Контрольні запитання

1. Отруйні речовини в навколишньому середовищі (визначення, основні властивості, шляхи потрапляння до організму людини).

2. Класифікація отруйних речовин за ступенем токсичності.

3. Фізіологічна класифікація ОР.

4. Класифікація ОР за бойовим призначенням.

5. Токсодози ОР (основні види, одиниці вимірювання).

6. Особливості аварій на хімічно небезпечних об’єктах.

7. Особливості протікання аварії у навколишньому природному середовищі (основні чинники).

8. Оцінка масштабів аварії на хімічно небезпечних об’єктах (первинна і вторинна хмари ОР).

9. Інженерно-технічні профілактичні засоби захисту особового складу та населення від дії СДОР.

10. Організаційні профілактичні засоби захисту особового складу та населення від дії СДОР.

11. Індивідуальний захист особового складу та населення від дії СДОР.

12. Колективний захист особового складу та населення від дії СДОР.

3.4. Основи радіаційної безпеки

Питання радіаційної безпеки людини і навколишнього середовища (у тому числі і військової діяльності) пов’язане з існуванням радіоактивних речовин (РР). Ядра атомів цих речовин можуть самовільно розпадатися і перетворюватися на ядра атомів інших елементів, випускаючи при цьому невидиме випромінювання. Вони негативно впливають на людей і навколишнє середовище, що потрапляє у зону їхньої дії (різноманітні об’єкти, майно, предмети).

Визначення, основні види та джерела іонізуючого випромінювання

Іонізуюче (радіоактивне) випромінювання може бути трьох основних видів: гама, бета, альфа.

Гама-випромінювання – це електромагнітні хвилі, аналогічні рентгенівським променям та променям світла, що розповсюджуються у повітрі зі швидкістю 300000 км/сек. Вони здатні до проникнення через товщу різних матеріалів, тобто мають велику проникаючу здатність.

Бета-випромінювання – це потік електронів, що називаються b-частками. Швидкість їх руху може сягати у деяких випадках швидкості світла. Їх проникаюча здатність менша, ніж гама-випромінювання, але іонізуюча дія у сотні разів сильніша.

Альфа-випромінювання – це потік ядер атомів гелію, які називаються a-частками. Вони мають високу іонізуючу дію, що небезпечно при потраплянні до організму людини.

Захист організму людини та навколишнього середовища від радіоактивного випромінювання є однією з найактуальніших проблем екології. Після аварії на ЧАЕС інтенсивно розвивається нова наука – радіоекологія, основними завданнями якої є:

1. Вивчення радіоактивного фону.

2. Характеру антропогенних радіоактивних забруднень продуктів харчування та організму людини.

3. Дослідження ефектів і встановлення нормативів іонізуючого опромінення.

Джерела іонізуючого випромінювання бувають природного і штучного (трансуранові РР – плутоній, америцій тощо) походження. Найбільш небезпечними є останні, оскільки при порушенні технологічних процесів і правил роботи з цими РР відбувається радіоактивне забруднення навколишнього середовища.

До природних джерел іонізаційного випромінювання (ІВ) належать: космічне випромінювання, сонячна радіація, гірські породи фосфоритів, сланців, гранітів, уранових руд, родовища стронцію, радонових мінеральних джерел. Людина протягом року отримує дозу 0,03 Бер.

Найбільший природний радіаційний фон в межах території України спостерігається у районах родовищ уранових руд, радіоактивних сланців, фосфоритів, радонових мінеральних джерел.

Стосовно радіоактивного забруднення як негативного техногенного впливу можна відмітити те, що, наприклад, на Поліссі на сьогоднішній день є райони, де вміст Цезію-137 у продуктах місцевого виробництва в 10–100 разів перевищує середній рівень по Україні. Весною в траві, рослинах, грибах, молоці, м’ясі, рибі цезію в 50–100 разів більше. Причини – високий рівень забруднення радіонуклідами і геохімічна міграція цезію з піщаних і супіщаних ґрунтів. Безумовно, це прямо пов’язане з аварією на Чорнобильській АЕС.

