Іонізуючі випромінювання

Квантові Корпускулярні

(електромагнітні) альфа-випромінювання

рентгенівське, бета-випромінювання

гама-випромінювання потоки часток

ультрафіолетове (протонів, нейтронів)

Рис. 1. Класифікація іонізуючих випромінювань

Ступінь біологічного впливу іонізуючих випромінювань залежить від поглинання живою тканиною енергії та іонізації молекул, що виникає при цьому.

Під впливом іонізуючого випромінювання в організмі порушуються функції кровотворних органів, зростає крихкість та проникність судин, порушується діяльність шлунково-кишкового тракту, знижується опірність організму, він виснажується. Нормальні клітини перероджуються в злоякісні, виникають лейкози, променева хвороба.

Важливою характеристикою радіоактивності є активність радіонукліда в джерелі. Одиницею виміру активності в системі SI е бекерель (Бк). Він дорівнює активності радіонукліда, в якому за 1 с відбувається один акт розпаду. В практиці продовжує використовуватися внесистемна одиниця активності - кюрі (Ки); кюрі

(Ки) = 3,7-10¹⁰ Бк. Особливість явища радіоактивності полягає в тому, що не всі ядра радіоактивного елемента розпадаються одночасно. В кожну одиницю часу розпадається відповідне число ядер, з часом кількість радіоактивних атомів постійно зменшується. Час, протягом якого число ядер даного радіонукліда в результаті самочинних ядерних перетворень зменшується в два рази, називається періодом напіврозпаду. Наприклад, період напіврозпаду радіонукліда ¹³⁷Cs дорівнює 30,17 років. Це означає, що через 30, 17 років початкова активність цезію зменшиться в два рази.

Для кожного радіоактивного ізотопу швидкість розпаду постійна, однак може суттєво змінюватись в групі ізотопів одного і того ж хімічного елемента. Наприклад, ізотоп вуглецю ¹⁴С має період напіврозпаду 5720 років, а ізотоп вуглецю ¹¹С лише - 20,4 хвилини. Біологічна доза, яка не є фізичною величиною, визначається як добуток поглинаючої дози на переведений коефіцієнт:

Д_е = КД ;

де: Д_е – еквівалентна доза випромінювання, бер; К – перевідний коефіцієнт, бер/Гр.;

Д – поглинаюча доза, Гр.

Контакт людини з іонізуючими випромінюваннями являє собою дуже серйозну небезпеку, але при дотриманні відповідних технічних і організаційних вимог застосування радіоактивних речовин вважається безпечним. Іонізуючі випромінювання на відміну від інших небезпечних і шкідливих виробничих чинників (електричний струм, шум, вібрація тощо) не сприймаються органами людини і їх дія не супроводжується якими-небудь відчуттями.

В результаті тривалого опромінення організму людини дозами, що перевищують гранично допустимі, а також разового аварійного опромінювання великими дозами можуть порушуватися функції окремих органів всього організму. Іонізуючі випромінювання, проходячи через біологічні тканини, викликають іонізацію їх, тобто утворення позитивних і від’ємних іонів. В тканинах людини можуть відбуватись складні фізичні, хімічні і біологічні процеси. Первинний процес дії випромінювання на живі клітини, що призводить до радіаційного пошкодження, полягає в передачі енергії в результаті процесів іонізації і збудженні атомів речовини.

Надходження радіоактивних речовин всередину організму можливе диханні повітрям, яке забруднене радіонуклідами і через шлунковокишечний тракт. Деякі радіонукліди можуть всмоктуватись через шкіряні покрови, особливо якщо на шкірі е пошкодження (рани, порізи, тріщини тощо).

Небезпека внутрішнього опромінення порівняно з зовнішнім значно вища, оскільки збільшується час опромінення (воно відбувається постійно - джерело перебуває всередині організму), джерело опромінення впритул наближене до випромінюваного органу і при цьому неможливо використати будь-який захист. Крім того, окремі радіонукліди залежно від їх фізико-хімічних властивостей концентруються вибірково в тих чи інших органах організму.

Радіоактивні речовини, що затримались в організмі, розносяться кров’ю в різні тканини і органи. Швидкість виведення радіоактивних речовин з організму різна; добре розчинні виділяються швидше, а довго-живучі більш небезпечні, оскільки можуть протягом всього життя потерпілого бути джерелом іонізуючого випромінювання. Людина найбільш стійка до опромінення у віці 25-50 років. Молоді особи більш чутливі до опромінення, ніж люди середнього віку.

Радіоактивні речовини та тонізуючі випромінювання завжди є в природному середовищі, що оточує людину. Це так званий природний фон випромінювання. Він створюється космічним випромінюванням і випромінюванням поширених у навколишньому середовищі радіоактивних речовин.

Природні радіаційні речовини містяться в середовищі, що оточує людину, і в дуже малих кількостях - в ґрунтах, природних водах, атмосферному повітрі, рослинних і тваринних організмах. З тієї ж причини і. в тканинах людини перебувають радіоактивні речовини. Кожну секунду тіло людини пронизує кілька космічних частинок, що пройшли через захисну товщу атмосфери.

За даними астрофізики і геофізики, природний радіоактивний фон існував на землі під час антропогенезу і практично не змінив своєї інтенсивності. Цей фон безпечний для людини, оскільки в ході природного відбору людство до нього пристосувалось.

При роботі з радіоактивними речовинами найбільші дози, які не впливають на організм людини, не викликають ніяких необоротних змін, називаються граничне допустимими дозами (ГДД). Річний рівень опромінювання повинен бути таким, щоб при рівномірному накопиченні дози протягом 50 років не виникали зміни не лише стану здоров’я самого працівника, айв його нащадків.

Щоб забезпечити радіаційну безпеку необхідно виконувати вимоги ОСП при проектуванні та організації роботи а радіоактивними речовинами, передбачати заходи щодо індивідуального захисту і особистої гігієни працівників.

Використання радіоактивних речовин вимагає прийняття комплексу заходів захисту як від зовнішнього, так і від внутрішнього опромінення. Основні принципи радіаційної безпеки: не перевищувати встановлені дозові границі; виключати будь-як необґрунтоване опромінення, по можливості зменшувати дозу випромінювання до більш низького рівня. Захист тих, що працюють з радіоактивними ізотопами, забезпечується системою технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів. Доза опромінення буде тим меншою, чим більшою буде відстань до радіаційного джерела і чим меншим буде час опромінення працівника.

Група санітарно – гігієнічних вимог включає такі заходи:

• раціональне планування і оздоблення приміщень;

• дистанційне керування і контроль за роботами;

• створення ефективно діючої припливно-витяжної вентиляції з наступним очищенням повітря;

• відповідне обладнання санітарно-побутових приміщень (санпропускники з системою дозиметричного контролю);

• забезпечення засобами індивідуального захисту (захисні костюми, спецодяг і взуття, рукавиці, білизна, респіратори тощо);

• правильна організація зберігання і транспортування радіоактивних речовин і відходів.

Розрізняють експозиційну, поглинуту та еквівалентну дози іонізуючого випромінювання.

Експозиційна доза характеризує іонізуючу здатність випромінювання в повітрі. За одиницю дози в системі SІ прийнято Кл (кулон/кг) це така доза випромінювання, при якій в 1 кг сухого повітря виникають іони, які несуть заряд в 1 кулон електрики кожного знаку. Для характеристики цієї дози часто використовують позасистемну одиницю - рентген (Р).

Рентген (позасистемна одиниця) - це така доза гама-випромінювання, під впливом якої в 1 см³ повітря виникає 2,08 млрд. пар іонів.

Поглинута доза характеризує енергію ІВ, яка поглинута одиницею маси опроміненого середовища. Величина дози, що одержана людиною, залежить від виду випромінювання енергії, його часток, цінності потоку та тривалості впливу випромінювання. Одиниця вимірювання поглинутої дози - грей (Гр.) у системі SI; позасистемна одиниця - рад.

Еквівалентна доза визначає біологічний вплив різних іонізуючих випромінювань на організм людини і є мірою для оцінки шкоди небезпеки здоров'ю людини. Еквівалентна доза в системі Сі вимірюється в зивертах (Зв), а в позасистемній - у берах (бер). При виключенні проникнення радіоактивного пилу в організм можна вважати, що експозиційна, поглину та еквівалентна дози практично дорівнюють: 1 бер = 1 рад = 1 рентген.

Нормування іонізуючих випромінювань регламентується Нормами радіаційної безпеки (НРБУ-97) та Основними санітарними правилами роботи з радіоактивними речовинами та іншими джерелами іонізуючого випромінювання (ОСП 72/87).

Відповідно до норм радіаційної безпеки України (НРБУ-97) гранична допустима потужність експозиційної дози рентгенівського випромінювання від екрана відеотермінала повинна відповідати дозі, еквівалентній 0,1 мбер/год.

Захист від іонізуючих випромінювань:

• використання джерел з мінімальним випромінюванням, перехід на менш активні джерела;

• скорочення часу роботи з джерелами іонізуючого випромінювання;

• віддалення робочого місця від джерела іонізуючого випромінювання;

• екранування джерела іонізуючого випромінювання;

• використання засобів індивідуального захисту.

Електромагнітні випромінювання (ЕМВ) - це процес утворення вільного електромагнітного поля, що випромінює заряджені 8 частинки, які прискорено рухаються. Усі електромагнітні поля та випромінювання поділяються на природні і антропогенні (рис. 2).