методичка рб

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.А. КОСТЫЧЕВА»

ФАКУЛЬТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ И БИОТЕХНОЛОГИИ

КАФЕДРА АНАТОМИИ И ФИЗИОЛОГИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ

Деникин С.А.

ВЕТЕРИНАРНАЯ РАДИОБИОЛОГИЯ

учебно-методическое пособие

для проведения лабораторных занятий по специальности 36.05.01 – Ветеринария для студентов очной формы обучения

Рязань

2020

УДК 648.4.951

Методические указания к лабораторным занятиям для студентов очной формы обучения по специальности 36.05.01 Ветеринария, уровень Специалитет, специализация «Ветеринарная фармация», квалификация «Ветеринарный врач» составлены с учетом требований федерального государственного образовательного стандарта высшего образования (ФГОС ВО) по специальности 36.05.01 Ветеринария, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 03 сентября 2015 года № 962.

Учебно-методические пособие рассмотрено и утверждено на заседании кафедры анатомии и физиологии сельскохозяйственных животных 31 августа 2020 года, протокол 1.

Место дисциплины в структуре ООП ВО

Дисциплина относится к блоку Б1 (Б1.Б.23).

Цель и задачи дисциплины

Цель: реализация требований к освоению соответствующих компонентов профессиональных компетенций на основе формирования у студентов системных теоретических знаний, умений и практических навыков в области ветеринарной радиобиологии; обучить студентов использовать приёмы и методы ветеринарной радиобиологии для контроля над радиоактивной загрязненностью объектов ветеринарного надзора, проведения комплекса организационных и специальных мероприятий при ведении животноводства в условиях радиоактивного загрязнения среды, рационального использования загрязненной радионуклидами продукции растениеводства и животноводства, по диагностике, профилактики и лечения радиационных поражений, использования радионуклидов в ветеринарии и сельском хозяйстве;

задачи:

-изучить основополагающие законы явления радиоактивности и свойства радиоактивных излучений;

-изучить основные правила радиационной безопасности;

-изучить основные принципы работы на радиометрическом и дозиметрическом оборудовании, предназначенном для штатной комплектации ветеринарных радиологических лабораторий;

накопления и выведения у разных видов сельскохозяйственных животных, закономерности поступления радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию;

-изучить современные подходы к прогнозированию последствий масштабных радиоактивных загрязнений окружающей среды, организации ведения животноводства в этих условиях и проведению радиометрической и радиохимической экспертизы объектов ветеринарного надзора;

-изучить механизм биологического действия больших и малых доз ионизирующих излучений на молекулы, клетки, ткани, организм и биологические популяции;

-изучить патогенез, клинику, способы диагностики, профилактики и лечения лучевых поражений;

-изучить правила ветеринарно-санитарной экспертизы мяса животных с лучевыми поражениями и способы обезвреживания продуктов, загрязнённых радионуклидами;

-изучить основные достижения и перспективы использования радиоактивных изотопов и радиационной биотехнологии в сельском хозяйстве и ветеринарии.

Требования к результатам освоения дисциплины

Формируемые компетенции:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

общекультурные компетенции:

-способностью использовать приемы первой помощи, методы защиты в условиях чрезвычайных ситуаций (ОК-10)

профессиональные компетенции:

-осуществлением необходимых диагностических, терапевтических, хирургических и аку- шерско-гинекологических мероприятий, знанием методов асептики и антисептики и их применением, осуществлением профилактики, диагностики и лечения животных при инфекционных и инвазионных болезнях, при отравлениях и радиационных поражениях, владением методами ветеринарной санитарии и оздоровления хозяйств (ПК-3);

-способностью и готовностью проводить ветеринарно-санитарную оценку и контроль производства безопасной продукции животноводства, пчеловодства и водного промысла, знанием правил перевозки грузов, подконтрольных ветеринарной службе (ПК-8);

- способностью и готовностью использовать нормативную документацию, принятую в ветеринарии и здравоохранении (законы Российской Федерации, технические регламенты, международные и национальные стандарты, приказы, правила, рекомендации, указания, терминологию, действующие международные классификации) (ПК-12).

