Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Радиационная экология. Учебное пособие
.pdf
101
К не менее эффективной группе «мишеней» относятся серосодержащие
(тиоловые) ферменты, повреждение которых описывается концепцией радио-
лиза воды клеток, образования радикалов и блокадой тиоловых SH-групп посредством образования дисульфидных связей. Очевидно, что введение в клетку
дополнительных тиоловых групп как акцепторов («мишеней» радикалов)
должно вести к подавлению радиогенных реакций ПОЛ. Многолетние исследования выявили достоверную связь между содержанием в тканях тиолов и снижением радиочувствительности животных. Эффективность «мишеней» — перехватчиков побочных продуктов ПОЛ не снижается и при поступлении в организм таких тиолосодержащих белков, как гистамин, тирамин, триптамин. Защита резко усиливается при снижении оксигенации тканей (при кислородном
дефиците). С излагаемых позиций это объяснимо как следствие устранения дефицита цитохромов при повышенном поступлении в клетку ведущего источника радикалов, несвязанного (при дефиците ферментов) кислорода. К числу достоверных нефармакологических раз-нопротекторов этого ряда следует отнести
продукты с максимальным содержанием серы.
К одной из наименее апробированной, но наиболее эффективной относится (доказанная в эксперименте) ионная защита. Считается, что разрушающим началом биологического действия радиации (на уровне клеток) является
прежде всего разрушение нормального ионного потенциала внутриклеточных
мембран.
Немалую роль в этих процессах обмена играет упорядоченный мембранный транспорт (калий-натриевый перенос) ионов. Облучение вносит хаос в эту
упорядоченность. В норме на любой биологической мембране преобладают отрицательные ионы, а ионный электрический потенциал любой здоровой клетки
должен быть отрицательным. Положительный потенциал — атрибут больных
клеток (с утраченной функциональной активностью, раковых). Во время и
непосредственно после облучения на мембранах облучившихся клеток также
преобладает положительный потенциал. Если его вовремя «снять» — действие
радиации резко снижается. Сделать это можно, помещая организм в среду,
насыщенную отрицательными ионами. Ионы воздуха, проникая в кровь через
легочный кровоток, разносятся по всему организму, корректируя таким образом ионные потенциалы клеточных мембран. Для эффективной защиты этого
ряда следует рекомендовать прогулки в чистом хвойном лесу либо специальную ионизацию воздуха, обеспечивающую выход отрицательных ионов.
Эффективность ионной защиты иллюстрируется и противоположными
примерами. Известно, что нормальный транспорт электронов в клетках резко
102
нарушается при мощных геомагнитных бурях. Частое искажение этого процесса в условиях Крайнего Севера, отличающегося высокой частотой геомагнитных бурь, ведет к нарушениям, близким к радиационным. Так, у норильчан эффекты пероксидного окисления липидов и разрушение мембран эритроцитов
превышают контрольные (у новосибирцев) в три раза. В последующем искажения электронно-мембранных процессов выливаются в типичные для хронических радиационных воздействий изменения нервной и эндокринной систем,
крови, иммунитета.
К принципам радиационной защиты относится защита временем, рас-
стоянием, экранированием.
Для осуществления защиты временем необходимо знать:
‒ мощность дозы излучения от данного источника (например, от почвы);
‒ дозу, принятую как допустимую для данной категории людей;
‒ реальное время пребывания вблизи источника облучения.
Задача защиты временем — расчет допустимой длительности
пребывания вблизи источника (например, детей на улице).
Для решения ее необходимо:
‒ выяснить, какова будет накопленная доза внешнего облучения при реальной длительности пребывания ребенка у источника — территории с известной (замеренной) мощностью γ-излучения;
‒ сравнить ее с допустимой (установленной) дозой;
‒ снизить время пребывания до тех значений, при которых эта величина
(доза, накопленная за год, например) будет допустима.
Пример. Мощность γ-излучения от почв поселка составляет 50 мкР/ч; до-
пустимая доза облучения ― 0,05 Р/год, среднесуточное время пребывания
школьника на улице в году ― 6 ч.
