Radiatsionnaya_bezopasnost

Радиационная безопасность Федоркина И.А.

Лекция номер 1

Введение в дисциплину радиобезопасность

1. История возникновения радиации

2. Общая характеристика применения ионизирующего излучения в различных областях человеческой деятельности

Единственное природное явление, которое не ощутимо человеком это радиоактивность. по силе воздействия оно не уступает остальным — урагану, ливню, смерчу.

Радиация — это совокупность излучений, способных ионизировать вещество, тем самым вызывая в нем спонтанный распад атомов. Как известно, из атомов состоят молекулы, а из молекул — все материи (в том числе органы и ткани). Поэтому радиация опасна.

Первым обнаружил радицию французский исследователь Анри Беккерель в 1896 году. Он проводил эксперимент и выяснил, что вещество с солями урана (радиоактивный металл) в составе засвечивает фотопластинки даже через светонепроницаемую бумагу. 1 марта 1897 года он выступил с докладом «Исследование урановых лучей». [1]

Термин «радиоактивность» впервые применила Мария Склодовская-Кюри. Именно ее наблюдения свойств урана и тория привели к открытию этого явления. Склодовская-Кюри открыла два новых радиоактивных элемента: полоний и радий. В 1903 году Мария и ее муж Пьер Кюри получили Нобелевскую премию в области физики.

В 1895 году Вильгельм Конрад Рентген, немецкий физик, открыл излучение, которое позволяло бы заглянуть внутрь человеческого тела, и назвал его «рентгеновскими лучами». Это открытие ознаменовало начало медицинского использования радиации [2].

Впоследствии Вильгельм Конрад Рентген и Мария Кюри умерли от онкологических заболеваний. Существуют данные, что к концу 1950-х годов, по крайней мере, 359 человек, работавших с радиацией (в основном врачи и другие ученые) погибли в результате радиационного облучения, не зная о необходимости защиты от него.

Радиоактивность измеряется в нескольких единицах измерения.

Радиоактивность измеряют в трех единицах — беккерель, грей (Гр) и зиверт. Первая равна числу атомов, распадающихся за секунду. Вторая — единица измерения количества энергии, которое выделяется в веществе при воздействии излучения. Третье — количество энергии, поглощенное килограммом биологической ткани.

Рентген равен экспозиционной дозе фотонного излучения, при которой в 1 см³ воздуха, находящегося при нормальном атмосферном давлении и 0 °C, образуются ионы, несущие заряд, равный 1 единице заряда СГСЭ (≈3,33564⋅10−10 Кл) каждого знака.

В таблице Юникод (стандарт кодирования символов) есть символ знака радиационной опасности. Он похож на цветок с несколькими лепестками.

Основоположником радиогеологии в нашей стране был советский ученый Вернандский.

Ионизирующее излучение бывает трех типов, природного и искусственного происхождения. К природным относится

1. Солнечная радиация

2. Горные породы

3. Вулканы

4. Космос

К искусственным относится

1. Рентген

2. Ядерное оружие

3. Бытовое оборудование

4. Атомная промышленность

80 процентов излучения — это излучение природного характера. Естественные радионуклеиды увеличиваются за счет технологических процессов, а именно добыча – переработка, складирование полезных ископаемых.

Радиоактивные отходы имеют свойство оседать в почве, затем они вступают в роль с малым кругооборотом воды, с помощью испарения, и переходят в растения, а потом в животных. Радиоактивны лучи проникают сквозь магнитное поле земли, чем выше местность надо уровнем моря, тем сильнее воздействие радиации.

Атмосфера выполняет роль защитного слоя. Озоновый слой защищает нас от радиации. Дозы облучения зависят от концентрации радионуклеидов в пище и воде. И от пищевых привычек. Например, рыба, ракообразные содержат высокий уровень свинца и полония.