В результате изучения дисциплины обучающийся должен:

знать

-основы ядерной физики;

-механизм биологического действия ионизирующих излучений;

-основы радиационной безопасности;

-закономерности распределения радионуклидов в организме животного;

-закономерности миграции радионуклидов в цепи «осадки - почва – корма – животное – продукция»;

-способы уменьшения поступления радионуклидов в продукцию животноводства;

-способы обезвреживания продуктов с повышенным содержанием радионуклидов; структуру и основное содержание нормативной документации, регламентирующей радиа-

ционную безопасность населения

уметь:

-использовать ионизирующую радиацию в животноводстве и ветеринарии;

-производить радиологический контроль животных, кормов, воды и продуктов;

-давать санитарную оценку продуктов по содержанию в них радионуклидов;

-применять нормативную документацию, регламентирующую радиационную безопасность населения;

иметь навыки:

-диагностики, профилактики и лечения лучевых поражений;

-работы на дозиметрическом и радиометрическом оборудовании;

-сортировки животных, поступающих из местности, загрязнённой радионуклидами;

-ветеринарно-санитарной экспертизы мяса животных с лучевыми поражениями; - применения нормативной документации, регламентирующей радиационную безопасность

населения.

Занятие1.Основы радиационной безопасности. Правила техники безопасности при работе с источниками радиации – 2 часа.

Цель занятия: изучить основные правила радиационной безопасности и меры по их выполнению.

Оборудование:противогазы, защитный плащ, лёгкий защитный костюм.

Основные принципы радиационной безопасности.Система мер радиационной безопасности направлена на защиту населения Российской Федерации от вредного воздействия ионизирующих излучений. Эта система основывается на трёх принципах:

1.Принцип обоснования: польза от применения ионизирующих излучений должна безусловно превышать вероятный вред.

2.Принцип нормирования: величина облучения населения от всех источников не должна превышать предельно допустимого уровня (ПДУ).

3.Принцип оптимизации: необходимо принимать все возможные меры к снижению величины облучения населения, даже если эта величина не превышает предельно допустимого уровня.

Система мер радиационной безопасности регламентируется правовыми актами. К таким актам относятся Законы Российской Федерации «Об использовании атомной энергии» и «О радиационной безопасности населения», Нормы радиационной безопасности (НРБ - 99/2009) и Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ – 99/2010).

Категории облучаемых лиц.Всё население РФ делится на три категории: персонал группы А, персонал группы Б и прочее население. К персоналу группы А относятся лица, непосредственно работающие с источниками излучения; к персоналу группы Б – лица, занятые на предприятиях и в организациях, где применяются источники излучения, но без непосредственного контакта с этими источниками; к населению – все прочие лица на территории РФ.

Персонал группы А должен регулярно проходить медицинское обследование и инструктаж по радиационной безопасности, выполнять все правила радиационной безопасности, а об их нарушениях докладывать руководству. Персонал группы Б должен уметь правильно действовать в случае радиационной аварии. Предельно допустимые эквивалентные дозы облучения приведены в таблице

1.

Таблица 1 – Предельно допустимые эквивалентные дозы облучения для различных категорий населения, мЗв в год

Допускается планируемое превышение указанных доз облучения для персонала группы А при ликвидации радиационных аварий. К таким работам могут быть привлечены только мужчины старше 30 лет, прошедшие медицинское обследование, давшие письменное согласиеи ранее не получавшие повышенных доз радиации (свыше 200 мЗв в год).

Размещение и категории радиационных объектов.Все радиационные объекты следует размещать в малонаселённой местности, не подверженной стихийным бедствиям, с подветренной стороны от населённых пунктов. Проекты радиационных объектов должны быть согласованы с органами сани- тарно-эпидемиологической службы.