Определяем, что мощность излучения за сутки составляет 12 000 мкР,
в год — 438 000 мкР. Мальчик, пребывая часть годового времени на улице, получает дозу 0,11 Р/год. Для снижения накопления дозы до допустимой необходимо уменьшить время пребывания мальчика на улице (у источника облучения)
вдвое, предполагая, что помещение не является излучателем и источники внутреннего облучения отсутствуют.
Защита расстоянием. Для реализации этого принципа защиты необходимо знать состав облучения (виды ионизирующих излучений от источника радиации) и одну из важнейших характеристик фактора — длину пробега в воздухе. Цезий и стронций — основные источники радиации — являются мощными как γ-, так и β-излучателями. Пробег γ-квантов в воздухе исчисляется сот-
103
нями метров, поэтому в реальной обстановке, например, при пребывании
школьника на улице, защита от γ-излучения малопродуктивна.
Большую значимость этот принцип имеет при защите от β-частиц. Длина
их пробега в воздухе достигает 2‒3 м, но только для частиц с большими энергиями. Большая же часть бегущих электронов поглощается в приземном слое
воздуха, загрязненном взвесями пыли, что улучшает защиту.
Поэтому уже при нормальном вертикальном положении тела поглощенная доза внешнего (суммарного) облучения резко снижается. Если учесть
склонность мальчиков, особенно младших классов, к играм, связанным с непосредственным соприкосновением с поверхностью земли, то этим и можно объяснить их выявленную большую чувствительность к радиации.
Для реализации принципа защиты расстоянием необходимо максимально
избегать игр, труда, спортивных занятий, связанных с горизонтальным
положением тела на поверхности земли. Защита временем, расстоянием должна
вестись в сочетании с защитой экранированием.
Защита экранированием является наиболее эффективным способом защиты от внешнего γ-излучения. Мощность потока этого вида радиации снижается пропорционально квадрату расстояния (м) от источника (поверхности земли) и кратности ослабления излучения материалом, расположенным на пути
потока квантов, между источником и облучаемым (экраном). Кратность ослабления (эффективность защиты экраном) можно рассчитать по формуле:
Дп = 0,01P1 / (RK),
где Дп — поглощенная доза γ-излучения, Р/год; P1 — мощность излучения с поверхности земли, мкР/ч; R — расстояние от поверхности земли до источника
излучения, м; К — кратность ослабления γ-излучения экраном (строительным
материалом здания).
Пример. Мощность излучения с поверхности земли в поселке Нравна ―
50 мкР/ч. Принятая допустимая доза облучения равна 0,05 Р/год. Семья живет в
кирпичном доме на первом этаже, поэтому величину R (расстояние от источника)
можно не учитывать (принять равной единице). Кратность ослабления потока
γ-квантов «средним» строительным материалом равна 10. При расчете получаем:
Дп = 50 · 0,01 / 10 = 0,05 Р/год.
104
Полученная величина укладывается в принятые нормы, но должна быть,
тем не менее, снижена, поскольку дозы, получаемые вне помещения (см. пример
выше), значительно выше. В случае, если жилье будет расположено на высоте 3 м
от уровня земли, на втором этаже (просчитайте самостоятельно) доза снижаются
в 9‒10 раз (до 0,005 Р/год).
Расчеты показывают, что при равных размерах радиоактивной загрязненности жители сельской местности будут получать значительно большие дозы
внешнего облучения по сравнению с городскими, проводя значительное время
вне дома и проживая в деревянных одноэтажных зданиях.
1.14. Профилактика и дезактивация последствий радиоаварий
Понятие и классификация радиоаварий
Эксплуатация источников ионизирующих излучений, и особенно ядерноэнергетических установок, ведет к неизбежному риску аварий и последующего
радиоактивного загрязнения среды. Для принятия экстренных мер по профилактике последствий, прогнозированию таких инцидентов национальными
и международными организациями по радиационной защите (НКДАР, МАГАТЭ, ООН, МКРЗ, НКРЗ) разработаны организационные и методические ас-
пекты предпринимаемых действий с учетом:
‒ характера радиоактивных загрязнений;
‒ мощности выброса радионуклидов в окружающую среду;
‒ площади радиоактивных загрязнений.
Радиационные аварии по степени потенциальной опасности подразделяются на уровни (см. табл. 5).
Таблица 5
Радиационные аварии по степени потенциальной опасности
Уровень по
шкале INES
Критерии оценки безопасности
Люди и окружающая среда
Примеры событий
Уровень 7.
Крупная
авария
Сильный выброс (радиологический эквивалент нескольких десятков тысяч
ТБк I-131): тяжелые последствия для здоровья населения и для окружающей среды, возможно, даже в соседних странах
Авария на Чернобыльской
АЭС, СССР, 1986 г.
Авария на АЭС Фукусима-1,
Япония.
105
Уровень по
шкале INES
Критерии оценки безопасности
Люди и окружающая среда
Примеры событий
Уровень 6.
Серьезная
авария
Значительный выброс (радиологический
эквивалент нескольких тысяч ТБк I-131):
требуется полномасштабное осуществление плановых мероприятий по восстановлению (укрытие, эвакуация и пр.)
Авария на ПО «Маяк», СССР,
1957 г.
Уровень 5.
Авария
с широкими
последствиями
Ограниченный выброс (радиологический
эквивалент нескольких сотен ТБк I-131):
требуется частичное осуществление плановых мероприятий по восстановлению
Авария на АЭС Три-МайлАйленд, США, 1979 г.
Авария в Уиндскейле, Великобритания, 1957 г.
Уровень 4.
Авария
с локальными
последствиями
Минимальный выброс (радиологический
эквивалент нескольких десятков ТБк I-
131): контрмеры ограничиваются контролем продуктов. Единичные смертельные
случаи¹
Авария на ядерном объекте
Токаймура, Япония, 1999 г.
Авария на Сибирском химическом комбинате, 1993 г.
Уровень 3.
Серьезный
инцидент
Пренебрежительно малый выброс: облучение населения более 10 годовых доз².
Видимые несмертельные эффекты
(например, ожоги)¹
Пожар на АЭС Вандельос,
Испания, 1989 г.
Уровень 2.
Инцидент
Облучение работника свыше годовой дозы (≈3 мЗв); облучение постороннего²
свыше 10 мЗв
Многочисленные события
Уровень 1.
Аномальная
ситуация
Аномальная ситуация, выходящая за пределы допустимого при эксплуатации. Облучение постороннего свыше годовой дозы. Утеря, похищение и доставка не по
адресу низкоактивных источников
Многочисленные события
Уровень 0.
Событие
с отклонением
ниже шкалы
Отсутствует значимость с точки зрения
безопасности
Многочисленные события
¹ Если пострадавших/погибших 3 и более — оценка поднимается на 1 уровень. Если
30 и более — на 2 уровня. Но уровень 6 ставится только при наличии выброса; несчастные
случаи с источниками излучения оценивают по 5-му уровню.
² Если попавших под облучение (без видимого эффекта) 10 и более — оценка поднимается на 1 уровень. Если 100 и более — на 2 уровня.
106
Согласно современным нормативным документам, радиационная авария — это потеря управления источником ионизирующего излучения (реактором), вызванная неисправностью оборудования, стихийными бедствиями или
иными причинами, которые могли привести или привели к незапланированному радиоактивному загрязнению среды и облучению людей.
Наибольшую экологическую опасность, т.е. массивное загрязнение среды, представляют аварии на энергетических ядерных реакторах АЭС и хранилищах ядерных установок.