Человек тоже немного радиоактивен [6]. В состав тканей организма входят в небольших дозах радионуклиды и от них нельзя избавиться. Их всего два. Это калий-40 и углерод-14 (так называемый радиоуглерод). Вреда для здоровья они не несут.

Искусственные источники радиации

Искусственные источники увеличивают дозу радиационного воздействия от естественных источников как для отдельных людей, так и для всего населения Земли.

Медицина

В среднем на нее выпадает 98% радиационного воздействия от всех искусственных источников радиации [7]. В здравоохранении используется рентгенография, магнитно-резонансная томография, ультразвуковое исследование.

В последнее время распространение получила ядерная медицина. Это комплекс процедур, предполагающих введение радиоактивных веществ внутрь организма с целью исследовать структуру или функцию органа.

Для лечения злокачественных и доброкачественных опухолей используется радиотерапия. Ионизирующему излучению подвергается весь организм. Еще один метод — брахитерапия — предполагает размещение металлических или герметичных радиоактивных источников внутри тела.

Защита от радиации.

1. Средства защиты от радиации, индивидуальные. (Противогазы, ОЗК),

2. Йодная профилактика. Предотвращение и снижение поглощенной дозы в щитовидке

3. Собственные силы организма (адаптация)

Примерами источников ионизирующего излучения являются 1. Радиоактивные индикаторы, которые применяют в металлургии. С их помощью регулируют процесс затвердевания стали и в целом регулируют всякое.

Ионизирующее излучение применяется для уровня и контроля жидких и сыпучих материалов для измерения плотности растворов и для измерения стенок технологического оборудования, которое работает под большим давлением.

Еще в химико-фармацевтике. Для стерилизации.

С помощью радиационной химии получают новые материалы, радиоизотопные источники энергии малой мощности, широко применяются для получения электрической энергии в космосе, а также для различных автономных систем в отдалённых, труднодоступных местах, таких как навигационное оборудование, где использование других источников энергии нерентабельно.

В медицине атомные батареи используются для снабжения энергией сердечных регуляторов. В промышленности при взрывоопасном производстве используются радиоизотопные нейтрализаторы статического электричества. Также ионизирующее излучение применяют при дефектоскопии (рентген).

Изотопная гидрология, которая используется для составления схем залегания подземных водоносных слоев, а также для управления запасов грунтовых и поверхностных вод. Также применяется в гидрологии в качестве обнаружения и борьбы с загрязнениями в мировом океане. Самые мощные источники ионизирующего излучения – ядерные реакторы, дающие электроэнергию, тепло, а также возможность плавать многие месяцы без захода в порт.

Ядерная энергетика создает потенциальную угрозу радиационной опасности. Сама опасность исходит не только от работающий установок, но и от хозяйственной деятельности человека. По данным МАГАТЭ.

Атомные электростанции производят почти 16 процентов мировой электроэнергии. Блоки атомных электростанций, которые отработали свой ресурс, демонтируют, хранят под надежной защитой, т.к. они представляют большую радиационную опасность и подлежат специальному захоронению.

Ионизирующее излучение применяют в сельском хозяйстве. С помощью него при использовании было выведено более двух тысяч новых сортов сельскохозяйственных угодий. Применяют различные источники ионизирующего излучения для терапевтических целей. Для выявления новообразований различных типов.

1. Эффективная эквивалентная годовая доза – это сумма эффективной эквивалентной дозы внешнего облучения человека, полученная за календарный год, и ожидаемой эффективной эквивалентной дозой внутреннего облучения обусловленная поступлением в организм радионуклидов за этот же год.

2. Эффективная коллективная доза – это мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения, равная сумме индивидуальных эффективных доз.

3. Предотвращаемая доза – прогнозируемая доза в следствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.

4. Радиоактивное загрязнение – присутствие радиоактивных веществ на поверхности, внутри материала, в воздухе, в теле человека, или в другом месте в количестве, превышающем уровни, принятые в установленном порядке.