Радиационные объекты делятся на четыре категории. К I категории относят те объекты, при аварии на которых возможно облучение населения, проживающего в окрестностях данного объекта. На объектах II категории при аварии возможно облучение прилегающей территории вне объекта, III – только в границах объекта и IV – только в помещениях. Поэтому вокруг объекта I категории устанавливается санитарно-защитная зона, в которой ограничена хозяйственная деятельность, и зона наблюдения, в которой население подвергается регулярному медицинскому обследованию. Вокруг объекта II категории устанавливается санитарно-защитная зона. Для объекта III категории

санитарно-защитная зона совпадает с территорией этого объекта, а для объектов IV категории она не устанавливается.

Получение, хранение и выдача радиоактивных веществ.Для получения, хранения и выдачи радиоактивных веществ на предприятии (в организации) приказом руководителя назначается ответственное лицо. Для хранения радиоактивных веществ выделяется помещение, оборудованное вытяжной вентиляцией, а для веществ, нагревающихся при хранении – и холодильником. Получение радиоактивных веществ производится ответственным лицом по заявке, утверждённой органами са- нитарно-эпидемиологической службы. Ежегодно производится инвентаризация радиоактивных веществ. Выдача радиоактивных веществ исполнителям работ производится ответственным лицом по письменному требованию, подписанному руководителем предприятия (организации). По окончании работ радиоактивные вещества списываются. При этом составляется акт и утверждается руководителем предприятия (организации).

Источники радиации.Все источники радиации делятся на закрытые и открытые. К закрытым относят источники, не допускающие попадания радиоактивных веществ в окружающую среду. Они могут вызывать только внешнее облучение персонала. К открытым относят источники, допускающие попадание радиоактивных веществ в окружающую среду. Они могут вызывать как внешнее, так и внутреннее облучение персонала.

Помещение для работы с закрытыми источниками должно иметь стены, поглощающие радиацию, и блокируемую дверь. Персонал во время работы должен находиться в отдельном помещении или за защитным экраном.

Открытые источники радиации делятся на группы по активности (количеству радиоактивного вещества, находящегося на рабочем месте), на группы. К группе А относят источники с активностью не свыше 103 Бк, Б – 104 – 105 Бк, В – 106 – 107 Бк, Г – 108 Бк и более.

Помещения для работы с открытыми источниками делятся на классы. Для работы с источниками групп А и Б предназначаются помещения III класса. Они оборудуются водопроводом, канализацией и вытяжным шкафом. Все поверхности стен, пола, потолка, окон, мебели и оборудования должны быть легко отмываемыми. Запас радиоактивных веществ хранится в отдельной кладовой. Для работы с источниками группы В предназначаются помещения II класса. К ним предъявляются те же требования, но, кроме того, это помещение должно находиться в отдельном здании или изолированной части здания с отдельным выходом. На выходе размещают санпропускник и пункт радиометрического контроля. Для работы с источниками группы Г предназначаются помещения I класса. К ним предъявляются те же требования, что к помещениям II класса. Кроме того, помещение I класса делится стенами на три зоны. В первой зоне размещаются источники. Во время работы вход туда запрещён. Во второй зоне разгружаются радиоактивные вещества. В третьей зоне находится персонал.

Организация рабочего места для работы с открытыми источниками радиации. Рабочее место должно находиться в помещении соответствующего класса. Работать следует в спецодежде, с использованием средств защиты и дистанционных инструментов. Источник излучения следует размещать на поддоне или на столе.застеленном полиэтиленовой плёнкой либо фильтровальной бумагой. После работы поддон дезактивируют, а плёнку и бумагу удаляют в радиоактивные отходы. Во время работы не следует допускать попадания радиоактивных веществ на повседневную одежду, обувь и кожу. При попадании немедленно смывать. Запрещается на рабочем месте принимать пищу, пить, курить и пользоваться косметикой. После работы следует произвести дезактивацию и последующий радиометрический контроль рабочих мест, помещения и персонала. Ежедневно следует проводить влажную уборку помещений и ежемесячно – генеральную. Сухая уборка запрещается.

