros socorros à população na presença de altos níveis de radiação na área. Nessas condições, é de grande importância a prestação de autoatendimento e assistência mútua à população afetada, observância estrita das regras de conduta no território contaminado.

No território contaminado com substâncias radioativas, você não pode comer, beber água de fontes de água contaminadas, deitar no chão. O procedimento para cozinhar e alimentar a população é determinado pela Defesa Civil, levando em consideração os níveis de contaminação radioativa da área.

Máscaras de gás e respiradores (para mineiros) podem ser usados ​​para proteger contra o ar contaminado com partículas radioativas. Existem também métodos gerais de proteção, tais como:

l aumentar a distância entre o operador e a fonte;

ь redução da duração do trabalho no campo de radiação;

l blindagem da fonte de radiação;

l controle remoto;

l uso de manipuladores e robôs;

l automatização total do processo tecnológico;

ь uso de equipamento de proteção individual e advertência com sinal de perigo de radiação;

ü monitoramento constante do nível de radiação e doses de radiação ao pessoal.

O equipamento de proteção individual inclui uma roupa anti-radiação com inclusão de chumbo. O melhor absorvedor de raios gama é o chumbo. Os nêutrons lentos são bem absorvidos pelo boro e cádmio. Os nêutrons rápidos são pré-moderados com grafite.

A empresa escandinava Handy-fashions.com está desenvolvendo proteção contra a radiação do telefone celular, por exemplo, introduziu um colete, boné e cachecol projetados para proteger contra o estudo nocivo de telefones celulares. Para sua produção, é usado um tecido especial anti-radiação. Apenas o bolso do colete é feito de tecido comum para recepção de sinal estável. O custo de um kit de proteção completo é de US $ 300.

A proteção contra a exposição interna consiste em eliminar o contato direto dos trabalhadores com partículas radioativas e impedir que entrem no ar da área de trabalho.

É necessário orientar-se pelas normas de segurança radiológica, que elencam as categorias de pessoas expostas, limites de dose e medidas de proteção, e normas sanitárias que regulam a localização das instalações e instalações, o local de trabalho, o procedimento de obtenção, registro e armazenamento fontes de radiação, requisitos de ventilação, limpeza de poeira e gás e neutralização de resíduos radioativos, etc.

Além disso, para proteger as instalações com pessoal, a Academia Estadual de Arquitetura e Engenharia Civil de Penza está desenvolvendo para criar um "mastique de alta densidade para proteção contra radiação". A composição dos mastiques inclui: aglutinante - resina resorcinol-formaldeído FR-12, endurecedor - paraformaldeído e enchimento - material de alta densidade.

Proteção contra raios alfa, beta e gama.

Os princípios básicos de segurança contra radiação são não exceder o limite de dose básico estabelecido, excluir qualquer exposição não razoável e reduzir a dose de radiação ao nível mais baixo possível. Para implementar esses princípios na prática, as doses de radiação recebidas pelo pessoal ao trabalhar com fontes de radiação ionizante são necessariamente controladas, o trabalho é realizado em salas especialmente equipadas, a proteção é usada por distância e tempo e vários meios de proteção coletiva e individual são usados.

Para determinar as doses individuais de exposição do pessoal, é necessário realizar sistematicamente o monitoramento de radiação (dosimétrico), cujo volume depende da natureza do trabalho com substâncias radioativas. Cada operador que tem contato com fontes de radiação ionizante recebe um dosímetro1 individual para controlar a dose de radiação gama recebida. Nas salas onde é realizado o trabalho com substâncias radioativas, é necessário fornecer controle geral sobre a intensidade de vários tipos de radiação. Estas salas devem ser isoladas de outras salas, equipadas com um sistema de ventilação de insuflação e exaustão com uma taxa de troca de ar de pelo menos cinco. A pintura das paredes, teto e portas dessas salas, bem como a disposição do piso, são realizadas de forma a excluir o acúmulo de poeira radioativa e evitar a absorção de aerossóis radioativos. Vapores e líquidos com materiais de acabamento (pintura de paredes, portas e, em alguns casos, tetos devem ser feitos com tintas a óleo, pisos são revestidos com materiais que não absorvem líquidos - linóleo, composto plástico de PVC, etc.). Todas as estruturas de edifícios em salas onde são realizados trabalhos com substâncias radioativas não devem apresentar rachaduras e descontinuidades; os cantos são arredondados para evitar o acúmulo de poeira radioativa e facilitar a limpeza. Pelo menos uma vez por mês, é realizada uma limpeza geral das instalações com a lavagem obrigatória de paredes, janelas, portas, móveis e equipamentos com água quente e sabão. A atual limpeza úmida das instalações é realizada diariamente.

