9. Перелік теоретичних питань, завдання для самостійної роботи.

Інформаційна частина методичної розробки

Причини та медико-санітарні наслідки аварій

На радіаційно небезпечних об’єктах (рно)

На даний час в 33 розвинених країнах світу діють більше 440 енергоблоків у складі біль ніж 200 атомних електростанцій. Атомні енергоблоки використовують на морських та космічних кораблях, в науково-дослідних установах тощо. Велику небезпеку для людей представляють ядерні боєприпаси, ядерне паливо та радіоактивні відходи атомної промисловості. В даний час в Україні діють 4 АЕС з 15 енергетичними ядерними реакторами, 2 дослідних ядерних реактори та більше 8000 підприємств і організацій, що використовують у виробництві, науково-дослідній роботі та у медичній практиці радіоактивні речовини. Незважаючи на посилення безпеки роботи АЕС, в майбутньому аварійні ситуації повністю виключити неможливо. На сьогодні у світі зареєстровано вже більше 300 радіаційних аварій з викидом радіонуклідів в навколишнє середовище.

Радіаційна аварія – аварія, пов’язана з викидом радіоактивних продуктів і (або) виходом іонізуючих випромінювань за передбачені проектом для нормальної експлуатації радіаційно небезпечного об’єкта межі в кількостях, що перевищують встановлені межі безпеки експлуатації об’єкта.

Основними причинами аварій на РНО є:

- помилки персоналу при експлуатації;

- несправність та недосконалість конструкцій.

В залежності від масштабів розповсюдження радіонуклідів в навколишнє середовище та радіаційних наслідків виділяють наступні види аварій на реакторах:

- локальні аварії, при яких вихід РР обмежений межами аварійного енергоблоку або виробничими приміщеннями радіаційно небезпечних об’єктів;

- місцеві аварії, при яких вихід РР обмежений спорудами АЕС та розміщеною поблизу територією;

- загальні аварії, при яких РР розповсюджуються за межі АЕС.

Згідно Закону “Про правовий режим на території, що зазнала радіоактивного забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи” забруднені території поділяються на зони в залежності від густини забруднення ґрунту радіонуклідами (ізотопами цезію 137).

1 зона – відчуження (площа 675 км2); забрудненість більш ніж 40 кюрі/км2.

2 зона – безумовного (обов’язкового) відселення – це територія, що зазнала інтенсивного забруднення радіонуклідами з густиною забруднення ґрунту ізотопами цезію від 15 до 40 кюрі/км2.

3 зона – гарантованого добровільного відселення – це територія з густиною забруднення ґрунту ізотопами цезію від 5 до 15 кюрі/км2.

4 зона – посиленого радіологічного контролю – це територія з густиною забруднення ґрунту ізотопами цезію від 1 до 5 кюрі/км2.

При радіаційних аваріях з викидом радіонуклідів у довкілля щодо планування і реалізації заходів захисту населення доцільно виділяти 3 основні фази перебігу аварії:

- Рання фаза включає період від початку викиду РР у атмосферу до моменту його припинення та завершення формування радіоактивного сліду. Тривалість цієї фази може становити від кількох годин до декількох діб.

- Середня (проміжна) фаза охоплює період від моменту формування радіоактивного сліду до виконання усіх заходів щодо захисту населення. Тривалість цієї фази може становити від кількох днів до декількох місяців.

- Пізня фаза – це після аварійний чи відновлюваний період, коли відбувається поступове повернення до нормальних умов життєдіяльності. Вона триває багато років і завершується одночасно зі скасуванням всіх обмежень на життєдіяльність населення на забруднених територіях.

При радіаційних аваріях можливе забруднення радіоактивними речовинами (РР) навколишнього середовища – повітря, ґрунту, рослинності, джерел води, будівель, споруд, а також людей, їх одягу, взуття, шкіряних покривів, слизових оболонок та надходження всередину організму.

Санітарні втрати при цьому можуть становити від 22 до 33 % населення зони в середньому. Структура їх може бути наступною:

- тяжко ужкоджені – 44%

- середньої тяжкості – 34%

- легко уражені – 22%

Можливі види уражень.