Средства индивидуальной защиты от радиации. Для защиты от внешнего облучения применяются экраны, защита временем и расстоянием. Для защиты от накожного и внутреннего облучения применяются защитная одежда, обувь, перчатки, фартуки, очки, лицевые щитки. Для защиты органов дыхания применяются противогазы (изолирующие и фильтрующие), респираторы (противогазовые, противопылевые многоразовые и одноразовые) и ватно-марлевые повязки (изготовляются

самостоятельно). Предпочитать следует одноразовые респираторы и ватно-марлевые повязки. После использования они удаляются в радиоактивные отходы. При дезактивации сильно загрязнённых объектов применяются специальные средства защиты кожи: общевойсковой защитный комплект ОВЗК, лёгкий защитный костюм Л-1, защитный комбинезон и пневмокостюм.

Дезактивация – это очистка загрязнённых объектов от радиоактивных веществ. Для неё применяют моющие средства: 10% растворы щавелевой кислоты и фосфата натрия, порошок «Защита», прочие стиральные порошки и жидкости, мыло. Запрещается дезактивировать кожу человека и животных органическими растворителями, чтобы избежать впитывания растворённых радиоактивных веществ в кожу. После дезактивации проводится радиометрический контроль загрязнения поверхности объекта (измерение мощности дозы β-излучения).

Удаление радиоактивных отходов. Газообразные и пылеобразные отходы удаляются через вытяжную вентиляцию. На выходе из вентилятора следует установить трубу высотой не менее 10 метров. Жидкие отходы, если в сутки их образуется не более 200 литров, удаляются через обычную канализацию. Если их образуется больше, следует устроить специальную канализацию с выводом в особый отстойник. Твёрдые короткоживущие отходы (с периодом полураспада не более 15 суток) следует выдержать в хранилище в течение 10 периодов полураспада для их самодезактивации, после чего можно вывозить на обычную свалку. Твёрдые долгоживущие отходы (с периодом полураспада свыше 15 суток) герметично упаковывают и вывозят на захоронение на специальном транспорте с легко отмываемым кузовом. Для вывоза отходов необходимо санитарно-эпидемиологиче- ское заключение, выдаваемое органами санитарно-эпидемиологической службы. На специально отведённом месте отходы закапывают в землю на глубину не менее 2 метров.

Вопросы к занятию:

1.Чем определяется биологическая опасность ионизирующих излучений?

2.Принципы радиационной безопасности.

3.Предельные дозы облучения различных категорий населения.

4.В каких случаях и на каких условиях допускается планируемое повышенное облучение персонала категории А?

5.Категории потенциальной опасности радиационных объектов.

6.Требования к помещениям для работы с открытыми и закрытыми источниками радиации.

7.Способы и средства индивидуальной защиты при работе с источниками радиации.

8.Какие средства применяются для дезактивации?

9.Способы удаления и обезвреживания радиоактивных отходов.

Занятие2.Устройство и принцип работы детекторов ионизирующих излучений – 2 часа.

Цель занятия: изучить устройство и принцип работы приборов для регистрации и измерения ионизирующей радиации.

Оборудование: радиометры, дозиметры.