Para reduzir a exposição do pessoal, todo o trabalho com essas fontes é realizado com garras ou suportes longos. A proteção do tempo consiste no fato de que o trabalho com fontes radioativas é realizado por um período de tempo tal que a dose de radiação recebida pelo pessoal não exceda o nível máximo permitido.

Os meios coletivos de proteção contra radiações ionizantes são regulamentados pelo GOST 12.4.120-83 “Meios de proteção coletiva contra radiações ionizantes. Requerimentos gerais". De acordo com este documento regulamentar, os principais meios de proteção são telas de proteção fixas e móveis, recipientes para transporte e armazenamento de fontes de radiação ionizante, bem como para coleta e transporte de resíduos radioativos, cofres e caixas de proteção, etc.

As telas de proteção fixas e móveis são projetadas para reduzir o nível de radiação no local de trabalho a um nível aceitável. Se o trabalho com fontes de radiação ionizante for realizado em uma sala especial - uma câmara de trabalho, suas paredes, piso e teto, feitos de materiais de proteção, servem como telas. Essas telas são chamadas de estacionárias. Para o dispositivo de telas móveis, são utilizados vários escudos que absorvem ou atenuam a radiação.

As telas são feitas de vários materiais. A sua espessura depende do tipo de radiação ionizante, das propriedades do material de proteção e do fator de atenuação de radiação k necessário. O valor de k mostra quantas vezes é necessário reduzir os indicadores de energia da radiação (taxa de dose de exposição, dose absorvida, densidade de fluxo de partículas, etc.) para obter valores aceitáveis ​​das características listadas. Por exemplo, para o caso de dose absorvida, k é expresso da seguinte forma:

onde D é a taxa de dose absorvida; D0 - nível aceitável de dose absorvida.

Para a construção de meios estacionários de proteção de paredes, tetos, tetos, etc. tijolo, concreto, concreto de barita e gesso de barita são usados ​​(eles incluem sulfato de bário - BaSO4). Esses materiais protegem de forma confiável o pessoal da exposição a raios gama e raios-X.

Vários materiais são usados ​​para criar telas móveis. A proteção contra a radiação alfa é obtida usando telas de vidro comum ou orgânico com espessura de vários milímetros. Proteção suficiente contra esse tipo de radiação é uma camada de ar de alguns centímetros. Para proteger contra a radiação beta, as telas são feitas de alumínio ou plástico (vidro orgânico). Ligas de chumbo, aço e tungstênio protegem efetivamente contra a radiação gama e raios-X. Os sistemas de visualização são feitos de materiais transparentes especiais, como vidro de chumbo. Materiais contendo hidrogênio (água, parafina), bem como berílio, grafite, compostos de boro, etc. protegem contra a radiação de nêutrons. O concreto também pode ser usado para blindagem de nêutrons.

Cofres de proteção são usados ​​para armazenar fontes de radiação gama. Eles são feitos de chumbo e aço.

Os porta-luvas de proteção são usados ​​para trabalhar com substâncias radioativas com atividade alfa e beta.

Recipientes e coletores de proteção para resíduos radioativos são feitos dos mesmos materiais que as telas - vidro orgânico, aço, chumbo, etc.

Ao trabalhar com fontes de radiação ionizante, a área perigosa deve ser limitada por etiquetas de aviso.

Uma zona perigosa é um espaço no qual um trabalhador pode ser exposto a fatores de produção perigosos e (ou) prejudiciais (neste caso, radiação ionizante).

O princípio de funcionamento dos dispositivos projetados para monitorar pessoas expostas a radiações ionizantes é baseado em vários efeitos decorrentes da interação dessas radiações com uma substância. Os principais métodos de detecção e medição de radioatividade são a ionização gasosa, a cintilação e os métodos fotoquímicos. O método de ionização mais comumente usado é baseado na medição do grau de ionização do meio pelo qual a radiação passou.

