№1. Опасности для человека, объектов и природной среды в Республике

В общем виде жизнедеятельность человека осуществляется в системе "человек - среда". Элемент этой системы - "среда" может представляться рядом подсистем, например: рабочее место, бытовые условия, производство, окружающая природная среда и др. Система "человек-среда" двухцелевая. Одна цель состоит в достижении определенного эффекта (социального или экономического). Другая - в исключении или снижении нежелательных последствий (ущерб здоровью, гибель людей, пожары, взрывы, аварии и др.). Факторы, явления и процессы, вызывающие нежелательные последствия в жизнедеятельности человека, называются опасностями.

Жизнь человека зависит от многих факторов опасностей. Они различны по природе происхождения, по составу и свойствам, строению, характеру воздействия. По природе происхождения опасности подразделяются на природные, техногенные, антропогенные, экологические, смешанные.

Природные источники - это опасные явления природы и стихийные бедствия.

Техногенные источники включают аварии и катастрофы в промышленности, на транспорте, в строительстве, системах жизнеобеспечения, выбросы опасных веществ в окружающую природную среду и др.

Антропогенные источники определяются характером и степенью воздействия и взаимодействия человека с природой. Процессы взаимодействия человека с природой можно в общем плане представить следующим образом. Человек берет у природной среды необходимые ему вещества, энергию, информацию; преобразовывает их в полезные для себя продукты (материальные, духовные) и возвращает в природу отходы своей деятель-ности. Материально-производственная часть деятельности человека выра-жается в незамкнутой цепи (см. рис.).

Каждый из этих элементов влечет за собой негативные последствия:

1) реально отрицательные (эрозия, загрязнение окружающей природной среды и др.);

2) потенциально-опасные (исчерпание ресурсов, техногенные катастрофы и др.).

Экологические источники связаны с изменением суши, состава и свойств атмосферы, гидросферы и биосферы, неблагоприятными климатическими последствиями; несут за собой катастрофические последствия для человечества и биологического мира. Взаимосвязь общества и природы зависит, прежде всего, от качественного и количественного роста потребностей человека и эколого-ресурсных возможностей биосферы.

Смешанные источники - это, прежде всего, источники социально-политического и морально-нравственного характера (низкий экономический уровень жизни, неудовлетворенность в потребностях человека (в пище, одежде, жилище, общении, познании и др.), война, диверсии, террористические акты, социально-политические конфликты).

Принято считать, что наиболее важным в благосостоянии человека является здоровье и материальная обеспеченность. Жизненные источники, обеспечивающие здоровье и материальную обеспеченность, разнообразны, во многом зависят от степени воздействия факторов опасностей. Дня человека и биологического мира жизненные источники определяются, прежде всего, средой жизни.

Среда - это все, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его состояние, развитие, рост, выживаемость, размножение и др. Среда определяет условия жизни, представляющие собой комплекс экологических факторов, находящихся в неразрывном единстве, без которых организм существовать не может. Одними из важнейших экологических факторов являются видимый свет, температура, вода. На свету происходит образование хлорофилла и осуществляется важнейший в биосфере процесс фотосинтеза. Температура среды оказывает существенное формообразующее влияние на животных, живые организмы. Вода служит основной частью протоплазмы клеток, тканей, растительных соков. Только при наличии воды в организме могут осуществляться биохимические процессы ассимиляции и диссимиляции, газообмен и др. процессы.

Опасности могут быть потенциальными (скрытыми) и реальными. Чтобы потенциальная опасность могла реализоваться, необходимы определенные условия или события. Как в мирное, так и в военное время эти события могут носить чрезвычайный характер.

Чрезвычайное (экстремальное событие) - это событие любого характера, заключающееся в резком отклонении от нормы протекающих процессов или явлений. Под нормой понимается такое протекание процесса или явления, к которому население и производство приспособилось путем длительного опыта или научно-технических разработок. Совокупность чрезвычайных событий и условий, сложившихся на данной территории, составляет чрезвычайную ситуацию (ЧС).

Чрезвычайная ситуация (ЧС) - это обстановка, сложившаяся в результате аварии, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые повлекли или могут повлечь за собой человеческие жертвы, вред здоровью людей и окружающей среде, значительные материальные потери.

Для Республики Беларусь наиболее характерными источниками опасности являются:

1) Радиационная опасность - исходит от 4-х АЭС, расположенных за пределами РБ (Игналинская, Смоленская, Чернобыльская и Ровенская), Опасность представляют радиоактивные вещества, которые используются более чем на 1000 предприятиях и организациях республики.

2) Химическая опасность. Эту опасность представляют предприятия химической и нефтеперерабатывающей промышленности, промышленности .минеральных удобрений, а также химические вещества, перевозимые автомобильным и железнодорожным транспортом. В республике насчитывается 347 химически опасных объектов с общим запасом СДЯВ более 40 тыс. т. Из них первой степени опасности (в зону возможного заражения могут попасть более 75 тыс. человек) - 3 (ПО "Полимер" - г. Новополоцк, ПО "Азот" - г. Гродно, "Водоканал" - г. Минск); второй степени опасности (в зону химического заражения может попасть 40-75 тыс. человек) - 12; третьей степени опасности (в зону химического заражения может попастьменее 40 тыс. человек) - 252; четвертой степени опасности (зона химического заражения определяется пределами объекта) - 107.

К районам первой степени химической опасности относится Полоцкий район, второй - Гродненский, Буда-Кошелевский, Житковичский, Петриковский, Молодечненский, Червеньский, Клейкий, Крупский районы.

3) Пожаро- и взрывоопасность. Эта опасность исходит от взрывчатых веществ, хранящихся на складах и базах ряда министерств и ведомств (всего около 200) и более 150 пожароопасных объектов, в т.ч.: предприятий газового хозяйства - 18, "Лакокраска" - 4, льно-перерабатывающих - 46, деревообрабатывающих - 24, по добыче торфа - 24 и др.

4) Биологическая опасность. В Республике Беларусь имеется до 500 природных очагов сибирской язвы, туляремия, геморрогической лихорадки, природные очаги бешенства диких животных; наблюдаются поражения сельскохозяйственных культур бурой ржавчиной, фитофторозом, картофельной софкой, колорадским жуком и др.

5) Гидродинамическая опасность. В Республике Беларусь общая протяженность дамб и плотин составляет более 850 км. Особая опасность прорыва дамб и плотин сохраняется в Брестской и Гомельской областях.

6) Опасность стихийных бедствий. Среди стихийных бедствий наибольшую опасность республике представляют ураганы, наводнения, лесные и торфяные пожары, ливни, засухи, смерчи. Они ежегодно наносят народному хозяйству республики огромный ущерб, иногда и с человеческими жертвами.

7) Экологическая опасность. Под экологической опасностью понимают вероятность ухудшения под влиянием природных факторов и хозяйственной деятельности человека показателей качества природной среды, что может привести к угрозе жизни и здоровью людей, или к угрозе существования экологических компонентов. В республике только средних и крупных предприятий около 2100, которые имеют 63 тысячи источников выбросов. Кроме того, в республике имеется около 600 тыс. легковых и около 50 тыс. грузовых машин и автобусов, каждый из которых выбрасывает в воздух более 40 наименований вредных веществ. Ежегодно в водоемы выбрасывается более 1 млрд. м³ сточных вод. Происходит загрязнение почвы, падает урожайность, изменяется климат, сохраняется опасность разрушения экологических систем.

Экологическая опасность проявляется в глобальном экологическом кризисе, основными причинами которого являются:

- технология современного производства, приводящая к загрязнению окружающей среды;

- отсутствие осознания человечеством угрозы своему существованию как виду.

№2.Понятие: ЧС.Источник ЧС. Митигация.

Чрезвычайная ситуация — обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате возникновения источника ЧС, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.

Источник ЧС – это опасное природное явление или процесс (техноген. производство; инфекц. заболевание и т.д.) в результате которого на определенной территории создается ЧС для людей.

Митигация – это совокупность всех действий предпринимаемых государством и населением для того чтобы устранить долгосрочный риск воздействия опасности на людей, окружающую среду и экономику.

№3. Явление радиоактивности, виды распада.

Радиоактивность — это способность атомов некоторых изотопов самопроизвольно распадаться, испуская излучение.

При радиоактивном распаде исходный атом превращается в атом другого элемента. В результате выбрасывания из ядра атома альфа-частицы, представляющей собой совокупность двух протонов и двух нейтронов, массовое число образующегося атома уменьшается на четыре единицы.

Альфа-распад. Альфа-распадом называется самопроизвольное превращение атомного ядра с числом протонов Z и нейтронов N в другое (дочернее) ядро, содержащее число протонов Z – 2 и нейтронов N – 2. При этом испускается α-частица – ядро атома гелия .

Бета-распад. При бета-распаде из ядра вылетает электрон. Внутри ядер электроны существовать не могут, они возникают при β-распаде в результате превращения нейтрона в протон. Этот процесс может происходить не только внутри ядра, но и со свободными нейтронами. Среднее время жизни свободного нейтрона составляет около 15 минут. При распаде нейтрон превращается в протон и электрон

Гамма-распад. В отличие от α- и β-радиоактивности, γ-радиоактивность ядер не связана с изменением внутренней структуры ядра и не сопровождается изменением зарядового или массового чисел. Как при α-, так и при β-распаде дочернее ядро может оказаться в некотором возбужденном состоянии и иметь избыток энергии. Переход ядра из возбужденного состояния в основное сопровождается испусканием одного или нескольких γ-квантов, энергия которых может достигать нескольких МэВ.