Доза облучения. В радиобиологии обычно применяются поглощённая и эквивалентная доза облучения. Поглощённая доза – это количество лучистой энергии, поглощённой веществом. Измеряется в греях (Гр). 1 Гр = 1 Дж/кг. Иногда применяется внесистемная единица – рад. 1 Гр = 100 рад. Эквивалентная доза – это поглощённая доза, умноженная на коэффициент биологической эффективности. Этот коэффициент характеризует повреждающее действие разных видов излучения на живые организмы. Он равен: для рентгеновских лучей, γ-лучей и β- лучей – 1, для медленных нейтронов – 3, для протонов и быстрых нейтронов – 10, для α-лучей и тяжёлых ядер отдачи – 20. Таким образом, доза облучения α-лучами в 1 грей в 10 раз вреднее для облучаемого организма, чем такая же доза облучения β- или γ-лучами.Эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв). Внесистемная единица – бэр. 1 Зв = 100 бэр. Для практических расчётов можно принять, что при γ- и β-облучении эквивалентная доза (в зивертах) равна поглощённой (в греях).

Мощность дозы – это доза облучения в единицу времени. Измеряется в зивертах в час (Зв/ч), греях в час (Гр/ч), бэрах в час (бэр/ч), радах в час (рад/ч). Иногда применяется устаревшая единица – рентген в час (Р/ч), соответствующая 1 раду в час. Мощность дозы облучения

характеризует степень радиоактивного загрязнения местности, зданий, машин, животных и прочих объектов.

Детекторы излучений – это приборы для регистрации и измерения радиации. По принципу действия они делятся на фотографические, калориметрические, химические, полупроводниковые, газоразрядные и сцинтилляционные. В радиобиологии чаще всего применяются газоразрядные и сцинтилляционные детекторы.

Газоразрядный детектор применяется для измерения дозы облучения и мощности дозы. Он представляет собой баллончик с газом, внутрь которого введены два электрода – положительный и отрицательный. Он включается в цепь с источником постоянного тока и амперметром. При облучении в газе образуются ионы и возникает электрический ток. Его сила тем больше, чем сильнее облучение.

Сцинтилляционный детектор (от англ. scintillation – мерцание, отблеск) применяется для подсчёта отдельных частиц излучения. В нём находится сцинтиллятор – вещество, при попадании в которое частицы ионизирующего излучения возникает вспышка света (сцинтилляция). Эти вспышки регистрируются фотоэлектронным умножителем и подсчитываются счётной аппаратурой. Сцинтилляторы бывают жидкие и твёрдые. Твёрдый сцинтиллятор применяется для подсчёта частиц с высокой проникающей способностью (β-частиц высокой энергии и γ-частиц). Он представляет собой кристалл вещества (обычно иодистого натрия), при облучении которого возникают сцинтилляции. Твёрдые сцинтилляторы бывают двухпийные и четырёхпийные. Двухпийный облучается с одной стороны, в расчётах применяется коэффициент 2π. Четырёхпийный облучается со всех сторон (помещается внутрь измеряемого образца), или же изнутри (в нём высверливается колодец, в который помещается измеряемый образец). В этих случаях в расчётах применяется коэффициент 4π. Жидкий сцинтиллятор применяется для подсчёта частиц с низкой проникающей способностью (β-частиц низкой энергии и α-ча- стиц). Он смешивается с растворённым измеряемым образцом, и в этом растворе возникают сцинтилляции. В качестве жидкого сцинтиллятора чаще всего применяется 2,5-дифенилокса- зол (ППО).

Вопросы к занятию:

1.Доза облучения, виды доз и единицы измерения.

2.Мощность дозы, единицы измерения.

3.Типы детекторов ионизирующих излучений, их принцип действия.

Занятие 3. Методы расчёта активности радионуклидов – 2 часа.

Цель занятия: изучить методы расчёта активности радионуклидов в соответствии с законом радиоактивного распада.

Закон радиоактивного распада. Активность радионуклида со временем снижается за счёт его распада. Закон радиоактивного распада описывается уравнением:

А = А0 ∙ e−0.693t/T,

где А0 – первоначальная активность радионуклида, А – активность радионуклида через некоторое время, которую требуется найти, е = 2,71828... – основание натуральных логарифмов,

t – время, прошедшее от исходного момента, T – период полураспада радионуклида.