Общее число таких аварий приближается к нескольким десяткам, но к
авариям глобального уровня, увеличившим радиационные воздействия на всех
жителей Северного полушария в полтора-два раза, относится только черно-
быльская. Расчетная коллективная доза населения планеты от аварии на Чернобыльской АЭС оценивается в 600 000 чел.-Зв, из которых 53 % падает на страны Европы, 36 — на Россию и страны бывшего СССР, 8 — на Азию, 2 —
на Африку, 0,3 % — на страны Америки [4].
До сих пор последствия загрязнения радионуклидами в результате чернобыльской аварии дают о себе знать. Наиболее пострадавшим регионом считают
Белоруссию. Через 10 лет после взрыва жители Белоруссии уже получили около 70 % возможной прижизненной дозы облучения. В настоящее время доля
внешнего облучения невелика, а 90 % дозовой нагрузки население получает за
счет потребляемых местных продуктов питания.
Данные японских медиков из университета г. Нагасаки показали, что белорусские дети в большей степени страдают от рака щитовидной железы, чем
их сверстники, перенесшие атомную бомбардировку.
В России принят закон «О социальной защите граждан, подвергшихся
воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС» (1991),
а также «Единая государственная программа по защите населения Российской
Федерации от воздействия последствий Чернобыльской катастрофы на
1992‒1995 гг. и на период до 2000 г.». Программа позволила во многом смягчить последствия аварии, однако современная ситуация остается далеко не благополучной.
Постановление «О мерах по оздоровлению населения Республики Алтай,
проживающего в зоне возможного влияния ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне» было принято Правительством РФ в 1994 г. В 1970-х гг.
на Алтае резко увеличилось число мертворожденных детей или ослабленных,
с аномалиями. Через 20 лет снова участились случаи патологических родов, появились желтые новорожденные ― с нарушениями функций центральной
107
нервной системы, печени, иммунитета. Сейчас онкозаболеваемость на Алтае на
30‒40 % выше, чем в среднем по России, а число раковых заболеваний у детей
превосходит среднероссийский показатель в 2‒3 раза. Ликвидацией последствий ядерных взрывов, которые производились на Семипалатинском полигоне, занимается специальная комиссия в администрации Алтайского края. Координатором работ является МЧС РФ. В настоящее время определены районы
загрязнения, даны количественные оценки воздействия радиации на людей. Пострадавшие в 1949 г., их дети и внуки занесены в специальный регистр.
Работы по защите населения от опасности радиационного загрязнения
выполняются в рамках ряда программ международного сотрудничества.
В частности, заключено Соглашение между Правительством РФ и Правительством США о сотрудничестве в области изучения радиационных воздействий с
целью минимизации влияния последствий радиоактивного загрязнения на здоровье человека и окружающую среду (1994).
Профилактические меры в случае радиационных аварий
Разработка и совершенствование мероприятий по ликвидации последствий аварии является наиболее сложной проблемой. Решение ее основывается
на многолетнем опыте по изучению закономерностей формирования лучевых
нагрузок на население, экосистему и ее составляющие с учетом характера миграции радионуклидов, зависимостей «доза — эффект».
На основании накопленного опыта с учетом рекомендаций МКРЗ, ВОЗ
предполагается радиационно-экологическая подготовка населения, проживающего в непосредственной близости от АЭС, ядерных хранилищ. Население и
администрация территорий должны знать схему простых и четких действий на
случай аварии.
Радиационно-защитные мероприятия подразделяются на 3 этапа:
1) начальный, в период угрозы и первые часы выброса радионуклидов в
окружающую среду;
2) второй, ликвидации последствий аварии в условиях состоявшегося вы-
броса и осаждения радионуклидов на землю;
3) проведения и завершения работ по ликвидации аварии и ее последствий.
Действия в период угрозы и на протяжении первых часов с момента аварии, т.е. на первом этапе, должны включать:
‒ экстренное оповещение работников аварийного объекта и находящихся
вблизи предприятий, жителей прилегающих территорий, администрации, МЧС
108
России, Госкомприроды о потенциальной либо состоявшейся опасности
радиоактивного загрязнения среды;
‒ проведение анализа радиоактивного состава загрязнений, высоты газоаэрозольного выброса, направления и скорости его перемещения, прогноза
развития радиационной обстановки на территориях риска радиационных загрязнений среды;
‒ предупреждение населения и администрации территорий повышенного
радиационного риска о возможных последствиях с целью подготовки к принятию мер радиационной защиты.
Второй этап первичной ликвидации последствий аварии должен включать:
‒ обязательный радиационно-дозиметрический контроль за состоянием
среды и территорий повышенного радиационного риска;
‒ первичные меры защиты, исключающие выход населения из жилищ,
мест работы, герметизацию и влажную уборку, вытяжную вентиляцию с целью
предупреждения проникновения и осаждения аэрозолей внутри помещений;
‒ организацию приема йодида калия для профилактики поражений щитовидной железы радиоактивным йодом.
Третий этап проводится после выпадений радиоактивных осадков и
строится с учетом степени радиационного загрязнения среды и расчетных лучевых нагрузок на население.
Территории (и комплекс проводимых мероприятий) подразделяются (согласно НРБ-99) на зоны:
‒ радиационного контроля — лучевые нагрузки на население от
1 до 5 мЗв (0,1‒0,5 бэр). Проводится слежение за радиоактивностью среды, пищевых продуктов, лучевыми нагрузками на жителей. Указывается возможный
ущерб здоровью и комплекс мероприятий по снижению доз и профилактики
последствий радиационных нагрузок;
‒ ограниченного проживания — лучевые нагрузки от 5 до 20 мЗв. Проводятся активные меры по снижение риска поступления радионуклидов в организм с пищевыми продуктами, водой (радиационный контроль). Лицам, проживающим и въезжающим на территории, разъясняется риск вероятного ущерба
здоровью от радиационных воздействий;
‒ добровольного отселения — лучевые нагрузки от 20 до 50 мЗв. Постоянное слежение за радиационными нагрузками на население (дозиметрия), радиоактивностью среды, продуктов питания. Проводятся необходимые меры медицинской радиационной защиты. Для лиц репродуктивного возраста, детей
организуется периодический отдых с выездом на нерадиоактивные территории.
Въезд на территорию для постоянного жительства запрещен;
109
‒ отчуждения — лучевые нагрузки > 50 мЗв. Постоянное проживание на
них не допускается. На территориях отселения и отчуждения вводится ограничение (запрещение) на использование лесных массивов, водоемов, древесины,
торфа и др. Вводятся изменения в технологию производства и переработки
сельскохозяйственной продукции либо запрет на ее производство. Сельскохозяйственные животные переводятся на стойловое содержание с использованием
комплекса радиозащитных мер. Разрабатывается и осуществляется комплекс
мероприятий по ликвидации последствий аварии, к числу которых относятся
прежде всего меры по дезактивации территорий.
110
2. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
2.1. Задания для самостоятельной работы
Раздел 1. Основные понятия радиационной экологии
1.1. Наука радиоэкология. Основные понятия.
Космическое излучение
Тема 1. Методы изучения в радиационной экологии
Задание:
1. Изучите данные литературы, выпишите основные методы изучения в
радиационной экологии.
2. Сравните методы изучения радиационной экологии, ядерной физики и
общей экологии. Представьте сравнение методов в виде табл. 6.
Таблица 6
Сравнение методов изучения объекта
Применяемые
методы
Особенности методов в разных науках
Радиационная экология
Ядерная физика
Общая экология
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие методы применяются в радиационной экологии для изучения
биологических эффектов облучения?
2. В чем преимущество метода наведенных радиополей?
Литература:
1. Пивоваров, Ю. П. Радиационная экология : учебное пособие для сту-
дентов высших учебных заведений / Ю. П. Пивоваров, В. П. Михалев. —
Москва : Издательский центр «Академия», 2004. — 240 с.
2. Старков, В. Д. Основы радиационной экологии : учебное пособие /
В. Д. Старков. — Тюмень : ИПП «Тюмень», 2001. — 208 с.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]