Os métodos de cintilação para detecção de radiação baseiam-se na capacidade de alguns materiais, ao absorver a energia da radiação ionizante, de convertê-la em radiação luminosa. Um exemplo de tal material é o sulfeto de zinco (ZnS). O contador de cintilação é um tubo fotoelétron com uma janela revestida com sulfeto de zinco. Quando a radiação entra neste tubo, ocorre um fraco flash de luz, o que leva ao aparecimento de pulsos de corrente elétrica no tubo fotoelétron. Esses impulsos são amplificados e contados.

Existem outros métodos para determinar a radiação ionizante, por exemplo, métodos calorimétricos, que se baseiam na medição da quantidade de calor liberada durante a interação da radiação com uma substância absorvente.

Os dispositivos de controle dosimétricos são divididos em dois grupos: dosímetros usados ​​para medição quantitativa da taxa de dose e radiômetros ou indicadores de radiação usados ​​para a detecção rápida de contaminação radioativa.

De dispositivos domésticos, por exemplo, são usados ​​dosímetros das marcas DRGZ-04 e DKS-04. O primeiro é usado para medir a radiação gama e de raios-X na faixa de energia de 0,03-3,0 MeV. A escala do instrumento é graduada em microroentgen/segundo (μR/s). O segundo dispositivo é usado para medir a radiação gama e beta na faixa de energia de 0,5-3,0 MeV, bem como a radiação de nêutrons (nêutrons duros e térmicos). A escala do aparelho é graduada em miliroentgens por hora (mR/h). A indústria também produz dosímetros domésticos destinados à população, como, por exemplo, o dosímetro doméstico “Master-1” (destinado a medir a dose de radiação gama), o dosímetro-radiômetro doméstico ANRI-01 (“Pine”).

radiação nuclear ionizante letal

Conclusão

Assim, do exposto, podemos concluir o seguinte:

radiação ionizante- no sentido mais geral - vários tipos de micropartículas e campos físicos capazes de ionizar a matéria. Os tipos mais significativos de radiação ionizante são: radiação eletromagnética de ondas curtas (raios X e radiação gama), fluxos de partículas carregadas: partículas beta (elétrons e pósitrons), partículas alfa (núcleos do átomo de hélio-4), prótons, outros íons, múons, etc., bem como nêutrons. Na natureza, a radiação ionizante é geralmente gerada como resultado do decaimento radioativo espontâneo de radionuclídeos, reações nucleares (fusão e fissão induzida de núcleos, captura de prótons, nêutrons, partículas alfa, etc.), bem como a aceleração de partículas carregadas em espaço (a natureza de tal aceleração das partículas cósmicas até o fim não é clara).

Fontes artificiais de radiação ionizante são radionuclídeos artificiais (geram radiação alfa, beta e gama), reatores nucleares (geram principalmente radiação de nêutrons e gama), fontes de nêutrons de radionuclídeos, aceleradores de partículas elementares (geram fluxos de partículas carregadas, bem como radiação de fótons bremsstrahlung) , máquinas de raio-x (gerar raios-x bremsstrahlung). A irradiação é muito perigosa para o corpo humano, o grau de perigo depende da dose (em meu resumo, dei as normas máximas permitidas) e do tipo de radiação - a mais segura é a radiação alfa e a mais perigosa é a gama.

Garantir a segurança radiológica requer um complexo de diversas medidas de proteção, dependendo das condições específicas de trabalho com fontes de radiação ionizante, bem como do tipo de fonte.

A proteção do tempo baseia-se na redução do tempo de trabalho com a fonte, o que permite reduzir as doses de exposição do pessoal. Este princípio é especialmente usado no trabalho direto de pessoal com baixa radioatividade.

A proteção à distância é uma forma bastante simples e confiável de proteção. Isso se deve à capacidade da radiação de perder sua energia nas interações com a matéria: quanto maior a distância da fonte, mais processos de interação da radiação com átomos e moléculas, o que acaba levando a uma diminuição da dose de radiação do pessoal.

A blindagem é a forma mais eficaz de proteção contra a radiação. Dependendo do tipo de radiação ionizante, vários materiais são usados ​​para a fabricação de telas e sua espessura é determinada pela potência e radiação.

Literatura

1. “Produtos químicos nocivos. substancias radioativas. Diretório." Abaixo do total ed. LA Ilina, V. A. Filov. Leningrado, "Química". 1990.

2. Fundamentos de proteção da população e territórios em situações de emergência. Ed. acad. V.V. Tarasova. Imprensa da Universidade de Moscou. 1998.

3. Segurança da vida / Ed. S.V. Belova.- 3ª ed., revisada.- M.: Superior. escola, 2001. - 485s.

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§ 2. A influência da radiação ionizante no corpo humano

Como resultado do impacto da radiação ionizante no corpo humano, processos físicos, químicos e bioquímicos complexos podem ocorrer nos tecidos. A radiação ionizante causa a ionização de átomos e moléculas de uma substância, como resultado da destruição das moléculas e células do tecido.

Sabe-se que 2/3 da composição total do tecido humano é água e carbono. Sob a influência da radiação, a água é dividida em hidrogênio H e o grupo hidroxila OH, que, diretamente ou através de uma cadeia de transformações secundárias, formam produtos com alta atividade química: óxido hidratado HO 2 e peróxido de hidrogênio H 2 O 2. Esses compostos interagem com as moléculas da matéria orgânica do tecido, oxidando-o e destruindo-o.

Como resultado da exposição à radiação ionizante, o curso normal dos processos bioquímicos e do metabolismo no corpo é interrompido. Dependendo da magnitude da dose de radiação absorvida e das características individuais do organismo, as alterações causadas podem ser reversíveis ou irreversíveis. Em pequenas doses, o tecido afetado restaura sua atividade funcional. Grandes doses com exposição prolongada podem causar danos irreversíveis a órgãos individuais ou a todo o corpo (doença da radiação).

Qualquer tipo de radiação ionizante causa alterações biológicas no corpo tanto durante a exposição externa, quando a fonte de radiação está fora do corpo, quanto durante a exposição interna, quando substâncias radioativas entram no corpo, por exemplo, por inalação - por inalação ou ingestão com alimentos ou água.

O efeito biológico da radiação ionizante depende da dose e do tempo de exposição à radiação, do tipo de radiação, do tamanho da superfície irradiada e das características individuais do organismo.

Com uma única irradiação de todo o corpo humano, os seguintes distúrbios biológicos são possíveis, dependendo da dose de radiação:

0-25 rad 1 não há violações visíveis;

25-50 rad. . . possíveis alterações no sangue;

50-100 rad. . . alterações no sangue, o estado normal da capacidade de trabalho é perturbado;

100-200 rad. . . violação do estado normal, é possível a perda da capacidade de trabalho;

200-400 rad. . . perda da capacidade de trabalho, a morte é possível;

400-500 rad. . . as mortes representam 50% do total de vítimas

600 rad e mais fatal em quase todos os casos de exposição.

Quando exposta a doses 100-1000 vezes a dose letal, uma pessoa pode morrer durante a exposição.

O grau de dano ao corpo depende do tamanho da superfície irradiada. Com a diminuição da superfície irradiada, o risco de lesão também diminui. Um fator importante no impacto da radiação ionizante no corpo é o tempo de exposição. Quanto mais fracionada a radiação no tempo, menor o seu efeito prejudicial.

As características individuais do corpo humano se manifestam apenas em baixas doses de radiação. Quanto mais jovem a pessoa, maior sua sensibilidade à radiação. Uma pessoa adulta com 25 anos ou mais é mais resistente à radiação.

O grau de perigo de dano também depende da taxa de excreção da substância radioativa do corpo. Substâncias que circulam rapidamente no corpo (água, sódio, cloro) e substâncias que não são absorvidas pelo organismo, e também não formam compostos que compõem os tecidos (argônio, xenônio, criptônio, etc.) Tempo. Algumas substâncias radioativas quase não são excretadas do corpo e se acumulam nele.

Ao mesmo tempo, alguns deles (nióbio, rutênio, etc.) são distribuídos uniformemente no corpo, outros estão concentrados em certos órgãos (lantânio, actínio, tório - no fígado, estrôncio, urânio, rádio - no tecido ósseo) , levando ao seu rápido dano.

Ao avaliar o efeito de substâncias radioativas, deve-se levar em consideração também sua meia-vida e o tipo de radiação. Substâncias com meia-vida curta perdem rapidamente a atividade, os emissores α, sendo quase inofensivos aos órgãos internos durante a irradiação externa, entrando, têm um forte efeito biológico devido à alta densidade de ionização que criam; Os emissores α e β, com alcances muito curtos de partículas emitidas, em processo de decaimento irradiam apenas aquele órgão onde os isótopos se acumulam predominantemente.

1 Rad é uma unidade de dose de radiação absorvida. A dose de radiação absorvida é entendida como a energia de radiação ionizante absorvida por unidade de massa da substância irradiada.