Эту формулу можно упростить до вида:

А = А0/ К,

где А0 – первоначальная активность радионуклида,

А – активность радионуклида через некоторое время, которую требуется найти,

К – коэффициент распада, находимый по таблице 2. Чтобы найти К, надо знать величину t и Т и вычислить t/Т, иначе говоря, количество периодов полураспада, прошедших от первоначального момента.

Таблица 2 – Значение коэффициента распада К

Зная время t и активность А на данный момент, можно вычислить исходную активность радионуклида:

А0 = А· К

Вопросы к занятию:

1.Закон радиоактивного распада. Период полураспада.

2.Методика расчёта активности радионуклида с использованием закона радиоактивного распада.

Занятие4. Измерение мощности дозы излучения радиометром – 2 часа.

Цель занятия: освоить методику измерения мощности дозы радиометром. Оборудование: радиометр.

Подготовка радиометра ДП-5В к работе.

1.Установить переключатель на треугольную метку. Стрелка должна встать напротив жирной линии на шкале.

2.Установить экран на детекторе в положение К (контроль). Переключать диапазоны измерения. Начиная с диапазона ×10 стрелка должна отклониться, а в наушниках будут слышны щелчки.

Измерение общей мощности дозы γ- и β- излучения.

1.Установить экран на детекторе в положение Б (бета), с открытым окном.

2.Поставить переключатель в положение 200. Если стрелка не отклонится от нуля, переключать диапазоны далее, пока она не отклонится. Отсчёт производить: в положении 200 – по нижней шкале.в остальных – по верхней, умножая показания на коэффициент, на который указывает переключатель.

3.Для поиска наиболее загрязнённых мест используют наушники. Когда детектор подносят к такому месту, треск усиливается, а стрелка отклоняется сильнее.

Измерение мощности дозы γ- излучения.

1.Установить экран на детекторе в положение Г (гамма), с закрытым окном.

2.Поставить переключатель в положение 200. Если стрелка не отклонится от нуля, переключать диапазоны далее, пока она не отклонится. Отсчёт производить: в положении 200 – по нижней шкале.в остальных – по верхней, умножая показания на коэффициент, на который указывает переключатель.

После работы переключатель установить на О.

Мощность дозы β-излучения определяют, вычитая мощность дозы γ- излучения из общей мощности дозы. Если β-излучение присутствует, то имеется радиоактивное загрязнение на поверхности обследуемого объекта.

Чтобы перевести показания прибора в Р/ч (мР/ч) в Зв/ч (мЗв/ч), их надо разделить на 100. Вопросы к занятию:

1.Подготовкарадиометракработе.

2.Порядок измерения мощности дозы радиометрами.

Занятие 5. Оценка и прогнозирование радиационной обстановки – 2 часа.

Цель занятия: освоить методику прогнозирования мощности дозы на местности по данным радиационного контроля.

Радиационная обстановка оценивается по результатам измерения общей мощности дозы облучения на местности радиометром. В населённых пунктах измерения проводят на улицах через каждые 100 м, вне населённых пунктов на дорогах – через 500 м. Измеряют мощность дозы у входов в общественные здания. Во дворах измеряют мощность дозы у входа во двор и в дом, в центре участка, под забором, в месте стока воды с крыши и у колодца.

Прогнозируют радиационную обстановку в первые двое суток после взрыва (аварии) по таблице 3.

Таблица 3 - Коэффициент уменьшения мощности дозы на местности (фона над местностью) от момента 1ч после взрыва до момента измерения

Время взрыва можно определить по таблице 4, произведя два измерения мощности дозы последовательно, через определённый промежуток времени между ними.

Таблица 4 - Определение времени от взрыва до второго измерения мощности дозы (фона) по разнице двух измерений.

В первые 200 суток после взрыва прогноз мощности дозы на местности можно дать с помощью приближённой формулы Вигнера: