III. Радиационная безопасность

1.Общая характеристика различных видов ионизирующих излучений. Ионизирующее излучение (ИИ) – это излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию в этой среде ионов разных знаков. Излучение считается ионизирующим, если оно способно разрывать химические связи молекул. Ионизирующее излучение делят на корпускулярное и фотонное.

Корпускулярное – это поток частиц с массой отличной от нуля (электроны, протоны, нейтроны, альфа-частицы).

Альфа-излучение – это поток альфа-частиц (ядер атомов гелия), испускаемых при радиоактивном распаде, а также при ядерных реакциях и превращениях. Альфа-частицы обладают сильной ионизирующей способностью и незначительной проникающей способностью. В воздухе они проникают на глубину несколько сантиметров, в биологической ткани – на глубину доли миллиметра, задерживается листом бумаги, тканью одежды. Альфа-излучение особо опасно при попадании его источника внутрь организма с пищей или с вдыхаемым воздухом.

Бета-излучение – это поток электронов или позитронов, испускаемых ядрами радиоактивных элементов при бета-распаде. Их ионизирующая способность меньше, чем у альфа-частиц, но проникающая способность во много раз больше, и составляет десятки сантиметров. В биологической ткани они проникают на глубину до 2 см, одеждой задерживается только частично. Бета-излучение опасно для здоровья человека, как при внешнем, так и при внутреннем облучении.

Гамма-излучение – электромагнитное излучение (длина волны 10^–10–10^–14 м), возникающее в некоторых случаях при альфа и бета-распаде, аннигиляции частиц и при возбуждении атомов и их ядер, торможении частиц в электрическом поле. Проникающая способность гамма-излучения значительно больше, чем у вышеперечисленных видов излучений. Глубина распространения гамма-квантов в воздухе может достигать сотен и тысяч метров. Ионизирующая способность (косвенная) значительно меньше, чем у вышеперечисленных видов излучений. Большинство гамма-квантов проходит через биологическую ткань, и только незначительное количество поглощается телом человека.

Рентгеновское излучение – фотонное излучение (длина волны 10^–-9–10^{–-12 м),} состоящее из тормозного и (или) характеристического излучения, генерируемого рентгеновскими аппаратами, и возникающее при некоторых ядерных реакциях. В отличие от гамма-излучения оно обладает такими свойствами как отражение и преломление.

2.Эквивалентная и эффективная дозы облучения и единицы их измерения. До́за излуче́ния  — величина, используемая для оценки воздействия ионизирующего излучения на любые вещества, ткани и живые организмы.

Эквивалентная доза.Различные виды излучения неодинаковы по биологическому эффекту, оказываемому на органы и ткани облучаемого человека. Для учета этих различий вводится понятие эквивалентной дозы и единицы ее измерения Зиверт (1 Зв = 1 Дж/кг). Устаревшей единицей является бэр. Эквивалентная доза рассчитывается как произведение поглощенной дозы на весовой коэффициент качества излучения. Для рентгеновского и гамма-излучений эквивалентная доза считается равной поглощенной дозе:

	1 Зв = 1 Гр
	1 Зв = 100 бэр
	1 мЗв = 1*10-3 Зв
	1 мкЗв = 1*10-6 Зв

Эффективная доза. Единицей измерения эффективной дозы является Зиверт. Эффективная доза характеризует биологический эффект излучения на облучаемого человека, однако ее трудно измерить на практике. Для оценки величины эффективной дозы, которую получает досматриваемый человек на системе DRS SecureScan, было проведено сложное и тщательное исследование с использованием антропоморфного фантома человека.

3.Приборы радиационного контроля (индикаторы, спектрометры) Индикаторы-сигнализаторы, в том числе пороговые индикаторы-сигнализаторы мощности дозы гамма-излучения, (это наиболее простые по конструкции приборы, фиксирующие наличие ионизации в определенном диапазоне). Приборы имеют, как правило, световую и звуковую индикацию. Это в основном бытовые сигнализаторы-индикаторы мощности дозы "Свсрчок-4М", "Светофор", РМ-121,РМ-122.

Спектрометрические приборы

Спектрометры (приборы, предназначенные для регистрации и измерения энергетического спектра ионизирующих излучений. Они классифицируются по виду излучений (альфа-, альфа-бета-, альфа-бста-гамма- спектрометры), по принципу действия и по конструктивным особенностям.

В сфере радиационного контроля окружающей среды с помощью спектрометров решается задача определения наличия в окружающей среде радионуклидов, отсутствующих в составе природного фона, т.е. фиксируется наличие радиоактивного загрязнения техногенного характера, причем учитывается тип изотопов и их активность. Индикация приборов цифровая и графическая.

К приборам такого вида относятся спектрометры "MS PS-40Ge", "Проспект-НРФ", "СКЗ-50".

4.Общие закономерности биологического действия ионизирующего излучения. Особенностью биологического действия ионизирующей радиации является подавление способности облученных тканей к регенерации, угнетение функции роста и размножения клеток, которое может быть кратковременным, длительным или постоянным в зависимости от гистологической структуры ткани, ее физиологического состояния и от величины примененной дозы излучения. Характерной особенностью ионизирующего излучения является способность приникать через ткани животного и человека. Способность к проникновению неодинакова для различного рода излучений, но для каждого излучения она увеличивается с нарастанием его энергии, а для элементарных частиц — с уменьшением массы частицы. С увеличением проникающей способности излучения увеличивается облучаемый объем.  Биологический эффект облучения вызывается только поглощенной энергией излучения, которая может быть измерена. Единицей поглощенной дозы любого рода ионизирующего излучения является рад, равный 100 эргам на каждый грамм облученного вещества. 

5.Характеристика γ излучения. Гамма-излучение возникает при возбуждении ядра при бета-распаде некоторых радиоактивных веществ, при захвате нейтрона, при соединении позитрона с электроном, а также при явлении внутренней конверсии. Энергия гамма-излучения различных изотопов различна и варьирует от 0,1 до 2,6 МэВ. Проникающая способность гамма-излучения большей энергии очень велика, оно полностью поглощается свинцом толщиной 15 см. Прохождение гамма-лучей через вещество сопровождается ослаблением их интенсивности и переходом энергии излучения в другие формы энергии. Излучения радиоактивных изотопов могут быть использованы как для наружного облучения, когда источник излучения находится на определенном расстоянии от облучаемого объекта, так и для внутреннего, когда изотопы вводятся внутрь организма и участвуют в его обмене веществ. Для наружного облучения применяют гамма-, бета- и альфа-излучающие изотопы, а для внутреннего — изотопы со смешанным (бета- и гамма-) излучением или только бета-излучением. Для фильтрации гамма-излучения требуются фильтры из металлов большой относительной атомной массы (атомного веса), таких, как платина, золото, свинец. Фильтры для бета-излучающих изотопов могут приготовляться из металлов малой относительной атомной массы.

Гамма-излучение используется в технике (напр., дефектоскопия), радиационной химии (для инициирования химических превращений, напр., при полимеризации), сельском хозяйстве и пищевой промышленности (мутации для генерации хозяйственно-полезных форм, стерилизация продуктов), в медицине (стерилизация помещений, предметов, лучевая терапия) и др

6.Краткая характеристика α- излучения Альфа-излучение представляет собой поток ядер атомов, гелия, называемых альфа-частицами. Начальная скорость альфа-частицдостигает10000—20000км/сек. Они обладают большой ионизирующей способностью. Длина пробега альфа-частиц в воздухе составляет всего около 10 см, а в твердых и жидких телах еще меньше. Одежда, индивидуальные средства защиты полностью задерживают альфа-частицы. Внешнее воздействие их не опасно для человека. Из-за высокой ионизирующей способности альфа-частицы крайне опасны при попадании внутрь организма.Нейтроны образуются только в зоне ядерного взрыва. На следе радиоактивного облака их практически нет. Ионизирующие излучения могут вызвать поражение людей как при внутреннем, так и внешнем облучении. Внутреннее облучение может возникнуть при попадании радиоактивных веществ внутрь организма с вдыхаемым воздухом, зараженной водой и пищей. Внешнее — при нахождении людей на зараженной местности, попадании радиоактивных веществ на кожу и одежду людей, а также при действии проникающей радиации. Ионизирующие излучения не имеют цвета, запаха — человек их не ощущает. Обнаруживают и измеряют ионизирующие излучения дозиметрическими приборами.Дозиметрическими приборами можно определить начало выпадения радиоактивных веществ, степень заражения ими местности, людей, техники и имущества, измерить интенсивность излучений проникающей радиации, проконтролировать внешнее облучение людей, установить границы зараженной территории

7. Краткая характеристика -излучения. Бета-излучение – это поток электронов или позитронов, испускаемых ядрами радиоактивных элементов при бета-распаде. Их ионизирующая способность меньше, чем у альфа-частиц, но проникающая способность во много раз больше, и составляет десятки сантиметров. В биологической ткани они проникают на глубину до 2 см, одеждой задерживается только частично. Бета-излучение опасно для здоровья человека, как при внешнем, так и при внутреннем облучении.

8.Характеристика нейтронного излучения, понятие о наведенной радиоактивности Нейтронное излучение представляет собой нейтральные, не несущие электрического заряда частицы. Отсутствие у этих частиц электрического заряда приводит к тому, что они непосредственно взаимодействуют с атомными ядрами, вызывая ядерные реакции.

При оценке радиационной аварийной обстановки нейтронное излучение может играть существенную роль, поскольку обладает большой проникающей способностью. Отличительной особенностью нейтронов является их способность превращать атомы стабильных элементов в их радиоактивные изотопы, что резко повышает опасность нейтронного облучения.

9. Радиочувствительность живых организмов, органов, клеток, тканей. Высокой радиочувствительностью обладают млекопитающие. Наибольшей радиочувствительностью обладают гонады (половые железы), красный костный мозг, эпителий ЖКТ. По степени радиочувствительности к ионизирующему излучению различных клеток, тканей, органов и систем организма человека их можно расположить в следующем порядке: лимфоидная ткань, половые железы; красный костный мозг, слизистые оболочки; кожа; легкие; пищеварительные железы; щитовидная железа; соединительная ткань; мышечная ткань; хрящевая и костная ткань; нервная ткань.

10.Понятие «Радиационная безопасность». Задачи радиационной безопасности. Радиационная безопасность - дисциплина, решающая комплекс теоретических и практических задач, обеспечивающих защищенность настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения., а так же связанных с уменьшением возможности возникновения аварийных ситуаций и несчастных случаев на радиационно-опасных объектах.

Первой задачей радиационной безопасности является разработка критериев: а) для оценки ионизирующего излучения как вредного фактора воздействия на отдельных людей,популяцию в целом и объекты окружающей среды; б) способов оценки и прогнозирования радиационной обстановки, а также путей приведения ее в соответствие с выработанными критериями безопасности на основе создания комплекса технических, медико-санитарных и административно-организационных мероприятий, направленных на обеспечение безопасности в условиях применения атомной энергии в сфере человеческой деятельности.   

Радиационная безопасность населения обеспечивается:

• созданием условий жизнедеятельности людей, отвечающих требованиям действующих норм и правил РБ;

• установлением квот на облучение от разных источников излучения;

• организацией радиационного контроля;

• эффективностью планирования и проведения мероприятии по радиационной защите в нормальных условиях и в случае радиационной аварии;

• организацией системы информации о радиационной обстановке.

11. Особенности аварий на атомных электростанциях (внешнее и внутреннее облучение). В результате возможной аварии на АЭС с разрушением ядерного реактора радиоактивные вещества в виде паровоздушной смеси выбрасываются на высоту до 2-3 км в течение нескольких суток. Облако выброса будет распространяться от АЭС по направлению ветра. В момент прохождения облака выброса и после него в результате радиоактивного загрязнения воздуха и местности люди будут подвергаться внешнему и внутреннему облучению в случаях попадания радиоактивных частиц с вдыхаемым воздухом, а также при употреблении загрязненных пищи и воды. За время прохождения облака люди, находящиеся на открытой местности, могут получить дозы внешнего облучения в пределах нескольких рентген.

Биологическая эффективность действия ионизирующих излучений во многом зависит от того, где находится источник облучения – вне организма или внутри его. Если источник облучения находится вне организма, то такое облучение называется внешним, а внутри – внутренним.