№4.Основной закон радиоактивного распада

Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времении количества радиоактивных атомов в образце.

Существует несколько формулировок закона, например, в виде дифференциального уравнения:

Вопрос 5.Активность,виды активности,основной закон радиоактивного распада,выраженный через активность и переиод полураспада

Активность – это мера количества радиоактивного вещества, которая выражается числом радиоактивных превращений (распадов ядер) в единицу времени(или скорость ядер,распавшихся в единицу времени).Единицей активности в системе СИ служит беккерель(Бк,Bq).1 Бк-такое количество радионуклидов,в котором за одну секунду проиходит один распад.

Виды активности:удельная активность-активность,приходящая на единицу массы вещества(Бк/кг,Ки/кг);объемная активность-активность,приходящая на единицу объема вещества(Бк/л,Ки/л,Бк/м³,Ки/м³);поверхностная активность-отношение активности радионуклида,на которой находится радионуклид(Бк/м²,Ки/м²)

Основной закон радиоактивного распада,выраженный через активность и период полураспада:

A=A₀*e^-0,693t/T

где А-активность,А₀-скорость распада в начальный момент времени t=0,е-постоянная распада(=ln2)

Вопрос №6.Ионизирующие излучения и их характеристики.

Ионизирующее излучение — это электромагнитные излучения, которые создаются при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образуют при взаимодействии со средой ионы различных знаков.

При радиоактивном распаде имеют место три основных вида ионизирующих излучений: альфа , бета и гамма.

Альфа-частица — это положительно заряженные ионы гелия, образующиеся при распаде ядер, как правило, тяжелых естественных элементов (радия, тория и др.). Эти лучи не проникают глубоко в твердые или жидкие среды, поэтому для защиты от внешнего воздействия достаточно защититься любым тонким слоем, даже листком бумаги.

Бета-излучение представляет собой поток электронов, образующихся при распаде ядер как естественных, так и искусственных радиоактивных элементов. Бета-излучения обладают большей проникающей способностью по сравнению с альфа-лучами, поэтому и для защиты от них требуются более плотные и толстые экраны. Разновидностью бета-излучений, образующихся при распаде некоторых искусственных радиоактивных элементов, являются. позитроны. Они отличаются от электронов лишь положительным зарядом, поэтому при воздействии на поток лучей магнитным полем они отклоняются в противоположную сторону.

Гамма-излучение, представляют собой жесткие электромагнитные колебания, образующиеся при распаде ядер многих радиоактивных элементов. Эти лучи обладают гораздо большей проникающей способностью. Поэтому для экранирования от них необходимы специальные устройства из материалов, способных хорошо задерживать эnи лучи (свинец, бетон, вода).Ионизирующий эффект действия гамма-излучения обусловлен в основном как непосредственным расходованием собственной энергии, так и ионизирующим действием электронов, выбиваемых из облучаемого вещества.

Рентгеновское излучение образуется при работе рентгеновских трубок, а также сложных электронных установок. По характеру рентгеновские лучи во многом сходны с гамма-лучами и отличаются от них происхождением и иногда длиной волны: рентгеновские лучи, как правило, имеют большую длину волны и более низкие частоты, чем гамма-лучи. Ионизация вследствие воздействия рентгеновских лучей происходит в большей степени за счет выбиваемых ими электронов и лишь незначительно за счет непосредственной траты собственной энергии. Эти лучи также обладают значительной проникающей способностью.

Нейтронное излучение представляет собой поток нейтральных, то есть незаряженных частиц нейтронов (n) являющихся составной частью всех ядер, за исключением атома водорода. Они не обладают зарядами, поэтому сами не оказывают ионизирующего действия, однако весьма значительный ионизирующий эффект происходят за счет взаимодействия нейтронов с ядрами облучаемых веществ. Облучаемые нейтронами вещества могут приобретать радиоактивные свойства, то есть получать так — называемую наведенную радиоактивность. Нейтронное излучение образуется при работе ускорителей элементарных частиц, ядерных реакторов и т. д. Нейтронное излучение обладает наибольшей проникающей способностью. Задерживаются нейтроны веществами, содержащими в своей молекуле водород (вода, парафин и др.).

7-ой вопрос.Дозы облучения, единицы измерения (экспозиционная, эквивалентная, поглощенная)

Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.

В международной системе единиц (СИ) единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица — рентген (Р). 1 Кл/кг = 3876 Р.

Поглощённая до́за — величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу. Выражается как отношение энергии излучения, поглощённой в данном объёме, к массе вещества в этом объёме.

В Международной системе единиц (СИ) поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название — грэй (русское обозначение: Гр; международное: Gy) . Использовавшаяся ранее внесистемная единица рад равна 0,01 Гр.

Эквивале́нтная до́за (E, H_T,R) отражает биологический эффект облучения. В Международной системе единиц (СИ) эквивалентная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название — зиверт (Зв, Sv)^[1][2]. Использовавшаяся ранее внесистемная единица — бэр (1 бэр = 0,01 Зв).

Эффективная доза (E) — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности.  Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы. Она также измеряется в зивертах или бэрах.

№8.Мощности доз облучения, единицы измерения.

Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, вида излучения, объема облучения тканей и органов. Для его количественной оценки введены специальные единицы, которые делятся на внесистемные и единицы в системе СИ. Основные радиологические величины и единицы
Величина	Наименование и обозначение  единицы измерения		Соотношения между единицами
	Внесистемные	Си
Активность нуклида, А	Кюри (Ки, Ci)	Беккерель (Бк, Bq)		1 Ки = 3.7·1010Бк 1 Бк = 1 расп/с 1 Бк=2.7·10-11Ки
Экспозицион- ная доза, X	Рентген (Р, R)	Кулон/кг (Кл/кг, C/kg)		1 Р=2.58·10-4 Кл/кг 1 Кл/кг=3.88·103 Р
Поглощенная доза, D	Рад (рад, rad)	Грей (Гр, Gy)		1 рад-10-2 Гр 1 Гр=1 Дж/кг
Эквивалентная доза, Н	Бэр (бэр, rem)	Зиверт (Зв, Sv)		1 бэр=10-2 Зв  1 Зв=100 бэр
Интегральная доза излучения	Рад-грамм (рад·г, rad·g)	Грей- кг (Гр·кг, Gy·kg)		1 рад·г=10-5 Гр·кг 1 Гр·кг=105 рад·г

   Активность радионуклида в источнике (А). Активность равна отношению числа самопроизвольных ядерных превращений в этом источнике за малый интервал времени (dN) к величине этого интервала (dt) :

A = dN/dt

   Единица активности в системе СИ - Беккерель (Бк).     Внесистемная единица - Кюри (Ки).

    Число радиоактивных ядер N(t) данного изотопа уменьшается со временем по закону:

N(t) = N₀ exp(-tln2/T_1/2) = N₀ exp(-0.693t /T_1/2)

    где N₀ - число радиоактивных ядер в момент времени t = 0, Т_1/2 -период полураспада - время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер.     Массу m радионуклида активностью А можно рассчитать по формуле :

m = 2.4·10^-24 ×M ×T_1/2 × A,  

   где М - массовое число радионуклида, А - активность в Беккерелях, T_1/2 - период полураспада в секундах. Масса получается в граммах.     Экспозиционная доза (X). В качестве количественной меры рентгеновского и  -излучения принято использовать во внесистемных единицах экспозиционную дозу, определяемую зарядом вторичных частиц (dQ), образующихся в массе вещества (dm) при полном торможении всех заряженных частиц :

X = dQ/dm

   Единица экспозиционной дозы - Рентген (Р). Рентген - это экспозиционная доза рентгеновского и -излучения, создающая в 1куб.см воздуха при температуре О°С и давлении 760 мм рт.ст. суммарный заряд ионов одного знака в одну электростатическую единицу количества электричества. Экспозиционной дозе 1 Р     соответствует 2.08·10⁹ пар ионов (2.08·10⁹ = 1/(4.8·10^-10)). Если принять среднюю энергию образования 1 пары ионов в воздухе равной 33.85 эВ, то при экспозиционной дозе 1 Р одному кубическому сантиметру воздуха передается энергия, равная :     (2.08·10⁹)·33.85·(1.6·10^-12) = 0.113 эрг,      а одному грамму воздуха :     0.113/ _возд ⁼ 0.113/0.001293 = 87.3 эрг.     Поглощение энергии ионизирующего излучения является первичным процессом, дающим начало последовательности физико-химических преобразований в облученной ткани, приводящей к наблюдаемому радиационному эффекту. Поэтому естественно сопоставить наблюдаемый эффект с количеством поглощенной энергии или поглощенной дозы.     Поглощенная доза (D) - основная дозиметрическая величина. Она равна отношению средней энергии dE, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме :

D = dE/dm

    Единица поглощенной дозы - Грей (Гр). Внесистемная единица Рад определялась как поглощенная доза любого ионизирующего излучения, равная 100 эрг на 1 грамм облученного вещества.     Эквивалентная доза (Н). Для оценки возможного ущерба здоровью человека в условиях хронического облучения в области радиационной безопасности введено понятие эквивалентной дозы Н, равной произведению поглощенной дозы D_r, созданной облучением - r и усредненной по анализируемому органу или по всему организму, на весовой множитель w_r (называемый еще - коэффициент качества излучения)

    Эффективная доза равна сумме взвешенных эквивалентных доз во всех органах и тканях: