Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
БЖД.docx
Скачиваний:
38
Добавлен:
03.05.2015
Размер:
54.73 Кб
Скачать

Чрезвычайные ситуации техногенного характера

Вопрос 1

Радиоактивность — это способность некоторых природных элементов (радия, урана, тория и др.), а также искусственных радиоактивных изотопов самопроизвольно распадаться, испуская при этом невидимые и неощущаемые человеком излучения.

Источники:

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи (внешнее облучение). Радиоактивные вещества могут оказаться в воздухе, в пище или в воде и попасть внутрь организма (внутреннее облучение). Природная радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами естественного происхождения, присутствующими во всех оболочках земли — литосфере, гидросфере, атмосфере, биосфере.

Радиоактивные элементы условно могут быть разделены на три группы.

1. Радиоактивные изотопы, входящие в состав радиоактивных семейств, родоначальниками которых являются уран U238, торий Th232 и актиноуран AcU235.

2. Генетически не связанные с ними радиоактивные элементы: калий К40, кальций Са48, рубидий Rb87 и др.

3. Радиоактивные изотопы, непрерывно возникающие на Земле в результате ядерных реакций, под воздействием космических лучей.

Продукты питания — источники поступления радионуклидов в организм человека. По данным научного комитета по действию атомной радиации при ООН, 2/3 дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой и воздухом. Прежде чем попасть в организм человека, радиоактивные вещества проходят в окружающей среде по сложным маршрутам. Характер и уровень радионуклидов в продуктах питания определяется сложившейся радиационной обстановкой. Продукты питания могут содержать отдельные радионуклиды, а также различного рода их смеси. В растения радионуклиды поступают в результате непосредственного загрязнения и из почвы. Особое значение имеет прямое загрязнение растений из радиоактивного облака в период их вегетации. По степени содержания радионуклидов растения могут быть расположены в ряд: капуста — свекла — картофель — пшеница — естественная травяная растительность. По скорости листовой абсорбции водорастворимые радионуклиды можно расположить в ряд: Cs-Ba—Sr-Pu. Из почвы растения поглощают те радионуклиды, которые растворяются в воде. По степени поступления из почвы радионуклиды можно расположить в ряд: Sr-I-Ba—Cs—Pu— -Ce-Zn-Nb-Po. В организм животных радионуклиды могут поступить через желудочно-кишечный тракт, органы дыхания и кожный покров. По способности концентрировать всосавшиеся радионуклиды основные органы можно расположить в ряд:: щитовидная железа — печень — почки — скелет мышцы. Технологическая переработка пищевого сырья и кулинарная обработка продуктов приводят к значительному снижению содержания в них радионуклидов, удаляемых с малоценными в пищевом отношении отходами. Например, в картофеле и свекле при их очистке удаляется 30-40% Sr90. При варке активность радионуклидов снижается еще на 10-20%. Со свеклы, капусты, гороха, щавеля, грибов в отвар переходит соответственно 60, 80, 45, 50, 85% радионуклидов. При варке говядины в бульон переходит от 20 до 50% Cs137, а мяса кур — до 45%.

Единицы измерения активности

В Международной системе единиц (СИ) единицей активности является беккерель (Бк, Bq); 1 Бк = с−1. В образце с активностью 1 Бк происходит в среднем 1 распад в секунду.

Внесистемными единицами активности являются:

-кюри (Ки, Ci); 1 Ки = 3,7·1010 Бк.

-резерфорд (Рд, Rd); 1 Рд = 106 Бк (используется редко).

Удельная активность измеряется в беккерелях на килограмм (Бк/кг, Bq/kg), иногда Ки/кг и т. д. Системная единица объёмной активности — Бк/м³, часто используются также Бк/л. Системная единица поверхностной активности — Бк/м², часто используются также Ки/км² (1 Ки/км² = 37 кБк/м²). Существуют также устаревшие внесистемные единицы измерения объёмной активности (применяются только для альфа-активных нуклидов, обычно газообразных, в частности для радона):

-махе; 1 махе = 13,5 кБк/м3;

-эман; 1 эман = 0,1 нКи/л = 3,7 Бк/л = 3700 Бк/м3.

Излуче́ние — процесс испускания и распространения энергии в виде волн и частиц.