5. Неснимаемая загрязнение поверхности. Радиоактивные вещества – вещества которые не переносятся при контакте на другие предметы и не удаляются при дезактивации.

6. Зона радиационной аварии – территория, на которой установлен факт радиационной аварии.

7. Источник ионизирующего излучения – устройство, или радиоактивное вещество, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение.

8. Природный источник излучения. Источник ионизирующего излучения природного происхождения, на которое распространяется действие.

10 Техногенный источник излучения — это источник ионизирующего излучения, специально созданный для его полезного применения или являющийся побочным продуктом его деятельности

11 закрытый радионуклидыный источник — это источник излучения устройство, которого исключает поступления содержащихся в нем радионуклеидов в окружающую среду в условия применения и износ на который он рассчитан.

12 открытый раддионуклеидный источник это источник излучения при использовании которого, возможно поступление содержащихся в нем радионуклеидов в окружающую среду.

13 Квота – это часть предела дозы установленная для ограничения облучения населения от конкретного техногенного источника излучения

14 Радиационный контроль – это получение информации о радиоционной обстановке в организации в окружающей среде и об уровнях облучения людей (Включает в себя дозиметрический и радиометрический)

15 Рабочее место – это место постоянного или временного пребывания персонала для выполнения производственных функция в условиях воздействия ионизирующего излучения

16 Мощность дозы – это доза излучения за единицу времени

17 Население – это все лица включая персонал вне работы с источниками ионизирующего излучения

18 Облучение – это воздействие на человека ионизирующего излучения

19 Аварийное облучение – это облучение в результате радиационной аварии

20 Медицинское облучение – это облучение граждан при медицинском обследовании и лечении

21 Планируемое повышенное облучение – это планируемое облучения персонала в дозах превышающих установленные пределы доз с целью предупреждения развития аварии или ограничения ее последствий

22 потенциальное облучение – это облучение которое может возникнуть в результате радиационной аварии

23 Природное облучение – это облучение которое обусловлено природными источниками облучения

24 Производственное облучение – это облучение работников от всех техногенных и природных источников ионизирующего излучения в процессе производственной деятельности

25 Профессиональное облучение – это облучение персонала в процессе его работы с техногенными источниками ионизирующего излучения \

26 Техногенное облучение – это облучение от техногенных источников ионизирующего излучения как в нормальных так и в аварийных условиях за исключением медицинского облучения пациента

27 Радиационный объект – это пользователь источников ионизирующего излучения либо структурное подразделение пользователя где осуществляется обращение с техногенными источниками ионизирующего излучения

28 Санитарный паспорт — это документ, разрешающий в течении установленного времени проведение регламентированных работ с источниками ионизирующего излучения пользователю на радиационном объекте в конкретных помещениях, в не помещений или на транспортных средствах

29 Персонал –это физические лица работающие с источником излучения или находящиеся по источникам работы в зоне их воздействия

30 Пользователь – это предприятие , учреждение Организации производящие, вырабатывающие, перерабатывающие, применяющие, хранящие, транспортирующие, обезвреживающие и зароняющие радиоактивные вещества и другие источники ионизирующего излучения

31 Предел дозы – это вылечена эффективной или эквивалентной годовой дозы техногенного облучения, которая не должна превышаться в условиях нормальной работы

32 Предел годового поступления – это допустимый уровень поступления данного радионуклиды в организм человека в течении года, который при моно факторном воздействие приводит к облучению человека ожидаемой дозой равной соответствующему пределу годовой дозы

33 Радиационная авария – это потеря управления источником ионизирующего излучения вызванная неисправностью, повреждением оборудования, неправильными действия работников, персонала, стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей или радиоактивному загрязнению окружающей среды сверх установленных норм

34 Проектная радиационная авария – то авария для которой проектом определены исходные конечные данные о состоянии радиационной обстановки и предусмотренной системой безопасности

35 радиационная безопасность населения – это состояние защищенности настоящего и будущего поколения людей от вредного воздействия ионизирующего излучения

36 Работа с источником ионизирующего излучения – это все виды обращения с источником излучения на рабочем месте включая радиационный контроль

37 Работа с радиоактивными веществами – это все виды обращения с радиоактивными веществами на рабочем месте включая радиационный контроль

38 Радиационный риск – это вероятность возникновения у человека или его потомства , какого либо вредного эффекта в результате облучения

39 Санитарно-защитная зона - это территория вокруг источника ионизирующего излучения на, которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации данного источника может превысить установленный предел дозы облучения для населения. В данной зоне СЗЗ запрещается постоянная и временное проживание людей вводится режим ограничения хозяйственной деятельности и проводится радиационный контроль

40 Сан-пропускник – это комплекс помещений предназначенных для смены одежды обуви санитарной обработки персонала контроля радиоактивного загрязнения кожных покровов средств индивидуальной защиты специальной и личной одежды персонала

41 Сан-шлюз – это помещение предназначенное для предварительной дезактивации и смены дополнительных средств индивидуальной защиты

42 Средства индивидуальной защиты – это средства защиты персонала от внешнего облучения поступления радиоактивных веществ внутрь организма и радиоактивного загрязнения кожных покровов

43 Уровень вмешательства – это уровень радиационного фактора, при превышении которого необходимо проводить определённые защитные мероприятия

44 Контрольный уровень – это значения контролируемой величины дозы радиоактивного загрязнения, установленного для оперативного радиационного контроля с целью закрепления достигнутого уровня радиационной безопасности обеспечения дальнейшего снижения облучения персонала и населения радиоактивного загрязнения окружающей среды

45 Источник генерирующего ионизирующего излучения – это электрофизическое устройство, в котором ионизирующее излучения возникает зачёт изменения скорости заряженных частиц или ядерных реакций

46 Детерминированные эффекты излучения – это клинически выявляемы вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением в отношении, которых предполагается существование порога ниже которого эффект отсутствует, выше тяжесть эффекта зависит от дозы

47 Стохастические эффекты излучения – это вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излечением не имеющие дозовой порога возникновения и вероятность их возникновения пропорционально дозе и тяжести проявления

48 Ионизирующее излучения – это излучение, которое создается при радиоактивном распаде ядерных превращениях, торможение заряженных частиц в веществе и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков

49 Естественный радиационный фон – это доза излучения, воздаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, которые естественным путем распределяется в атмосфере в гидросферы в литосфере в пищевых продуктах и организме человека

50 Техногенное изменённый рад фон – это естественный рад фон, измененный в результате деятельности человека

51 Эффективная доза – это величина воздействии ионизирующего излучения используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения организма человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности

52 Практическая деятельность – это виды деятельности увеличивающие общее облучение граждан

54 Вмешательство – это мероприятие, направленное на предотвращение либо снижение неблагоприятных последствий облучения или комплекса неблагоприятных последствий радиационной аварии

ЛЕКЦИЯ НОМЕР 3

Соблюдение основных принципов радиационной безопасности

1) Стратегия защиты населения от природных источников излучения

2) Основные понятия определения ядерной физики

Главной целью радиационной безопасности является охрана здоровья населения включая персонал от вредного воздействия ионизирующее облучения путем соблюдения основных принципов и нор радиационной безопасности без необоснованных ограничений полезной деятельности при использовании излучения в различных областях хозяйства в науки и медицине

В отношении всех источников облучения населения следует принимать меры как по снижению дозы облучения у отдельных лиц так по уменьшению числа лиц, подвергающихся облучению в соответствии принципа оптимизации

27.09.23

Радиационная безопасность населения окружающей природной среды считается обеспеченной если соблюдаются основные принципы радиационной безопасности оптимизация нормирования обоснование и требования радиационной защиты, установленные действующими санитарными правилами

Для оценки состояния рад безопасности используется показатель радиационного риска в наибольше степени этот риск характеризует суммарная годовая накопленная эффективная доза от всех источников излучения значимость каждого источника излучения следует оценивать по его вкладу в суммарную эффективную Дозу. Допустимое значения эффективной дозы обусловленное суммарным воздействием природных источников излучения для населения не устанавливается снижение облучения населения достигается путем установления системы ограничений на облучение населения от отдельных природных источников излучения

Согласно основным санитарным правилам, обеспечение радиационной безопасности населения ООСПОРБ2010 в случае, если в результате обследования в организации в норме, то дальнейших контроль является не обязательным.

Однако при существенных изменениях технологии производства, которые могут привести к увеличению излучения, то следует провести повторное обследование.

Следует проводить выборочный радиационный контроль.

Радиационные экологические взыскания выполняются для оценки и прогноза возможных изменений окружающей природной среды под влиянием антропогенной нагрузки, с целью предотвращения минимизации или ликвидации вредных нежелательных экологических и связанных с ними экономических социальных последствий, и сохранения оптимальных жизненных условий населения.

Контроль за радиоактивностью окружающей среды в полном объеме осуществляется территориальными органами Роспотребнадзора, имеющими в составе радиологической группы (отделения) должность инженера-физика и врача-лаборанта. Этот контроль включает:

• выявление источников радиационного воздействия (естественной и искусственной природы) на население;

• определение контрольных участков и систематическое проведение необходимых дозиметрических, радиометрических и радиохимических исследований различных объектов внешней среды (атмосферного воздуха, воды, почвы, пищевых продуктов и др.) на обслуживаемой территории;

• измерение γ-фона на контролируемой территории.

Радиационная безопасность населения может быть достигнута путём ограничения воздействия от всех видов облучения, а также возможности регулирования разных видов облучения, поэтому регламентация их осуществляется раздельно, с применением разных подходов и способов.

ЯДЕРКА

В природе есть сложные химические соединения. Мельчайшие частицы химического элемента, являющиеся носителем его химических свойств, называются атомом. С греческого языка – неделимый. Мельчайшая частица сложного вещества является молекула. Она состоит из атомов одного или нескольких элементов. Атом любого элемента можно разделить на элементарные частицы, но в этом случае. К элементарным частицам относят электроны, протоны, мезоны. Однако, определение «элементарные» не означает, что эти частицы простейшие, бесструктурные элементы материи. Электрон по своей структуре многообразен, как и атом. Атомы всех элементов, входящие в периодическую систему Менделеева, состоят из электронов протонов и нейтронов. Так, один элемент отличается от другого элемента числом и расположением этих частиц. В начале 20 века была предложена модель.

Потом была предложена модель Резерфорда.

Потом еще модель, согласно этой модели в центре атомов было расположено ядро, имеющий положительный электрический заряд, вокруг ядра перемещается по эллиптическим орбитам электроны, образующую электронную оболочку атома.

Электрон это устойчивая элементарная частица, с массой покоя и скоростью = 0, и атомных единиц массы : 0,000548

В ядерной физике энергию частиц выражают в электроновольтах (эВ), это энергия, которую приобретает электрон, проходящий в электрическом поле.

На каждый из вращающихся электронов около ядр действуют две равные противоположные силы : Кулоновская сила притягивает электроны к ядру, а другая сила центробежная, стремится вырвать электрон.

Атом, который имеет избыток энергии, называется возбужденный, а сам атом возбужденным. При сильных электрических воздействиях электроны вырываются из атомов и удаляются за его пределы. Атом, лишившись одного или несколько электронов, превращается в положительный ион. А присоединивший к себе один, отрицательный ион.

Следовательно, на каждый положительный ион, образуется один отрицательный, т.е возникает пара ионов

ИОНИЗАЦИЯ

КВАНТ – происходит от латинского «сколько»

Таким образом, с положением электронов, в электронной оболочке связан ряд свойств атомов.

Кванты изучаются для исследования биологического действия ионизирующей радиации

Ядро атома состоит из двух типов частиц – протонов и нейтронов, которые связаны между собой огромной силой. Протоны и нейтроны имеют общее название нуклоны. Это является ядерной частицей. В ядре они превращаются друг в друга.

Протон – ядерная частица 1.00758 АЕ

Протон имеет один положительный заряд, равный заряду нейтрона.

Атом водорода представляет собой ядро, которое содердит один протон, и вокруг которого вращается один электрон.

Если удалить этот электрон, то оставшаяся часть будет являться протоном, в связи с этим протон определяются как ядро атома водорода.

Каждый атом любого элемента содержит в ядре определенное число протонов, которое является постоянным и определяет физические и химические свойства элемента. Например, в атоме серебра 47 протонов, в ядре урана 92. Оно соответствует порядковому номеру в таблице менделеева

Нейтрон — это электрически нейтральная частица, масса которой составляет 1,00798 АЕ. Сам по себе нейтрон не стабилен, находится в свободном состоянии, он испускает электрон и сам превращается в протон. В следствие этого своей электрической нейтральностью нейтрон не отклоняется под действием магнитного поля и не отталкивается атомным ядром, и следовательно обладает большой проникающей способностью, что создает серьезную опасность как фактор биологического действия излучения.

Нейтроны находящиеся в ядре дают в основном только физическую характеристику элемента так как в разных ядах одного и того же химического элемента может быть не одинаковое количество нейтронов.

В ядрах легких устойчивых элементов число протонов и нейтронов относятся друг к другу как один к одному. Чем дальше расположен элемент в таблице менделеева начиная с 21 элемента скандия тем больше в его атоме число нейтронов по сравнению с протонами для самых тяжелых ядер число нейтронов в полтора раза больше числа протонов.

В настоящее время массы атомов измеряются с большой точностью с помощью современных спектрометров.

Большинство химических элементов в природе представляют собой определенные смеси атомов с разным числом нейтронов в их ядрах. Атомы однотипные по количеству протонов с одинаковым зарядом, но различные по числу нейтронов называются изотопами, что означает одинаковое место такие элементы имеют идентичный номер в таблице менделеева, но разное массовое число поскольку заряды этих атомов одинаковые электронные оболочки их имеют почти равнозначное строение, а атомы с такими ядрами чрезвычайно близки по химическим свойствам и спектрам, при помощи ядерных реакций удается получить у каждого химического элемента еще по несколько радиоактивных изотопов в настоящее время известно около 300 стабильных изотопов, а количество не стабильных и радиоактивных ядер превосходит полторы тысячи.

Атомы элемента с одинаковым массовым числом, но ядра которых находятся в различном энергетическом состоянии называют изомерами, они обладают разным периодом полураспада энергий и видом излучения.

В природе существуют атомные ядра разных элементов с одинаковым массовым числом, но с различным атомным номером, такие атомы изобарами, например, кальций 40

Таким образом атомное ядро является сгустком очень плотного несжимаемого положительно заряженного вещества называемого ядерной материей

В меш ядерных процессах этот сгусток может переходить в возбужденное состояние нагреваться, вращается, испытывать колебания, разрываться если энергия возбуждения достаточно велика.

Разрыв на двое называется деление ядра, данное явление является сложным так как, на нем основана ядерная энергетика.

Атомное ядро является очень сложным объектом для теоретического описания, так как нет исчерпывающих данных о природе ядерных сил, которые определяют свойства ядра.

2 Атомное ядро включает от нескольких десятков до одной или двух сотен частиц. Поэтому при изучении свойств атомного ядра прибегают к разнообразным упрощённым моделям, каждая из которых используется для описания ограниченного круга ядерных реакций и процессов. Раздел науки, которая изучает ядерное ядро называется ядерной физикой. И основным методом экспериментального исследования является изучение ядерных реакций под действием заряженных частиц нейтронов, гамма лучей, получаемых на ускорителях или в ядерных реакторах.