• Ionizujúce žiarenie je druh energie uvoľňovanej atómami vo forme elektromagnetických vĺn alebo častíc.
• Ľudia sú vystavení prírodným zdrojom ionizujúceho žiarenia, ako je pôda, voda, rastliny a umelým zdrojom, ako sú röntgenové lúče a lekárske prístroje.
• Ionizujúce žiarenie má množstvo prospešných použití, vrátane medicíny, priemyslu, poľnohospodárstva a vedeckého výskumu.
• S rastúcim využívaním ionizujúceho žiarenia sa zvyšuje aj možnosť ohrozenia zdravia, ak sa používa alebo obmedzuje nevhodne.
• Akútne zdravotné účinky, ako je popálenie kože alebo syndróm akútneho ožiarenia, sa môžu vyskytnúť, keď dávka žiarenia prekročí určité úrovne.
• Nízke dávky ionizujúceho žiarenia môžu zvýšiť riziko dlhodobých účinkov, ako je rakovina.

Čo je to ionizujúce žiarenie?

Ionizujúce žiarenie je forma energie uvoľňovanej atómami vo forme elektromagnetických vĺn (gama alebo röntgenové žiarenie) alebo častíc (neutróny, beta alebo alfa). Spontánny rozpad atómov sa nazýva rádioaktivita a nadbytočná energia, ktorá z toho vzniká, je formou ionizujúceho žiarenia. Nestabilné prvky vznikajúce pri rozpade a emitujúce ionizujúce žiarenie sa nazývajú rádionuklidy.

Všetky rádionuklidy sú jednoznačne identifikované typom žiarenia, ktoré emitujú, energiou žiarenia a ich polčasom rozpadu.

Aktivita, ktorá sa používa ako miera množstva prítomného rádionuklidu, sa vyjadruje v jednotkách nazývaných becquerel (Bq): jeden becquerel je jedna udalosť rozpadu za sekundu. Polčas rozpadu je čas potrebný na to, aby sa aktivita rádionuklidu rozpadla na polovicu pôvodnej hodnoty. Polčas rozpadu rádioaktívneho prvku je čas, za ktorý sa rozpadne polovica jeho atómov. Môže sa pohybovať od zlomkov sekundy až po milióny rokov (napríklad polčas rozpadu jódu-131 je 8 dní a polčas rozpadu uhlíka-14 je 5730 rokov).

Zdroje žiarenia

Ľudia sú každý deň vystavení prirodzenému a umelému žiareniu. Prirodzené žiarenie pochádza z mnohých zdrojov vrátane viac ako 60 prirodzene sa vyskytujúcich rádioaktívnych látok v pôde, vode a vzduchu. Radón, prirodzene sa vyskytujúci plyn, vzniká z hornín a pôdy a je hlavným zdrojom prirodzeného žiarenia. Každý deň ľudia inhalujú a absorbujú rádionuklidy zo vzduchu, potravy a vody.

Ľudia sú vystavení aj prirodzenému žiareniu z kozmického žiarenia, najmä vo vysokých nadmorských výškach. V priemere 80 % ročnej dávky, ktorú človek dostane zo žiarenia na pozadí, pochádza z prirodzene sa vyskytujúcich pozemských a vesmírnych zdrojov žiarenia. Úrovne takéhoto žiarenia sa v rôznych reografických zónach líšia a v niektorých oblastiach môže byť úroveň 200-krát vyššia ako celosvetový priemer.

Ľudia sú tiež vystavení žiareniu z umelých zdrojov, od výroby jadrovej energie až po medicínske využitie radiačnej diagnózy alebo liečby. V súčasnosti sú najbežnejšími umelými zdrojmi ionizujúceho žiarenia medicínske prístroje, ako sú röntgenové prístroje a iné medicínske prístroje.

Vystavenie ionizujúcemu žiareniu

Vystavenie žiareniu môže byť vnútorné alebo vonkajšie a môže nastať rôznymi spôsobmi.

Vnútorný vplyv Ionizujúce žiarenie vzniká pri vdýchnutí, požití alebo inom vstupe rádionuklidov do obehu (napr. injekciou, poranením). Vnútorná expozícia sa zastaví, keď sa rádionuklid vylúči z tela, buď spontánne (s výkalmi), alebo v dôsledku liečby.

Vonkajšia rádioaktívna kontaminácia sa môže vyskytnúť, keď sa rádioaktívny materiál vo vzduchu (prach, kvapalina, aerosóly) usadí na koži alebo odeve. Takýto rádioaktívny materiál možno často z tela odstrániť jednoduchým umytím.

K vystaveniu ionizujúcemu žiareniu môže dôjsť aj v dôsledku vonkajšieho žiarenia z vhodného externého zdroja (napr. vystavenie žiareniu vyžarovanému lekárskym röntgenovým zariadením). Vonkajšie ožiarenie sa zastaví, keď sa zdroj žiarenia zatvorí, alebo keď osoba opustí pole žiarenia.

Expozíciu ionizujúcemu žiareniu možno rozdeliť do troch typov ožiarenia.

Prvým prípadom je plánované ožiarenie, ktoré je spôsobené zámerným používaním a prevádzkovaním zdrojov žiarenia na špecifické účely, napríklad v prípade medicínskeho použitia žiarenia na diagnostiku alebo liečbu pacientov, alebo použitia žiarenia v priemysle alebo na účely vedecko-výskumné účely.

Druhým prípadom sú existujúce zdroje ožiarenia, kde už existuje ožiarenie a pre ktoré je potrebné prijať vhodné kontrolné opatrenia, ako je ožiarenie radónom v domácnostiach alebo na pracoviskách alebo ožiarenie prirodzenému žiareniu pozadia v podmienkach prostredia.

Posledným prípadom je vystavenie sa mimoriadnym udalostiam spôsobeným neočakávanými udalosťami vyžadujúcimi si rýchly zásah, ako sú jadrové incidenty alebo zlomyseľné činy.

Účinky ionizujúceho žiarenia na zdravie

Radiačné poškodenie tkanív a/alebo orgánov závisí od prijatej dávky žiarenia alebo absorbovanej dávky, ktorá je vyjadrená v šedej (Gy). Efektívna dávka sa používa na meranie ionizujúceho žiarenia z hľadiska jeho potenciálu spôsobiť poškodenie. Sievert (Sv) je jednotka efektívnej dávky, ktorá zohľadňuje typ žiarenia a citlivosť tkanív a orgánov.

Sievert (Sv) je jednotka váženej dávky žiarenia, nazývaná aj efektívna dávka. Umožňuje merať ionizujúce žiarenie z hľadiska potenciálu poškodenia. Sv zohľadňuje typ žiarenia a citlivosť orgánov a tkanív.
Sv je veľmi veľká jednotka, takže je praktickejšie použiť menšie jednotky, ako je milisievert (mSv) alebo mikrosievert (µSv). Jeden mSv obsahuje 1000 µSv a 1000 mSv sa rovná 1 Sv. Okrem množstva žiarenia (dávky) je často užitočné ukázať rýchlosť uvoľňovania tejto dávky, ako napríklad µSv/hodinu alebo mSv/rok.

Nad určitými prahovými hodnotami môže expozícia zhoršiť funkciu tkanív a/alebo orgánov a môže spôsobiť akútne reakcie, ako je sčervenanie kože, vypadávanie vlasov, popáleniny spôsobené žiarením alebo syndróm akútneho ožiarenia. Tieto reakcie sú silnejšie pri vyšších dávkach a vyšších dávkach. Napríklad prahová dávka pre akútny radiačný syndróm je približne 1 Sv (1000 mSv).

Ak je dávka nízka a/alebo sa aplikuje dlhý čas (nízky dávkový príkon), výsledné riziko sa výrazne zníži, pretože v tomto prípade sa zvyšuje pravdepodobnosť opravy poškodených tkanív. Existuje však riziko dlhodobých následkov, ako je rakovina, ktorá môže trvať roky alebo dokonca desaťročia, kým sa objaví. Účinky tohto typu sa neprejavia vždy, ale ich pravdepodobnosť je úmerná dávke žiarenia. Toto riziko je vyššie v prípade detí a dospievajúcich, pretože sú oveľa citlivejší na účinky žiarenia ako dospelí.

Epidemiologické štúdie na exponovaných populáciách, ako sú pacienti, ktorí prežili atómovú bombu alebo pacienti s rádioterapiou, preukázali významné zvýšenie pravdepodobnosti rakoviny pri dávkach nad 100 mSv. V niektorých prípadoch novšie epidemiologické štúdie u ľudí exponovaných ako deti na medicínske účely (Childhood CT) naznačujú, že pravdepodobnosť rakoviny sa môže zvýšiť aj pri nižších dávkach (v rozmedzí 50 – 100 mSv).

Prenatálna expozícia ionizujúcemu žiareniu môže spôsobiť poškodenie mozgu plodu pri vysokých dávkach presahujúcich 100 mSv medzi 8. a 15. týždňom tehotenstva a 200 mSv medzi 16. a 25. týždňom tehotenstva. Štúdie na ľuďoch ukázali, že neexistuje žiadne riziko súvisiace s ožarovaním pre vývoj mozgu plodu pred 8. alebo po 25. týždni tehotenstva. Epidemiologické štúdie naznačujú, že riziko vzniku rakoviny plodu po ožiarení je podobné riziku po ožiarení v ranom detstve.

aktivity WHO

WHO vyvinula radiačný program na ochranu pacientov, pracovníkov a verejnosti pred zdravotnými rizikami ožiarenia pri plánovaných, existujúcich a núdzových ožiareniach. Tento program, ktorý sa zameriava na aspekty verejného zdravia, zahŕňa činnosti súvisiace s hodnotením rizika expozície, riadením a komunikáciou.

WHO v rámci svojej hlavnej funkcie „určovanie noriem, presadzovanie a monitorovanie“ spolupracuje so 7 ďalšími medzinárodnými organizáciami na revízii a aktualizácii medzinárodných noriem základnej radiačnej bezpečnosti (BRS). WHO prijala nové medzinárodné PRS v roku 2012 av súčasnosti pracuje na podpore implementácie PRS vo svojich členských štátoch.

V každodennom živote sa neustále stretávame s ionizujúcim žiarením. Nepociťujeme ich, ale nemôžeme poprieť ich vplyv na živú i neživú prírodu. Nie je to tak dávno, čo sa ich ľudia naučili využívať na dobro aj ako zbrane hromadného ničenia. Pri správnom používaní môžu tieto žiarenia zmeniť život ľudstva k lepšiemu.

Druhy ionizujúceho žiarenia

Aby ste pochopili zvláštnosti vplyvu na živé a neživé organizmy, musíte zistiť, aké sú. Je tiež dôležité poznať ich povahu.

Ionizujúce žiarenie je špeciálna vlna, ktorá môže prenikať cez látky a tkanivá a spôsobiť ionizáciu atómov. Existuje niekoľko druhov: alfa žiarenie, beta žiarenie, gama žiarenie. Všetky majú iný náboj a schopnosť pôsobiť na živé organizmy.

Alfa žiarenie je najviac nabité zo všetkých typov. Má obrovskú energiu, ktorá je schopná spôsobiť chorobu z ožiarenia aj v malých dávkach. Ale pri priamom ožiarení preniká iba do horných vrstiev ľudskej kože. Dokonca aj tenký list papiera chráni pred alfa lúčmi. Zároveň sa zdroje tohto žiarenia, ktoré sa dostanú do tela s jedlom alebo vdýchnutím, rýchlo stanú príčinou smrti.

Lúče beta nesú o niečo nižší náboj. Sú schopní preniknúť hlboko do tela. Pri dlhšej expozícii spôsobujú smrť človeka. Menšie dávky spôsobujú zmenu bunkovej štruktúry. Ako ochrana môže slúžiť tenký hliníkový plech. Smrteľné je aj žiarenie z vnútra tela.

Za najnebezpečnejšie sa považuje gama žiarenie. Preniká cez telo. Vo veľkých dávkach spôsobuje radiačné popáleniny, choroby z ožiarenia a smrť. Jedinou ochranou proti nemu môže byť olovo a hrubá vrstva betónu.

Röntgenové žiarenie sa považuje za špeciálny druh žiarenia gama, ktoré vzniká v röntgenovej trubici.

História výskumu

Prvýkrát sa svet dozvedel o ionizujúcom žiarení 28. decembra 1895. Práve v tento deň Wilhelm K. Roentgen oznámil, že objavil zvláštny druh lúčov, ktoré môžu prechádzať rôznymi materiálmi a ľudským telom. Od tej chvíle mnohí lekári a vedci začali aktívne pracovať s týmto fenoménom.

O jeho účinku na ľudský organizmus dlho nikto nevedel. Preto je v histórii veľa prípadov úmrtia na nadmernú expozíciu.

Curiesovci podrobne študovali zdroje a vlastnosti, ktoré má ionizujúce žiarenie. To umožnilo používať ho s maximálnym úžitkom a vyhnúť sa negatívnym následkom.

Prírodné a umelé zdroje žiarenia

Príroda vytvorila rôzne zdroje ionizujúceho žiarenia. V prvom rade je to vyžarovanie slnečného žiarenia a priestoru. Väčšinu z neho pohltí ozónová vrstva, ktorá je vysoko nad našou planétou. Niektoré z nich sa však dostanú na povrch Zeme.

Na samotnej Zemi, alebo skôr v jej hĺbkach, sú niektoré látky, ktoré produkujú žiarenie. Medzi nimi sú izotopy uránu, stroncia, radónu, cézia a iné.

Umelé zdroje ionizujúceho žiarenia sú vytvárané človekom na rôznorodý výskum a výrobu. Zároveň môže byť sila žiarenia mnohonásobne vyššia ako prirodzené ukazovatele.

Aj v podmienkach ochrany a dodržiavania bezpečnostných opatrení ľudia dostávajú dávky žiarenia, ktoré sú zdraviu nebezpečné.

Jednotky merania a dávky

Ionizujúce žiarenie zvyčajne koreluje s jeho interakciou s ľudským telom. Preto všetky jednotky merania nejakým spôsobom súvisia so schopnosťou človeka absorbovať a akumulovať ionizačnú energiu.

V sústave SI sa dávky ionizujúceho žiarenia merajú v jednotkách nazývaných šedé (Gy). Ukazuje množstvo energie na jednotku ožiarenej látky. Jeden Gy sa rovná jednému J/kg. Ale pre pohodlie sa častejšie používa rad mimosystémovej jednotky. To sa rovná 100 gr.

Radiačné pozadie na zemi sa meria expozičnými dávkami. Jedna dávka sa rovná C/kg. Táto jednotka sa používa v sústave SI. Jemu zodpovedajúca mimosystémová jednotka sa nazýva röntgen (R). Na získanie absorbovanej dávky 1 rad je potrebné podľahnúť expozičnej dávke približne 1 R.

Keďže rôzne typy ionizujúceho žiarenia majú rôzny náboj energie, jeho meranie sa zvyčajne porovnáva s biologickým vplyvom. V sústave SI je jednotkou takéhoto ekvivalentu sievert (Sv). Jeho mimosystémovým náprotivkom je rem.

Čím silnejšie a dlhšie je žiarenie, čím viac energie telo absorbuje, tým je jeho vplyv nebezpečnejší. Na zistenie prípustnej doby pobytu osoby v radiačnom znečistení sa používajú špeciálne prístroje – dozimetre, ktoré merajú ionizujúce žiarenie. Sú to zariadenia na individuálne použitie aj veľké priemyselné inštalácie.

Účinok na telo

Na rozdiel od všeobecného presvedčenia, akékoľvek ionizujúce žiarenie nie je vždy nebezpečné a smrteľné. To možno vidieť na príklade ultrafialových lúčov. V malých dávkach stimulujú tvorbu vitamínu D v ľudskom tele, regeneráciu buniek a zvýšenie pigmentu melanínu, ktorý dáva krásne opálenie. Dlhodobá expozícia však spôsobuje vážne popáleniny a môže spôsobiť rakovinu kože.

V posledných rokoch sa aktívne skúma vplyv ionizujúceho žiarenia na ľudský organizmus a jeho praktická aplikácia.

V malých dávkach žiarenie nespôsobuje žiadne poškodenie tela. Až 200 miliroentgénov môže znížiť počet bielych krviniek. Symptómy takejto expozície budú nevoľnosť a závrat. Po podaní takejto dávky zomiera asi 10 % ľudí.

Veľké dávky spôsobujú tráviace ťažkosti, vypadávanie vlasov, popáleniny kože, zmeny v bunkovej štruktúre tela, rozvoj rakovinových buniek a smrť.

Choroba z ožiarenia

Dlhodobé pôsobenie ionizujúceho žiarenia na organizmus a jeho príjem veľkej dávky žiarenia môže spôsobiť chorobu z ožiarenia. Viac ako polovica prípadov tohto ochorenia je smrteľná. Zvyšok sa stáva príčinou mnohých genetických a somatických ochorení.

Na genetickej úrovni dochádza k mutáciám v zárodočných bunkách. Ich zmeny sa prejavia v ďalších generáciách.

Somatické ochorenia sú vyjadrené karcinogenézou, nezvratnými zmenami v rôznych orgánoch. Liečba týchto chorôb je dlhá a pomerne náročná.

Liečba radiačných poranení

V dôsledku patogénnych účinkov žiarenia na telo dochádza k rôznym léziám ľudských orgánov. V závislosti od dávky žiarenia sa vykonávajú rôzne metódy terapie.

V prvom rade je pacient umiestnený na sterilnom oddelení, aby sa predišlo možnosti infekcie otvorených postihnutých oblastí kože. Ďalej sa vykonávajú špeciálne postupy, ktoré prispievajú k rýchlemu odstráneniu rádionuklidov z tela.

Pri závažných léziách môže byť potrebná transplantácia kostnej drene. Zo žiarenia stráca schopnosť reprodukovať červené krvinky.

Vo väčšine prípadov však liečba miernych lézií spočíva v anestézii postihnutých oblastí, čím sa stimuluje regenerácia buniek. Veľká pozornosť sa venuje rehabilitácii.

Vplyv ionizujúceho žiarenia na starnutie a rakovinu

V súvislosti s vplyvom ionizujúcich lúčov na ľudský organizmus robili vedci rôzne experimenty dokazujúce závislosť procesov starnutia a karcinogenézy od dávky žiarenia.

Skupiny bunkových kultúr boli ožiarené v laboratórnych podmienkach. V dôsledku toho bolo možné dokázať, že aj mierne ožiarenie prispieva k urýchleniu starnutia buniek. Navyše, čím je kultúra staršia, tým viac podlieha tomuto procesu.

Dlhodobé ožarovanie vedie k bunkovej smrti alebo abnormálnemu a rýchlemu deleniu a rastu. Táto skutočnosť naznačuje, že ionizujúce žiarenie má na ľudský organizmus karcinogénny účinok.

Vplyv vĺn na postihnuté rakovinové bunky zároveň viedol k ich úplnej smrti alebo k zastaveniu procesov ich delenia. Tento objav pomohol vyvinúť techniku ​​na liečbu rakoviny u ľudí.

Praktické aplikácie žiarenia

Prvýkrát sa žiarenie začalo používať v lekárskej praxi. Pomocou röntgenových lúčov sa lekárom podarilo nahliadnuť do ľudského tela. Zároveň mu nevznikla takmer žiadna škoda.

Ďalej pomocou žiarenia začali liečiť rakovinu. Vo väčšine prípadov má táto metóda pozitívny účinok, napriek tomu, že celé telo je vystavené silnému pôsobeniu žiarenia, ktoré so sebou prináša množstvo príznakov choroby z ožiarenia.

Okrem medicíny sa ionizujúce lúče využívajú aj v iných odvetviach. Geodeti využívajúci žiarenie môžu študovať štrukturálne znaky zemskej kôry v jej jednotlivých rezoch.

Schopnosť niektorých fosílií uvoľňovať veľké množstvo energie sa ľudstvo naučilo využívať na svoje účely.

Jadrová energia

Jadrová energia je budúcnosťou celej populácie Zeme. Jadrové elektrárne sú zdrojom relatívne lacnej elektriny. Za predpokladu, že sú správne prevádzkované, sú takéto elektrárne oveľa bezpečnejšie ako tepelné elektrárne a vodné elektrárne. Z jadrových elektrární je oveľa menšie znečistenie životného prostredia, a to ako prebytočným teplom, tak aj výrobným odpadom.

Vedci zároveň na základe atómovej energie vyvinuli zbrane hromadného ničenia. V súčasnosti je na planéte toľko atómových bômb, že vypustenie malého počtu z nich môže spôsobiť jadrovú zimu, v dôsledku ktorej zahynú takmer všetky živé organizmy, ktoré ju obývajú.

Prostriedky a metódy ochrany

Používanie žiarenia v každodennom živote si vyžaduje vážne opatrenia. Ochrana pred ionizujúcim žiarením sa delí na štyri typy: čas, vzdialenosť, počet a tienenie zdrojov.

Aj v prostredí so silným radiačným pozadím môže človek zostať nejaký čas bez ujmy na zdraví. Práve tento moment určuje ochranu času.

Čím väčšia je vzdialenosť od zdroja žiarenia, tým nižšia je dávka absorbovanej energie. Preto sa treba vyhýbať úzkemu kontaktu s miestami, kde je ionizujúce žiarenie. To zaručene ochráni pred nežiaducimi následkami.

Ak je možné použiť zdroje s minimálnou radiáciou, uprednostňujú sa v prvom rade. Toto je ochrana kvantitou.

Tienenie na druhej strane znamená vytváranie bariér, cez ktoré škodlivé lúče nepreniknú. Príkladom toho sú olovené obrazovky v röntgenových miestnostiach.

ochrana domácnosti

V prípade vyhlásenia radiačnej katastrofy je potrebné okamžite zatvoriť všetky okná a dvere a pokúsiť sa zásobiť vodou z uzavretých zdrojov. Jedlo by malo byť iba konzervované. Pri pohybe na otvorenom priestranstve zakryte telo čo najviac odevom a tvár respirátorom alebo vlhkou gázou. Snažte sa do domu neprinášať vrchné oblečenie a topánky.

Je tiež potrebné pripraviť sa na prípadnú evakuáciu: zhromaždiť doklady, zásobu oblečenia, vody a jedla na 2-3 dni.

Ionizujúce žiarenie ako environmentálny faktor

Na planéte Zem je pomerne veľa oblastí kontaminovaných radiáciou. Dôvodom sú prírodné procesy aj katastrofy spôsobené človekom. Najznámejšie z nich sú havária v Černobyle a atómové bomby nad mestami Hirošima a Nagasaki.

Na takýchto miestach nemôže byť človek bez ujmy na zdraví. Zároveň nie je vždy možné vopred zistiť radiačné znečistenie. Niekedy dokonca aj nekritické radiačné pozadie môže spôsobiť katastrofu.

Dôvodom je schopnosť živých organizmov absorbovať a akumulovať žiarenie. Zároveň sa samy menia na zdroje ionizujúceho žiarenia. Známe „čierne“ vtipy o černobyľských hubách sú založené práve na tejto vlastnosti.

V takýchto prípadoch sa ochrana pred ionizujúcim žiarením redukuje na skutočnosť, že všetky spotrebné výrobky podliehajú starostlivému rádiologickému skúmaniu. Zároveň je vždy šanca kúpiť si slávne „černobyľské huby“ na spontánnych trhoch. Preto by ste sa mali zdržať nákupu od neoverených predajcov.

Ľudské telo má tendenciu hromadiť nebezpečné látky, čo má za následok postupnú otravu zvnútra. Nie je známe, kedy presne sa prejavia účinky týchto jedov: o deň, rok alebo generáciu.

Ionizujúce žiarenie je elektromagnetické žiarenie, ktoré vzniká pri rádioaktívnom rozpade, jadrových premenách, spomaľovaní nabitých častíc v hmote a pri interakcii s prostredím vytvára ióny rôznych znakov.