Радіоактивне забруднення навколишнього середовища відбувається у двох випадках:

1. При порушенні технологічних процесів і правил роботи з джерелами ІВ (наприклад, аварій). Під час аварії на ЧАЕС в атмосферу надійшло понад 450 типів радіонуклідів, основну кількість яких становили короткоіснуючий ізотоп йоду-131, цезій-137 (період напіврозпаду – 30 років), стронцій-90 (28 років). Крім того, було викинуто багато трансуранових елементів – плутонію-239 (20000 років), америцію тощо.

2. При накопиченні у навколишньому середовищі радіоактивних відходів.

Радіоактивні відходи:

• на атомних АЕС – накопичено тисячі тон відпрацьованого ядерного палива; десятки тис. м³ твердих відходів; десятки мільйонів літрів рідких радіоактивних відходів;

• в промисловості, медицині (рентгеноскопічні кабінети тощо), наукових закладах, сільському господарстві накопичено більше 100 тис. радіоактивних джерел;

• в відвалах та сховищах уранової, гірничодобувної та переробної промисловості зосереджено 70 млн. м³ радіоактивних відходів.

Радіоактивне забруднення навколишнього середовища, викликане дією джерел ІВ, дуже небезпечне, інтенсивність його зростає. Внаслідок цього стан навколишнього середовища постійно погіршується. Так як, в свою чергу, навколишнє середовище – це середовище існування людини, то радіоактивне забруднення має негативний вплив і на неї.

Дія іонізуючого випромінювання на людину

Іонізуюче випромінювання (ІВ) впливає на людину через зовнішнє і внутрішнє опромінення.

Зовнішнє опромінення – це опромінення, яке виникає за рахунок радіоактивного забруднення навколишнього середовища і може вплинути на організм лише в тому випадку, коли воно має достатню проникаючу здатність. Тому тут значну роль відіграє гама-випромінювання.

Внутрішнє опромінення – відбувається в основному при вдиханні радіоактивного пилу, вживанні продуктів харчування та води, які забруднені радіонуклідами.

Дія радіоізотопів на різні органи людини пов’язана з їх вибірковим накопиченням. Систематичне споживання продуктів харчування та води, забруднених радіоактивними речовинами, призводить до накопичення останніх в організмі людини:

• йоду – нагромаджується у щитовидній залозі, а потім здійснює кругообіг в організмі, відщеплюється в печінці і частково виводиться через нирки;

• стронцію – накопичується в кістках;

• цезію – відкладається у м’язах, проникає в клітини і рівномірно опромінює організм.

ІВ має свою систему вимірювань.

Ступінь ураженості навколишнього середовища характеризу-ється кількістю радіоактивних речовин, що припадають на одиницю площі поверхні, і вимірюється в кюрі (Кі).

Кюрі – це така кількість радіоактивних речовин, в якій відбувається 37 мільярдів розпадів атомів за 1 секунду. В системі СІ за одиницю активності прийнято беккерель (Бк) – це кількість РР, в якій відбувається 1 розпад за 1 секунду.

Кі=3,7  10¹⁰ (Бк).

Визначається також і ступінь ураженості людини. Кількість енергії, передана організму іонізуючим випромінюванням, називається дозою опромінення. Дозу випромінювання організм може отримувати як при внутрішньому, так і при зовнішньому опромінюванні. Альфа- і бета-випромінювання значною мірою поглинаються середовищем. Найбільш небезпечні гама- і нейтронне опромінення, оскільки перше іонізує тканини організму на всю глибину, а друге, маючи велику проникаючу здатність, викликає пошкодження всіх тканин організму.

Пошкоджень, викликаних опроміненням, тим більше, чим більше енергії воно передає тканинам.

Одиницею виміру потужності дози випромінювання в системі СІ є грей (Гр):

1Гр=Дж/кг,

тобто грей – це така поглинена доза, при якій одним кілограмом опроміненого зразка поглинається енергія в 1 джоуль.

На практиці більше використовують спеціальні одиниці виміру потужності – рентген, бер, рад.