При аварії на АЕС з руйнуванням реактора внаслідок парового вибуху серед персоналу та населення можливі механічні травми та термічні опіки, які супроводжуються, як правило, радіаційними ураженнями. Радіаційний вплив є головним. Він характеризується:

1. Зовнішнім гамма-нейтронним опроміненням, джерелом якого є зруйнований реактор.

2. Бета-, гамма-опроміненням радіоактивного аерозолю та газів, які поступають із зруйнованого реактора.

3. Зовнішнім забрудненням радіоактивними речовинами шкіри та слизових оболонок.

4. Проникнення радіонуклідів в середину організму інгаляційним чи аліментарним шляхом (інкорпорація).

Після аварії основними джерелами внутрішнього опромінення є стронцій – 90 (період напіврозпаду 29 років, вражає кісткову тканину), цезій – 137 (період напіврозпаду 30 років, вражає кишечник), плутоній 239 (період напіврозпаду 24360 років, вражає легені).

Фізичні основи радіації.

Іонізуючим випромінюванням називають такі випромінювання, які при проходженні через речовину, у тому числі і тканини організму, спричинюють іонізацію і збудження атомів і молекул середовища, утворюючи іони - частки з позитивними і негативними зарядами. Джерелом цих випромінювань можуть бути як радіоактивні речови­ни, так і спеціальні пристрої (наприклад, рентгенівські установки, прискорювачі та ін.), здатні за певних умов на іонізуюче випроміню­вання. Властивість хімічних елементів мимовільно перетворюватися на інші елементи, випускаючи при цьому елементарні частки чи фотони, називають радіоактивністю.

Різновиди атомів, що утворюються при цьому, з іншими масовими числами й іншими атомними номерами, називають нуклідами.

Речовини, що мають у своїй сполуці радіоактивні нукліди, називають радіоактивними.

Величина, що характеризує число радіоактивних розпадів в одиницю часу, називають активністю. При цьому чим більше радіоак­тивних перетворень відбувається в радіоактивній речовині за одини­цю часу, тим більша її активність.

За одиницю активності (активність нукліда в радіоактивному джерелі) прийнята одиниця в системі СІ – беккерель (Бк) – це така кількість радіоактивної речовини, в якій проходить 1 акт розпаду за 1секунду, а несистемна одиниця – кюрі (Кі) – така кількість радіоактивної речовини, в якій проходить 37 млрд актів розпаду за 1 секунду.

Усі іонізуючі випромінювання поділяють на дві великі групи.

До першої групи відносять корпускулярне випромінювання, що складається із заряджених часток - альфа і бета, електронів, протонів та ін.

Другу групу становить фотонне електромагнітне випромінювання - рентгенівське і гамма-випромінювання.

Доза випромінювання (або опромінення) - це кількість енергії радіоактивних випромінювань поглинутих одиницею об’єму середовища, яке опромінюється - є мірою уражаючої дії радіоактивних випромінювань на організм людини, тварин і рослини. Вона може накопичуватися за різний час, а біологічне ураження від опромінення залежить від величини дози і від часу її накопичення.

Розрізняють експозиційну, поглинену і еквівалентну дози.

Основною величиною для оцінки радіаційного ефекту, зокрема радіобіологічного, у дозиметрії іонізуючих випромінювань є поглине­на доза - величина енергії, поглиненої одиницею маси речовини, що опромінюється.

Одиницею виміру поглиненої дози є грей (Гр), рівний погли­неній енергії в 1 Дж на 1 кг опроміненої речовини, а також рад, що дорівнює 0,01 Гр.

Для обліку біологічної ефективності випромінювань введена несистемна одиниця поглинутої дози – біологічний еквівалент рентгена (бер). Один бер – це доза будь-якого виду випромінювання, яка створює в організмі такий же біологічний ефект, як одиниця рентгенівського або гамма-випромінювання.

Оскільки різні види опромінення мають різний ефект опромі­нення, то існує поняття «еквівалентна доза». Вона характеризується поглиненою дозою, помноженою на коефіцієнт якості випромінювання, що різний для кожного виду випромінювання.

Альфа-випромінювання при цьому в 20 разів небезпечніше від інших видів випро-мінювань. Одиницею виміру еквівалентної дози є зіверт (Зв) - доза будь-якого виду іонізуючого випромінювання, що має такий самий біологічний ефект, як доза рентгенівського чи гам­ма-випромінювання в 1 Гр. Позасистемна одиниця еквівалентної дози бер дорівнює 0,01 Зв.