Внешнее облучение создается гамма-содержащими радионуклидами, а также нейтронным и рентгеновским излучениями. При внутреннем облучении радионуклиды попадают в организм с продуктами питания (90%), питьевой водой (5-9%), воздухом (1-5%), а также через поврежденную кожу. Внутреннее облучение будет продолжаться непрерывно до тех пор, пока радиоактивное вещество не распадется или же не будет выведено из организма.

11. Действие населения при возникновении радиационной опасности. На начальном этапе ликвидации последствий аварии на АЭС проводится оповещение населения о радиационной опасности. Населению рекомендуется укрыться в жилых домах или убежищах. Необходимо принять меры защиты от проникновения в дом радиоактивных веществ с воздухом: закрыть окна и форточки, герметизировать дверные проемы и оконные рамы мокрой бумагой или тканью. Необходимо принять йодсодержащие препараты.

11. Защита органов дыхания и кожи при возникновении радиационной опасности. Среди мероприятий по сокращению поступления радиоактивных веществ в организм человека важное место отводится использованию средств защиты органов дыхания. Для этой цели, в первую очередь, применяются такие простые средства, как ватно-марлевые повязки, противопылевые тканевые маски, а также носовые платки, полотенца, предметы одежды, с помощью которых можно прикрыть рот и нос. Защитная эффективность этих материалов может быть повышена если смочить их водой. Более сложные средства защиты органов дыхания (респираторы, все типы фильтрующих противогазов) обязательно используются специальными группами, участвующими в операциях по ликвидации аварии. Защита тела, как правило, сводится к защите кожи и волосяного покрова, что можно обеспечить любыми предметами одежды, включая головные уборы, куртки, плащи, перчатки, сапоги и т.д. Чтобы обеспечить герметичность данной одежды, например, по нагрудному разрезу куртки применяют нагрудный клапан, изготовленный из любой плотной ткани. Для защиты шеи, открытых частей головы и создания герметичности в области воротника используют капюшон из плотной хлопчатобумажной или шерстяной ткани.

11. Экстренная профилактика поражений радиоактивным йодом. Для этих целей используют препараты калия йодида в таблетках, а при отсутствии его, можно использовать 5% водно-спиртовой раствор йода. Калия йодид применяют в следующих дозах: детям до 2-х лет – по 0,04 г на один прием ; детям старше 2-х лет и взрослым по 0,125 г на один прием. Препарат следует принимать после еды 1 раз в день вместе с водой в течение 7 суток. Водно-спиртовой раствор йода (5% йодная настойка) применяется следующим образом: детям до 2-х лет – по 1-2 капли на 100 мл молока или питательной смеси 3 раза в день в течение 7 суток; детям старше 2-х лет и взрослым – по 3-5 капель на стакан воды или молока после еды 3 раза в день в течение 7 суток.

11. Классификация лучевых поражений организма. 1.Лучевые поражения организма:

А. соматические детерминированные , сказывающиеся на самом облучённом

А.1. острая лучевая болезнь

А.2. хроническая лучевая болезнь

А.3. локальные лучевые поражения

Б. Соматико-стохастические (имеют длительный скрытый период, измеряемый десятками лет после облучения

Б.1. сокращение продолжительности жизни

Б.2. лейкемия

Б.3. злокачественные опухоли

В. Генетические

В.1. врождённые уродства, возникающие в результате генных мутаций в половых клетках облучённых

11. Детерминированные (закономерные) эффекты действия ионизирующих излучений. Детерминированные эффекты — это неизбежные, клинически выявляемые вредные биологические эффекты, возникающие при облучении большими дозами, в отношении которых предполагается существование порога, ниже которого эффект отсутствует, а выше — тяжесть эффекта зависит от дозы.

Они возникают когда число клеток, погибших в результате облучения, потерявших способность воспроизводства или нормального функционирования, достигает критического значения, при котором заметно нарушаются функции пораженных органов. Детерминированные эффекты подразделяются на ближайшие последствия (острая, подострая и хроническая лучевая болезнь; локальные лучевые повреждения: лучевые ожоги кожи, лучевая катаракта и стерилизация) и отдалённые последствия (радиосклеротические процессы, радиоканцерогенез, радиокатарактогенез и прочие).

Хроническое облучение слабее действует на живой организм по сравнению с однократным облучением в той же дозе, что связано с постоянно идущими в организме процессами восстановления повреждений.

Порогом возникновения детерминированных эффектов для людей считаются разовые дозы примерно в 0,25 Зв(Зиверт). Величина порога не является строгой. Она зависит от индивидуальных особенностей облучаемого организма и различных сопутствующих факторов.

11. Стохастические (случайные) эффекты действия ионизирующих излучений. Стохастические эффекты — это вредные биологические эффекты излучения, не имеющие дозового порога возникновения, вероятность возникновения которых пропорциональна дозе и для которых тяжесть проявления не зависит от дозы. С увеличением дозы повышается не тяжесть этих эффектов, а вероятность (риск) их появления. В соответствии с общепринятой консервативной радиобиологической гипотезой, любой сколь угодно малый уровень облучения обусловливает определённый риск возникновения стохастических эффектов.

Они делятся на:

1) соматико-стохастические (лейкозы и опухоли различной локализации),

2) генетические (врожденные физические и психические уродства и ряд других тяжелых заболеваний - возникают в результате мутаций и других нарушений в половых клеточных структурах, ведающих наследственностью.)

3)тератогенные эффекты (умственная отсталость, другие уродства развития; возможен риск возникновения рака и генетических эффектов облучения плода).

11. Острая лучевая болезнь. Лучевая болезнь острая – заболевание, возникающее при внешнем, относительно равномерном облучении в дозе более 1 Гр (100 рад) в течение короткого времени. Симптомы и течение весьма разнообразны, зависят от дозы облучения и сроков, прошедших после облучения. Лучевая болезнь проявляется в изменении функций нервной, эндокринной систем, нарушении регуляции деятельности других систем организма. И все это в сочетании с клеточно-тканевыми поражениями. Повреждающее действие ионизирующих излучений особенно сказывается на клетках кроветворной ткани костного мозга, на тканях кишечника. Угнетается иммунитет, это приводит к развитию инфекционных осложнений, интоксикации, кровоизлияниям в различные органы и ткани. Выделяют 4 степени лучевой болезни в зависимости от полученной дозы: легкую (доза 100-200 бэр), среднюю (доза 200-400 бэр), тяжелую (400-600 бэр) и крайне тяжелую (свыше 600 бэр). При дозе облучения менее 100 бэр говорят о лучевой травме. При острой лучевой болезни легкой степени у некоторых больных могут отсутствовать признаки первичной реакции, но у большинства через несколько часов наблюдается тошнота, возможна однократная рвота. При острой лучевой болезни средней степени выраженная первичная реакция проявляется главным образом рвотой, которая наступает через 1-3 часа и прекращается через 5-6 часов после воздействия ионизирующего излучения. При острой лучевой болезни тяжелой степени рвота возникает через 30 минут-1 час после облучения и прекращается через 6-12 часов. При крайне тяжелой степени лучевой болезни первичная реакция возникает почти сразу - через 30 минут после облучения, носит мучительный, неукротимый характер. После облучения развивается лучевое поражение тонкого кишечника (энтерит) – вздутие живота, понос, повышение температуры; повреждается толстый кишечник, желудок, а также печень (лучевой гепатит). Поражение радиацией кожи проявляется ожогами, выпадением волос, лучевым дерматитом. Возможна лучевая катаракта, поражение сетчатки глаз, повышение внутриглазного давления. Через несколько дней после облучения развивается опустошение костного мозга: в крови резко снижается количество лейкоцитов, тромбоцитов.

11. Хроническая лучевая болезнь. Хроническая лучевая болезнь формируется под влиянием продолжительного воздействия на организм человека ионизирующей радиации в дозах, которые превосходят предельно допустимые для профессиональной лучевой нагрузки. Симптомы Хронической лучевой болезни: В течении хронической лучевой болезни выделяются три периода: формирования заболевания, восстановления и период последствий и исходов хронической лучевой болезни. По мере увеличения дозы облучения, а также в зависимости от индивидуальных особенностей организма степень развития клинических проявлений может быть легкой (I), средней (II), тяжелой (III) и крайне тяжелой (IV), которые по существу являются фазами в развитии единого патологического процесса и при продолжающемся облучении в достаточно больших дозах последовательно сменяют друг друга. При тяжести I степени наблюдаются нерезко выраженные нервно-регуляторные нарушения различных органов и систем, особенно сердечно-сосудистой, нестойкая и притом умеренная лейкоцитопения, реже - тромбоцитопения.При тяжести II степени появляются признаки функциональной недостаточности, особенно пищеварительных желез, сердечно-сосудистой и нервной систем, а также депрессия кроветворения с наличием стойкой лейкоцито- и тромбоцитопении, нарушения обменных процессов.При тяжести III степени выявляются признаки более глубокого угнетения кроветворения с развитием анемии, обнаруживаются атрофические процессы в слизистой желудочно-кишечного тракта, а также миокардиодистрофия, рассеянный энцефаломиелоз. Ослабление иммунитета влечет за собой инфекционно-септические осложнения. Наблюдаются геморрагический синдром, циркуляторные расстройства. При хронической лучевой болезни IV степени наблюдаются поносы, выраженное истощение. В связи с тем что такие проявления заболевания в настоящее время практически не встречаются, выделение в классификации IV (крайне тяжелой) степени является условным. Лечение Хронической лучевой болезни: основывается на прекращении контакта с источниками радиации. При I и II степенях тяжести заболевания проводится общеукрепляющая и симптоматическая медикаментозная терапия (тонизирующие средства, инсулин с глюкозой, витаминотерапия, транквилизаторы, препараты брома, снотворные), физиотерапевтические процедуры, лечебная гимнастика, рациональная психотерапия.

11. Отдаленные последствия лучевого воздействия. Отдалённые последствия облучения — соматические и стохастические эффекты, проявляющиеся через длительное время (несколько месяцев или лет) после одноразового или в результате хронического облучения. Включают в себя: изменения в половой системе; склеротические процессы; лучевую катаракту; иммунные болезни; радиоканцерогенез; сокращение продолжительности жизни; генетические и тератогенные эффекты. Принято различать два типа отдаленных последствий — соматические, развивающиеся у самих облучённых индивидуумов, и генетические — наследственные заболевания, развивающиеся в потомстве облучённых родителей. К соматическим отдалённым последствиям относят прежде всего сокращение продолжительности жизни, злокачественные новообразования и катаракту. Кроме того, отдалённые последствия облучения отмечают в коже, соединительной ткани, кровеносных сосудах почек и лёгких в виде уплотнений и атрофии облучённых участков, потери эластичности и других морфофункциональных нарушениях, приводящих к фиброзам и склерозу, развивающимся вследствие комплекса процессов, включающих уменьшение числа клеток, и дисфункцию фибробластов. Деление на соматические и генетические последствия весьма условно, так как характер повреждения зависит от того, какие клетки подверглись облучению, т. е. в каких клетках это повреждение возникло — в соматических или зародышевых. В обоих случаях повреждается генетический аппарат, а следовательно, и возникшие повреждения могут наследоваться. В первом случае они наследуются в пределах тканей данного организма, объединяясь в понятие соматического мутагенеза, а во втором — также в виде различных мутаций, но в потомстве облучённых особей.

21.Причины катастрофы на Чернобыльской атомной электростанции. Основными факторами, внесшими вклад в возникновение аварии, INSAG-7 (INSAG; International Nuclear Safety Advisory Group (Консультативный комитет по вопросам ядерной безопасности)) считает следующее реактор не соответствовал нормам безопасности и имел опасные конструктивные особенности;

• низкое качество регламента эксплуатации в части обеспечения безопасности;

• неэффективность режима регулирования и надзора за безопасностью в ядерной энергетике, общая недостаточность культуры безопасности в ядерных вопросах как на национальном, так и на местном уровне;

• отсутствовал эффективный обмен информацией по безопасности как между операторами, так и между операторами и проектировщиками, персонал не обладал достаточным пониманием особенностей станции, влияющих на безопасность;

• персонал допустил ряд ошибок и нарушил существующие инструкции и программу испытаний.