Рентген – це така доза гама-випромінювання, при якій в 1 см сухого повітря (при температурі 0 ^оС та тиску 760 мм рт. ст.) утворюється 2,083 мільярда пар іонів, кожен з яких має заряд, рівновеликий електрону. Існують менші одиниці: мілірентген та мікрорентген.

1 Р=1000 мР=1000000 мкР.

Рентген використовується для вимірювання дози гама-випромінювання або рівня радіації. Потужність поглиненої дози визначається величиною Р/год, мР/год, мкР/год. Кінцевий результат опромінення залежить не стільки від повної дози, скільки від її потужності, тобто часу, протягом якого вона накопичена, а також від характеру її розподілу.

Бер – біологічний еквівалент рентгену. Це така поглинена доза будь-якого випромінювання, яка викликає той самий біологічний ефект, що й 1 рентген g-випромінювання.

1 рад = 1´10² Гр.= 1 Бер – несистемна одиниця поглиненої дози. Доза в 1 рад означає, що у кожному грамі речовини опромінення поглинено до 100 Гр енергії. Нею можна користуватися для вимірювання доз будь-якого виду випромінювання у будь-якому середовищі.

1 рад=0,88 Р.

Для оцінки впливу випромінювання на біологічні об’єкти використовують також поняття еквівалентної дози, яка визначається в одиницях зіверт (Зв).

Зв=100 рад.

Різні організми мають неоднакову стійкість до дії іонізуючого випромінювання. Чим молодший організм, тим він більш чутливий до радіації. Складніші організми більше уражуються ІВ. Найбільш стійкі до опромінювання мікроорганізми і найпростіші, смертельна доза для яких 3000–4000 Гр гамма-променя проти 3–5 Гр для людини. Неоднакову стійкість до радіації мають клітини і органи одного організму. Головним фізичним процесом, що визначає біологічну дію радіації є іонізація та збудження атомів і молекул тіла.

Коефіцієнти радіаційного ризику для кісткової тканини і щитовидної залози становлять 0,03 проти 0,15 молочної залози. Генетичні ефекти проявляються внаслідок мутації – складних змін організму, які виникають в результаті перебудови і порушень в хромосомах та генах, а саме в ДНК, що містять спадкову інформацію.

ІВ має вплив на всі системи і тканини організму, причому велику роль відіграє нервова система, вплив на яку приводить до змін у функціональній діяльності різних систем та органів. Проходячи крізь біологічну тканину людини, потік нейтронів та гама-квантів (іонізуюча дія проникаючої радіації) порушує атоми та молекули, які входять до складу живих клітин, у результаті чого порушується нормальний обмін речовин, змінюється склад та характер життєдіяльності клітин, окремих органів та системи організму в цілому, що призводить до виникнення специфічного захворювання – променевої хвороби, яка, в свою чергу, супроводжується ослабленням організму, розладом шлунково-кишкового тракту, змінами складу крові, випаданням волосся, зменшенням стійкості до різних хвороб.

В залежності від дози ураження організму визначають чотири ступеня променевої хвороби:

• перший виникає при сумарній дозі опромінення всього організму в межах 150–250 берів. Прихований період захворювання – 2...3 тижні, після цього виникає нездужання, слабкість, нудота, запаморочення, періодичне підвищення температури. Виліковуєть-ся при медикаментозному лікуванні;

• другий виникає при сумарній дозі опромінення у 250–400 берів. Прихований період – близько 1 тижня. Симптоми – слабкість, блювання. Видужування при активному лікуванні – через 1,5...2 місяці;

• третій виникає при сумарній дозі 400–700 берів. Прихований період – декілька годин. Хвороба проходить інтенсивно і тяжко. Видужування у найкращому випадку – через 6...8 місяців;

• четвертий виникає при сумарній дозі понад 700 берів. Внаслідок такого опромінення у людини дуже тяжкий стан. Якщо не проводити лікування, то настає смерть. При дозах понад 1000 берів людина втрачає працездатність уже через декілька хвилин.

У зв’язку із високою небезпечністю впливу ІВ на людину актуальним є питання захисту людини і навколишнього природного середовища від негативної дії ІВ.

Загальні методи захисту від дії джерел іонізуючого випромінювання

Методи захисту від дії джерел іонізуючого випромінювання (ДІВ) надзвичайно різноманітні.

Першими і основними методами захисту від дії іонізуючого випромінювання є обмеження часу опромінення і нормування доз опромінення при роботі з ДІВ. Збільшення відстані від ДІВ – простий і ефективний метод захисту, особливо коли початкові відстані дуже малі.

При роботі особового складу із джерелами ІВ необхідно обов’язково дотримуватися вимог нормування доз опромінення. Для особового складу, який безпосередньо працює і ДІВ, встановлюється річна гранично допустима доза (ГДД) внутрішнього і зовнішнього опромінення. ГДД – це максимальне значення доз опромінення, встановлене відповідними правилами радіаційної безпеки (табл. 3.11).

При систематичній роботі ГДД зовнішнього гама-опроміню-вання складає 100 мР/тиждень або 5 Р/рік.

На практиці відрізняють одноразові дози (отримані без перерви за 4 доби) і багаторазові (отримані протягом більше 4 діб).

Для о/с, який безпосередньо не працює з ДІВ, але за родом своєї роботи може піддаватися дії ІВ, встановлюється річна границя дози (ГД) зовнішнього і внутрішнього опромінення.

Зменшити опромінення можна, помістивши на шляху проходження ІВ поглинаючі захисні екрани. Захисну екрануючу здатність мають такі матеріали, як парафін, графіт, вода, які затримують швидкі нейтрони. Сповільнені нейтрони також легко поглинаються бором, кадмієм, гадолінієм, індієм. При захисті нейтронів використовується комбінація сповільнюючих та поглинаючих речовин. Широко в якості захисного екрану від опромінення використовується бетон. Альфа–випромінювання поглинається досить тонким шаром різних речовин. Бета–випромінювання також легко поглинається: 50% затримується одягом, 25% – шкірою. Гама-випромінювання – найнебезпечніше джерело, яке діє на відстані сотень метрів. Для його екранування використовують речовини великої щільності та атомної ваги (свинець, бетон).

При роботі з відкритими радіоактивними речовинами, зараженими ними об’єктами та на місцевості застосовуються індивідуальні засоби захисту, які поділяються на засоби індивідуального захисту органів дихання (ЗІЗОД) та засоби індивідуального захисту шкіри (ЗІЗШ).

ЗІЗОД

За принципом захисної дії ЗІЗОД поділяються на фільтруючі і ізолюючі.

Фільтруючі ЗІЗОД за принципом дії призначені для ізоляції органів дихання, очей, обличчя від забрудненого навколишнього середовища і очищення вдихнутого повітря у фільтруючо-поглинаючій системі. До ЗІЗОД фільтруючого типу відносяться фільтруючі протигази ГП–5, ГП–7; респіратори Р–2, ШБ–1, ПРБ–5; ватно-марлеві пов’язки.

Протигази призначені для захисту органів дихання, очей та обличчя від РР. Респіратори використовуються для захисту органів дихання від радіоактивного пилу (додаток 10).

Ізолюючі ЗІЗОД призначені для захисту органів дихання, обличчя і очей від РР (РП) у повітрі в умовах ізоляції органів дихання від навколишнього середовища. До ЗІЗОД ізолюючого типу відносяться ізолюючі дихальні апарати типу ИП–4, ИП–5 (принцип дії – перетворення видихнутого СО₂ і вологи на О₂).

Тривалість роботи (на один регенеративний патрон) – від 40 до 180 хвилин (в залежності від фізичного навантаження).

ЗІЗШ

ЗІЗШ призначені для захисту тіла людини (її шкіри) в умовах зараження місцевості радіоактивними речовинами. Вони також використовуються при здійсненні дезактиваційних робіт.

До них відносяться: загальновійськовий захисний комплект (ЗЗК), легкий захисний костюм (Л-1), інші засоби.

ЗЗК призначений для багаторазового захисту шкіри, одягу, взуття людини від радіоактивного пилу. Він складається із захисного плаща, захисних панчіх, захисних рукавиць, чохла для перенесення. В залежності від складності ситуації, що склалася, він використовується у вигляді накидки, плаща-в-рукави, комбінезона.

Л-1 використовують при роботі в умовах сильного зараження РР. Він виготовлений із прогумованої тканини і складається із:

• штанів із чоботами;

• сорочки з капюшоном;

• двопальцевих рукавиць;

• сумки для зберігання костюма.

Одягають його у такій послідовності: штани з чоботами – сорочка з капюшоном – протигаз – капюшон – рукавиці (додаток 10).

Забруднені ЗІЗШ слід обережно знімати і піддавати обов’язковій дезактивації.

Попереджувати ураження організму ІВ можна за допомогою спеціальних профілактичних медичних заходів – застосування протирадіаційних препаратів для підвищення імунітету людини до впливу ІВ. Основним спеціальним профілактичним заходом є аптечка індивідуальна (АИ-ІІ). Вона призначена для особистої профілактики ураження РР (додаток 10).

Аптечка містить набір медичних засобів (ліків), розташованих у гніздах пластмасової коробочки. Розмір коробочки (90´100´20 мм). Маса – 130 г. Розмір і форма дозволяють носити її у кишені та завжди мати при собі Ліки потрібно вводити в організм до опромінення (за 30–60 хв.), а також вживати в умовах радіаційного забруднення. Їх вживання перешкоджає відкладенню РР в органах людини. За допомогою них дія ІВ на організм послаблюється приблизно в 2 рази.

Надзвичайно важливим методом колективного захисту від дії ДІВ є проектно-будівельні заходи – спорудження протира-діаційних укриттів (ПРУ). Вони призначені для захисту людей від зовнішнього гама-випромінювання та безпосереднього попадання радіоактивного пилу в органи дихання людини, на шкіру та одяг, а також світлового випромінювання ядерного вибуху. При належній міцності конструкцій ПРУ в змозі частково захистити від дії ударної хвилі та уламків зруйнованих будинків. Захисні властивості ПРУ в тому, що стосується проникаючої радіації, оцінюються коефіцієнтом послаблення випромінювання, який вказує, у скільки разів рівень радіації на відкритій місцевості вищий від рівня радіації у сховищі, і залежать від матеріалу, з якого побудовано ПРУ.

Навколо об’єкту з ДІВ при необхідності встановлюються санітарно-захисна зона і зона спостережень. Критеріями для встановлення розмірів СЗЗ служать обсяг надходження РР в організм людини за рік і ГД зовнішнього опромінення, а також допустима концентрація РР у повітрі і воді. За межами цієї зони опромінення особового складу не повинно перевищувати річних ГД. Зона спостережень прилягає безпосередньо до СЗЗ, а її розміри в 3–4 рази більше від попередньої зони.

Облік, зберігання та організація робіт з джерелами іонізуючого випромінювання у військовій частині

Питання обліку, зберігання та організації робіт з ДІВ у військовій частині пов’язане із існуванням дозиметричного майна, яке містить у своїй конструкції радіоактивні речовини. До дозиметричного майна належать дозиметричні прилади, джерела їх живлення, радіоактивні джерела для градуювання і перевірки працездатності приладів, ремонтні комплекси.

До дозиметричного майна належать:

• переносний радіометр-рентгенометр ДП-5В (має контроль-не бета-радіоактивне джерело, а саме стронцій-90, з потужністю експозиційної дози 15–25 мР/год) (додаток 10);

• прилад радіаційної і хімічної розвідки ПРХР (має альфа-радіоактивне джерело, а саме плутоній-239);

• автоматичний сигналізатор для виявлення аерозолів спеціальних домішок АСП (потужність експозиції 18 мкР/год; бета-джерело – стронцій-90 та ітрій-90);

• стаціонарний індикатор-сигналізатор ДП-64 (бета-джерело – стронцій-90 та ітрій-90, потужністю до 0,0068 мкР/год).