5. Контроль іонізуючого та радіаційного випромінювання, методи та прилади контролю, допустимі рівні

Діапазон іонізуючих випромінювань складається із рентгенівського випромінювання та γ-випромінювання. Будь-яке випромінювання, яке, взаємодіючи з середовищем, призводить до утворення електричних зарядів різних знаків, називають іонізуючим.

Крім фотонного іонізуючого випромінювання, до якого входять γ-випромінювання і рентгенівське випромінювання, існує корпускулярне іонізуюче випромінювання – потік елементарних частинок з масою спокою, відмінною від нуля, які утворюються при радіоактивному розкладі та ядерних перетвореннях. До корпускулярного випромінювання відносяться α-, β-частинки, протони, нейтрони та ін.

α-частинки – це ядра гелію, що несуть позитивний заряд величиною в дві одиниці елементарного заряду; β-частинки – це електрони або позитрони.

Іонізуюче випромінювання характеризується іонізуючою та проникною здатністю. Міра випромінюмінювання, заснована ана іонізуючій здатності, називається дозою.

Дія іонізуючого випромінювання на речовину (біологічну тканину) виявляється в іонізації та збудженні атомів і молекул, які призводять до порушення біологічних процесів.

Кількісною мірою цієї дії є поглинута доза (Д) – середня енергія, яка передана випромінюванням одиниці маси речовини.

Вона вимірюється в Греях (1 Гр=1Дж/кг).

Біологічні ефекти, викликані іонізуючим випромінюванням, залежать не лише від кількості поглинутої енергії, а й від її лінійного розподілу вздовж шляху пробігу. Чим більша лінійна густина іонізації, тим більший ступінь біологічного пошкодження. Щоб врахувати цей вплив, введено поняття еквівалентної дози, яка дорівнює поглинутій дозі, помноженій на безрозмірний зважувальний коефіцієнт. Величина цього коефіцієнта залежить від виду випромінювання та його енергії.

Одиницею виміру еквівалентної дози є Зіверт (Зв), який дорівнює енергії 1 Дж, що передана γ-випрмінюванню речовині масою 1 кг.

Усі заходи щодо забезпечення радіаційної безпеки регламентуються нормами радіаційної безпеки України – НРБУ-97. Вони поширюються на випадки опромінення людей іонізуючим випромінюванням в умовах:

• нормальної експлуатації джерел іонізуючих випромінювань;

• медичної практики;

• радіаційних аварій;

• опромінення техногенно-підсиленими джерелами природного походження.

Систему дозових меж і принципи їх застосування наведено у (НРБ - 76/87.-Нормы радиационной безопасности.- М., 1988

Норми радіаційної безпеки визначають три категорії осіб, які можуть зазнати опромінення:

• категорія А (персонал) – особи, які постійно або тимчасово безпосередньо працюють з джерелами іонізуючих випромінювань;

• категорія Б (персонал) - особи, які безпосередньо не зайняті роботою з джерелами іонізуючих випромінювань, але у зв’язку з розташуванням робочих місць можуть зазнати додаткове опромінювання;

• категорія В – все населення.

Для цих категорій встановлено річний ліміт ефективної дози опромінення:

• категорія А – 20 мЗв;

• категорія Б – 2 мЗв;

• категорія В – 1 мЗв.

Ці норми також рекомендують, щоб річна доза опромінення від медичних джерел не перевищувала 1мЗв.

Для порівняння: річна ефективна доза опромінення від природних джерел іонізуючих випромінювань перебуває в межах від 0,7 до 2 мЗв, від перегляду кольорового телевізора на відстані 2,5 м по 2 години на день- до 2 мЗВ.

Еквівалентна доза, віднесена до одиниці часу, називається потужністю еквівалентної дози. Вона використовується для розрахунку доз опромінення і вибору засобів захисту від іонізуючого випромінювання і вимірюється в ДЖ/кг с

Гранично допустима доза випромінювання – це найбільша доза ,дія якої на організм безпечна і не викликає в ньому помітних змін.

Значення гранично допустимих доз зовнішнього випромінювання для трьох категорій осіб (А, Б, В), що підлягають випромінюванню, наведені у «Санітарних правилах для роботи з радіоактивними речовинами і джерелами іонізуючих випромінювань».

Для уникнення шкідливої дії іонізуючих випромінювань, необхідно створити умови, що виключають опромінення організму дозами вищими гранично допустимих.

Отримана (фактична) доза опромінення визначається за формулою 5.1:

Д_ф=Рt_доп∙10^-6 (5.1),

де Д_ф – отримана (фактична) доза опромінення, Р (рентген);

Р - потужність дози, мР/г;

t_доп – допустимий час за категорією, г.

Висновок про можливість перебування людей при даній дозі випромінювання можна зробити, виходячи з величини коефіцієнта К: співввідношення фактичної і допустимої доз опромінення (5.2):

К=Д_ф/Д₀ (5.2)

У випадку, коли К≤1 перебування людей у зоні роботи з радіоактивними печовинами допустимо, при К>1 – не допустимо.

Межа річного надходження (МРН) -допустимий рівень надходження радіонуклідів в організм для осіб категорій Б - це таке надходження радіонуклідів і в організм впродовж року, яке за 70 наступних років створить у критичному органі максимальну еквівалентну кількість на рівні межі дози.

Межа дози (МД) - основна дозова межа для категорії Б. МД - таке найбільше і середнє значення індивідуальної еквівалентної дози за календарний рік, при якому рівномірне опромінення впродовж наступних 70 років не може призвести до неблагополучних змін у стані здоров'я, що можуть бути виявлені сучасними ме­тодами.

Гранично допустима доза (ГДД) - поняття, аналогічне МД, але для категорії А.

Критичний орган - тканина, орган або частина тіла, опромінення якої в умо-вах нерівномірного опромінення організму може заподіяти найбільшої шкоди здоров'ю даної особи. Залежно від цього виділяють три групи критичних органів, а саме: І - все тіло, гонади та червоний кістковий мозок;

ІІ - м'язи, щитовидна залоза, жирові тканина, печінка, нирки, селезінка, шлун-

ково-кишковий тракт, легені, кришталики ока та інші органи, крім тих, що нале­жать до першої і третьої груп:

III - шкіряний покрив, кісткова тканина, кістки, передпліччя, гомілки, сто­пи.

Одиниця дози - бер.

Основні дозові межі опромінення. Для кожної категорії, що опромінюється, встановлюються дозові межі і припустимі рівні, що відповідають основним до-зовим межам (табл. 5.1). Додаткові обмеження існують для жінок репродуктив­ного віку.

Дозу зовнішнього опромінення і попадання радіонуклідів в організм під час атомних аварій передбачити неможливо. Опромінення персоналу під час аварій вище дозових меж може бути лише тоді, коли немає можливості вжити заходів, що виключають їх перевищення, і може бути виправдане лише врятуванням лю­дей, необхідністю запобігти дальшому розвитку аварій та опроміненню більшої кількості людей.

Обмеження опромінення населення (категорія В) зумовлюється регламентацією та контролем радіоактивності довкілля. Цей порядок регламен­тується основними санітарними правилами (ОСП -72/87). Опромінення категорії В не повинно бути вищим, ніж опромінення категорії Б.

При підрахунку наслідків аварії надзвичайно важливо визначити величину колективної дози опромінення, яку зібрала в себе популяція - всі ті, на кого без­посередньо чи посередньо вплинуло опромінення. У випадку Чорнобильської ка­тастрофи така доза сягає мільйонів людинобер.

Таблиця 5.1 - Дозові межі опромінення

Дозові межі сумарного внутрішнього і зовнішнього опромінення, бер за календарний рік	Група критичних органів
	1	2	3
Категорія А ГДД	5	15	30
БМД	0.5	1.5	3

Поняття ризику. Щоб викликати гостре пошкодження організму, дози опромінення повинні перевищувати певний рівень. Якщо одноразово отримана доза опромінення людини досягає 400 бер, то в 50% випадків це призводить (без медичної допомоги) до летального результату.

Опромінення, що перевищує 100 бер, призводить до променевої хвороби (в окремих випадках деякі ознаки променевої хвороби виявляються і при опроміненні 50 бер). Навіть при відносно великих дозах опромінення не всі люди приречені на хворобу, механізми, що діють в організмі людини, ліквідують пошкодження, викликані радіацією. Будь-яка людина, що потрапила під дію опромінення, зовсім не обов'язково повинна захворіти раком або стати носієм спадкових хвороб. Проте Імовірність або ризик таких наслідків у неї більший, ніж у людини, яка не була опромінена: і ризик тим більший, чим більшою була доза опромінення.

Прилади, що застосовуються для реєстрації ядерних випромінювань, називаються детекторами ядерних випромінювань.

Для вимірювання іонізуючих випромінювань застосовують дозиметри і радіометри марки: ІФКУ; ТІСС, ІМА-1 і «Луч-А»—для вимірювань альфа-, бета- і гамма-випромінювань; дозиметри ДКЗ, мікроренттенометр МРМ-1 і «Кактус»; радіометр РН-3 для вимірювання потоку нейтронів; індивідуальні дозиметри (ДК-0,2 і КІД-1).

Найбільш широке розповсюдження отримали детектори, які виявляють ядерні випромінювання по іонізації та збудженню атомів речовини, що здійснюється ними. Прикладом такого може бути газорозрядний лічильник Гейзера-Мюллера, мілірентгенометр (СП-1М), загальний вигляд та блок схему вимірюючого тракту наведено на рис. 15, 16.

Рисунок 15 – Загальний вигляд мілірентгенометра: 1-датчик; 2-обойма датчика; 3- реєструючий прилад

Рисунок 16 – Блок-схема вимірівального тракту

Прилад призначений для вимірювання потужності експлуатаційної дози гама-випромірювання в лабораторних або виробничих умовах.

Принцип дії пристрою полягає у зміні струму, який виникає у іонізаційній камері при опроміненні її гама-променями.

Основними заходами безпеки при роботі з іонізуючими і радіоактивними речовинами є:

- дотримання вимог зберігання, перенесення і використання радіоактивних ізотопів в свинцевих контейнерах, а також вимог допуску осіб до роботи з радіоактивними ізотопами і іонізуючими випромінювачами;

- застосування дистанційного керування;

- застосування захисних екранів, індивідуальних засобів захисту, місцевої витяжної вентиляції з обов'язковим очищенням повітря;

- ведення дозиметричного контролю з реєстрацією в журналах;

- проведення робіт в спеціально влаштованих приміщеннях;

- проведення медичних оглядів обслуговуючого персоналу через кожні шість місяців;

- проведення робіт з дозволу органів санітарного нагляду.

Для захисту людей від дії ЕМП використовують такі засоби:

• зменшення напруженості і щільності потоку енергії шляхом використання узгоджених навантажень і споживачів потужності;

• екранування робочого місця за допомогою матеріалів з великою електричною провідністю (мідь, латунь, алюміній та його сплави, сталь). Ефективність екранування, тобто ступінь послаблення ЕМП, збільшується із збільшенням частоти коливань ЕМП і практично не залежить від того, чи екран виконаний суцільним, а чи з металевих сіток. Екрани повинні бути заземленими;

• віддалення робочого місця від джерел випромінювання;

• раціональне розміщення в робочих приміщеннях обладнання, яке випромінює електромагнітну енергію;

• застосування засобів індивідуального захисту (спецодяг, виготовлений із металізованої тканини у вигляді комбінезонів, халатів, курток із капюшонами з вмонтованими в них окулярами);

• обладнання попереджувальної сигналізації.

Лекція 4. КОНТРОЛЬ БЕЗПЕЧНОСТІ ТЕХНІКИ – ОСНОВНИЙ ЧИННИК ЗАПОБІГАННЯ ВИРОБНИЧИМ НЕБЕЗПЕКАМ

1. Поняття про виробничі небезпеки.

2. Умови і обставини виникнення небезпечних ситуацій.

3. Аналіз процесів формування небезпечних ситуацій.

4. Логічне моделювання процесів формування та

виникнення травмонебезпечних і аварійних ситуацій на виробництві.

1. Поняття про виробничі небезпеки

У процесі трудової діяльності людина (суб'єкт праці) за допомогою певних знарядь (машини, інструмент, пристрої) діє на предмет праці в умовах існуючого середовища. Залежно від характера праці на людину можуть впливати різні середовища: механічні, хімічні, теплові, електричні, електромагнітні, радіаційні, біо­логічні та інші.

Організм людини здатний переносити без наслідків такі дії лише якщо вони не перевищують певних рівнів і тривалості. За межами цих рівнів і тривалості вини­кає пошкодження організму, яке при досягненні пев­ного ступеня кваліфікується як нещасний випадок, травма. Безпосереднім джерелом таких пошкоджень може бути будь-який з компонентів праці.

Пошкодження організму можуть виникати внаслі­док як безпосередніх контактних дій (механічного, хімічного, електричного), так і дистанційних (світло­вого, теплового) одразу після дії або через певний проміжок часу (наприклад, після радіоактивного опро­мінювання).

Небезпечні і шкідливі виробничі фактори можуть діяти на людину лише в певних умовах, що має над­звичайно важливе значення при вивченні і дослід­женні механізмів дії таких факторів на людину та їх наслідків. Той чи інший виробничий фактор за межа­ми певного рівня (значення, концентрації) може не спричиняти негативних наслідків. У зв'язку з цим для таких факторів встановлений відповідний гранично допустимий рівень.

Гранично допустимий рівень виробничого фактора — це дія встановленої тривалості, яка протягом усього трудового стажу не призводить до травми, захворювання або відхилень у стані здоров'я в про­цесі роботи або у віддалені строки життя сучасного і наступних поколінь.

Небезпечні виробничі фактори поділяють на:

• явні, якщо їх дія на людину очевидна і для її запобігання необхідні певні заходи;

• потенційні, які можуть дія­ти на людину при певних її діях, виникненні аварій та в інших небезпечних умовах.

Поняття «небезпека» не увійшло до списку тер­мінів, наведених у державних стандартах, але воно широко застосовується у літературі. Так, спеціалісти в галузі безпеки праці стверджують, що:

виробнича небезпека — це загроза дії на працюючого небезпеч­них і шкідливих виробничих факторів, а

виробнича шкідливість — дія на працюючого лише шкідливих виробничих факторів.

Виробнича небезпека — стан виробництва (умови праці, стан обладнання, робочого місця тощо), при якому існує можливість (ймовірність) дії небезпечно­го виробничого фактора з пошкодженням здоров'я (або загибелі) людини.

Поняття «виробнича небезпека» трактується лише відносно пошкодження здоров'я людей. Інші небезпе­ки матимуть різні визначення: пожежна небезпека, радіаційна небезпека, небезпека вибуху, небезпека руйнування (аварія) тощо.

Факт пошкодження здоров'я (випадок) людини від дії небезпечного фактора кваліфікується як нещас­ний випадок. Це поняття має офіційне визначення у державних стандартах.

Нещасний випадок на виробництві — випадок дії на працюючого небезпечного виробничого фактора при виконанні ним трудових обов'язків або завдання керівника робіт.

У науковій літературі наводиться інше визначен­ня. Нещасний випадок — це несподіване ненавмисне пошкодження людини, що перешкоджає нормально­му продовженню її діяльності та виникає в наслідок дії небезпечного виробничого фактора.

Поняття «пошкодження людини», «пошкодження здоров'я людини» асоціюються з поняттям «травма», що прийняте як офіційний термін.

Травма — це пошкодження анатомічної цілості організму будь-яким небезпечним фактором.

Травматизм — сукупність травм, які повторюють­ся у тих чи інших контингентів населення відповідно до побутових, виробничих, спортивних та інших об­ставин.

Залежно від того, за яких обставин виника­ють травми у людей, розрізняють травматизм вироб­ничий, побутовий, спортивний тощо.

При встановленні причинно-наслідкових зв'язків між подіями, що призвели до травми працюючого, необхідно розрізняти поняття «нещасний випадок» і «травма». Травма є випадковою подією (явищем) вна­слідок дії небезпечного виробничого фактора на лю­дину. Поняття «нещасний випадок» пояснює досто­вірність факту виникнення травми, а тому його окре­мою подією вважати не можна.