• Radiația ionizantă este un tip de energie eliberată de atomi sub formă de unde electromagnetice sau particule.
• Oamenii sunt expuși la surse naturale de radiații ionizante, cum ar fi solul, apa, plantele și surse create de om, cum ar fi razele X și dispozitivele medicale.
• Radiațiile ionizante au numeroase utilizări benefice, inclusiv în medicină, industrie, agricultură și cercetarea științifică.
• Pe măsură ce utilizarea radiațiilor ionizante crește, crește și potențialul de riscuri pentru sănătate dacă este utilizat sau restricționat în mod necorespunzător.
• Efecte acute asupra sănătății, cum ar fi arsurile pielii sau sindromul de radiații acute, pot apărea atunci când doza de radiații depășește anumite niveluri.
• Dozele mici de radiații ionizante pot crește riscul de efecte pe termen lung, cum ar fi cancerul.

Ce este radiația ionizantă?

Radiația ionizantă este o formă de energie eliberată de atomi sub formă de unde electromagnetice (gama sau raze X) sau particule (neutroni, beta sau alfa). Dezintegrarea spontană a atomilor se numește radioactivitate, iar excesul de energie care rezultă din aceasta este o formă de radiație ionizantă. Elementele instabile formate în timpul dezintegrarii și care emit radiații ionizante se numesc radionuclizi.

Toți radionuclizii sunt identificați în mod unic prin tipul de radiație pe care o emit, energia radiației și timpul lor de înjumătățire.

Activitatea, folosită ca măsură a cantității de radionuclid prezent, este exprimată în unități numite becquerel (Bq): un becquerel este un eveniment de dezintegrare pe secundă. Timpul de înjumătățire este timpul necesar pentru ca activitatea unui radionuclid să se degradeze la jumătate din valoarea sa inițială. Timpul de înjumătățire al unui element radioactiv este timpul necesar pentru ca jumătate din atomii săi să se descompună. Poate varia de la fracțiuni de secundă la milioane de ani (de exemplu, timpul de înjumătățire al iodului-131 este de 8 zile, iar timpul de înjumătățire al carbonului-14 este de 5730 de ani).

Surse de radiații

Oamenii sunt expuși la radiații naturale și artificiale în fiecare zi. Radiațiile naturale provin din numeroase surse, inclusiv peste 60 de substanțe radioactive care apar în mod natural în sol, apă și aer. Radonul, un gaz natural, se formează din roci și sol și este principala sursă de radiație naturală. În fiecare zi oamenii inhalează și absorb radionuclizi din aer, alimente și apă.

Oamenii sunt, de asemenea, expuși la radiațiile naturale de la razele cosmice, în special la altitudini mari. În medie, 80% din doza anuală pe care o primește o persoană din radiațiile de fond provine din surse naturale de radiații terestre și spațiale. Nivelurile unor astfel de radiații variază în diferite zone reografice, iar în unele zone nivelul poate fi de 200 de ori mai mare decât media globală.

Oamenii sunt, de asemenea, expuși la radiații din surse create de om, de la generarea de energie nucleară până la utilizarea medicală a diagnosticului sau tratamentului cu radiații. Astăzi, cele mai comune surse artificiale de radiații ionizante sunt dispozitivele medicale, cum ar fi aparatele cu raze X și alte dispozitive medicale.

Expunerea la radiații ionizante

Expunerea la radiații poate fi internă sau externă și poate avea loc într-o varietate de moduri.

Impactul intern Radiațiile ionizante apar atunci când radionuclizii sunt inhalați, ingerați sau intră în circulație în alt mod (de exemplu, prin injecție, rănire). Expunerea internă se oprește atunci când radionuclidul este excretat din organism, fie spontan (cu fecale), fie ca urmare a tratamentului.

Contaminare radioactivă externă poate apărea atunci când material radioactiv din aer (praf, lichid, aerosoli) se depune pe piele sau îmbrăcăminte. Un astfel de material radioactiv poate fi adesea îndepărtat din corp prin simplă spălare.

Expunerea la radiații ionizante poate apărea și ca urmare a radiațiilor externe de la o sursă externă adecvată (de exemplu, expunerea la radiațiile emise de echipamente medicale cu raze X). Expunerea externă se oprește atunci când sursa de radiații este închisă sau când o persoană iese în afara câmpului de radiații.

Expunerea la radiații ionizante poate fi clasificată în trei tipuri de expunere.

Primul caz este expunerea planificată, care se datorează utilizării și funcționării deliberate a surselor de radiații în scopuri specifice, de exemplu, în cazul utilizării medicale a radiațiilor pentru diagnosticarea sau tratamentul pacienților, sau utilizarea radiațiilor în industrie sau pentru scopuri de cercetare științifică.

Al doilea caz este sursele existente de expunere, unde expunerea la radiații există deja și pentru care trebuie luate măsuri de control adecvate, cum ar fi expunerea la radon în locuințe sau la locul de muncă sau expunerea la radiații naturale de fond în condiții de mediu.

Ultimul caz este expunerea la situații de urgență cauzate de evenimente neașteptate care necesită acțiuni prompte, cum ar fi incidente nucleare sau acte rău intenționate.

Efectele radiațiilor ionizante asupra sănătății

Leziunile cauzate de radiații ale țesuturilor și/sau organelor depind de doza de radiație primită sau de doza absorbită, care este exprimată în gri (Gy). Doza eficientă este utilizată pentru a măsura radiațiile ionizante în ceea ce privește potențialul său de a provoca vătămări. Sievert (Sv) este o unitate de doză eficientă, care ia în considerare tipul de radiație și sensibilitatea țesuturilor și organelor.

Sievert (Sv) este o unitate a dozei ponderate de radiație, numită și doză efectivă. Face posibilă măsurarea radiațiilor ionizante în ceea ce privește potențialul de vătămare. Sv ia în considerare tipul de radiație și sensibilitatea organelor și țesuturilor.
Sv este o unitate foarte mare, deci este mai practic să folosiți unități mai mici, cum ar fi milisievert (mSv) sau microsievert (µSv). Un mSv conține 1000 µSv, iar 1000 mSv este egal cu 1 Sv. Pe lângă cantitatea de radiație (doză), este adesea util să se arate rata de eliberare a acelei doze, cum ar fi µSv/oră sau mSv/an.

Peste anumite praguri, expunerea poate afecta funcția țesuturilor și/sau organelor și poate provoca reacții acute, cum ar fi înroșirea pielii, căderea părului, arsuri prin radiații sau sindromul acut de radiații. Aceste reacții sunt mai puternice la doze mai mari și rate mai mari de doză. De exemplu, doza-prag pentru sindromul de radiații acute este de aproximativ 1 Sv (1000 mSv).

Dacă doza este mică și/sau se aplică o perioadă lungă de timp (rată de doză mică), riscul rezultat este redus semnificativ, deoarece în acest caz probabilitatea reparării țesuturilor deteriorate crește. Cu toate acestea, există riscul unor consecințe pe termen lung, cum ar fi cancerul, care poate dura ani sau chiar zeci de ani să apară. Efectele de acest tip nu apar întotdeauna, dar probabilitatea lor este proporțională cu doza de radiație. Acest risc este mai mare în cazul copiilor și adolescenților, deoarece aceștia sunt mult mai sensibili la efectele radiațiilor decât adulții.

Studiile epidemiologice la populațiile expuse, cum ar fi supraviețuitorii bombei atomice sau pacienții cu radioterapie, au arătat o creștere semnificativă a probabilității de cancer la doze de peste 100 mSv. În unele cazuri, studii epidemiologice mai recente la oameni expuși ca copii în scopuri medicale (Childhood CT) sugerează că probabilitatea de cancer poate fi crescută chiar și la doze mai mici (în intervalul 50-100 mSv).

Expunerea prenatală la radiații ionizante poate provoca leziuni ale creierului fetal la doze mari de peste 100 mSv între 8 și 15 săptămâni de gestație și 200 mSv între 16 și 25 de săptămâni de gestație. Studiile pe oameni au arătat că nu există niciun risc legat de radiații pentru dezvoltarea creierului fetal înainte de 8 săptămâni sau după 25 de săptămâni de gestație. Studiile epidemiologice sugerează că riscul de a dezvolta cancer fetal după expunerea la radiații este similar cu riscul după expunerea la radiații în copilăria timpurie.

Activitățile OMS

OMS a dezvoltat un program de radiații pentru a proteja pacienții, lucrătorii și publicul de pericolele pentru sănătate ale radiațiilor în expunerile planificate, existente și de urgență. Acest program, care se concentrează pe aspecte de sănătate publică, acoperă activități legate de evaluarea riscului de expunere, management și comunicare.

Sub funcția sa de bază de „stabilire de norme, aplicare și monitorizare”, OMS colaborează cu alte 7 organizații internaționale pentru a revizui și actualiza standardele internaționale pentru siguranța de bază a radiațiilor (BRS). OMS a adoptat noi PRS internaționale în 2012 și lucrează în prezent pentru a sprijini implementarea PRS-urilor în statele sale membre.

În viața de zi cu zi, radiațiile ionizante sunt întâlnite în mod constant. Nu le simțim, dar nu putem nega impactul lor asupra naturii animate și neînsuflețite. Nu cu mult timp în urmă, oamenii au învățat să le folosească atât pentru bine, cât și ca arme de distrugere în masă. Cu o utilizare adecvată, aceste radiații pot schimba viața omenirii în bine.

Tipuri de radiații ionizante

Pentru a înțelege particularitățile influenței asupra organismelor vii și nevii, trebuie să aflați care sunt acestea. De asemenea, este important să le cunoaștem natura.

Radiația ionizantă este o undă specială care poate pătrunde prin substanțe și țesuturi, provocând ionizarea atomilor. Există mai multe tipuri: radiații alfa, radiații beta, radiații gamma. Toate au o încărcătură și o capacitate diferită de a acționa asupra organismelor vii.

Radiația alfa este cea mai încărcată dintre toate tipurile. Are o energie extraordinară, capabilă să provoace radiații chiar și în doze mici. Dar cu iradiere directă, pătrunde doar în straturile superioare ale pielii umane. Chiar și o foaie subțire de hârtie protejează împotriva razelor alfa. În același timp, intrând în organism cu alimente sau prin inhalare, sursele acestei radiații devin rapid cauza morții.

Razele beta au o sarcină puțin mai mică. Ele sunt capabile să pătrundă adânc în corp. Cu expunerea prelungită, ele provoacă moartea unei persoane. Dozele mai mici provoacă o modificare a structurii celulare. O foaie subțire de aluminiu poate servi drept protecție. Radiațiile din interiorul corpului sunt, de asemenea, mortale.

Cea mai periculoasă este considerată a fi radiația gamma. Pătrunde prin corp. În doze mari, provoacă arsuri de radiații, boală de radiații și moarte. Singura protecție împotriva acesteia poate fi plumbul și un strat gros de beton.

Razele X sunt considerate a fi un tip special de radiații gamma, care sunt generate într-un tub de raze X.

Istoria cercetării

Pentru prima dată, lumea a aflat despre radiațiile ionizante pe 28 decembrie 1895. În această zi, Wilhelm K. Roentgen a anunțat că a descoperit un tip special de raze care pot trece prin diferite materiale și prin corpul uman. Din acel moment, mulți medici și oameni de știință au început să lucreze activ cu acest fenomen.

Multă vreme, nimeni nu a știut despre efectul său asupra corpului uman. Prin urmare, în istorie există multe cazuri de deces prin expunere excesivă.

Soții Curies au studiat în detaliu sursele și proprietățile pe care le au radiațiile ionizante. Acest lucru a făcut posibilă utilizarea acestuia cu beneficii maxime, evitând consecințele negative.

Surse naturale și artificiale de radiații

Natura a creat o varietate de surse de radiații ionizante. În primul rând, este radiația luminii solare și a spațiului. Cea mai mare parte este absorbită de stratul de ozon, care se află deasupra planetei noastre. Dar unii dintre ei ajung la suprafața Pământului.

Pe Pământ însuși, sau mai degrabă în adâncurile sale, există unele substanțe care produc radiații. Printre aceștia se numără izotopi de uraniu, stronțiu, radon, cesiu și alții.

Sursele artificiale de radiații ionizante sunt create de om pentru o varietate de cercetare și producție. În același timp, puterea radiației poate fi de multe ori mai mare decât indicatorii naturali.

Chiar și în condiții de protecție și respectarea măsurilor de siguranță, oamenii primesc doze de radiații periculoase pentru sănătate.

Unități de măsură și doze

Radiațiile ionizante sunt de obicei corelate cu interacțiunea sa cu corpul uman. Prin urmare, toate unitățile de măsură sunt într-un fel legate de capacitatea unei persoane de a absorbi și acumula energie de ionizare.

În sistemul SI, dozele de radiații ionizante sunt măsurate în unități numite gri (Gy). Arată cantitatea de energie pe unitatea de substanță iradiată. Un Gy este egal cu un J/kg. Dar pentru comoditate, unitatea off-system rad este mai des folosită. Este egal cu 100 Gr.

Fondul de radiații de pe sol este măsurat prin doze de expunere. O doză este egală cu C/kg. Această unitate este utilizată în sistemul SI. Unitatea din afara sistemului care îi corespunde se numește roentgen (R). Pentru a obține o doză absorbită de 1 rad, trebuie să cedeți la o doză de expunere de aproximativ 1 R.

Deoarece diferitele tipuri de radiații ionizante au o încărcătură diferită de energie, măsurarea acesteia este de obicei comparată cu influența biologică. În sistemul SI, unitatea unui astfel de echivalent este sievert (Sv). Omologul său în afara sistemului este rem.

Cu cât radiația este mai puternică și mai lungă, cu atât este mai multă energie absorbită de organism, cu atât influența sa este mai periculoasă. Pentru a afla timpul permis ca o persoană să rămână în poluarea cu radiații, se folosesc dispozitive speciale - dozimetre care măsoară radiațiile ionizante. Acestea sunt atât dispozitive pentru uz individual, cât și instalații industriale mari.

Efect asupra organismului

Contrar credinței populare, orice radiație ionizantă nu este întotdeauna periculoasă și mortală. Acest lucru poate fi văzut în exemplul razelor ultraviolete. In doze mici, stimuleaza generarea de vitamina D in organismul uman, regenerarea celulara si o crestere a pigmentului de melanina, care confera un bronz frumos. Dar expunerea prelungită provoacă arsuri grave și poate provoca cancer de piele.

În ultimii ani, efectul radiațiilor ionizante asupra corpului uman și aplicarea sa practică a fost studiat în mod activ.

În doze mici, radiațiile nu dăunează organismului. Până la 200 de miliroentgens pot reduce numărul de celule albe din sânge. Simptomele unei astfel de expuneri vor fi greață și amețeli. Aproximativ 10% dintre oameni mor după ce au primit o astfel de doză.

Dozele mari provoacă tulburări digestive, căderea părului, arsuri ale pielii, modificări ale structurii celulare a organismului, dezvoltarea celulelor canceroase și moartea.

Boala radiațiilor

Acțiunea prelungită a radiațiilor ionizante asupra organismului și primirea acestuia a unei doze mari de radiații poate provoca boala radiațiilor. Mai mult de jumătate din cazurile acestei boli sunt fatale. Restul devin cauza unui număr de boli genetice și somatice.

La nivel genetic, în celulele germinale apar mutații. Schimbările lor devin evidente în generațiile următoare.

Bolile somatice sunt exprimate prin carcinogeneză, modificări ireversibile ale diferitelor organe. Tratamentul acestor boli este lung și destul de dificil.

Tratamentul leziunilor cauzate de radiații

Ca urmare a efectelor patogene ale radiațiilor asupra organismului, apar diverse leziuni ale organelor umane. În funcție de doza de radiații, se efectuează diferite metode de terapie.

În primul rând, pacientul este plasat într-o secție sterilă pentru a evita posibilitatea infectării zonelor cutanate afectate deschise. În plus, sunt efectuate proceduri speciale care contribuie la îndepărtarea rapidă a radionuclizilor din organism.

Pentru leziunile severe, poate fi necesar un transplant de măduvă osoasă. Din radiații, își pierde capacitatea de a reproduce celulele roșii din sânge.

Dar, în majoritatea cazurilor, tratamentul leziunilor ușoare se reduce la anestezia zonelor afectate, stimulând regenerarea celulară. Se acordă multă atenție reabilitării.

Impactul radiațiilor ionizante asupra îmbătrânirii și cancerului

În legătură cu influența razelor ionizante asupra corpului uman, oamenii de știință au efectuat diverse experimente care demonstrează dependența proceselor de îmbătrânire și carcinogeneză de doza de radiații.

Grupuri de culturi celulare au fost iradiate în condiții de laborator. Drept urmare, a fost posibil să se demonstreze că chiar și o iradiere ușoară contribuie la accelerarea îmbătrânirii celulare. Mai mult, cu cât cultura este mai veche, cu atât este mai supusă acestui proces.

Iradierea prelungită duce la moartea celulelor sau la diviziune și creștere anormală și rapidă. Acest fapt indică faptul că radiațiile ionizante au un efect cancerigen asupra corpului uman.

În același timp, impactul valurilor asupra celulelor canceroase afectate a dus la moartea lor completă sau la oprirea proceselor de divizare a acestora. Această descoperire a ajutat la dezvoltarea unei tehnici de tratare a cancerelor umane.

Aplicații practice ale radiațiilor

Pentru prima dată, radiațiile au început să fie folosite în practica medicală. Cu ajutorul razelor X, medicii au reușit să privească în interiorul corpului uman. În același timp, aproape că nu i s-a făcut niciun rău.

Mai departe, cu ajutorul radiațiilor, au început să trateze cancerul. În cele mai multe cazuri, această metodă are un efect pozitiv, în ciuda faptului că întregul corp este expus la un efect puternic al radiațiilor, care implică o serie de simptome de boală de radiații.

Pe lângă medicamente, razele ionizante sunt folosite în alte industrii. Supraveghetorii care folosesc radiații pot studia caracteristicile structurale ale scoarței terestre în secțiunile sale individuale.

Capacitatea unor fosile de a elibera o cantitate mare de energie, umanitatea a învățat să o folosească în propriile sale scopuri.

Energie nucleara

Energia nucleară este viitorul întregii populații de pe Pământ. Centralele nucleare sunt surse de energie electrică relativ ieftină. Cu condiția ca acestea să fie exploatate corespunzător, astfel de centrale electrice sunt mult mai sigure decât centralele termice și centralele hidroelectrice. De la centralele nucleare, există mult mai puțină poluare a mediului, atât cu excesul de căldură, cât și cu deșeurile de producție.

În același timp, pe baza energiei atomice, oamenii de știință au dezvoltat arme de distrugere în masă. În acest moment, există atât de multe bombe atomice pe planetă încât lansarea unui număr mic dintre ele poate provoca o iarnă nucleară, în urma căreia aproape toate organismele vii care o locuiesc vor muri.

Mijloace și metode de protecție

Utilizarea radiațiilor în viața de zi cu zi necesită precauții serioase. Protecția împotriva radiațiilor ionizante este împărțită în patru tipuri: timp, distanță, număr și ecranare a surselor.

Chiar și într-un mediu cu un fundal puternic de radiații, o persoană poate rămâne o perioadă de timp fără a dăuna sănătății sale. Acest moment determină protecția timpului.

Cu cât distanța până la sursa de radiație este mai mare, cu atât doza de energie absorbită este mai mică. Prin urmare, trebuie evitat contactul strâns cu locurile în care există radiații ionizante. Acest lucru este garantat pentru a proteja împotriva consecințelor nedorite.

Dacă este posibil să se utilizeze surse cu radiații minime, acestea sunt preferate în primul rând. Aceasta este protecție prin cantitate.

Ecranarea, pe de altă parte, înseamnă crearea de bariere prin care razele dăunătoare să nu pătrundă. Un exemplu în acest sens sunt ecranele de plumb din camerele cu raze X.

protecția gospodăriei

În cazul declarării unei catastrofe radiologice, toate ferestrele și ușile trebuie închise imediat și încercați să faceți aprovizionare cu apă din surse sigilate. Mâncarea ar trebui să fie doar conservată. Când vă deplasați într-o zonă deschisă, acoperiți corpul cât mai mult posibil cu îmbrăcăminte, iar fața cu un respirator sau tifon umed. Încercați să nu aduceți îmbrăcăminte exterioară și pantofi în casă.

De asemenea, este necesar să se pregătească pentru o eventuală evacuare: strângeți documente, o rezervă de haine, apă și alimente pentru 2-3 zile.

Radiațiile ionizante ca factor de mediu

Există destul de multe zone contaminate cu radiații pe planeta Pământ. Motivul pentru aceasta este atât procesele naturale, cât și dezastrele provocate de om. Cele mai faimoase dintre ele sunt accidentul de la Cernobîl și bombele atomice peste orașele Hiroshima și Nagasaki.

În astfel de locuri, o persoană nu poate fi lipsită de rău sănătății sale. În același timp, nu este întotdeauna posibil să aflați în prealabil despre poluarea cu radiații. Uneori, chiar și un fundal de radiații necritice poate provoca un dezastru.

Motivul pentru aceasta este capacitatea organismelor vii de a absorbi și acumula radiații. În același timp, ei înșiși se transformă în surse de radiații ionizante. Cunoscutele glume „negre” despre ciupercile de la Cernobîl se bazează tocmai pe această proprietate.

În astfel de cazuri, protecția împotriva radiațiilor ionizante se reduce la faptul că toate produsele de consum sunt supuse unui examen radiologic atent. În același timp, există întotdeauna șansa de a cumpăra celebrele „ciuperci de la Cernobîl” în piețele spontane. Prin urmare, ar trebui să vă abțineți de la cumpărarea de la vânzători neverificați.

Corpul uman tinde să acumuleze substanțe periculoase, rezultând o otrăvire treptată din interior. Nu se știe exact când se vor face simțite efectele acestor otrăvuri: într-o zi, un an sau o generație.

Radiația ionizantă este radiația electromagnetică care este creată în timpul dezintegrarii radioactive, transformărilor nucleare, decelerării particulelor încărcate din materie și formează ioni de diferite semne atunci când interacționează cu mediul.

Interacțiunea cu materia particulelor încărcate, razele gamma și razele X. Particulele corpusculare de origine nucleară (-părți, particule, neutroni, protoni etc.), precum și radiațiile fotonice (-quanta și raze X și bremsstrahlung) au energie cinetică semnificativă. Interacționând cu materia, ei pierd această energie în principal ca urmare a interacțiunilor elastice cu nucleele atomice sau cu electronii (cum se întâmplă în timpul interacțiunii bilelor de biliard), oferindu-le toată sau o parte din energia lor pentru a excita atomii (adică transferul unui electron dintr-un unul mai aproape de o orbită mai îndepărtată de nucleu), precum și ionizarea atomilor sau moleculelor mediului (adică, separarea unuia sau mai multor electroni de atomi)

Interacțiunea elastică este caracteristică particulelor neutre (troni) și fotonilor care nu au sarcină. În acest caz, neutronul, interacționând cu atomii, poate, în conformitate cu legile mecanicii clasice, să transfere o parte din energie proporțională cu masele particulelor care se ciocnesc. Dacă este un atom greu, atunci doar o parte din energie este transferată. Dacă este un atom de hidrogen egal cu masa unui neutron, atunci toată energia este transferată. În acest caz, neutronul este încetinit la energii termice de ordinul fracțiilor de volt electric și apoi intră în reacții nucleare. Lovind un atom, un neutron îi poate transfera o astfel de cantitate de energie care este suficientă pentru ca nucleul să „sare” din învelișul de electroni. În acest caz, se formează o particulă încărcată, care are o viteză semnificativă, care este capabilă să ionizeze mediul.

În mod similar, interacțiunea cu materia și fotonul. Nu este capabil să ionizeze mediul de unul singur, dar scoate electronii din atom, care produc ionizarea mediului. Neutronii și radiațiile fotonice sunt radiații indirecte ionizante.

Particulele încărcate (- și -particulele), protonii și altele sunt capabile să ionizeze mediul datorită interacțiunii cu câmpul electric al atomului și câmpul electric al nucleului. În acest caz, particulele încărcate încetinesc și se abat de la direcția mișcării lor, în timp ce emit bremsstrahlung, una dintre varietățile de radiații fotonice.

Particulele încărcate pot, din cauza interacțiunilor inelastice, să transfere atomilor mediului o cantitate de energie insuficientă pentru ionizare. În acest caz, se formează atomi în stare excitată, care transferă această energie către alți atomi, fie emit cuante de radiații caracteristice, fie, ciocnind cu alți atomi excitați, pot obține energie suficientă pentru a ioniza atomii.

De regulă, atunci când radiația interacționează cu substanțele, apar toate cele trei tipuri de consecințe ale acestei interacțiuni: ciocnire elastică, excitare și ionizare. Pe exemplul interacțiunii electronilor cu materia din tabel. 3.15 arată ponderea relativă și energia pierdută de acestea pentru diferite procese de interacțiune.

Tabelul 3.15

Ponderea relativă a energiei pierdute de electroni ca urmare a diferitelor procese de interacțiune, %

Energie, eV	Interacțiune elastică	Excitația atomică	Ionizare

Procesul de ionizare este efectul cel mai important pe care sunt construite aproape toate metodele de dozimetrie a radiațiilor nucleare, în special radiațiile ionizante indirecte.

În procesul de ionizare, se formează două particule încărcate: un ion pozitiv (sau un atom care a pierdut un electron din învelișul său exterior) și un electron liber. Cu fiecare act de interacțiune, unul sau mai mulți electroni pot fi smulși.

Adevărata muncă de ionizare a unui atom este de 10 ... 17 eV, i.e. câtă energie este necesară pentru a desprinde un electron dintr-un atom. S-a stabilit experimental că energia transferată la formarea unei perechi de ioni în aer este, în medie, de 35 eV pentru particule și 34 eV pentru electroni, iar pentru substanța unui țesut biologic, de aproximativ 33 eV. Diferența este definită după cum urmează. Energia medie cheltuită pentru formarea unei perechi de ioni este determinată experimental ca raportul dintre energia particulei primare și numărul mediu de perechi de ioni formate de o particulă de-a lungul întregului său drum. Deoarece particulele încărcate își cheltuiesc energia în procesele de excitare și ionizare, valoarea experimentală a energiei de ionizare include toate tipurile de pierderi de energie legate de formarea unei perechi de ioni. Tabelul 1 oferă o confirmare experimentală a celor de mai sus. 3.14.

doze de radiații. Când radiația ionizantă trece printr-o substanță, aceasta este afectată doar de acea parte a energiei radiației care este transferată substanței, absorbită de aceasta. Porțiunea de energie transferată prin radiație unei substanțe se numește doză.

O caracteristică cantitativă a interacțiunii radiațiilor ionizante cu o substanță este doza absorbită. Doza absorbită D (J/kg) este raportul dintre energia medie a lui He transferată prin radiații ionizante unei substanțe dintr-un volum elementar și o unitate de masă dm a unei substanțe din acest volum.

În sistemul SI, unitatea de doză absorbită este gri (Gy), numită după fizicianul și radiobiologul englez L. Gray. 1 Gy corespunde absorbției unei medii de 1 J de energie de radiație ionizantă într-o masă de materie egală cu 1 kg. 1 Gy \u003d 1 Jkg -1.

Echivalentul de doză H este doza absorbită într-un organ sau țesut înmulțită cu factorul de ponderare adecvat pentru radiația respectivă, W R

unde D T,R este doza medie absorbită în organul sau țesutul T, W R este factorul de ponderare pentru radiația R. Dacă câmpul de radiații este format din mai multe radiații cu valori diferite ale W R , doza echivalentă se determină astfel:

Unitatea de doză echivalentă este Jkg. -1, care are un nume special sievert (Sv).

Doza efectivă E este o valoare utilizată ca măsură a apariției efectelor pe termen lung ale iradierii întregului organism uman și a organelor sale individuale, ținând cont de radiosensibilitatea acestora. Reprezintă suma produselor dozei echivalente într-un organ și coeficientul corespunzător pentru un anumit organ sau țesut:

unde este doza echivalentă cu țesutul T în timp, iar W T este factorul de ponderare pentru țesutul T. Unitatea de doză efectivă este Jkg -1 , care are o denumire specială - sievert (Sv).

Doza efectivă colectivă S - valoarea care determină efectul total al radiațiilor asupra unui grup de oameni, este definită ca:

unde este doza medie eficientă a celui de-al i-lea subgrup al unui grup de persoane, este numărul de persoane din subgrup.

Unitatea de măsură a dozei colective efective este man-sievert (man-Sv).

Mecanismul acțiunii biologice a radiațiilor ionizante. Efectul biologic al radiațiilor asupra unui organism viu începe la nivel celular. Un organism viu este format din celule. O celulă animală este formată dintr-o membrană celulară care înconjoară o masă gelatinoasă - citoplasma, care conține un nucleu mai dens. Citoplasma este formată din compuși organici de natură proteică, formând o rețea spațială, ale cărei celule sunt umplute cu apă, săruri dizolvate în ea și molecule relativ mici de lipide - substanțe similare ca proprietăți grăsimilor. Nucleul este considerat cea mai sensibilă parte vitală a celulei, iar principalele sale elemente structurale sunt cromozomii. În centrul structurii cromozomilor se află o moleculă de acid dioxirribonucleic (ADN), care conține informațiile ereditare ale organismului. Secțiuni separate de ADN responsabile de formarea unei anumite trăsături elementare sunt numite gene sau „cărămizi ale eredității”. Genele sunt localizate pe cromozomi într-o ordine strict definită și fiecărui organism îi corespunde un anumit set de cromozomi din fiecare celulă. La om, fiecare celulă conține 23 de perechi de cromozomi. În timpul diviziunii celulare (mitozei), cromozomii sunt duplicați și aranjați într-o anumită ordine în celulele fiice.

Radiațiile ionizante provoacă ruperea cromozomilor (aberații cromozomiale), după care capetele rupte sunt unite în noi combinații. Acest lucru duce la o schimbare a aparatului genic și la formarea de celule fiice care nu sunt aceleași cu cele originale. Dacă în celulele germinale apar aberații cromozomiale persistente, atunci aceasta duce la mutații, adică. apariţia descendenţilor cu alte trăsături la indivizii iradiaţi. Mutațiile sunt utile dacă duc la o creștere a vitalității organismului și dăunătoare dacă se manifestă sub forma diferitelor malformații congenitale. Practica arată că sub acțiunea radiațiilor ionizante, probabilitatea de apariție a mutațiilor benefice este mică.

Cu toate acestea, în orice celulă, au fost găsite procese care funcționează continuu pentru repararea daunelor chimice în moleculele de ADN. De asemenea, s-a dovedit că ADN-ul este suficient de rezistent la spargerile cauzate de radiații. Este necesar să se facă șapte distrugeri ale structurii ADN, astfel încât să nu mai poată fi restaurată, adică. numai în acest caz apare mutația. Cu un număr mai mic de pauze, ADN-ul este restaurat în forma sa originală. Aceasta indică puterea mare a genelor în raport cu influențele externe, inclusiv cu radiațiile ionizante.

Distrugerea moleculelor vitale pentru organism este posibilă nu numai prin distrugerea lor directă prin radiații ionizante (teoria țintei), ci și prin acțiune indirectă, când molecula însăși nu absoarbe direct energia radiației, ci o primește de la o altă moleculă (solvent) , care a absorbit iniţial această energie . În acest caz, efectul radiației se datorează efectului secundar al produșilor de radioliză (descompunere) a solventului asupra moleculelor de ADN. Acest mecanism este explicat prin teoria radicalilor. Loviturile directe repetate ale particulelor ionizante din molecula de ADN, în special în zonele sale sensibile - genele, pot provoca degradarea acesteia. Cu toate acestea, probabilitatea unor astfel de lovituri este mai mică decât a loviturilor asupra moleculelor de apă, care servesc ca solvent principal în celulă. Prin urmare, radioliza apei, i.e. degradarea sub acțiunea radiațiilor în radicali hidrogen (H și hidroxil (OH), urmată de formarea hidrogenului molecular și a peroxidului de hidrogen, are o importanță capitală în procesele radiobiologice. Prezența oxigenului în sistem intensifică aceste procese. Pe baza Teoria radicalilor, ionii joacă rolul principal în dezvoltarea modificărilor biologice și a radicalilor, care se formează în apă de-a lungul traiectoriei particulelor ionizante.

Capacitatea ridicată a radicalilor de a intra în reacții chimice determină procesele de interacțiune a acestora cu molecule importante din punct de vedere biologic situate în imediata lor apropiere. În astfel de reacții, structurile substanțelor biologice sunt distruse, iar acest lucru, la rândul său, duce la modificări ale proceselor biologice, inclusiv ale proceselor de formare a celulelor noi.

Consecințele expunerii umane la radiații ionizante. Când apare o mutație într-o celulă, atunci aceasta se răspândește la toate celulele noului organism, formate prin diviziune. Pe lângă efectele genetice care pot afecta generațiile ulterioare (malformații congenitale), există și așa-numitele efecte somatice (corpoare) care sunt periculoase nu numai pentru organismul dat în sine (mutație somatică), ci și pentru descendenții acestuia. Mutația somatică se extinde numai la un anumit cerc de celule format prin diviziunea obișnuită din celula primară care a suferit o mutație.

Deteriorarea somatică a organismului prin radiații ionizante este rezultatul expunerii la radiații pe un complex mare - grupuri de celule care formează anumite țesuturi sau organe. Radiația încetinește sau chiar oprește complet procesul de diviziune celulară, în care viața lor se manifestă de fapt, iar radiațiile suficient de puternice în cele din urmă ucid celulele. Efectul distructiv al radiațiilor este vizibil în special în țesuturile tinere. Această circumstanță este folosită, în special, pentru a proteja organismul de neoplasmele maligne (de exemplu, tumori canceroase), care sunt distruse sub influența radiațiilor ionizante mult mai repede decât celulele benigne. Efectele somatice includ afectarea locală a pielii (arsura prin radiații), cataracta oculară (încețoșarea cristalinului), afectarea organelor genitale (sterilizare pe termen scurt sau permanent), etc.

Spre deosebire de efectele somatice, efectele genetice ale radiațiilor sunt greu de detectat, deoarece acţionează asupra unui număr mic de celule și au o perioadă lungă de latentă, măsurată în zeci de ani de la expunere. Un astfel de pericol există chiar și cu radiații foarte slabe, care, deși nu distrug celulele, pot provoca mutații cromozomiale și pot modifica proprietățile ereditare. Majoritatea acestor mutații apar doar atunci când embrionul primește cromozomi deteriorați în același mod de la ambii părinți. Rezultatele mutațiilor, inclusiv mortalitatea prin efecte ereditare - așa-numita moarte genetică, au fost observate cu mult înainte ca oamenii să înceapă să construiască reactoare nucleare și să folosească arme nucleare. Mutațiile pot fi cauzate de razele cosmice, precum și de fondul natural de radiații al Pământului, care, conform experților, reprezintă 1% din mutațiile umane.

S-a stabilit că nu există un nivel minim de radiație sub care să nu aibă loc mutația. Numărul total de mutații cauzate de radiațiile ionizante este proporțional cu dimensiunea populației și cu doza medie de radiație. Manifestarea efectelor genetice depinde puțin de rata dozei, dar este determinată de doza totală acumulată, indiferent dacă a fost primită în 1 zi sau 50 de ani. Se crede că efectele genetice nu au un prag de doză. Efectele genetice sunt determinate numai de doza colectivă efectivă de man-sievert (man-Sv), iar detectarea unui efect la un individ individual este practic imprevizibilă.

Spre deosebire de efectele genetice, care sunt cauzate de doze mici de radiații, efectele somatice încep întotdeauna la o anumită doză-prag: la doze mai mici, nu au loc leziuni ale organismului. O altă diferență între afectarea somatică și cea genetică este că organismul este capabil să depășească efectele radiațiilor în timp, în timp ce deteriorarea celulară este ireversibilă.

Valorile unor doze și efectele expunerii la radiații asupra organismului sunt date în tabel. 3.16.

Tabelul 3.16

Forțarea radiativă și efectele biologice aferente

Impact
	Rata sau durata dozei	Iradierea	Efect biologic
	Într-o săptămână		Practic absent
	Zilnic (de câțiva ani)		leucemie
	la un moment dat		Anomalii cromozomiale în celulele tumorale (cultura țesuturilor corespunzătoare)
	Într-o săptămână		Practic absent
	Acumularea de doze mici		Dublarea efectelor mutagene într-o generație
	la un moment dat
			SD 50 pentru persoane
			Căderea părului (reversibilă)
	0,1-0,5 Sv/zi		Poate fi tratat în spital
	3 Sv/zi sau acumulare de doze mici		cataracta prin radiatii
			Apariția cancerului de organe foarte radiosensibile
			Apariția cancerului de organe moderat radiosensibile
			Limită de doză pentru țesutul nervos
			Limită de doză pentru tractul gastrointestinal

Notă. O - expunerea totală a corpului; L - iradiere locală; SD 50 este doza care duce la 50% mortalitate în rândul persoanelor expuse.

Reglarea expunerii la radiații ionizante. Principalele reglementări legale în domeniul securității radiațiilor includ Standardele de siguranță împotriva radiațiilor (NRB-99). Documentul aparține categoriei de reguli sanitare (SP 2.6.1.758-99), aprobat de medicul sanitar de stat al Federației Ruse la 2 iulie 1999.

Standardele de siguranță împotriva radiațiilor includ termeni și definiții care trebuie utilizați în rezolvarea problemelor de siguranță împotriva radiațiilor. De asemenea, ei stabilesc trei clase de ghiduri: limitele de bază ale dozei; niveluri admisibile care sunt derivate din limitele de doză; limitele anuale de aport, volumul admisibil de aporturi medii anuale, activități specifice, nivelurile admisibile de contaminare a suprafețelor de lucru etc.; niveluri de control.

Raționalizarea radiațiilor ionizante este determinată de natura impactului radiațiilor ionizante asupra corpului uman. În același timp, se disting două tipuri de efecte legate de bolile din practica medicală: efecte de prag deterministe (radiații, arsuri de radiații, cataractă de radiații, anomalii de dezvoltare a fătului etc.) și efecte stochastice (probabilistice) fără prag (tumori maligne). , leucemie, boli ereditare).

Asigurarea securității radiațiilor este determinată de următoarele principii de bază:

• 1. Principiul raționalizării este de a nu depăși limitele admisibile ale dozelor individuale de expunere a cetățenilor din toate sursele de radiații ionizante.
• 2. Principiul justificării este interzicerea tuturor tipurilor de activități care implică utilizarea surselor de radiații ionizante, în care beneficiul primit pentru o persoană și societate nu depășește riscul de posibilă vătămare cauzată de expunerea suplimentară la fondul natural de radiații. .
• 3. Principiul optimizării este menținerea la cel mai scăzut nivel posibil și realizabil, luând în considerare factorii economici și sociali, dozele individuale de expunere și numărul de persoane expuse la utilizarea oricărei surse de radiații ionizante.

În scopul evaluării socio-economice a impactului radiațiilor ionizante asupra oamenilor în vederea calculării probabilităților de pierderi și a justificării costurilor protecției împotriva radiațiilor, la implementarea principiului de optimizare NRB-99, se introduce că expunerea la un efect colectiv efectiv. doza de 1 om-Sv duce la pierderea populației a 1 om-an de viață.

NRB -- 99 introduce conceptele de risc individual și colectiv și, de asemenea, determină valoarea valorii maxime a nivelului de risc neglijat de expunere la radiații. Conform acestor norme, riscul individual și colectiv de-a lungul vieții de apariție a efectelor stocastice (probabilistice) este determinat în mod corespunzător.

unde r, R -- riscul individual și respectiv colectiv pe durata vieții; E - doza individuală eficientă; -- probabilitatea ca individul i-a să primească o doză efectivă anuală de la E la E + dE; r E este coeficientul de risc pe tot parcursul vieții de reducere a duratei unei perioade întregi de viață cu o medie de 15 ani, un efect stocastic (de la cancer fatal, efecte ereditare grave și cancer non-fatal, redus în ceea ce privește daunele asupra consecințelor de la fatale cancer), egal cu

pentru expunere industrială:

1/persoană-Sv la mSv/an

1/persoană-Sv la mSv/an

pentru expunerea publicului:

1/persoană-Sv la mSv/an;

1/persoană-Sv la mSv/an

În scopul siguranței radiațiilor în timpul iradierii în cursul anului, riscul individual de reducere a duratei unei vieți cu drepturi depline ca urmare a apariției unor consecințe grave din efectele deterministe este considerat conservator egal cu:

unde este probabilitatea ca al i-lea individ să fie iradiat cu o doză mai mare decât D atunci când manipulează sursa în cursul anului; D este doza prag pentru un efect determinist.

Expunerea potențială a unui grup de N indivizi este justificată dacă

unde este reducerea medie a duratei unei perioade de viață completă ca urmare a apariției efectelor stocastice, egală cu 15 ani; -- reducerea medie a duratei unei vieți cu drepturi depline ca urmare a apariției unor consecințe grave din efecte deterministe, egală cu 45 de ani; -- echivalentul monetar al pierderii a 1 om-an din viata populatiei; V-- venituri din producție; P -- costul producției principale, cu excepția daunelor cauzate de protecție; Y -- daune de apărare.

NRB-99 subliniază că reducerea riscului la cel mai scăzut nivel posibil (optimizare) ar trebui realizată luând în considerare două circumstanțe:

• - limita de risc reglează expunerea potențială din toate sursele posibile. Prin urmare, pentru fiecare sursă, limita de risc este stabilită în timpul optimizării;
• - la reducerea riscului de expunere potențială, există un nivel minim de risc sub care riscul este considerat neglijabil și reducerea ulterioară a riscului este inadecvată.

Limita individuală de risc pentru expunerea la tehnogenă a personalului este de 1.010 -3 timp de 1 an, iar pentru populație 5.010 -5 pentru 1 an.

Nivelul de risc neglijabil separă zona de optimizare a riscului și zona de risc necondiționat acceptabil și este de 10 -6 pentru 1 an.

NRB-99 introduce următoarele categorii de persoane expuse:

• - personalul și persoanele care lucrează cu surse tehnogene (grupa A) sau care, datorită condițiilor de muncă, se află în zona de influență a acestora (grupa B);
• - întreaga populație, inclusiv persoanele din personal, în afara sferei și condițiilor activităților lor de producție.

Tabelul 3.17

Limitele de bază ale dozei

Note. * Dozele de expunere, ca toate celelalte niveluri de derivate permise pentru personalul din grupa B, nu trebuie să depășească 1/4 din valorile pentru personalul din grupa A.

** Se referă la valoarea medie într-un strat de 5 mg/cm2 sub un strat de acoperire de 5 mg/cm2. Pe palme grosimea stratului de acoperire este de 40 mg/cm2.

Principalele limite de doză pentru personalul expus și publicul nu includ dozele din surse naturale, medicale de radiații ionizante și doza datorată accidentelor de radiații. Aceste tipuri de expunere sunt supuse unor restricții speciale.

NRB-99 stipulează că, în cazul expunerii simultane la surse de expunere externă și internă, trebuie îndeplinită condiția ca raportul dintre doza de expunere externă și limita de doză și raportul dintre aporturile anuale de nuclizi și limitele lor în total să nu depășească 1.

Pentru personalul feminin cu vârsta sub 45 de ani, doza echivalentă în piele de pe suprafața abdomenului inferior nu trebuie să depășească 1 mSv pe lună, iar aportul de radionuclizi în organism nu trebuie să depășească 1/20 din limita anuală de aport pentru personal pe an. În același timp, doza echivalentă de iradiere a fătului timp de 2 luni dintr-o sarcină nediagnosticată nu depășește 1 mSv.

La determinarea sarcinii femeilor din personal, angajatorii trebuie să le transfere la alte activități care nu sunt legate de radiații.

Pentru elevii cu vârsta sub 21 de ani care sunt expuși la surse de radiații ionizante, dozele anuale acumulate nu trebuie să depășească valorile stabilite pentru membrii publicului.

Atunci când se efectuează studii științifice medicale preventive cu raze X la indivizi practic sănătoși, doza anuală efectivă de radiații nu trebuie să depășească 1 mSv.

NRB-99 stabilește, de asemenea, cerințe pentru limitarea expunerii publicului într-un accident de radiații.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Foloseste formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Găzduit la http://www.allbest.ru

Introducere

Radiațiile ionizante naturale sunt prezente peste tot. Vine din spațiu sub formă de raze cosmice. Se află în aer sub formă de radiație a radonului radioactiv și a particulelor sale secundare. Izotopii radioactivi de origine naturală pătrund cu alimente și apă în toate organismele vii și rămân în ele. Radiațiile ionizante nu pot fi evitate. Fondul radioactiv natural a existat dintotdeauna pe Pământ, iar viața și-a luat naștere în câmpul radiației sale, iar apoi - mult, mult mai târziu - a apărut omul. Această radiație naturală (naturală) ne însoțește pe tot parcursul vieții.

Fenomenul fizic al radioactivității a fost descoperit în 1896, iar astăzi este utilizat pe scară largă în multe domenii. În ciuda radiofobiei, centralele nucleare joacă un rol important în sectorul energetic în multe țări. Razele X sunt folosite în medicină pentru a diagnostica leziunile și bolile interne. O serie de substanțe radioactive sunt folosite sub formă de atomi marcați pentru a studia funcționarea organelor interne și a studia procesele metabolice. Radioterapia folosește radiațiile gamma și alte tipuri de radiații ionizante pentru a trata cancerul. Substanțele radioactive sunt utilizate pe scară largă în diferite dispozitive de control, iar radiațiile ionizante (în primul rând cu raze X) sunt utilizate în scopul detectării defectelor industriale. Semnele de ieșire de pe clădiri și avioane, datorită conținutului de tritiu radioactiv, strălucesc în întuneric în cazul unei întreruperi bruște de curent. Multe alarme de incendiu din case și clădiri publice conțin americiu radioactiv.

Radiațiile radioactive de diferite tipuri cu spectru energetic diferit sunt caracterizate de diferite capacități de penetrare și ionizare. Aceste proprietăți determină natura impactului lor asupra materiei vii a obiectelor biologice.

Se crede că unele dintre modificările și mutațiile ereditare la animale și plante sunt asociate cu radiația de fond.

În cazul unei explozii nucleare, la sol are loc un centru de leziune nucleară - un teritoriu în care factorii de distrugere în masă a oamenilor sunt radiațiile luminoase, radiațiile penetrante și contaminarea radioactivă a zonei.

Ca urmare a efectului dăunător al radiațiilor luminoase, pot apărea arsuri masive și leziuni oculare. Diferite tipuri de adăposturi sunt potrivite pentru protecție, iar în spații deschise - îmbrăcăminte specială și ochelari de protecție.

Radiația care pătrunde este razele gamma și un flux de neutroni care emană din zona unei explozii nucleare. Ele se pot răspândi pe mii de metri, pătrunde în diferite medii, provocând ionizarea atomilor și moleculelor. Pătrunzând în țesuturile corpului, razele gamma și neutronii perturbă procesele și funcțiile biologice ale organelor și țesuturilor, ducând la dezvoltarea bolii radiațiilor. Contaminarea radioactivă a zonei este creată din cauza adsorbției atomilor radioactivi de către particulele de sol (așa-numitul nor radioactiv, care se mișcă în direcția mișcării aerului). Principalul pericol pentru persoanele din zonele contaminate este radiația beta-gama externă și pătrunderea produselor de explozie nucleară în organism și pe piele.

Exploziile nucleare, degajările de radionuclizi de către centralele nucleare și utilizarea pe scară largă a surselor de radiații ionizante în diverse industrii, agricultură, medicină și cercetarea științifică au dus la o creștere globală a expunerii populației Pământului. La expunerea naturală s-au adăugat sursele antropice de expunere externă și internă.

În timpul exploziilor nucleare, radionuclizii de fisiune, activitatea indusă și partea nedivizată a încărcăturii (uraniu, plutoniu) intră în mediu. Activitatea indusă apare atunci când neutronii sunt captați de nucleele atomilor elementelor situate în structura produsului, aer, sol și apă. În funcție de natura radiației, toți radionuclizii de fisiune și activitate indusă sunt clasificați ca - sau - emițători.

Fallouts sunt împărțite în locale și globale (troposferice și stratosferice). Precipitațiile locale, care pot include peste 50% din materialul radioactiv generat de exploziile solului, sunt particule mari de aerosoli care cad la o distanță de aproximativ 100 km de locul exploziei. Precipitațiile globale se datorează particulelor fine de aerosoli.

Radionuclizii depuși pe suprafața pământului devin o sursă de expunere pe termen lung.

Impactul precipitațiilor radioactive asupra oamenilor include expunerea externă -, - datorată radionuclizilor prezenți în aerul de suprafață și depuși pe suprafața pământului, expunerea de contact ca urmare a contaminării pielii și îmbrăcămintei și expunerea internă la radionuclizi care intră în corp cu aer inhalat și alimente și apă contaminate. Radionuclidul critic în perioada inițială este iodul radioactiv, iar ulterior 137Cs și 90Sr.

1. Istoria descoperirii radiațiilor radioactive

Radioactivitatea a fost descoperită în 1896 de către fizicianul francez A. Becquerel. El a fost angajat în studiul conexiunii dintre luminiscență și razele X recent descoperite.

Becquerel a venit cu ideea: nu este nicio luminescență însoțită de raze X? Pentru a-și testa presupunerea, a luat mai mulți compuși, inclusiv una dintre sărurile de uraniu, care fosforescentă lumina galben-verde. După ce a iluminat-o cu lumina soarelui, a împachetat sarea în hârtie neagră și a așezat-o într-un dulap întunecat pe o farfurie fotografică, învelită tot în hârtie neagră. Un timp mai târziu, după ce a arătat farfuria, Becquerel a văzut într-adevăr imaginea unei bucăți de sare. Dar radiațiile luminiscente nu puteau trece prin hârtia neagră și doar razele X puteau ilumina placa în aceste condiții. Becquerel a repetat experimentul de mai multe ori cu succes egal. La sfârșitul lunii februarie 1896, la o ședință a Academiei Franceze de Științe, a făcut un raport despre emisia de raze X a substanțelor fosforescente.

După ceva timp, în laboratorul lui Becquerel a fost dezvoltată accidental o placă pe care s-a așezat sare de uraniu, neiradiată de lumina soarelui. Ea, desigur, nu a fosforescat, dar amprenta de pe farfurie s-a dovedit. Apoi Becquerel a început să testeze diverși compuși și minerale ai uraniului (inclusiv cei care nu prezintă fosforescență), precum și uraniul metalic. Farfuria era mereu luminată. Prin plasarea unei cruci metalice între sare și farfurie, Becquerel a obținut contururile slabe ale crucii de pe farfurie. Apoi a devenit clar că au fost descoperite noi raze care trec prin obiecte opace, dar nu sunt raze X.

Becquerel a descoperit că intensitatea radiației este determinată doar de cantitatea de uraniu din preparat și nu depinde deloc de compușii în care este inclus. Astfel, această proprietate nu era inerentă compușilor, ci elementului chimic - uraniu.

Becquerel împărtășește descoperirea sa cu oamenii de știință cu care a colaborat. În 1898, Marie Curie și Pierre Curie au descoperit radioactivitatea toriului, iar mai târziu au descoperit elementele radioactive poloniu și radiu.

Ei au descoperit că toți compușii uraniului și, în cea mai mare măsură, uraniul însuși au proprietatea radioactivității naturale. Becquerel s-a întors la luminoforii care îl interesau. Adevărat, el a făcut o altă descoperire majoră legată de radioactivitate. Odată, pentru o prelegere publică, Becquerel avea nevoie de o substanță radioactivă, a luat-o de la Curies și a băgat eprubeta în buzunarul vestei. După ce a ținut o prelegere, a returnat proprietarilor preparatul radioactiv, iar a doua zi a găsit roșeață a pielii sub formă de eprubetă pe corp sub buzunarul vestei. Becquerel i-a spus despre asta lui Pierre Curie și a făcut un experiment: timp de zece ore a purtat o eprubetă cu radiu legat de antebraț. Câteva zile mai târziu a făcut și roșeață, care s-a transformat apoi într-un ulcer sever, de care a suferit timp de două luni. Astfel, efectul biologic al radioactivității a fost descoperit pentru prima dată.

Dar chiar și după aceea, Curies și-au făcut treaba curajos. Este suficient să spunem că Marie Curie a murit de radiații (cu toate acestea, a trăit până la 66 de ani).

În 1955 au fost examinate caietele lui Marie Curie. Încă mai radiază, datorită contaminării radioactive introduse la umplere. Pe una dintre foi s-a păstrat o amprentă radioactivă a lui Pierre Curie.

Conceptul de radioactivitate și tipurile de radiații.

Radioactivitate - capacitatea unor nuclee atomice de a se transforma spontan (spontan) în alte nuclee cu emisia de diferite tipuri de radiații radioactive și particule elementare. Radioactivitatea este împărțită în naturală (observată în izotopii instabili care există în natură) și artificială (observată în izotopii obținuți prin reacții nucleare).

Radiațiile radioactive sunt împărțite în trei tipuri:

Radiația - este deviată de câmpurile electrice și magnetice, are o capacitate de ionizare mare și putere de penetrare scăzută; este un flux de nuclee de heliu; sarcina particulei - este +2e, iar masa coincide cu masa nucleului izotopului de heliu 42He.

Radiația - deviată de câmpurile electrice și magnetice; capacitatea sa de ionizare este mult mai mică (cu aproximativ două ordine de mărime), iar puterea sa de penetrare este mult mai mare decât cea a particulelor; este un flux de electroni rapizi.

Radiația – nu este deviată de câmpurile electrice și magnetice, are o capacitate de ionizare relativ slabă și o putere de penetrare foarte mare; este o radiație electromagnetică de undă scurtă cu o lungime de undă extrem de scurtă< 10-10 м и вследствие этого - ярко выраженными корпускулярными свойствами, то есть является поток частиц - -квантов (фотонов).

Timpul de înjumătățire T1 / 2 este timpul în care numărul inițial de nuclee radioactive este în medie redus la jumătate.

Radiația alfa este un flux de particule încărcate pozitiv format din 2 protoni și 2 neutroni. Particula este identică cu nucleul atomului de heliu-4 (4He2+). Se formează în timpul dezintegrarii alfa a nucleelor. Pentru prima dată, radiația alfa a fost descoperită de E. Rutherford. Studiind elementele radioactive, în special, studiind elementele radioactive precum uraniul, radiul și actiniul, E. Rutherford a ajuns la concluzia că toate elementele radioactive emit raze alfa și beta. Și, mai important, radioactivitatea oricărui element radioactiv scade după o anumită perioadă de timp. Sursa de radiații alfa sunt elementele radioactive. Spre deosebire de alte tipuri de radiații ionizante, radiațiile alfa sunt cele mai inofensive. Este periculos numai atunci când o astfel de substanță intră în organism (inhalare, mâncare, băutură, frecare etc.), deoarece intervalul unei particule alfa, de exemplu, cu o energie de 5 MeV, în aer este de 3,7 cm, iar în țesut biologic 0, 05 mm. Radiația alfa a unui radionuclid care a pătruns în organism provoacă o distrugere cu adevărat de coșmar. factorul de calitate al radiației alfa cu energie mai mică de 10 MeV este de 20 mm. iar pierderile de energie au loc într-un strat foarte subțire de țesut biologic. Practic îl arde. Atunci când particulele alfa sunt absorbite de organismele vii, pot apărea efecte mutagene (factori care provoacă mutația), cancerigene (substanțe sau un agent fizic (radiații) care pot provoca dezvoltarea de neoplasme maligne) și alte efecte negative. Capacitatea de penetrare A. - si. mic pentru că reţinut de o bucată de hârtie.

Particulă beta (particulă beta), o particulă încărcată emisă ca urmare a dezintegrarii beta. Fluxul de particule beta se numește raze beta sau radiații beta.

Particulele beta încărcate negativ sunt electronii (in--), încărcate pozitiv sunt pozitronii (în +).

Energiile particulelor beta sunt distribuite continuu de la zero la o energie maximă, în funcție de izotopul în descompunere; această energie maximă variază de la 2,5 keV (pentru reniu-187) la zeci de MeV (pentru nucleele cu viață scurtă, departe de linia de stabilitate beta).

Razele beta sub acțiunea câmpurilor electrice și magnetice deviază de la o direcție rectilinie. Viteza particulelor din razele beta este apropiată de viteza luminii. Razele beta sunt capabile să ionizeze gaze, să provoace reacții chimice, luminiscență, să acționeze asupra plăcilor fotografice.

Doze semnificative de radiații beta externe pot provoca arsuri de radiații ale pielii și pot duce la boala radiațiilor. Și mai periculoasă este expunerea internă la radionuclizi beta-activi care au intrat în organism. Radiația beta are o putere de penetrare semnificativ mai mică decât radiația gamma (cu toate acestea, un ordin de mărime mai mare decât radiația alfa). Un strat de orice substanță cu o densitate de suprafață de ordinul a 1 g/cm2.

De exemplu, câțiva milimetri de aluminiu sau câțiva metri de aer absorb aproape complet particulele beta cu o energie de aproximativ 1 MeV.

Radiația gamma este un tip de radiație electromagnetică cu o lungime de undă extrem de scurtă --< 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.

Radiația gamma este emisă în timpul tranzițiilor între stările excitate ale nucleelor ​​atomice (energiile unor astfel de raze gamma variază de la ~1 keV la zeci de MeV). În timpul reacțiilor nucleare (de exemplu, în timpul anihilării unui electron și a unui pozitron, dezintegrarea unui pion neutru etc.), precum și în timpul deviației particulelor încărcate energetic în câmpurile magnetice și electrice.

Razele gamma, spre deosebire de razele B și razele B, nu sunt deviate de câmpurile electrice și magnetice și se caracterizează printr-o putere de penetrare mai mare la energii egale și alte lucruri fiind egale. Razele gamma provoacă ionizarea atomilor materiei. Principalele procese care au loc în timpul trecerii radiațiilor gamma prin materie:

Efect fotoelectric (cuantica gamma este absorbită de electronul învelișului atomic, transferându-i toată energia și ionizând atomul).

Difuzarea Compton (gama-cuantica este împrăștiată de un electron, transferându-i o parte din energia sa).

Nașterea perechilor electron-pozitron (în câmpul nucleului, un quantum gamma cu o energie de cel puțin 2mec2=1,022 MeV se transformă într-un electron și un pozitron).

Procese fotonucleare (la energii de peste câteva zeci de MeV, un quantum gamma este capabil să elimine nucleonii din nucleu).

Razele gamma, ca orice alți fotoni, pot fi polarizate.

Iradierea cu raze gamma, în funcție de doză și durată, poate provoca boală cronică și acută de radiații. Efectele stocastice ale radiațiilor includ diferite tipuri de cancer. În același timp, radiațiile gamma inhibă creșterea celulelor canceroase și a altor celule cu diviziune rapidă. Radiația gamma este un factor mutagen și teratogen.

Un strat de materie poate servi drept protecție împotriva radiațiilor gamma. Eficacitatea protecției (adică probabilitatea de absorbție a unui gamma-quantum la trecerea prin acesta) crește odată cu creșterea grosimii stratului, a densității substanței și a conținutului de nuclee grele (plumb, wolfram, epuizat). uraniu etc.) în ea.

Unitatea de măsurare a radioactivității este becquerelul (Bq, Bq). Un becquerel este egal cu o dezintegrare pe secundă. Conținutul de activitate dintr-o substanță este adesea estimat pe unitatea de greutate a substanței (Bq/kg) sau volumul acesteia (Bq/l, Bq/m3). Este adesea folosită o unitate în afara sistemului - curie (Ci, Ci). O curie corespunde numărului de dezintegrari pe secundă în 1 gram de radiu. 1 Ki \u003d 3.7.1010 Bq.

Raporturile dintre unitățile de măsură sunt prezentate în tabelul de mai jos.

Pentru a determina doza de expunere se folosește binecunoscuta unitate nesistemică roentgen (P, R). O rază X corespunde dozei de raze X sau radiații gamma, la care se formează 2,109 perechi de ioni în 1 cm3 de aer. 1 Р = 2, 58,10-4 C/kg.

Pentru a evalua efectul radiațiilor asupra unei substanțe, se măsoară doza absorbită, care este definită ca energia absorbită pe unitatea de masă. Unitatea de măsură a dozei absorbite se numește rad. Un rad este egal cu 100 erg/g. În sistemul SI, se folosește o altă unitate - gri (Gy, Gy). 1 Gy \u003d 100 rad \u003d 1 J / kg.

Efectul biologic al diferitelor tipuri de radiații nu este același. Acest lucru se datorează diferențelor în capacitatea lor de penetrare și naturii transferului de energie către organele și țesuturile unui organism viu. Prin urmare, pentru a evalua consecințele biologice, se folosește echivalentul biologic al unei radiografii, rem. Doza în rem este echivalentă cu doza în rad înmulțită cu factorul de calitate a radiației. Pentru razele X, beta și gama, factorul de calitate este considerat egal cu unu, adică rem corespunde unui rad. Pentru particulele alfa, factorul de calitate este 20 (înseamnă că particulele alfa provoacă de 20 de ori mai multe daune țesutului viu decât aceeași doză absorbită de raze beta sau gamma). Pentru neutroni, coeficientul variază de la 5 la 20, în funcție de energie. În sistemul SI pentru doză echivalentă a fost introdusă o unitate specială numită sievert (Sv, Sv). 1 Sv = 100 rem. Doza echivalentă în Sieverts corespunde dozei absorbite în Gy înmulțită cu factorul de calitate.

2. Impactul radiațiilor asupra corpului uman

Există două tipuri de efecte ale expunerii la radiații ionizante asupra organismului: somatic și genetic. Cu efect somatic, consecințele se manifestă direct la persoana iradiată, cu efect genetic, la descendenții acestuia. Efectele somatice pot fi precoce sau întârziate. Cele timpurii apar în perioada de la câteva minute până la 30-60 de zile după iradiere. Acestea includ înroșirea și descuamarea pielii, încețoșarea cristalinului ochiului, deteriorarea sistemului hematopoietic, boala de radiații, moartea. Efectele somatice pe termen lung apar la câteva luni sau ani după iradiere sub formă de modificări persistente ale pielii, neoplasme maligne, scăderea imunității și speranța de viață redusă.

La studierea efectului radiațiilor asupra organismului, au fost dezvăluite următoarele caracteristici:

ü Eficiență ridicată a energiei absorbite, chiar și cantități mici din aceasta pot provoca modificări biologice profunde în organism.

b Prezența unei perioade latente (de incubație) pentru manifestarea acțiunii radiațiilor ionizante.

b Efectele de la doze mici pot fi cumulate sau cumulative.

b Efect genetic - efect asupra descendenților.

Diverse organe ale unui organism viu au propria lor sensibilitate la radiații.

Nu orice organism (uman) în ansamblu reacționează în mod egal la radiații.

Iradierea depinde de frecvența expunerii. Cu aceeași doză de radiații, efectele nocive vor fi cu atât mai puține, cu atât mai fracționat sunt recepționate în timp.

Radiațiile ionizante pot afecta organismul atât cu radiații externe (în special cu raze X și radiații gamma), cât și cu radiații interne (în special particule alfa). Expunerea internă apare atunci când sursele de radiații ionizante pătrund în organism prin plămâni, piele și organele digestive. Iradierea internă este mai periculoasă decât cea externă, deoarece sursele de radiații ionizante care au intrat în interior expun organele interne neprotejate la iradiere continuă.

Sub acțiunea radiațiilor ionizante, apa, care este parte integrantă a corpului uman, este scindată și se formează ioni cu sarcini diferite. Radicalii liberi și agenții oxidanți rezultați interacționează cu moleculele materiei organice ale țesutului, oxidându-l și distrugându-l. Metabolismul este perturbat. Există modificări în compoziția sângelui - nivelul eritrocitelor, leucocitelor, trombocitelor și neutrofilelor scade. Deteriorarea organelor hematopoietice distruge sistemul imunitar uman și duce la complicații infecțioase.

Leziunile locale se caracterizează prin arsuri cu radiații ale pielii și mucoaselor. Cu arsuri severe, se formează edem, vezicule, este posibilă moartea țesuturilor (necroza).

Absorbție letal și doze maxime admise de radiații.

Dozele letale absorbite pentru anumite părți ale corpului sunt următoarele:

b cap - 20 Gy;

b abdomen inferior - 50 Gy;

b piept -100 Gy;

e membre - 200 Gr.

Când este expusă la doze de 100-1000 de ori mai mare decât doza letală, o persoană poate muri în timpul expunerii („moarte sub fascicul”).

În funcție de tipul de radiații ionizante, pot exista diferite măsuri de protecție: reducerea timpului de expunere, creșterea distanței față de sursele de radiații ionizante, îngrădirea surselor de radiații ionizante, etanșarea surselor de radiații ionizante, echipament și amenajarea echipamentului de protecție, organizarea control dozimetric, masuri de igiena si salubritate.

A - personal, i.e. persoanele care lucrează permanent sau temporar cu surse de radiații ionizante;

B - o parte restrânsă a populației, adică persoanele care nu sunt direct implicate în muncă cu surse de radiații ionizante, dar din cauza condițiilor de reședință sau de amplasare a locurilor de muncă, pot fi expuse la radiații ionizante;

B este întreaga populație.

Doza maximă admisă este cea mai mare valoare a dozei echivalente individuale pe an, care, cu expunere uniformă timp de 50 de ani, nu va provoca modificări adverse ale stării de sănătate a personalului depistat prin metode moderne.

Tab. 2. Doze maxime admisibile de radiații

Sursele naturale dau o doză totală anuală de aproximativ 200 mrem (spațiu - până la 30 mrem, sol - până la 38 mrem, elemente radioactive în țesuturile umane - până la 37 mrem, gaz radon - până la 80 mrem și alte surse).

Sursele artificiale adaugă o doză echivalentă anuală de aproximativ 150-200 mrem (dispozitive medicale și cercetare - 100-150 mrem, vizionare TV - 1-3 mrem, centrală termică pe cărbune - până la 6 mrem, consecințele testelor de arme nucleare - până la 3 mrem și alte surse).

Organizația Mondială a Sănătății (OMS) definește doza de radiație echivalentă maximă admisibilă (sigură) pentru un locuitor al planetei ca fiind de 35 rem, sub rezerva acumulării sale uniforme pe parcursul a 70 de ani de viață.

Tab. 3. Tulburări biologice într-o singură iradiere (până la 4 zile) a întregului organism uman

Doza de radiații, (Gy)	Gradul de radiație	Începutul manifestării reacției primare	Natura reacției primare	Consecințele iradierii
Până la 0,250 - 1,0	Nu există încălcări vizibile. Pot exista modificări în sânge. Modificări ale sângelui, capacitatea de muncă afectată
		Dupa 2-3 ore	Greață ușoară cu vărsături. Trece în ziua iradierii	De obicei, recuperare 100% chiar și fără tratament

3. Protecție împotriva radiațiilor ionizante

Protecția antiradiații a populației include: sesizarea pericolului de radiații, utilizarea echipamentelor de protecție colectivă și individuală, respectarea comportamentului populației pe un teritoriu contaminat cu substanțe radioactive. Protecția alimentelor și apei de contaminarea radioactivă, utilizarea echipamentului medical individual de protecție, determinarea nivelurilor de contaminare a teritoriului, monitorizarea dozimetrică a expunerii publice și examinarea contaminării alimentelor și apei cu substanțe radioactive.

Potrivit semnalelor de avertizare a Apărării Civile „Pericol de radiații”, populația ar trebui să se refugieze în structuri de protecție. După cum se știe, ele slăbesc semnificativ (de mai multe ori) efectul radiațiilor penetrante.

Din cauza pericolului de a suferi daune cauzate de radiații, este imposibil să se înceapă acordarea primului ajutor populației în prezența unor niveluri ridicate de radiații în zonă. În aceste condiții, este de mare importanță acordarea de asistență personală și reciprocă populației afectate, respectarea strictă a regulilor de conduită în teritoriul contaminat.

Pe teritoriul contaminat cu substanțe radioactive, nu puteți mânca, bea apă din surse de apă contaminate, vă puteți întinde pe pământ. Procedura de gătit și hrănire a populației este stabilită de autoritățile de Apărare Civilă, ținând cont de nivelurile de contaminare radioactivă a zonei.

Măștile de gaz și respiratoarele (pentru mineri) pot fi folosite pentru a proteja împotriva aerului contaminat cu particule radioactive. Există și metode generale de protecție precum:

l creșterea distanței dintre operator și sursă;

ь reducerea duratei de lucru în câmpul de radiații;

l ecranarea sursei de radiații;

l telecomandă;

l folosirea de manipulatoare și roboți;

l automatizarea completă a procesului tehnologic;

ь utilizarea echipamentului individual de protecție și avertizare cu semn de pericol de radiații;

ü monitorizarea constantă a nivelului de radiații și a dozelor de radiații către personal.

Echipamentul individual de protecție include un costum anti-radiații cu includere de plumb. Cel mai bun absorbant al razelor gamma este plumbul. Neutronii lenți sunt bine absorbiți de bor și cadmiu. Neutronii rapizi sunt pre-moderați cu grafit.

Compania scandinavă Handy-fashions.com dezvoltă protecție împotriva radiațiilor telefonului mobil, de exemplu, a introdus o vestă, șapcă și eșarfă menite să protejeze împotriva studiului dăunător al telefoanelor mobile. Pentru producerea lor, se folosește o țesătură specială anti-radiații. Doar buzunarul de pe vestă este realizat din material obișnuit pentru recepție stabilă a semnalului. Costul unui kit de protecție complet este de la 300 USD.

Protecția împotriva expunerii interne constă în eliminarea contactului direct al lucrătorilor cu particulele radioactive și împiedicarea acestora să pătrundă în aerul zonei de lucru.

Este necesar să ne ghidăm după standardele de radioprotecție, care enumeră categoriile de persoane expuse, limitele de doză și măsurile de protecție, precum și normele sanitare care reglementează amplasarea spațiilor și instalațiilor, locul de muncă, procedura de obținere, înregistrare și depozitare. sursele de radiații, cerințele de ventilație, curățarea prafului și gazelor și neutralizarea deșeurilor radioactive etc.

De asemenea, pentru a proteja sediul cu personal, Academia de Stat de Arhitectură și Inginerie Civilă Penza se dezvoltă pentru a crea un „mastic de înaltă densitate pentru protecția împotriva radiațiilor”. Compoziția masticurilor include: liant - rășină resorcinol-formaldehidă FR-12, întăritor - paraformaldehidă și umplutură - material de înaltă densitate.

Protecție împotriva razelor alfa, beta și gamma.

Principiile de bază ale siguranței radiațiilor sunt de a nu depăși limita de doză de bază stabilită, de a exclude orice expunere nerezonabilă și de a reduce doza de radiații la cel mai scăzut nivel posibil. Pentru a implementa aceste principii în practică, dozele de radiații primite de personal atunci când lucrează cu surse de radiații ionizante sunt în mod necesar controlate, se lucrează în încăperi special echipate, se folosește protecția pe distanță și timp, precum și diverse mijloace de protecție colectivă și individuală. sunt utilizate.

Pentru a determina dozele individuale de expunere a personalului, este necesar să se efectueze sistematic monitorizarea radiațiilor (dozimetrică), al cărei volum depinde de natura muncii cu substanțe radioactive. Fiecărui operator care are contact cu surse de radiații ionizante i se dă un dozimetru individual1 pentru a controla doza primită de radiații gamma. În încăperile în care se lucrează cu substanțe radioactive, este necesar să se asigure un control general asupra intensității diferitelor tipuri de radiații. Aceste încăperi trebuie să fie izolate de alte încăperi, dotate cu un sistem de ventilație de alimentare și evacuare cu o rată de schimb de aer de cel puțin cinci. Vopsirea pereților, tavanului și ușilor din aceste încăperi, precum și amenajarea pardoselii, se realizează astfel încât să excludă acumularea de praf radioactiv și să se evite absorbția aerosolilor radioactivi. Vaporii și lichidele cu materiale de finisare (vopsirea pereților, ușilor și, în unele cazuri, a tavanelor trebuie făcută cu vopsele de ulei, podelele sunt acoperite cu materiale care nu absorb lichide - linoleum, compus plastic PVC etc.). Toate structurile clădirilor din încăperile în care se efectuează lucrări cu substanțe radioactive nu trebuie să prezinte fisuri și discontinuități; colțurile sunt rotunjite pentru a preveni acumularea de praf radioactiv în ele și pentru a facilita curățarea. Cel puțin o dată pe lună se efectuează o curățenie generală a incintei cu spălarea obligatorie a pereților, ferestrelor, ușilor, mobilierului și utilajelor cu apă fierbinte și săpun. Curățarea umedă curentă a incintei se efectuează zilnic.

Pentru a reduce expunerea personalului, toate lucrările cu aceste surse se efectuează folosind mânere sau suporturi lungi. Protecția timpului constă în faptul că lucrările cu surse radioactive se efectuează pe o astfel de perioadă de timp încât doza de radiații primită de personal să nu depășească nivelul maxim admisibil.

Mijloacele colective de protecție împotriva radiațiilor ionizante sunt reglementate de GOST 12.4.120-83 „Mijloace de protecție colectivă împotriva radiațiilor ionizante. Cerințe generale". În conformitate cu acest document normativ, principalele mijloace de protecție sunt ecranele de protecție staționare și mobile, containerele pentru transportul și depozitarea surselor de radiații ionizante, precum și pentru colectarea și transportul deșeurilor radioactive, seifurile și cutiile de protecție etc.

Ecranele de protecție staționare și mobile sunt concepute pentru a reduce nivelul de radiații la locul de muncă la un nivel acceptabil. Dacă se lucrează cu surse de radiații ionizante într-o cameră specială - o cameră de lucru, atunci pereții, podeaua și tavanul, din materiale de protecție, servesc drept ecrane. Astfel de ecrane sunt numite staționare. Pentru dispozitivul ecranelor mobile se folosesc diverse scuturi care absorb sau atenuează radiațiile.

Ecranele sunt realizate din diverse materiale. Grosimea lor depinde de tipul de radiație ionizantă, de proprietățile materialului de protecție și de factorul de atenuare a radiației necesar k. Valoarea lui k arată de câte ori este necesar să se reducă indicatorii energetici ai radiațiilor (debitul dozei de expunere, doza absorbită, densitatea fluxului de particule etc.) pentru a obține valori acceptabile ale caracteristicilor enumerate. De exemplu, în cazul dozei absorbite, k se exprimă după cum urmează:

unde D este rata dozei absorbite; D0 - nivelul acceptabil al dozei absorbite.

Pentru construcția mijloacelor staționare de protecție a pereților, tavanelor, tavanelor etc. se utilizează cărămidă, beton, beton barit și tencuială baritică (include sulfat de bariu - BaSO4). Aceste materiale protejează în mod fiabil personalul de expunerea la raze gamma și X.

Pentru a crea ecrane mobile sunt folosite diverse materiale. Protecția împotriva radiațiilor alfa se realizează prin utilizarea ecranelor din sticlă obișnuită sau organică cu o grosime de câțiva milimetri. O protecție suficientă împotriva acestui tip de radiații este un strat de aer de câțiva centimetri. Pentru a proteja împotriva radiațiilor beta, ecranele sunt fabricate din aluminiu sau plastic (sticlă organică). Plumbul, oțelul și aliajele de wolfram protejează eficient împotriva radiațiilor gamma și X. Sistemele de vizualizare sunt realizate din materiale speciale transparente, cum ar fi sticla cu plumb. Materialele care conțin hidrogen (apă, parafină), precum și beriliu, grafit, compuși ai borului etc. protejează de radiația neutronică. Betonul poate fi folosit și pentru ecranarea cu neutroni.

Seifurile de protecție sunt folosite pentru a stoca sursele de radiații gamma. Sunt fabricate din plumb și oțel.

Cutiile de protecție sunt folosite pentru a lucra cu substanțe radioactive cu activitate alfa și beta.

Containerele de protecție și colectoarele pentru deșeuri radioactive sunt realizate din aceleași materiale ca și ecranele - sticlă organică, oțel, plumb etc.

Când lucrați cu surse de radiații ionizante, zona periculoasă trebuie limitată prin etichete de avertizare.

O zonă periculoasă este un spațiu în care un lucrător poate fi expus la factori de producție periculoși și (sau) nocivi (în acest caz, radiații ionizante).

Principiul de funcționare al dispozitivelor destinate monitorizării personalului expus la radiații ionizante se bazează pe diferite efecte care decurg din interacțiunea acestor radiații cu o substanță. Principalele metode de detectare și măsurare a radioactivității sunt ionizarea gazelor, scintilația și metodele fotochimice. Cea mai des folosită metodă de ionizare se bazează pe măsurarea gradului de ionizare a mediului prin care a trecut radiația.

Metodele de scintilație pentru detectarea radiațiilor se bazează pe capacitatea unor materiale, prin absorbția energiei radiațiilor ionizante, de a o transforma în radiații luminoase. Un exemplu de astfel de material este sulfura de zinc (ZnS). Contorul de scintilație este un tub fotoelectron cu o fereastră acoperită cu sulfură de zinc. Când radiația intră în acest tub, are loc un fulger slab de lumină, care duce la apariția impulsurilor de curent electric în tubul fotoelectron. Aceste impulsuri sunt amplificate și numărate.

Există și alte metode pentru determinarea radiațiilor ionizante, de exemplu, metodele calorimetrice, care se bazează pe măsurarea cantității de căldură eliberată în timpul interacțiunii radiației cu o substanță absorbantă.

Dispozitivele de control dozimetric sunt împărțite în două grupe: dozimetre utilizate pentru măsurarea cantitativă a debitului de doză și radiometre sau indicatori de radiație utilizați pentru detectarea rapidă a contaminării radioactive.

De la dispozitivele casnice, de exemplu, se folosesc dozimetre ale mărcilor DRGZ-04 și DKS-04. Primul este folosit pentru a măsura radiațiile gamma și cu raze X în intervalul de energie de 0,03-3,0 MeV. Scara instrumentului este gradată în microroentgen/secundă (μR/s). Cel de-al doilea dispozitiv este folosit pentru a măsura radiațiile gamma și beta în intervalul de energie de 0,5-3,0 MeV, precum și radiația neutronică (neutroni duri și termici). Scara dispozitivului este gradată în miliroentgens pe oră (mR/h). Industria produce și dozimetre de uz casnic destinate populației, de exemplu, dozimetrul de uz casnic „Master-1” (conceput pentru măsurarea dozei de radiații gama), dozimetrul-radiometru de uz casnic ANRI-01 („Pin”).

radiații nucleare letale ionizante

Concluzie

Deci, din cele de mai sus, putem concluziona următoarele:

radiatii ionizante- în sensul cel mai general - diverse tipuri de microparticule și câmpuri fizice capabile să ionizeze materia. Cele mai semnificative tipuri de radiații ionizante sunt: ​​radiațiile electromagnetice cu undă scurtă (raze X și radiații gamma), fluxurile de particule încărcate: particule beta (electroni și pozitroni), particule alfa (nucleele atomului de heliu-4), protoni, alte ioni, muoni etc., precum și neutroni. În natură, radiațiile ionizante sunt generate de obicei ca urmare a dezintegrarii radioactive spontane a radionuclizilor, a reacțiilor nucleare (fuziunea și fisiunea indusă a nucleelor, captarea de protoni, neutroni, particule alfa etc.), precum și accelerarea particulelor încărcate în spațiu (natura unei astfel de accelerații a particulelor cosmice până la sfârșit nu este clară).

Sursele artificiale de radiații ionizante sunt radionuclizii artificiali (generează radiații alfa, beta și gamma), reactoarele nucleare (generează în principal radiații neutroni și gamma), sursele de neutroni radionuclizi, acceleratorii de particule elementare (generează fluxuri de particule încărcate, precum și radiația fotonica bremsstrahlung) , aparate cu raze X (generează raze X bremsstrahlung). Iradierea este foarte periculoasă pentru corpul uman, gradul de pericol depinde de doză (în rezumatul meu am dat normele maxime admise) și de tipul de radiație - cea mai sigură este radiația alfa, iar mai periculoasă este gama.

Asigurarea securității radiațiilor necesită un complex de măsuri de protecție diverse, în funcție de condițiile specifice de lucru cu sursele de radiații ionizante, precum și de tipul sursei.

Protecția timpului se bazează pe reducerea timpului de lucru cu sursa, ceea ce face posibilă reducerea dozelor de expunere a personalului. Acest principiu este folosit în special în munca directă a personalului cu radioactivitate scăzută.

Protecția la distanță este o modalitate de protecție destul de simplă și fiabilă. Acest lucru se datorează capacității radiațiilor de a-și pierde energia în interacțiunile cu materia: cu cât distanța de la sursă este mai mare, cu atât mai multe procese de interacțiune a radiației cu atomii și moleculele, ceea ce duce în cele din urmă la o scădere a dozei de radiații a personalului.

Ecranarea este cea mai eficientă modalitate de a proteja împotriva radiațiilor. În funcție de tipul de radiații ionizante, pentru fabricarea ecranelor se folosesc diverse materiale, iar grosimea acestora este determinată de putere și radiație.

Literatură

1. „Produse chimice nocive. substante radioactive. Director." Sub total ed. LA. Ilyina, V.A. Filov. Leningrad, „Chimie”. 1990.

2. Fundamentele protecției populației și teritoriilor în situații de urgență. Ed. acad. V.V. Tarasov. Presa Universității din Moscova. 1998.

3. Siguranța vieții / Ed. S.V. Belova.- Ed. a III-a, revăzută.- M .: Mai înalt. scoala, 2001. - 485s.

Găzduit pe Allbest.ru

Documente similare

Surse de radiații ionizante. Doze maxime admise de radiații. Clasificarea apărărilor biologice. Reprezentarea compoziției spectrale a radiațiilor gamma într-un reactor nuclear. Principalele etape ale proiectării protecției împotriva radiațiilor împotriva radiațiilor gamma.

prezentare, adaugat 17.05.2014


Caracteristicile radioactivității și radiațiilor ionizante. Caracterizarea surselor și căilor de intrare a radionuclizilor în corpul uman: radiații naturale, artificiale. Reacția organismului la diferite doze de expunere la radiații și echipament de protecție.

rezumat, adăugat 25.02.2010


Radioactivitate și radiații ionizante. Sursele și căile de intrare a radionuclizilor în corpul uman. Efectul radiațiilor ionizante asupra oamenilor. Doze de expunere la radiații. Mijloace de protecție împotriva radiațiilor radioactive, măsuri preventive.

lucrare de termen, adăugată 14.05.2012


Radiații: doze, unități de măsură. O serie de caracteristici caracteristice acțiunii biologice a radiațiilor radioactive. Tipuri de efecte ale radiațiilor, doze mari și mici. Măsuri de protecție împotriva efectelor radiațiilor ionizante și expunerii externe.

rezumat, adăugat 23.05.2013


Radiația și soiurile sale. Radiații ionizante. Surse de pericol de radiații. Dispozitivul surselor de radiații ionizante, căi de pătrundere în corpul uman. Măsuri de influență ionizantă, mecanism de acțiune. consecințele iradierii.

rezumat, adăugat 25.10.2010


Definiția conceptului de radiație. Efectele somatice și genetice ale expunerii la radiații asupra oamenilor. Doze maxime admise de expunere generală. Protecția organismelor vii de radiații prin timp, distanță și cu ajutorul unor ecrane speciale.

prezentare, adaugat 14.04.2014


Surse de expunere externă. Expunerea la radiații ionizante. Consecințele genetice ale radiațiilor. Metode și mijloace de protecție împotriva radiațiilor ionizante. Caracteristicile expunerii interne a populației. Formule pentru doze de radiații echivalente și absorbite.

prezentare, adaugat 18.02.2015


Caracteristicile impactului radiațiilor asupra unui organism viu. Expunerea externă și internă a unei persoane. Impactul radiațiilor ionizante asupra organelor individuale și asupra corpului în ansamblu. Clasificarea efectelor radiațiilor. Influența IA asupra reactivității imunobiologice.

prezentare, adaugat 14.06.2016


Impactul radiațiilor ionizante asupra materiei neînsuflețite și vii, necesitatea controlului metrologic al radiațiilor. Doze de expunere si absorbite, unitati de marimi dozimetrice. Bazele fizice și tehnice ale controlului radiațiilor ionizante.

lucrare de control, adaugat 14.12.2012


Principalele caracteristici ale radiațiilor ionizante. Principii și norme de siguranță împotriva radiațiilor. Protecție împotriva acțiunii radiațiilor ionizante. Valorile de bază ale limitelor de doză pentru expuneri externe și interne. Dispozitive domestice de control dozimetric.

Pagina următoare >>

§ 2. Influenţa radiaţiilor ionizante asupra corpului uman

Ca urmare a impactului radiațiilor ionizante asupra corpului uman, în țesuturi pot apărea procese fizice, chimice și biochimice complexe. Radiațiile ionizante provoacă ionizarea atomilor și moleculelor unei substanțe, în urma căreia moleculele și celulele țesutului sunt distruse.

Se știe că 2/3 din compoziția totală a țesutului uman este apă și carbon. Sub influența radiațiilor, apa este scindată în hidrogen H și gruparea hidroxil OH, care, fie direct, fie printr-un lanț de transformări secundare, formează produse cu activitate chimică ridicată: oxid hidratat HO 2 și peroxid de hidrogen H 2 O 2. Acești compuși interacționează cu moleculele materiei organice ale țesutului, oxidându-l și distrugându-l.

Ca urmare a expunerii la radiații ionizante, cursul normal al proceselor biochimice și metabolismul din organism sunt perturbate. În funcție de mărimea dozei de radiații absorbite și de caracteristicile individuale ale organismului, modificările cauzate pot fi reversibile sau ireversibile. La doze mici, țesutul afectat își restabilește activitatea funcțională. Dozele mari cu expunere prelungită pot provoca leziuni ireversibile ale organelor individuale sau ale întregului corp (boală de radiații).

Orice tip de radiație ionizantă provoacă modificări biologice în organism atât în ​​timpul expunerii externe, când sursa de radiații este în afara corpului, cât și în timpul expunerii interne, când substanțele radioactive pătrund în organism, de exemplu, prin inhalare - prin inhalare sau prin ingerare cu alimente. sau apa.

Efectul biologic al radiațiilor ionizante depinde de doza și timpul de expunere la radiații, de tipul de radiație, de mărimea suprafeței iradiate și de caracteristicile individuale ale organismului.

Cu o singură iradiere a întregului corp uman, sunt posibile următoarele tulburări biologice în funcție de doza de radiație:

0—25 rad 1 nu există încălcări vizibile;

25-50 rad. . . posibile modificări ale sângelui;

50-100 rad. . . modificări ale sângelui, starea normală a capacității de lucru este perturbată;

100-200 rad. . . încălcarea stării normale, pierderea capacității de muncă este posibilă;

200-400 rad. . . pierderea capacității de muncă, moartea este posibilă;

400-500 rad. . . decesele reprezintă 50% din numărul total al victimelor

600 rad și mai mult fatal în aproape toate cazurile de expunere.

Când este expus la doze de 100-1000 de ori mai mare decât doza letală, o persoană poate muri în timpul expunerii.

Gradul de deteriorare a corpului depinde de dimensiunea suprafeței iradiate. Odată cu scăderea suprafeței iradiate, scade și riscul de rănire. Un factor important în impactul radiațiilor ionizante asupra organismului este timpul de expunere. Cu cât radiația este mai fracționată în timp, cu atât efectul ei dăunător este mai mic.

Caracteristicile individuale ale corpului uman se manifestă numai la doze mici de radiații. Cu cât persoana este mai tânără, cu atât este mai mare sensibilitatea la radiații. O persoană adultă cu vârsta de 25 de ani și peste este cea mai rezistentă la radiații.

Gradul de pericol de deteriorare depinde și de rata de excreție a substanței radioactive din organism. Substanțe care circulă rapid în organism (apă, sodiu, clor) și substanțe care nu sunt absorbite de organism și, de asemenea, nu formează compuși care alcătuiesc țesuturile (argon, xenon, cripton etc.) nu rămân mult timp. timp. Unele substanțe radioactive aproape nu sunt excretate din organism și se acumulează în acesta.

În același timp, unele dintre ele (niobiu, ruteniu etc.) sunt distribuite uniform în organism, altele sunt concentrate în anumite organe (lantan, actiniu, toriu - în ficat, stronțiu, uraniu, radiu - în țesutul osos) , ceea ce duce la deteriorarea lor rapidă.

Atunci când se evaluează efectul substanțelor radioactive, ar trebui să se țină seama și de timpul de înjumătățire al acestora și de tipul de radiație. Substanțele cu un timp de înjumătățire scurt își pierd rapid activitatea, emițătorii α, fiind aproape inofensivi pentru organele interne în timpul iradierii externe, pătrunzând în interior, au un efect biologic puternic datorită densității mari de ionizare pe care o creează; Emițătorii α și β, având intervale foarte scurte de particule emise, în proces de descompunere iradiază doar acel organ în care se acumulează predominant izotopii.

1 Rad este o unitate a dozei de radiație absorbită. Doza de radiație absorbită este înțeleasă ca energia radiațiilor ionizante absorbită pe unitatea de masă a substanței iradiate.