  • электромагнитное излучение

    • радиоизлучение

    • видимый свет

    • тепловое излучение

    • ультрафиолетовое излучение

    • микроволновое излучение

    • рентгеновское излучение

    • излучение Вавилова-Черенкова

    • люминесценция

  • ионизирующее излучение

    • радиоактивное излучение

      • альфа-излучение

      • бета-излучение

      • гамма-излучение

  • гравитационное излучение

  • излучение Хокинга

Виды излучений:

Тепловое излучение– излучение, при котором потери атомами энергии на излучение света компенсируются за счет энергии теплового движения атомов (или молекул) излучающего тела. Тепловым источником является солнце, лампа накаливания и т. д.

Электролюминесценция(от латинского люминесценция - «свечение») – разряд в газе сопровождающийся свечением. Северное сияние есть проявление электролюминесценции. Используется в трубках для рекламных надписей.

Катодолюминесценция – свечение твердых тел, вызванное бомбардировкой их электронами. Благодаря ей светятся экраны электронно-лучевых трубок телевизоров.

Хемилюминесценция – излучение света в некоторых химических реакциях, идущих с выделением энергии. Ее можно наблюдать на примере светлячка и других живых организмах, обладающих свойством светиться.

Фотолюминесценция– свечение тел непосредственно под действием падающих на них излучений. Примером являются светящиеся краски, которыми покрывают елочные игрушки, они излучают свет после их облучения.Это явление широко используется в лампах дневного света.

Виды:

Альфа-излучение (α-излучение) – ионизирующее излучение, представляющее собой поток относительно тяжелых частиц (ядер гелия, состоящих из двух протонов и двух нейтронов), испускаемых при ядерных превращениях. Энергия α-частиц составляет порядка нескольких мегаэлектрон-вольт и различна для разных радионуклидов. При этом некоторые радионуклиды испускают α-частицы нескольких энергий.

Этот вид излучения, имея малую длину пробега частиц, характеризуется слабой проникающей способностью, задерживаясь даже листком бумаги. Например, пробег α-частиц с энергией 4 МэВ в воздухе составляет 2,5 см, а в биологической ткани лишь 31 мкм. Излучение практически не способно проникнуть через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками. Поэтому α-излучение не опасно до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие альфа-частицы, не попадут внутрь организма через органы дыхания, пищеварения или через открытые раны и ожоговые поверхности. Степень опасности радиоактивного вещества зависит от энергии испускаемых им частиц. Поскольку энергия ионизации одного атома составляет единицы–десятки электрон-вольт, каждая α-частица способна ионизировать до 100000 молекул внутри организма.

Бета-излучение – поток β-частиц (электронов и позитронов), обладающих большей проникающей способностью в сравнении сα-излучением. Испускаемые частицы имеют непрерывный энергетический спектр, распределяясь по энергии от нуля до определенного максимального значения, характерного для данного радионуклида. Максимальная энергияβ-спектра различных радионуклидов лежит в интервале от нескольких кэВ до нескольких МэВ.

Пробег β-частиц в воздухе может достигать нескольких метров, а в биологической ткани нескольких сантиметров. Так, пробег электронов с энергией 4 МэВ в воздухе составляет 17,8 м, а в биологической ткани 2,6 см. Однако они легко задерживаются тонким листом металла. Как и источники α-излучения, β-активные радионуклиды более опасны при попадании внутрь организма.

Фотонное излучение включает в себя рентгеновское и гамма-излучение (γ-излучение). После радиоактивного распада атомное ядро конечного продукта часто оказывается в возбужденном состоянии. Переход ядра из этого состояния на более низкий энергетический уровень (в нормальное состояние) происходит с испусканием гамма-квантов. Таким образом, γ-излучение имеет внутриядерное происхождение и представляет собой довольно жесткое электромагнитное излучение с длиной волны 10-8–10-11 нм.

Биологическое действие ионизирующих излучений

Различают два вида эффекта воздействия на организм ионизирующих излучений: соматический и генетический.При соматическом эффекте, негативные последствия проявляются непосредственно у облучаемого, при генетическом - у его потомства. Соматические эффекты могут быть ранними или отдалёнными. Ранние возникают в период от нескольких минут до 60 суток после облучения. К ним относят покраснение и шелушение кожи, помутнение хрусталика глаза, поражение кроветворной системы, лучевая болезнь, летальный исход. Отдалённые соматические эффекты проявляются через несколько месяцев или лет после облучения в виде стойких изменений кожи, злокачественных новообразований, снижения иммунитета, сокращения продолжительности жизни. При изучении действия излучения на организм были выявлены следующие особенности:

1. Высокая эффективность поглощённой энергии, даже малые её количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме.

2. Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующих излучений.

3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.

4. Генетический эффект - воздействие на потомство.

5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению.

6. Не каждый организм (человек) в целом одинаково реагирует на облучение.

7. Облучение зависит от частоты воздействия. При одной и той же дозе облучения вредные последствия будут тем меньше, чем более дробно оно получено во времени. Ионизирующее излучение может оказывать влияние на организм как при внешнем (особенно рентгеновское и гамма-излучение), так и при внутреннем (особенно альфа-частицы) облучении. Внутреннее облучение происходит при попадании внутрь организма через лёгкие, кожу и органы пищеварения источников ионизирующего излучения. Внутреннее облучение более опасно, чем внешнее, так как попавшие внутрь источники ИИ подвергают непрерывному облучению ничем не защищённые внутренние органы. Под действием ионизирующего излучения вода, являющаяся составной частью организма человека, расщепляется, и образуются ионы с разными зарядами. Полученные свободные радикалы и окислители взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая её. Нарушается обмен веществ. Происходят изменения в составе крови - снижается уровень эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов. Поражение органов кроветворения разрушает иммунную систему человека и приводит к инфекционным осложнениям.

Лучевая болезнь— заболевание, возникающее в результате воздействия различных видов ионизирующих излучений и характеризующееся симптоматикой, зависящей от вида поражающего излучения, его дозы, локализации источника излучения, распределения дозы во времени и теле живого существа (например, человека). У человека лучевая болезнь может быть обусловлена внешним облучением (внутренним — при попадании радиоактивных веществ в организм с вдыхаемым воздухом, через желудочно-кишечный тракт или через кожу и слизистые оболочки, а также в результате инъекции). Общие клинические проявления лучевой болезни зависят, главным образом, от полученной суммарной дозы радиации. Дозы до 1 Гр (100 рад) вызывают относительно лёгкие изменения, которые могут рассматриваться как состояние предболезни. Дозы свыше 1 Гр вызывают костно-мозговую или кишечную формы лучевой болезни различной степени тяжести, которые зависят главным образом от поражения органов кроветворения. Дозы однократного облучения свыше 10 Гр считаются абсолютно смертельными.

Дозы радиационного облучения

Поглощенная доза — энергия ионизирующего излучения, поглощенная облучаемым телом (тканями организма), в пересчете на единицу массы

Эквивалентная доза — поглощенная доза, умноженная на коэффициент, отражающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма

Эффективная эквивалентная доза — эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность различных тканей к облучению

Коллективная эффективная эквивалентная доза — эффективная эквивалентная доза, полученная группой людей от какого-либо источника радиации

Полная коллективная эффективная эквивалентная доза — коллективная эффективная эквивалентная доза, которую получат поколения людей от какого-либо источника за все время его дальнейшего существования

Смертельные поглощённые дозы для отдельных частей тела следующие:

· голова - 20 Гр;

· нижняя часть живота - 50 Гр;

· грудная клетка - 100 Гр;

· конечности - 200 Гр.

При облучении дозами, в 100-1000 раз превышающую смертельную дозу, человек может погибнуть во время однократного облучения (“смерть под лучом”).

Доза облучения, (Гр)

Характер биологических последствий облучения

До 0,25

Видимых нарушений нет

0,25-0,50

Возможны изменения в крови

0,50-1,00

Изменения в крови, трудоспособность нарушена

1 – 2

Лёгкая степень лучевой болезни (выздоровление у 100% пострадавших)

2 – 4

Средняя степень лучевой болезни (выздоровление у 100% пострадавших при условии лечения)

4 – 6

Тяжёлая степень лучевой болезни (выздоровление у 50-80% пострадавших при условии специального лечения)

более 6

Крайне тяжёлая лучевая болезнь (выздоровление у 30-50% пострадавших при условии специального лечения)

6 –10

Переходная форма (исход непредсказуем)

более 10

100%-ный смертельный исход через несколько суток

100

Смертельный исход через несколько часов

1000

Смертельный исход через несколько минут