Interakcia s hmotou nabitých častíc, gama lúčov a röntgenových lúčov. Významnú kinetickú energiu majú korpuskulárne častice jadrového pôvodu (-časti, častice, neutróny, protóny atď.), ako aj fotónové žiarenie (-kvanta a röntgenové žiarenie a brzdné žiarenie). Pri interakcii s hmotou túto energiu strácajú najmä v dôsledku elastických interakcií s atómovými jadrami alebo elektrónmi (ako sa to stáva pri interakcii biliardových gúľ), čím sa im celá alebo časť energie dodáva na excitáciu atómov (t. j. prenos elektrónu z bližšie k obežnej dráhe vzdialenejšej od jadra), ako aj ionizácia atómov alebo molekúl média (t. j. oddelenie jedného alebo viacerých elektrónov od atómov)

Elastická interakcia je charakteristická pre neutrálne častice (tróny) a fotóny, ktoré nemajú náboj. V tomto prípade neutrón interagujúci s atómami môže v súlade so zákonmi klasickej mechaniky preniesť časť energie úmernú hmotnostiam kolidujúcich častíc. Ak ide o ťažký atóm, prenáša sa iba časť energie. Ak ide o atóm vodíka, ktorý sa rovná hmotnosti neutrónu, potom sa všetka energia prenesie. V tomto prípade sa neutrón spomalí na tepelné energie rádovo zlomkov elektrického voltu a potom vstúpi do jadrových reakcií. Zasiahnutím atómu mu neutrón dokáže preniesť také množstvo energie, ktoré stačí na to, aby jadro „vyskočilo“ z elektrónového obalu. V tomto prípade sa vytvorí nabitá častica, ktorá má značnú rýchlosť, ktorá je schopná ionizovať médium.

Podobne aj interakcia s hmotou a fotónom. Nie je schopný sám o sebe ionizovať médium, ale vyraďuje z atómu elektróny, ktoré spôsobujú ionizáciu média. Neutróny a fotónové žiarenie sú nepriamo ionizujúce žiarenie.

Nabité častice (- a -častice), protóny a iné sú schopné ionizovať médium v ​​dôsledku interakcie s elektrickým poľom atómu a elektrickým poľom jadra. V tomto prípade sa nabité častice spomaľujú a odchyľujú od smeru svojho pohybu, pričom vyžarujú brzdné žiarenie, jeden z druhov fotónového žiarenia.

Nabité častice môžu v dôsledku nepružných interakcií preniesť na atómy média množstvo energie, ktoré je nedostatočné na ionizáciu. V tomto prípade vznikajú atómy v excitovanom stave, ktoré prenášajú túto energiu na iné atómy, buď vyžarujú kvantá charakteristického žiarenia, alebo pri zrážke s inými excitovanými atómami môžu získať energiu dostatočnú na ionizáciu atómov.

Pri interakcii žiarenia s látkami sa spravidla vyskytujú všetky tri typy následkov tejto interakcie: elastická zrážka, excitácia a ionizácia. Na príklade interakcie elektrónov s hmotou v tabuľke. 3.15 ukazuje relatívny podiel a energiu, ktorú stratia pre rôzne interakčné procesy.

Tabuľka 3.15

Relatívny podiel straty energie elektrónmi v dôsledku rôznych interakčných procesov, %

Energia, eV	Elastická interakcia	Excitácia atómu	Ionizácia

Ionizačný proces je najdôležitejším efektom, na ktorom sú postavené takmer všetky metódy dozimetrie jadrového žiarenia, najmä nepriamo ionizujúceho žiarenia.

V procese ionizácie vznikajú dve nabité častice: kladný ión (alebo atóm, ktorý stratil elektrón zo svojho vonkajšieho obalu) a voľný elektrón. Pri každom akte interakcie sa môže odtrhnúť jeden alebo viac elektrónov.

Skutočná práca ionizácie atómu je 10 ... 17 eV, t.j. koľko energie je potrebné na oddelenie elektrónu od atómu. Experimentálne sa zistilo, že energia prenesená na vytvorenie jedného páru iónov vo vzduchu je v priemere 35 eV pre častice a 34 eV pre elektróny a pre látku biologického tkaniva približne 33 eV. Rozdiel je definovaný nasledovne. Priemerná energia vynaložená na vytvorenie jedného páru iónov sa určí experimentálne ako pomer energie primárnej častice k priemernému počtu párov iónov vytvorených jednou časticou pozdĺž celej jej dráhy. Keďže nabité častice vynakladajú svoju energiu na procesy excitácie a ionizácie, experimentálna hodnota ionizačnej energie zahŕňa všetky typy strát energie súvisiace s tvorbou jedného páru iónov. Tabuľka 1 poskytuje experimentálne potvrdenie vyššie uvedeného. 3.14.

dávkami žiarenia. Pri prechode ionizujúceho žiarenia látkou naň pôsobí len tá časť energie žiarenia, ktorá je látke odovzdaná, absorbovaná. Časť energie odovzdaná látke žiarením sa nazýva dávka.

Kvantitatívnou charakteristikou interakcie ionizujúceho žiarenia s látkou je absorbovaná dávka. Absorbovaná dávka D (J / kg) je pomer priemernej energie He prenesenej ionizujúcim žiarením na látku v elementárnom objeme k jednotkovej hmotnosti dm látky v tomto objeme.

V sústave SI je jednotkou absorbovanej dávky šedá (Gy), pomenovaná podľa anglického fyzika a rádiobiológa L. Graya. 1 Gy zodpovedá absorpcii v priemere 1 J energie ionizujúceho žiarenia v hmote rovnajúcej sa 1 kg. 1 Gy \u003d 1 Jkg -1.

Ekvivalent dávky H je dávka absorbovaná v orgáne alebo tkanive vynásobená príslušným váhovým faktorom pre toto žiarenie, W R

kde D T,R je priemerná absorbovaná dávka v orgáne alebo tkanive T, W R je váhový faktor pre žiarenie R. Ak pole žiarenia pozostáva z viacerých žiarení s rôznymi hodnotami W R , ekvivalentná dávka sa určí ako:

Jednotkou ekvivalentnej dávky je Jkg. -1, ktorý má špeciálny názov sievert (Sv).

Efektívna dávka E je hodnota používaná ako miera výskytu dlhodobých účinkov ožiarenia celého ľudského tela a jeho jednotlivých orgánov s prihliadnutím na ich rádiosenzitivitu. Predstavuje súčet produktov ekvivalentnej dávky v orgáne a zodpovedajúceho koeficientu pre daný orgán alebo tkanivo:

kde je ekvivalentná dávka tkaniva T v čase a W T je váhový faktor pre tkanivo T. Jednotkou efektívnej dávky je Jkg -1, ktorá má špeciálny názov - sievert (Sv).

Dávkový efektívny kolektív S - hodnota, ktorá určuje celkový účinok žiarenia na skupinu ľudí, je definovaná ako:

kde je priemerná efektívna dávka i-tej podskupiny skupiny ľudí, je počet ľudí v podskupine.

Jednotkou efektívnej kolektívnej dávky je človek-sievert (man-Sv).

Mechanizmus biologického pôsobenia ionizujúceho žiarenia. Biologický účinok žiarenia na živý organizmus začína na bunkovej úrovni. Živý organizmus sa skladá z buniek. Živočíšna bunka pozostáva z bunkovej membrány obklopujúcej želatínovú hmotu – cytoplazmu, ktorá obsahuje hustejšie jadro. Cytoplazma pozostáva z organických zlúčenín bielkovinovej povahy, tvoriacich priestorovú mriežku, ktorej bunky sú naplnené vodou, soľami v nej rozpustenými a relatívne malými molekulami lipidov - látok podobných tukom. Jadro sa považuje za najcitlivejšiu životne dôležitú časť bunky a jeho hlavnými štrukturálnymi prvkami sú chromozómy. V srdci štruktúry chromozómov je molekula dioxyribonukleovej kyseliny (DNA), ktorá obsahuje dedičnú informáciu organizmu. Samostatné úseky DNA zodpovedné za vytvorenie určitého elementárneho znaku sa nazývajú gény alebo „tehly dedičnosti“. Gény sú umiestnené na chromozómoch v presne definovanom poradí a každý organizmus zodpovedá určitej sade chromozómov v každej bunke. U ľudí obsahuje každá bunka 23 párov chromozómov. Počas bunkového delenia (mitózy) sa chromozómy duplikujú a usporiadajú v určitom poradí v dcérskych bunkách.

Ionizujúce žiarenie spôsobuje zlomenie chromozómov (chromozomálne aberácie), po ktorých sa zlomené konce spoja do nových kombinácií. To vedie k zmene génového aparátu a vzniku dcérskych buniek, ktoré nie sú rovnaké ako pôvodné. Ak sa v zárodočných bunkách vyskytujú pretrvávajúce chromozomálne aberácie, potom to vedie k mutáciám, t.j. objavenie sa potomstva s inými znakmi u ožiarených jedincov. Mutácie sú užitočné, ak vedú k zvýšeniu vitality organizmu, a škodlivé, ak sa prejavia v podobe rôznych vrodených vývojových chýb. Prax ukazuje, že pri pôsobení ionizujúceho žiarenia je pravdepodobnosť výskytu prospešných mutácií malá.

V každej bunke sa však našli nepretržite fungujúce procesy na opravu chemického poškodenia v molekulách DNA. Ukázalo sa tiež, že DNA je dostatočne odolná voči rozbitiu spôsobenému žiarením. Je potrebné urobiť sedem deštrukcií štruktúry DNA, aby sa už nedala obnoviť, t.j. iba v tomto prípade dôjde k mutácii. Pri menšom počte zlomov sa DNA obnoví v pôvodnej podobe. To svedčí o vysokej sile génov vo vzťahu k vonkajším vplyvom, vrátane ionizujúceho žiarenia.

Deštrukcia molekúl životne dôležitých pre organizmus je možná nielen ich priamou deštrukciou ionizujúcim žiarením (teória terča), ale aj nepriamym pôsobením, kedy samotná molekula energiu žiarenia priamo neabsorbuje, ale prijíma ju od inej molekuly (rozpúšťadla). , ktorý spočiatku túto energiu absorboval . V tomto prípade je účinok žiarenia spôsobený sekundárnym účinkom produktov rádiolýzy (rozkladu) rozpúšťadla na molekuly DNA. Tento mechanizmus vysvetľuje teória radikálov. Opakované priame zásahy ionizujúcich častíc do molekuly DNA, najmä do jej citlivých oblastí – génov, môžu spôsobiť jej rozpad. Pravdepodobnosť takýchto zásahov je však menšia ako pri zásahoch molekúl vody, ktoré slúžia ako hlavné rozpúšťadlo v bunke. Preto rádiolýza vody, t.j. rozpad pôsobením žiarenia na vodík (H a hydroxylové (OH) radikály, po ktorých nasleduje tvorba molekulárneho vodíka a peroxidu vodíka má v rádiobiologických procesoch prvoradý význam. Prítomnosť kyslíka v systéme tieto procesy umocňuje. Na základe tzv. teória radikálov, hrajú hlavnú úlohu pri rozvoji biologických zmien ióny a radikály, ktoré vznikajú vo vode po dráhe ionizujúcich častíc.

Vysoká schopnosť radikálov vstupovať do chemických reakcií určuje procesy ich interakcie s biologicky dôležitými molekulami nachádzajúcimi sa v ich bezprostrednej blízkosti. Pri takýchto reakciách sa ničia štruktúry biologických látok, čo zase vedie k zmenám biologických procesov vrátane procesov tvorby nových buniek.

Dôsledky vystavenia človeka ionizujúcemu žiareniu. Keď dôjde k mutácii v bunke, potom sa rozšíri do všetkých buniek nového organizmu, ktorý vzniká delením. Okrem genetických vplyvov, ktoré môžu ovplyvniť ďalšie generácie (vrodené deformity), existujú aj takzvané somatické (telesné) vplyvy, ktoré sú nebezpečné nielen pre daný organizmus samotný (somatická mutácia), ale aj pre jeho potomkov. Somatická mutácia sa rozširuje len na určitý okruh buniek vytvorený obyčajným delením z primárnej bunky, ktorá prešla mutáciou.

Somatické poškodenie organizmu ionizujúcim žiarením je výsledkom pôsobenia žiarenia na veľký komplex – skupiny buniek, ktoré tvoria určité tkanivá alebo orgány. Žiarenie spomalí alebo aj úplne zastaví proces delenia buniek, v ktorom sa vlastne prejavuje ich život a dostatočne silné žiarenie nakoniec bunky zabíja. Deštruktívny účinok žiarenia je badateľný najmä v mladých tkanivách. Táto okolnosť sa využíva najmä na ochranu tela pred malígnymi (napríklad rakovinovými nádormi) novotvarmi, ktoré sa vplyvom ionizujúceho žiarenia ničia oveľa rýchlejšie ako nezhubné bunky. Somatické účinky zahŕňajú lokálne poškodenie kože (popálenie žiarením), kataraktu oka (zákal šošovky), poškodenie pohlavných orgánov (krátkodobá alebo trvalá sterilizácia) atď.

Na rozdiel od somatických účinkov je ťažké odhaliť genetické účinky žiarenia, pretože pôsobí na malý počet buniek a má dlhú latentnú dobu, meranú v desiatkach rokov po expozícii. Takéto nebezpečenstvo existuje aj pri veľmi slabom žiarení, ktoré síce neničí bunky, ale môže spôsobiť chromozómové mutácie a zmeniť dedičné vlastnosti. Väčšina týchto mutácií sa objaví až vtedy, keď embryo dostane chromozómy poškodené rovnako od oboch rodičov. Výsledky mutácií, vrátane úmrtnosti na dedičné následky – takzvaná genetická smrť, boli pozorované dávno predtým, ako ľudia začali stavať jadrové reaktory a používať jadrové zbrane. Mutácie môže spôsobiť kozmické žiarenie, ale aj prirodzené žiarenie pozadia Zeme, ktoré podľa odborníkov tvorí 1 % ľudských mutácií.

Zistilo sa, že neexistuje minimálna úroveň žiarenia, pod ktorou by nedošlo k mutácii. Celkový počet mutácií spôsobených ionizujúcim žiarením je úmerný veľkosti populácie a priemernej dávke žiarenia. Prejav genetických účinkov málo závisí od dávkového príkonu, ale je určený celkovou akumulovanou dávkou bez ohľadu na to, či bola prijatá za 1 deň alebo za 50 rokov. Predpokladá sa, že genetické účinky nemajú prah dávky. Genetické účinky sú určené iba efektívnou kolektívnou dávkou človek-sievert (osoba-Sv) a zistenie účinku u jednotlivého jedinca je prakticky nepredvídateľné.

Na rozdiel od genetických účinkov, ktoré sú spôsobené nízkymi dávkami žiarenia, somatické účinky začínajú vždy pri určitej prahovej dávke: pri nižších dávkach nedochádza k poškodeniu organizmu. Ďalším rozdielom medzi somatickým a genetickým poškodením je, že telo je schopné časom prekonať účinky expozície, zatiaľ čo poškodenie buniek je nezvratné.

Hodnoty niektorých dávok a účinkov ožiarenia na organizmus sú uvedené v tabuľke. 3.16.

Tabuľka 3.16

Radiačné pôsobenie a súvisiace biologické účinky

Vplyv
	Dávková rýchlosť alebo trvanie	Ožarovanie	Biologický účinok
	O týždeň		Prakticky chýba
	Denne (niekoľko rokov)		leukémia
	v tom čase		Chromozomálne abnormality v nádorových bunkách (kultivácia zodpovedajúcich tkanív)
	O týždeň		Prakticky chýba
	Akumulácia malých dávok		Zdvojnásobenie mutagénnych účinkov za jednu generáciu
	v tom čase
			SD 50 pre ľudí
			Vypadávanie vlasov (reverzibilné)
	0,1-0,5 Sv/deň		Dá sa liečiť v nemocnici
	3 Sv/deň alebo akumulácia nízkych dávok		radiačná katarakta
			Výskyt rakoviny vysoko rádiosenzitívnych orgánov
			Výskyt rakoviny stredne rádiosenzitívnych orgánov
			Limit dávky pre nervové tkanivo
			Limit dávky pre gastrointestinálny trakt

Poznámka. O - celková telesná expozícia; L - lokálne ožarovanie; SD 50 je dávka vedúca k 50 % úmrtnosti u exponovaných jedincov.

Regulácia vystavenia ionizujúcemu žiareniu. Medzi hlavné právne predpisy v oblasti radiačnej bezpečnosti patria Štandardy radiačnej bezpečnosti (NRB-99). Dokument patrí do kategórie hygienických pravidiel (SP 2.6.1.758-99), schválených štátnym sanitárom Ruskej federácie 2. júla 1999.

Normy radiačnej bezpečnosti zahŕňajú pojmy a definície, ktoré sa musia používať pri riešení problémov radiačnej bezpečnosti. Stanovujú tiež tri triedy usmernení: základné dávkové limity; prípustné hladiny, ktoré sú odvodené z limitov dávok; ročné limity príjmu, objemové prípustné priemerné ročné odbery, špecifické činnosti, prípustné úrovne znečistenia pracovných plôch atď.; kontrolné úrovne.

Podiel ionizujúceho žiarenia je určený povahou dopadu ionizujúceho žiarenia na ľudský organizmus. Zároveň sa rozlišujú dva typy účinkov súvisiacich s chorobami v lekárskej praxi: deterministické prahové účinky (choroba z ožiarenia, popáleniny z ožiarenia, katarakta z ožiarenia, vývojové anomálie plodu a pod.) a stochastické (pravdepodobnostné) bezprahové účinky (zhubné nádory leukémia, dedičné choroby).

Zabezpečenie radiačnej bezpečnosti je určené nasledujúcimi základnými princípmi:

• 1. Zásadou prídelového režimu je neprekračovať prípustné limity jednotlivých expozičných dávok občanov zo všetkých zdrojov ionizujúceho žiarenia.
• 2. Princípom oprávnenosti je zákaz všetkých druhov činností spojených s používaním zdrojov ionizujúceho žiarenia, pri ktorých prínos pre osobu a spoločnosť neprevyšuje riziko možnej ujmy spôsobenej ožiarením nad rámec prirodzeného radiačného pozadia. .
• 3. Princípom optimalizácie je udržiavať na najnižšej možnej a dosiahnuteľnej úrovni s prihliadnutím na ekonomické a sociálne faktory, individuálne expozičné dávky a počet ožiarených osôb pri použití akéhokoľvek zdroja ionizujúceho žiarenia.

Na účely sociálno-ekonomického hodnotenia vplyvu ionizujúceho žiarenia na ľudí za účelom výpočtu pravdepodobnosti strát a zdôvodnenia nákladov na radiačnú ochranu sa pri implementácii princípu optimalizácie NRB-99 zavádza, že ožiarenie kolektívnym efektívnym dávka 1 človek-Sv vedie k strate 1 človekoroka života populácie.

NRB -- 99 zavádza pojmy individuálne a kolektívne riziko a určuje aj hodnotu maximálnej hodnoty úrovne zanedbaného rizika ožiarenia. Podľa týchto noriem sa podľa toho určuje individuálne a kolektívne celoživotné riziko výskytu stochastických (pravdepodobnostných) efektov.

kde r, R -- individuálne a kolektívne celoživotné riziko; E - individuálna efektívna dávka; -- pravdepodobnosť, že i-tý jedinec dostane ročnú efektívnu dávku od E do E + dE; r E je koeficient celoživotného rizika skrátenia trvania plnohodnotného životného obdobia v priemere o 15 rokov, jeden stochastický efekt (od smrteľných nádorových ochorení, závažných dedičných následkov a nefatálnych nádorových ochorení, znížený z hľadiska poškodenia až po následky smrteľného rakovina), rovná sa

pre priemyselné vystavenie:

1/osoba-Sv pri mSv/rok

1/osoba-Sv pri mSv/rok

pre verejné vystavenie:

1/osoba-Sv pri mSv/rok;

1/osoba-Sv pri mSv/rok

Na účely radiačnej bezpečnosti pri ožiarení v priebehu roka sa individuálne riziko skrátenia dĺžky plnohodnotného života v dôsledku vzniku ťažkých následkov z deterministických vplyvov konzervatívne rovná:

kde je pravdepodobnosť, že i-tý jedinec bude ožiarený dávkou väčšou ako D pri manipulácii so zdrojom počas roka; D je prahová dávka pre deterministický účinok.

Potenciálna expozícia skupiny N jedincov je opodstatnená, ak

kde je priemerné skrátenie trvania celého životného obdobia v dôsledku výskytu stochastických účinkov rovné 15 rokom; -- priemerné skrátenie trvania plnohodnotného života v dôsledku výskytu závažných následkov deterministických vplyvov, rovnajúce sa 45 rokom; -- peňažný ekvivalent straty 1 človekoroka života obyvateľstva; V -- príjem z výroby; P -- náklady na hlavnú výrobu, okrem poškodenia spôsobeného ochranou; Y -- poškodenie obrany.

NRB-99 zdôrazňuje, že zníženie rizika na najnižšiu možnú úroveň (optimalizácia) by sa malo vykonávať s prihliadnutím na dve okolnosti:

• - rizikový limit reguluje potenciálnu expozíciu zo všetkých možných zdrojov. Preto sa pre každý zdroj pri optimalizácii nastavuje hranica rizika;
• - pri znižovaní rizika potenciálnej expozície existuje minimálna úroveň rizika, pod ktorou sa riziko považuje za zanedbateľné a ďalšie znižovanie rizika je nevhodné.

Limit individuálneho rizika pre technogénne ožiarenie personálu sa berie ako 1,010 -3 na 1 rok a pre obyvateľstvo 5,010 -5 na 1 rok.

Miera zanedbateľného rizika oddeľuje oblasť optimalizácie rizika a oblasť bezpodmienečne prijateľného rizika a je 10 -6 na 1 rok.

NRB-99 zavádza tieto kategórie exponovaných osôb:

• - personál a osoby pracujúce s technogénnymi zdrojmi (skupina A) alebo ktorí sa v dôsledku pracovných podmienok nachádzajú v oblasti ich vplyvu (skupina B);
• - celé obyvateľstvo vrátane osôb z radov zamestnancov mimo rámca a podmienok ich výrobnej činnosti.

Tabuľka 3.17

Základné limity dávok

Poznámky. * Expozičné dávky, rovnako ako všetky ostatné prípustné odvodené úrovne pre personál skupiny B, by nemali presiahnuť 1/4 hodnôt pre personál skupiny A.

** Vzťahuje sa na priemernú hodnotu vo vrstve 5 mg/cm2 pod krycou vrstvou 5 mg/cm2. Na dlaniach je hrúbka krycej vrstvy 40 mg/cm2.

Hlavné dávkové limity pre ožiarený personál a verejnosť nezahŕňajú dávky z prírodných, medicínskych zdrojov ionizujúceho žiarenia a dávku pri radiačných haváriách. Tieto typy expozície podliehajú špeciálnym obmedzeniam.

NRB-99 stanovuje, že pri súčasnom ožiarení zdrojmi vonkajšieho a vnútorného ožiarenia musí byť splnená podmienka, aby pomer vonkajšej ožiarenej dávky k limitu dávky a pomer ročných príjmov nuklidov k ich limitom v úhrne nepresiahol 1.

U ženského personálu do 45 rokov by ekvivalentná dávka v koži na povrchu podbruška nemala presiahnuť 1 mSv za mesiac a príjem rádionuklidov do organizmu by nemal presiahnuť 1/20 ročného limitu príjmu napr. personálu za rok. Zároveň ekvivalentná dávka ožiarenia plodu za 2 mesiace nediagnostikovaného tehotenstva nepresiahne 1 mSv.

Pri zisťovaní tehotenstva žien od personálu ich zamestnávatelia musia preradiť na inú prácu, ktorá nesúvisí s ožiarením.

Pre žiakov do 21 rokov, ktorí sú vystavení zdrojom ionizujúceho žiarenia, by ročné akumulované dávky nemali presiahnuť hodnoty ustanovené pre verejnosť.

Pri vykonávaní preventívnych lekárskych röntgenových vedeckých štúdií prakticky zdravých jedincov by ročná efektívna dávka žiarenia nemala presiahnuť 1 mSv.

NRB-99 tiež stanovuje požiadavky na obmedzenie ožiarenia obyvateľstva pri radiačnej havárii.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Hostiteľom je http://www.allbest.ru

Úvod

Prirodzené ionizujúce žiarenie je prítomné všade. Pochádza z vesmíru vo forme kozmického žiarenia. Vo vzduchu sa nachádza vo forme žiarenia rádioaktívneho radónu a jeho sekundárnych častíc. Rádioaktívne izotopy prírodného pôvodu prenikajú s potravou a vodou do všetkých živých organizmov a zostávajú v nich. Ionizujúcemu žiareniu sa nedá vyhnúť. Prirodzené rádioaktívne pozadie na Zemi existovalo odjakživa a v poli jeho žiarenia vznikol život a potom – oveľa, oveľa neskôr – sa objavil človek. Toto prirodzené (prirodzené) žiarenie nás sprevádza celým životom.

Fyzikálny fenomén rádioaktivity bol objavený v roku 1896 a dnes je široko používaný v mnohých oblastiach. Napriek rádiofóbii zohrávajú jadrové elektrárne v mnohých krajinách dôležitú úlohu v energetickom sektore. Röntgenové lúče sa v medicíne používajú na diagnostiku vnútorných zranení a chorôb. Množstvo rádioaktívnych látok sa používa vo forme označených atómov na štúdium fungovania vnútorných orgánov a štúdium metabolických procesov. Radiačná terapia využíva gama žiarenie a iné typy ionizujúceho žiarenia na liečbu rakoviny. Rádioaktívne látky sú široko používané v rôznych kontrolných zariadeniach a ionizujúce žiarenie (predovšetkým röntgenové) sa používa na účely priemyselnej detekcie chýb. Výstupné tabule na budovách a lietadlách vďaka obsahu rádioaktívneho trícia svietia v tme v prípade náhleho výpadku prúdu. Mnoho požiarnych hlásičov v domácnostiach a verejných budovách obsahuje rádioaktívne amerícium.

Rádioaktívne žiarenie rôznych typov s rôznym energetickým spektrom sa vyznačuje rôznou prenikavou a ionizačnou schopnosťou. Tieto vlastnosti určujú charakter ich vplyvu na živú hmotu biologických objektov.

Predpokladá sa, že niektoré z dedičných zmien a mutácií u zvierat a rastlín sú spojené so žiarením pozadia.

V prípade jadrového výbuchu sa na zemi vyskytuje centrum jadrových lézií - územie, kde faktormi hromadného ničenia ľudí sú svetelné žiarenie, prenikajúce žiarenie a rádioaktívne zamorenie územia.

V dôsledku škodlivého účinku svetelného žiarenia môže dôjsť k masívnym popáleninám a poškodeniu zraku. Na ochranu sú vhodné rôzne druhy prístreškov a na otvorených priestranstvách špeciálne oblečenie a okuliare.

Prenikajúce žiarenie je gama lúče a prúd neutrónov vychádzajúci zo zóny jadrového výbuchu. Môžu sa šíriť na tisíce metrov, prenikať do rôznych médií a spôsobiť ionizáciu atómov a molekúl. Gama lúče a neutróny, ktoré prenikajú do tkanív tela, narúšajú biologické procesy a funkcie orgánov a tkanív, čo vedie k rozvoju choroby z ožiarenia. Rádioaktívna kontaminácia územia vzniká v dôsledku adsorpcie rádioaktívnych atómov pôdnymi časticami (tzv. rádioaktívny oblak, ktorý sa pohybuje v smere pohybu vzduchu). Hlavným nebezpečenstvom pre ľudí v kontaminovaných oblastiach je vonkajšie beta-gama žiarenie a prenikanie produktov jadrového výbuchu do tela a na pokožku.

Jadrové výbuchy, úniky rádionuklidov z jadrových elektrární a široké využitie zdrojov ionizujúceho žiarenia v rôznych priemyselných odvetviach, poľnohospodárstve, medicíne a vedeckom výskume viedli ku globálnemu nárastu ožiarenia obyvateľstva Zeme. K prirodzenej expozícii boli pridané antropogénne zdroje vonkajšej a vnútornej expozície.

Pri jadrových výbuchoch sa do prostredia dostávajú štiepne rádionuklidy, indukovaná aktivita a nerozdelená časť nálože (urán, plutónium). K indukovanej aktivite dochádza, keď sú neutróny zachytené jadrami atómov prvkov nachádzajúcich sa v štruktúre produktu, vzduchu, pôdy a vody. Podľa charakteru žiarenia sú všetky rádionuklidy štiepnej a indukovanej aktivity klasifikované ako - alebo - žiariče.

Spády sa delia na lokálne a globálne (troposférické a stratosférické). Lokálny spad, ktorý môže obsahovať viac ako 50 % rádioaktívneho materiálu generovaného z pozemných výbuchov, sú veľké aerosólové častice, ktoré vypadávajú vo vzdialenosti asi 100 km od miesta výbuchu. Globálny spad je spôsobený jemnými aerosólovými časticami.

Rádionuklidy uložené na zemskom povrchu sa stávajú zdrojom dlhodobej expozície.

Vplyv rádioaktívneho spadu na človeka zahŕňa vonkajšie ožiarenie rádionuklidmi prítomnými v povrchovom ovzduší a usadenými na zemskom povrchu, kontaktné ožiarenie v dôsledku kontaminácie pokožky a odevu a vnútorné ožiarenie rádionuklidmi, ktoré sa dostanú do telo s vdýchnutým vzduchom a kontaminovanou potravou a vodou. Kritickým rádionuklidom v počiatočnom období je rádioaktívny jód a následne 137Cs a 90Sr.

1. História objavu rádioaktívneho žiarenia

Rádioaktivitu objavil v roku 1896 francúzsky fyzik A. Becquerel. Zaoberal sa štúdiom súvislostí medzi luminiscenciou a nedávno objavenými röntgenovými lúčmi.

Becquerel prišiel s myšlienkou: nie je žiadna luminiscencia sprevádzaná röntgenovými lúčmi? Aby otestoval svoj odhad, vzal niekoľko zlúčenín vrátane jednej z uránových solí, ktoré fosforeskovali žltozelené svetlo. Po osvetlení slnečným žiarením zabalil soľ do čierneho papiera a položil do tmavej skrine na fotografickú dosku, tiež zabalenú v čiernom papieri. O nejaký čas neskôr, keď Becquerel ukázal tanier, skutočne videl obraz kúska soli. No luminiscenčné žiarenie cez čierny papier nemohlo prechádzať a platňu za týchto podmienok mohli osvetliť iba röntgenové lúče. Becquerel zopakoval experiment niekoľkokrát s rovnakým úspechom. Koncom februára 1896 na zasadnutí Francúzskej akadémie vied vypracoval správu o röntgenovej emisii fosforeskujúcich látok.

Po nejakom čase sa v Becquerelovom laboratóriu náhodou vyvinula platňa, na ktorej ležala uránová soľ, neožiarená slnečným žiarením. Tá, samozrejme, nefosforeskovala, ale odtlačok na tanieri sa ukázal. Potom Becquerel začal testovať rôzne zlúčeniny a minerály uránu (vrátane tých, ktoré nevykazujú fosforescenciu), ako aj kovový urán. Tanier neustále svietil. Umiestnením kovového kríža medzi soľ a tanier získal Becquerel slabé kontúry kríža na tanieri. Potom sa ukázalo, že boli objavené nové lúče, ktoré prechádzajú cez nepriehľadné predmety, ale nie sú röntgenovými lúčmi.

Becquerel zistil, že intenzita žiarenia je určená iba množstvom uránu v prípravku a vôbec nezávisí od toho, v akých zlúčeninách je obsiahnutý. Táto vlastnosť teda nebola vlastná zlúčeninám, ale chemickému prvku - uránu.

Becquerel sa o svoj objav podelí s vedcami, s ktorými spolupracoval. V roku 1898 Marie Curie a Pierre Curie objavili rádioaktivitu tória a neskôr objavili rádioaktívne prvky polónium a rádium.

Zistili, že všetky zlúčeniny uránu a v najväčšej miere aj samotný urán majú vlastnosť prirodzenej rádioaktivity. Becquerel sa vrátil k luminoforom, ktoré ho zaujímali. Pravda, urobil ďalší veľký objav súvisiaci s rádioaktivitou. Raz na verejnú prednášku potreboval Becquerel rádioaktívnu látku, zobral ju manželom Curiesovým a skúmavku si vložil do vrecka vesty. Po prednáške vrátil rádioaktívny prípravok majiteľom a na druhý deň našiel na tele pod vreckom vesty začervenanie kože v podobe skúmavky. Becquerel o tom povedal Pierrovi Curiemu a ten pripravil experiment: desať hodín nosil skúmavku s rádiom priviazanú na predlaktí. O pár dní neskôr sa mu objavilo aj začervenanie, ktoré sa potom zmenilo na ťažký vred, ktorým trpel dva mesiace. Prvýkrát bol teda objavený biologický účinok rádioaktivity.

Ale aj potom Curieovci odvážne robili svoju prácu. Stačí povedať, že Marie Curie zomrela na chorobu z ožiarenia (napriek tomu sa dožila 66 rokov).

V roku 1955 boli notebooky Marie Curie preskúmané. Stále vyžarujú vďaka rádioaktívnej kontaminácii zavedenej pri ich plnení. Na jednom z listov sa zachoval rádioaktívny odtlačok prsta Pierra Curieho.

Pojem rádioaktivita a druhy žiarenia.

Rádioaktivita - schopnosť niektorých atómových jadier sa spontánne (spontánne) premeniť na iné jadrá s emisiou rôznych druhov rádioaktívneho žiarenia a elementárnych častíc. Rádioaktivita sa delí na prirodzenú (pozorovanú v nestabilných izotopoch, ktoré existujú v prírode) a umelú (pozorovanú v izotopoch získaných jadrovými reakciami).

Rádioaktívne žiarenie je rozdelené do troch typov:

Žiarenie – je odklonené elektrickými a magnetickými poľami, má vysokú ionizačnú schopnosť a nízku prenikavosť; je prúd jadier hélia; náboj -častice je +2e a hmotnosť sa zhoduje s hmotnosťou jadra izotopu hélia 42He.

Žiarenie - odklonené elektrickými a magnetickými poľami; jeho ionizačná sila je oveľa menšia (asi o dva rády) a jeho penetračná sila je oveľa väčšia ako u -častíc; je prúd rýchlych elektrónov.

Žiarenie - nie je vychyľované elektrickými a magnetickými poľami, má relatívne slabú ionizačnú schopnosť a veľmi vysokú prenikavosť; je krátkovlnné elektromagnetické žiarenie s extrémne krátkou vlnovou dĺžkou< 10-10 м и вследствие этого - ярко выраженными корпускулярными свойствами, то есть является поток частиц - -квантов (фотонов).

Polčas T1/2 je čas, počas ktorého sa počiatočný počet rádioaktívnych jadier zníži v priemere na polovicu.

Alfa žiarenie je prúd kladne nabitých častíc tvorený 2 protónmi a 2 neutrónmi. Častica je totožná s jadrom atómu hélia-4 (4He2+). Vzniká pri alfa rozpade jadier. Prvýkrát alfa žiarenie objavil E. Rutherford. E. Rutherford pri štúdiu rádioaktívnych prvkov, najmä pri štúdiu takých rádioaktívnych prvkov, ako je urán, rádium a aktínium, dospel k záveru, že všetky rádioaktívne prvky vyžarujú lúče alfa a beta. A čo je dôležitejšie, rádioaktivita akéhokoľvek rádioaktívneho prvku po určitom špecifickom časovom období klesá. Zdrojom alfa žiarenia sú rádioaktívne prvky. Na rozdiel od iných typov ionizujúceho žiarenia je alfa žiarenie najneškodnejšie. Nebezpečná je len vtedy, keď sa takáto látka dostane do tela (vdychovaním, jedením, pitím, trením a pod.), keďže dosah alfa častice napríklad s energiou 5 MeV vo vzduchu je 3,7 cm a v r. biologické tkanivo 0,05 mm. Alfa žiarenie rádionuklidu, ktoré sa dostalo do tela, spôsobuje skutočne desivé zničenie, tk. faktor kvality žiarenia alfa s energiou menšou ako 10 MeV je 20 mm. a straty energie sa vyskytujú vo veľmi tenkej vrstve biologického tkaniva. Prakticky ho to páli. Keď sú alfa častice absorbované živými organizmami, môžu sa vyskytnúť mutagénne (faktory, ktoré spôsobujú mutácie), karcinogénne (látky alebo fyzikálny agens (žiarenie), ktoré môžu spôsobiť vznik malígnych novotvarov) a iné negatívne účinky. Penetračná schopnosť A. - a. malý, pretože zadržaný kúskom papiera.

Beta častica (beta častica), nabitá častica emitovaná v dôsledku beta rozpadu. Prúd beta častíc sa nazýva beta lúče alebo beta žiarenie.

Záporne nabité beta častice sú elektróny (v--), kladne nabité sú pozitróny (v +).

Energie beta častíc sú distribuované nepretržite od nuly po určitú maximálnu energiu, v závislosti od rozpadajúceho sa izotopu; táto maximálna energia sa pohybuje od 2,5 keV (pre rénium-187) do desiatok MeV (pre krátkotrvajúce jadrá ďaleko od línie stability beta).

Lúče beta sa pôsobením elektrických a magnetických polí odchyľujú od priamočiareho smeru. Rýchlosť častíc v beta lúčoch je blízka rýchlosti svetla. Beta lúče sú schopné ionizovať plyny, vyvolávať chemické reakcie, luminiscenciu, pôsobiť na fotografické platne.

Značné dávky externého beta žiarenia môžu spôsobiť radiačné popáleniny kože a viesť k chorobe z ožiarenia. Ešte nebezpečnejšia je vnútorná expozícia beta-aktívnymi rádionuklidmi, ktoré sa dostali do tela. Beta žiarenie má výrazne nižšiu prenikavosť ako gama žiarenie (rádovo však väčšie ako alfa žiarenie). Vrstva akejkoľvek látky s povrchovou hustotou rádovo 1 g/cm2.

Napríklad niekoľko milimetrov hliníka alebo niekoľko metrov vzduchu takmer úplne pohltí beta častice s energiou asi 1 MeV.

Gama žiarenie je typ elektromagnetického žiarenia s extrémne krátkou vlnovou dĺžkou --< 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.

Gama žiarenie je emitované pri prechodoch medzi excitovanými stavmi atómových jadier (energie takéhoto gama žiarenia sa pohybujú od ~1 keV až po desiatky MeV). Pri jadrových reakciách (napríklad pri anihilácii elektrónu a pozitrónu, pri rozpade neutrálneho piónu a pod.), ako aj pri vychyľovaní energeticky nabitých častíc v magnetických a elektrických poliach.

Gama lúče, na rozdiel od b-lúčov a b-lúčov, nie sú vychyľované elektrickými a magnetickými poľami a vyznačujú sa väčšou prenikavou silou pri rovnakých energiách a iných podmienkach. Gama lúče spôsobujú ionizáciu atómov hmoty. Hlavné procesy, ktoré sa vyskytujú pri prechode gama žiarenia hmotou:

Fotoelektrický jav (gama kvantum je absorbované elektrónom atómového obalu, prenášajúc naň všetku energiu a ionizuje atóm).

Comptonov rozptyl (gama-kvantum je rozptýlené elektrónom a odovzdáva mu časť svojej energie).

Zrod elektrón-pozitrónových párov (v poli jadra sa gama kvantum s energiou aspoň 2mec2=1,022 MeV zmení na elektrón a pozitrón).

Fotonukleárne procesy (pri energiách nad niekoľko desiatok MeV je gama kvantum schopné vyradiť nukleóny z jadra).

Gama lúče, rovnako ako akékoľvek iné fotóny, môžu byť polarizované.

Ožarovanie gama lúčmi môže v závislosti od dávky a trvania spôsobiť chronickú a akútnu chorobu z ožiarenia. Stochastické účinky žiarenia zahŕňajú rôzne typy rakoviny. Zároveň gama žiarenie brzdí rast rakovinových a iných rýchlo sa deliacich buniek. Gama žiarenie je mutagénny a teratogénny faktor.

Vrstva hmoty môže slúžiť ako ochrana pred gama žiarením. Účinnosť ochrany (teda pravdepodobnosť absorpcie gama-kvanta pri prechode cez ňu) sa zvyšuje so zvyšovaním hrúbky vrstvy, hustoty látky a obsahu ťažkých jadier (olovo, volfrám, ochudobnené urán atď.) v ňom.

Jednotkou na meranie rádioaktivity je becquerel (Bq, Bq). Jeden becquerel sa rovná jednému rozpadu za sekundu. Obsah aktivity v látke sa často odhaduje na jednotku hmotnosti látky (Bq/kg) alebo jej objem (Bq/l, Bq/m3). Často sa používa mimosystémová jednotka - curie (Ci, Ci). Jedna curie zodpovedá počtu rozpadov za sekundu v 1 grame rádia. 1 Ki \u003d 3.7.1010 Bq

Pomery medzi jednotkami merania sú uvedené v tabuľke nižšie.

Na stanovenie expozičnej dávky sa používa dobre známy nesystémový jednotkový röntgen (P, R). Jeden röntgen zodpovedá dávke röntgenového alebo gama žiarenia, pri ktorej sa v 1 cm3 vzduchu vytvorí 2,109 párov iónov. 1 Р = 2, 58,10-4 C/kg.

Na vyhodnotenie účinku žiarenia na látku sa meria absorbovaná dávka, ktorá je definovaná ako absorbovaná energia na jednotku hmotnosti. Jednotka absorbovanej dávky sa nazýva rad. Jeden rad sa rovná 100 erg/g. V sústave SI sa používa iná jednotka - šedá (Gy, Gy). 1 Gy \u003d 100 rad \u003d 1 J / kg.

Biologický účinok rôznych druhov žiarenia nie je rovnaký. Je to spôsobené rozdielmi v ich penetračnej schopnosti a povahe prenosu energie do orgánov a tkanív živého organizmu. Preto sa na posúdenie biologických následkov používa biologický ekvivalent röntgenového žiarenia, rem. Dávka v remoch je ekvivalentná dávke v radoch vynásobenej faktorom kvality žiarenia. Pre röntgenové lúče, beta a gama lúče sa faktor kvality považuje za rovný jednej, to znamená, že rem zodpovedá rad. Pre alfa častice je kvalitatívny faktor 20 (to znamená, že alfa častice spôsobujú 20-krát väčšie poškodenie živého tkaniva ako rovnaká absorbovaná dávka beta alebo gama žiarenia). Pre neutróny sa koeficient pohybuje od 5 do 20 v závislosti od energie. V systéme SI pre ekvivalentnú dávku bola zavedená špeciálna jednotka nazývaná sievert (Sv, Sv). 1 Sv = 100 rem. Ekvivalentná dávka v Sieverts zodpovedá absorbovanej dávke v Gy vynásobenej faktorom kvality.

2. Vplyv žiarenia na ľudský organizmus

Existujú dva typy účinku vystavenia organizmu ionizujúcemu žiareniu: somatický a genetický. Somatickým efektom sa následky prejavia priamo u ožiareného človeka, s genetickým efektom, u jeho potomstva. Somatické účinky môžu byť skoré alebo oneskorené. Skoré sa vyskytujú v období od niekoľkých minút do 30-60 dní po ožiarení. Patria sem začervenanie a olupovanie kože, zakalenie očnej šošovky, poškodenie krvotvorného systému, choroba z ožiarenia, smrť. Dlhodobé somatické účinky sa prejavujú niekoľko mesiacov až rokov po ožiarení v podobe pretrvávajúcich kožných zmien, malígnych novotvarov, zníženej imunity a zníženej dĺžky života.

Pri štúdiu účinku žiarenia na telo sa odhalili tieto vlastnosti:

ü Vysoká účinnosť absorbovanej energie, aj jej malé množstvo môže spôsobiť hlboké biologické zmeny v tele.

b Prítomnosť latentnej (inkubačnej) doby na prejavenie pôsobenia ionizujúceho žiarenia.

b Účinky nízkych dávok môžu byť kumulatívne alebo kumulatívne.

b Genetický efekt – vplyv na potomstvo.

Rôzne orgány živého organizmu majú vlastnú citlivosť na žiarenie.

Nie každý organizmus (človek) ako celok reaguje na žiarenie rovnako.

Ožarovanie závisí od frekvencie expozície. Pri rovnakej dávke žiarenia budú škodlivé účinky tým menšie, čím menšie bude v čase.

Ionizujúce žiarenie môže pôsobiť na organizmus vonkajším (najmä röntgenovým a gama žiarením) aj vnútorným (najmä alfa častice) žiarením. Vnútorná expozícia nastáva, keď zdroje ionizujúceho žiarenia vstupujú do tela cez pľúca, kožu a tráviace orgány. Vnútorné ožiarenie je nebezpečnejšie ako vonkajšie, pretože zdroje ionizujúceho žiarenia, ktoré sa dostali dovnútra, vystavujú nechránené vnútorné orgány nepretržitému ožiareniu.

Pôsobením ionizujúceho žiarenia sa voda, ktorá je neoddeliteľnou súčasťou ľudského tela, štiepi a vznikajú ióny s rôznym nábojom. Výsledné voľné radikály a oxidačné činidlá interagujú s molekulami organickej hmoty tkaniva, oxidujú ho a ničia. Metabolizmus je narušený. Dochádza k zmenám v zložení krvi – klesá hladina erytrocytov, leukocytov, krvných doštičiek a neutrofilov. Poškodenie hematopoetických orgánov ničí imunitný systém človeka a vedie k infekčným komplikáciám.

Lokálne lézie sú charakterizované radiačnými popáleninami kože a slizníc. Pri ťažkých popáleninách, edémoch, tvorbe pľuzgierov, je možná smrť tkaniva (nekróza).

Smrteľne absorbované a maximálne povolené dávky žiarenia.

Smrteľné absorbované dávky pre jednotlivé časti tela sú nasledovné:

b hlava - 20 Gy;

b spodná časť brucha - 50 Gy;

b hrudník -100 Gy;

e končatiny - 200 gr.

Pri vystavení dávkam 100-1000-násobku smrteľnej dávky môže človek počas vystavenia zomrieť („smrť pod lúčom“).

V závislosti od druhu ionizujúceho žiarenia môžu existovať rôzne ochranné opatrenia: skrátenie doby expozície, zvýšenie vzdialenosti k zdrojom ionizujúceho žiarenia, oplotenie zdrojov ionizujúceho žiarenia, utesnenie zdrojov ionizujúceho žiarenia, vybavenie a usporiadanie ochranných prostriedkov, organizácia dozimetrická kontrola, hygienické a hygienické opatrenia.

A - personálny, t.j. osoby trvalo alebo dočasne pracujúce so zdrojmi ionizujúceho žiarenia;

B - obmedzená časť obyvateľstva, t.j. ionizujúcemu žiareniu môžu byť vystavené osoby, ktoré nie sú priamo zapojené do práce so zdrojmi ionizujúceho žiarenia, ale vzhľadom na podmienky pobytu alebo umiestnenie pracovísk;

B je celá populácia.

Najvyššia prípustná dávka je najvyššia hodnota individuálnej ekvivalentnej dávky za rok, ktorá pri rovnomernej expozícii počas 50 rokov nespôsobí nepriaznivé zmeny zdravotného stavu personálu zistené modernými metódami.

Tab. 2. Maximálne prípustné dávky žiarenia

Prírodné zdroje dávajú celkovú ročnú dávku približne 200 mrem (priestor - do 30 mrem, pôda - do 38 mrem, rádioaktívne prvky v ľudských tkanivách - do 37 mrem, plynný radón - do 80 mrem a iné zdroje).

Umelé zdroje pridávajú ročnú ekvivalentnú dávku približne 150-200 mrem (lekárske prístroje a výskum - 100-150 mrem, sledovanie TV - 1-3 mrem, tepelná elektráreň na uhlie - do 6 mrem, následky testov jadrových zbraní - do 3 mrem a iné zdroje).

Svetová zdravotnícka organizácia (WHO) definuje maximálnu prípustnú (bezpečnú) ekvivalentnú dávku žiarenia pre obyvateľa planéty ako 35 rem, pri jej rovnomernej akumulácii počas 70 rokov života.

Tab. 3. Biologické poruchy pri jednorazovom (do 4 dňoch) ožiarení celého ľudského tela

Radiačná dávka, (Gy)	Stupeň choroby z ožiarenia	Začiatok prejavu primárnej reakcie	Povaha primárnej reakcie	Dôsledky ožiarenia
Až 0,250 - 1,0	Neexistujú žiadne viditeľné porušenia. Môžu sa vyskytnúť zmeny v krvi. Zmeny v krvi, zhoršená schopnosť pracovať
		Po 2-3 hodinách	Mierna nevoľnosť s vracaním. Prechádza v deň ožiarenia	Typicky 100% zotavenie aj bez liečby

3. Ochrana pred ionizujúcim žiarením

Protiradiačná ochrana obyvateľstva zahŕňa: oznamovanie radiačného nebezpečenstva, používanie kolektívnych a individuálnych ochranných prostriedkov, dodržiavanie správania sa obyvateľstva na území zamorenom rádioaktívnymi látkami. Ochrana potravín a vody pred rádioaktívnou kontamináciou, používanie zdravotníckych osobných ochranných pracovných prostriedkov, zisťovanie úrovní kontaminácie územia, dozimetrické sledovanie ožiarenia obyvateľstva a skúmanie kontaminácie potravín a vody rádioaktívnymi látkami.

Podľa varovných signálov Civilnej obrany „Radiačné nebezpečenstvo“ by sa obyvateľstvo malo uchýliť do ochranných štruktúr. Ako je známe, výrazne (niekoľkokrát) oslabujú účinok prenikavého žiarenia.

Vzhľadom na nebezpečenstvo vzniku radiačných škôd nie je možné začať poskytovať prvú pomoc obyvateľom pri vysokej úrovni radiácie v oblasti. Za týchto podmienok je veľmi dôležité poskytnúť svojpomocnú a vzájomnú pomoc postihnutému obyvateľstvu, dôsledné dodržiavanie pravidiel správania sa na kontaminovanom území.

Na území zamorenom rádioaktívnymi látkami nemôžete jesť, piť vodu z kontaminovaných vodných zdrojov, ľahnúť si na zem. Postup varenia a kŕmenia obyvateľstva určujú orgány civilnej obrany s prihliadnutím na úrovne rádioaktívnej kontaminácie oblasti.

Na ochranu pred vzduchom kontaminovaným rádioaktívnymi časticami možno použiť plynové masky a respirátory (pre baníkov). Existujú aj všeobecné spôsoby ochrany, ako napríklad:

l zväčšenie vzdialenosti medzi operátorom a zdrojom;

ь skrátenie doby trvania práce v radiačnej oblasti;

l tienenie zdroja žiarenia;

l diaľkové ovládanie;

l používanie manipulátorov a robotov;

l plná automatizácia technologického procesu;

ь používanie osobných ochranných prostriedkov a varovanie značkou radiačného nebezpečenstva;

ü neustále sledovanie úrovne radiácie a radiačných dávok personálu.

Medzi osobné ochranné prostriedky patrí protiradiačný oblek s obsahom olova. Najlepším absorbérom gama žiarenia je olovo. Pomalé neutróny sú dobre absorbované bórom a kadmiom. Rýchle neutróny sú predmoderované grafitom.

Škandinávska spoločnosť Handy-fashions.com vyvíja ochranu pred žiarením mobilného telefónu, predstavila napríklad vestu, šiltovku a šatku určenú na ochranu pred škodlivým štúdiom mobilných telefónov. Na ich výrobu sa používa špeciálna antiradiačná tkanina. Len vrecko na veste je z obyčajnej látky pre stabilný príjem signálu. Cena kompletnej ochrannej súpravy je od 300 dolárov.

Ochrana pred vnútorným ožiarením spočíva v eliminácii priameho kontaktu pracovníkov s rádioaktívnymi časticami a zabránení ich vstupu do ovzdušia pracovného priestoru.

Je potrebné riadiť sa normami radiačnej bezpečnosti, v ktorých sú uvedené kategórie ohrozených osôb, limity dávok a ochranné opatrenia, a hygienické predpisy, ktoré upravujú umiestnenie priestorov a zariadení, miesto výkonu práce, postup získavania, zaznamenávania a uchovávania. zdroje žiarenia, požiadavky na vetranie, čistenie prachu a plynov a neutralizáciu rádioaktívnych odpadov a pod.

Štátna akadémia architektúry a stavebného inžinierstva v Penze tiež vyvíja na ochranu priestorov personálom vytvorenie „tmelu s vysokou hustotou na ochranu pred žiarením“. Zloženie tmelov zahŕňa: spojivo - rezorcinol-formaldehydovú živicu FR-12, tvrdidlo - paraformaldehyd a plnivo - materiál s vysokou hustotou.

Ochrana pred alfa, beta, gama žiarením.

Základnými zásadami radiačnej bezpečnosti je neprekračovať stanovený základný dávkový limit, vylúčiť akékoľvek neprimerané ožiarenie a znížiť dávku žiarenia na najnižšiu možnú úroveň. Aby sa tieto princípy uplatňovali v praxi, musia sa nevyhnutne kontrolovať dávky žiarenia, ktoré dostáva personál pri práci so zdrojmi ionizujúceho žiarenia, práca sa vykonáva v špeciálne vybavených miestnostiach, používa sa ochrana podľa vzdialenosti a času a rôzne prostriedky kolektívnej a individuálnej ochrany. sa používajú.

Na stanovenie individuálnych expozičných dávok personálu je potrebné systematicky vykonávať radiačný (dozimetrický) monitoring, ktorého objem závisí od charakteru práce s rádioaktívnymi látkami. Každému operátorovi, ktorý je v kontakte so zdrojmi ionizujúceho žiarenia, je pridelený individuálny dozimeter1 na kontrolu prijatej dávky gama žiarenia. V miestnostiach, kde sa pracuje s rádioaktívnymi látkami, je potrebné zabezpečiť všeobecnú kontrolu nad intenzitou rôznych druhov žiarenia. Tieto miestnosti musia byť izolované od ostatných miestností, vybavené prívodným a odsávacím ventilačným systémom s rýchlosťou výmeny vzduchu najmenej päť. Nátery stien, stropov a dverí v týchto miestnostiach, ako aj usporiadanie podlahy sa vykonávajú tak, aby sa vylúčilo hromadenie rádioaktívneho prachu a aby sa zabránilo absorpcii rádioaktívnych aerosólov. Pary a kvapaliny s dokončovacími materiálmi (maľovanie stien, dverí a v niektorých prípadoch aj stropov by sa malo robiť olejovými farbami, podlahy sú pokryté materiálmi, ktoré neabsorbujú tekutiny - linoleum, plastová zmes PVC atď.). Všetky stavebné konštrukcie v miestnostiach, kde sa pracuje s rádioaktívnymi látkami, by nemali mať trhliny a diskontinuity; rohy sú zaoblené, aby sa v nich nehromadil rádioaktívny prach a uľahčilo sa čistenie. Minimálne raz za mesiac sa vykonáva generálne čistenie priestorov s povinným umytím stien, okien, dverí, nábytku a vybavenia horúcou mydlovou vodou. Aktuálne mokré čistenie priestorov sa vykonáva denne.

Aby sa znížilo vystavenie personálu, všetky práce s týmito zdrojmi sa vykonávajú pomocou dlhých úchopov alebo držiakov. Časová ochrana spočíva v tom, že práca s rádioaktívnymi žiaričmi sa vykonáva tak dlho, aby radiačná dávka prijatá personálom neprekročila najvyššiu prípustnú úroveň.

Kolektívne prostriedky ochrany pred ionizujúcim žiarením upravuje GOST 12.4.120-83 „Prostriedky kolektívnej ochrany pred ionizujúcim žiarením. Všeobecné požiadavky". V súlade s týmto regulačným dokumentom sú hlavnými prostriedkami ochrany stacionárne a mobilné ochranné clony, kontajnery na prepravu a skladovanie zdrojov ionizujúceho žiarenia, ako aj na zber a prepravu rádioaktívnych odpadov, ochranné trezory a boxy atď.

Stacionárne a mobilné ochranné clony sú určené na zníženie úrovne radiácie na pracovisku na prijateľnú úroveň. Ak sa práca so zdrojmi ionizujúceho žiarenia vykonáva v špeciálnej miestnosti - pracovnej komore, potom jej steny, podlaha a strop, vyrobené z ochranných materiálov, slúžia ako obrazovky. Takéto obrazovky sa nazývajú stacionárne. Pre zariadenie mobilných obrazoviek sa používajú rôzne štíty, ktoré absorbujú alebo tlmia žiarenie.

Obrazovky sú vyrobené z rôznych materiálov. Ich hrúbka závisí od druhu ionizujúceho žiarenia, vlastností ochranného materiálu a požadovaného faktora útlmu žiarenia k. Hodnota k ukazuje, koľkokrát je potrebné znížiť energetické ukazovatele žiarenia (príkon expozície, absorbovaná dávka, hustota toku častíc atď.), aby sa dosiahli prijateľné hodnoty uvedených charakteristík. Napríklad pre prípad absorbovanej dávky je k vyjadrené takto:

kde D je rýchlosť absorbovanej dávky; D0 - prijateľná úroveň absorbovanej dávky.

Na stavbu stacionárnych prostriedkov na ochranu stien, stropov, stropov atď. používa sa tehla, betón, barytový betón a barytová omietka (obsahuje síran bárnatý - BaSO4). Tieto materiály spoľahlivo chránia personál pred vystavením gama a röntgenovému žiareniu.

Na vytvorenie mobilných obrazoviek sa používajú rôzne materiály. Ochrana pred alfa žiarením je dosiahnutá použitím obrazoviek z obyčajného alebo organického skla s hrúbkou niekoľkých milimetrov. Dostatočnú ochranu pred týmto typom žiarenia predstavuje niekoľkocentimetrová vrstva vzduchu. Na ochranu pred beta žiarením sú obrazovky vyrobené z hliníka alebo plastu (organické sklo). Zliatiny olova, ocele a volfrámu účinne chránia pred gama a röntgenovým žiarením. Pohľadové systémy sú vyrobené zo špeciálnych priehľadných materiálov, ako je olovené sklo. Materiály obsahujúce vodík (voda, parafín), ako aj berýlium, grafit, zlúčeniny bóru atď. chránia pred neutrónovým žiarením. Na tienenie neutrónov možno použiť aj betón.

Ochranné trezory slúžia na uloženie zdrojov gama žiarenia. Sú vyrobené z olova a ocele.

Ochranné rukavice sa používajú na prácu s rádioaktívnymi látkami s alfa a beta aktivitou.

Ochranné nádoby a zberače na rádioaktívny odpad sú vyrobené z rovnakých materiálov ako sitá – organické sklo, oceľ, olovo atď.

Pri práci so zdrojmi ionizujúceho žiarenia musí byť nebezpečný priestor ohraničený výstražnými štítkami.

Nebezpečná zóna je priestor, v ktorom môže byť pracovník vystavený nebezpečným a (alebo) škodlivým výrobným faktorom (v tomto prípade ionizujúcemu žiareniu).

Princíp činnosti zariadení určených na monitorovanie personálu vystaveného ionizujúcemu žiareniu je založený na rôznych efektoch vznikajúcich pri interakcii týchto žiarení s látkou. Hlavnými metódami detekcie a merania rádioaktivity sú ionizácia plynu, scintilácia a fotochemické metódy. Najčastejšie používaná ionizačná metóda je založená na meraní stupňa ionizácie média, ktorým žiarenie prešlo.

Scintilačné metódy detekcie žiarenia sú založené na schopnosti niektorých materiálov absorbovaním energie ionizujúceho žiarenia premeniť ju na svetelné žiarenie. Príkladom takéhoto materiálu je sulfid zinočnatý (ZnS). Scintilačný počítač je fotoelektrónová trubica s okienkom potiahnutým sulfidom zinočnatým. Keď žiarenie vstúpi do tejto trubice, dôjde k slabému záblesku svetla, čo vedie k vzniku impulzov elektrického prúdu vo fotoelektrónovej trubici. Tieto impulzy sa zosilňujú a počítajú.

Existujú aj iné metódy na stanovenie ionizujúceho žiarenia, napríklad kalorimetrické metódy, ktoré sú založené na meraní množstva tepla uvoľneného pri interakcii žiarenia s absorbujúcou látkou.

Dozimetrické monitorovacie zariadenia sa delia do dvoch skupín: dozimetre používané na kvantitatívne meranie dávkového príkonu a rádiometre alebo indikátory žiarenia používané na rýchlu detekciu rádioaktívnej kontaminácie.

Z domácich zariadení sa používajú napríklad dozimetre značiek DRGZ-04 a DKS-04. Prvý sa používa na meranie gama a röntgenového žiarenia v energetickom rozsahu 0,03-3,0 MeV. Stupnica prístroja je odstupňovaná v mikroröntgene/sekundu (μR/s). Druhý prístroj slúži na meranie gama a beta žiarenia v energetickom rozsahu 0,5-3,0 MeV, ako aj neutrónového žiarenia (tvrdé a tepelné neutróny). Stupnica zariadenia je odstupňovaná v miliroentgénoch za hodinu (mR/h). Priemysel vyrába aj dozimetre pre domácnosť určené pre obyvateľstvo, napríklad dozimeter pre domácnosť "Master-1" (určený na meranie dávky gama žiarenia), dozimeter-rádiometer pre domácnosť ANRI-01 ("borovica").

jadrové žiarenie smrteľná ionizácia

Záver

Z vyššie uvedeného teda môžeme vyvodiť nasledujúce závery:

ionizujúce žiarenie- v najvšeobecnejšom zmysle - rôzne druhy mikročastíc a fyzikálnych polí schopných ionizovať hmotu. Najvýznamnejšie typy ionizujúceho žiarenia sú: krátkovlnné elektromagnetické žiarenie (röntgenové a gama žiarenie), toky nabitých častíc: beta častice (elektróny a pozitróny), alfa častice (jadrá atómu hélia-4), protóny, iné ióny, mióny atď., ako aj neutróny. Ionizujúce žiarenie v prírode zvyčajne vzniká ako dôsledok samovoľného rádioaktívneho rozpadu rádionuklidov, jadrových reakcií (fúzia a indukované štiepenie jadier, zachytávanie protónov, neutrónov, častíc alfa a pod.), ako aj zrýchlenie nabitých častíc v priestor (povaha takéhoto zrýchlenia kozmických častíc až do konca nie je jasná).

Umelé zdroje ionizujúceho žiarenia sú umelé rádionuklidy (generujú alfa, beta a gama žiarenie), jadrové reaktory (generujú hlavne neutrónové a gama žiarenie), rádionuklidové neutrónové zdroje, urýchľovače elementárnych častíc (generujú toky nabitých častíc, ako aj brzdné fotónové žiarenie). , röntgenové prístroje (generujú brzdné röntgenové žiarenie). Ožarovanie je pre ľudský organizmus veľmi nebezpečné, stupeň nebezpečenstva závisí od dávky (v mojom abstrakte som uviedol maximálne prípustné normy) a typu žiarenia – najbezpečnejšie je alfa žiarenie a nebezpečnejšie gama.

Zabezpečenie radiačnej bezpečnosti si vyžaduje komplex rôznorodých ochranných opatrení v závislosti od konkrétnych podmienok práce so zdrojmi ionizujúceho žiarenia, ako aj od druhu zdroja.

Časová ochrana je založená na skrátení času práce so zdrojom, čím je možné znížiť expozičné dávky personálu. Tento princíp sa obzvlášť často používa pri priamej práci personálu s nízkou rádioaktivitou.

Ochrana na diaľku je pomerne jednoduchý a spoľahlivý spôsob ochrany. Je to spôsobené schopnosťou žiarenia strácať energiu pri interakciách s hmotou: čím väčšia je vzdialenosť od zdroja, tým viac procesov interakcie žiarenia s atómami a molekulami, čo v konečnom dôsledku vedie k zníženiu radiačnej dávky personálu.

Tienenie je najúčinnejší spôsob ochrany pred žiarením. V závislosti od typu ionizujúceho žiarenia sa na výrobu obrazoviek používajú rôzne materiály a ich hrúbka je určená výkonom a žiarením.

Literatúra

1. „Škodlivé chemikálie. rádioaktívne látky. Adresár." Pod celkom vyd. L.A. Ilyina, V.A. Filov. Leningrad, "chémia". 1990.

2. Základy ochrany obyvateľstva a územia v núdzových situáciách. Ed. akad. V.V. Tarasov. Moskovská univerzitná tlač. 1998.

3. Bezpečnosť života / Ed. S.V. Belova.- 3. vyd., preprac.- M .: Vyššie. škola, 2001. - 485 rokov.

Hostené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Zdroje ionizujúceho žiarenia. Maximálne prípustné dávky žiarenia. Klasifikácia biologickej obrany. Znázornenie spektrálneho zloženia žiarenia gama v jadrovom reaktore. Hlavné etapy navrhovania radiačnej ochrany pred gama žiarením.

prezentácia, pridané 17.05.2014


Vlastnosti rádioaktivity a ionizujúceho žiarenia. Charakteristika zdrojov a spôsobov vstupu rádionuklidov do ľudského tela: prirodzené, umelé žiarenie. Reakcia tela na rôzne dávky ožiarenia a ochranné prostriedky.

abstrakt, pridaný 25.02.2010


Rádioaktivita a ionizujúce žiarenie. Zdroje a cesty vstupu rádionuklidov do ľudského tela. Vplyv ionizujúceho žiarenia na človeka. Dávky ožiarenia. Prostriedky ochrany pred rádioaktívnym žiarením, preventívne opatrenia.

semestrálna práca, pridaná 14.05.2012


Žiarenie: dávky, jednotky merania. Množstvo znakov charakteristických pre biologické pôsobenie rádioaktívneho žiarenia. Druhy účinkov žiarenia, veľké a malé dávky. Opatrenia na ochranu pred účinkami ionizujúceho žiarenia a vonkajšou expozíciou.

abstrakt, pridaný 23.05.2013


Žiarenie a jeho odrody. Ionizujúce žiarenie. Zdroje nebezpečenstva žiarenia. Zariadenie zdrojov ionizujúceho žiarenia, spôsoby prieniku do ľudského tela. Miery ionizujúceho vplyvu, mechanizmus účinku. následky ožiarenia.

abstrakt, pridaný 25.10.2010


Definícia pojmu žiarenie. Somatické a genetické účinky ožiarenia na človeka. Maximálne prípustné dávky všeobecnej expozície. Ochrana živých organizmov pred žiarením časom, vzdialenosťou a pomocou špeciálnych obrazoviek.

prezentácia, pridané 14.04.2014


Zdroje vonkajšej expozície. Vystavenie ionizujúcemu žiareniu. Genetické následky žiarenia. Spôsoby a prostriedky ochrany pred ionizujúcim žiarením. Vlastnosti vnútornej expozície obyvateľstva. Vzorce pre ekvivalentné a absorbované dávky žiarenia.

prezentácia, pridané 18.02.2015


Vlastnosti vplyvu žiarenia na živý organizmus. Vonkajšia a vnútorná expozícia osoby. Vplyv ionizujúceho žiarenia na jednotlivé orgány a telo ako celok. Klasifikácia účinkov žiarenia. Vplyv AI na imunobiologickú reaktivitu.

prezentácia, pridané 14.06.2016


Vplyv ionizujúceho žiarenia na neživé a živé hmoty, potreba metrologickej kontroly žiarenia. Expozičné a absorbované dávky, jednotky dozimetrických veličín. Fyzikálne a technické základy kontroly ionizujúceho žiarenia.

kontrolné práce, doplnené 14.12.2012


Hlavné charakteristiky ionizujúceho žiarenia. Zásady a normy radiačnej bezpečnosti. Ochrana pred pôsobením ionizujúceho žiarenia. Základné hodnoty dávkových limitov pre vonkajšie a vnútorné ožiarenia. Domáce dozimetrické kontrolné zariadenia.

Ďalšia strana >>

§ 2. Vplyv ionizujúceho žiarenia na ľudský organizmus

V dôsledku vplyvu ionizujúceho žiarenia na ľudský organizmus môžu v tkanivách prebiehať zložité fyzikálne, chemické a biochemické procesy. Ionizujúce žiarenie spôsobuje ionizáciu atómov a molekúl látky, v dôsledku čoho sú molekuly a bunky tkaniva zničené.

Je známe, že 2/3 celkového zloženia ľudského tkaniva tvorí voda a uhlík. Voda sa vplyvom žiarenia štiepi na vodík H a hydroxylovú skupinu OH, ktoré buď priamo alebo reťazcom sekundárnych premien vytvárajú produkty s vysokou chemickou aktivitou: hydratovaný oxid HO 2 a peroxid vodíka H 2 O 2. Tieto zlúčeniny interagujú s molekulami organickej hmoty tkaniva, oxidujú ho a ničia.

V dôsledku pôsobenia ionizujúceho žiarenia dochádza k narušeniu normálneho priebehu biochemických procesov a metabolizmu v organizme. V závislosti od veľkosti absorbovanej dávky žiarenia a od individuálnych charakteristík organizmu môžu byť spôsobené zmeny reverzibilné alebo ireverzibilné. Pri malých dávkach obnovuje postihnuté tkanivo svoju funkčnú aktivitu. Veľké dávky pri dlhšej expozícii môžu spôsobiť nezvratné poškodenie jednotlivých orgánov alebo celého tela (choroba z ožiarenia).

Akýkoľvek druh ionizujúceho žiarenia spôsobuje biologické zmeny v tele ako pri vonkajšej expozícii, keď je zdroj žiarenia mimo tela, tak aj pri vnútornej expozícii, keď sa rádioaktívne látky dostávajú do tela napríklad vdýchnutím – vdýchnutím alebo požitím s jedlom. alebo voda.

Biologický účinok ionizujúceho žiarenia závisí od dávky a času ožiarenia, od druhu žiarenia, veľkosti ožarovaného povrchu a individuálnych vlastností organizmu.

Pri jednorazovom ožiarení celého ľudského tela sú možné nasledujúce biologické poruchy v závislosti od dávky žiarenia:

0-25 rad 1 neexistujú žiadne viditeľné porušenia;

25-50 rad. . . možné zmeny v krvi;

50-100 rad. . . zmeny v krvi, normálny stav pracovnej kapacity je narušený;

100-200 rad. . . porušenie normálneho stavu, strata schopnosti pracovať je možná;

200-400 rad. . . strata schopnosti pracovať, smrť je možná;

400-500 rad. . . úmrtia tvoria 50 % z celkového počtu obetí

600 rad a viac smrteľných v takmer všetkých prípadoch expozície.

Pri vystavení dávkam 100-1000-násobku smrteľnej dávky môže človek počas expozície zomrieť.

Stupeň poškodenia tela závisí od veľkosti ožarovaného povrchu. S poklesom ožiareného povrchu klesá aj riziko úrazu. Dôležitým faktorom vplyvu ionizujúceho žiarenia na organizmus je doba expozície. Čím menšie je žiarenie v čase, tým menší je jeho škodlivý účinok.

Jednotlivé vlastnosti ľudského tela sa prejavujú až pri nízkych dávkach žiarenia. Čím je človek mladší, tým je jeho citlivosť na žiarenie vyššia. Najodolnejší voči žiareniu je dospelý človek vo veku 25 rokov a starší.

Stupeň nebezpečenstva poškodenia závisí aj od rýchlosti vylučovania rádioaktívnej látky z tela. Látky, ktoré rýchlo cirkulujú v tele (voda, sodík, chlór) a látky, ktoré telo nevstrebáva a tiež netvoria zlúčeniny tvoriace tkanivá (argón, xenón, kryptón atď.), nezostanú dlho čas. Niektoré rádioaktívne látky sa z tela takmer nevylučujú a hromadia sa v ňom.

Zároveň sú niektoré z nich (niób, ruténium atď.) v tele rovnomerne rozložené, iné sú sústredené v určitých orgánoch (lantán, aktínium, tórium – v pečeni, stroncium, urán, rádium – v kostnom tkanive) čo vedie k ich rýchlemu poškodeniu.

Pri hodnotení účinku rádioaktívnych látok treba brať do úvahy aj ich polčas rozpadu a typ žiarenia. Látky s krátkym polčasom rozpadu rýchlo strácajú aktivitu, α-žiariče, ktoré sú takmer neškodné pre vnútorné orgány počas vonkajšieho ožiarenia, sa dostanú dovnútra, majú silný biologický účinok v dôsledku vysokej hustoty ionizácie, ktorú vytvárajú; α- a β-žiariče, ktoré majú veľmi krátke dosahy emitovaných častíc, v procese rozpadu ožarujú len ten orgán, kde sa prevažne akumulujú izotopy.

1 Rad je jednotka absorbovanej dávky žiarenia. Absorbovanou dávkou žiarenia sa rozumie energia ionizujúceho žiarenia absorbovaná na jednotku hmotnosti ožarovanej látky.