Для кількісної оцінки зовнішнього рентгенівського чи гамма-випромінювання використо-вується експозиційна доза випромінювання, що вимірюється в кулонах на кілограм (Кл/кг). Позасистемною одиницею виміру експозиційної дози є рентген (Р), рівний 2,58x10^-4 Кл/кг.

У зв'язку з тим, що опромінення людини, як правило, є нерівно­мірним як за площею, так і за глибиною, уведено поняття ефективної дози. Для кожного органу і тканини розрахований тканинний ко­ефіцієнт (тканинний фактор), який враховує радіаційну чутливість цього органу щодо радіаційної чутливості усього тіла. Одиницею виміру ефективної дози також є зіверт (Зв).

Для кількісної характеристики зовнішнього випромінювання використовують поняття "потужність дози" - доза, віднесена до оди­ниці часу - секунди чи години. Наприклад, якщо потужність дози гамма-випромінювання на місцевості дорівнює 10 Р/г перебування на цій місцевості, людина отримує дозу опромінення в 10 Р, за 2 год - 20 Р і т. д.

Величини й одиниці, які використовують в дозиметрії іонізуючого випромінювання

Фізичні величини та їхні символи	В СІ	Позасистемні одиниці	Співвідношення одиниць
Активність, С	Бк - беккерель	Кі - кюрі	1Бк=1 розпад за 1 с = 2,7 х 10-11 Кі 1Кі=3,7х1010 Бк
Поглинена доза, Д	Гр - грей	Рад-рад	1Гр = 100 рад 1рад= 10-2 Гр
Еквівалентна доза, Н	Зв - зіверт	Бер - бер	1 Зв = 100 бер 1 бер = 10-2 Зв
Експозиційна доза, X	Кл/кг - кулон на кілограм	Р - рентген	1Кл/кг=3,88х103 Р 1 Р=2,58х10-4 Кл/кг
Потужність екс­пози-ційної дози	А/кг - ампер на кілограм	Р/с - рентген за сек Р/г - рентген за год	1А/кг=3,88х103 Р/с 1Р/г=7,17х10-8 А/кг
Потужність по­глиненої дози	Гр/с - грей за секунду	Рад/с - рад за сек	1рад/с=10-2 Гр/с

Біологічна дія іонізуючих випромінювань

Механізм впливу іонізуючих випромінювань на організм пояснюють уражуючою дією на клітини, у результаті чого порушується їхня функція, що, у свою чергу, призводить до порушення життєдіяльності організму, а іноді і до його загибелі. Основною відмінністю іонізуючого випромінювання від інших уражуючих чинників катас­троф (хімічних отрут, високих температур та ін.) є здатність його іонізувати будь-які атоми. При іонізації відбувається відрив електрона від атома й утворення іонів. Якщо при опроміненні живих клітин іонізуються атоми, що містяться у невеликих молекулах (наприклад, води, амінокислот, вітамінів), ці молекули можуть розпадатися з утворенням вторинних продуктів - вільних радикалів, що мають велику реакційну здатність. Цей процес називають радіолізом. При іонізації макромолекул (білків, ферментів, нуклеїнових кислот) вони втрачають свої біологічні властивості (інактивуються).

Розрізняють два шляхи впливу іонізуючих випромінювань на клітини: прямий, при якому енергія випромінювання поглинається безпосередньо в самих макромолекулах, і непрямий, при якому енергія випромінювання поглинається водою й іншими низькомолекуляр­ними сполуками клітини, а макромолекули ушкоджуються продук­тами радіолізу.

Якщо говорити про вплив радіації на організм у цілому, то відпо­відно до сучасних уявлень усі шкідливі наслідки опромінення поділя­ють на детерміністичні (безпосередні) і стохастичні (вірогідні) ефек­ти.

Детерміністичні ефекти виявляються при дозах певного рівня, які називаються порогом клінічних ефектів. Найхарактернішими проявами детерміністичних ефектів є променева хвороба, променеві опіки, катаракти, безплідність, порушення кровотворення та ін. Яскравим прикладом детерміністичних ефектів дії іонізуючих випромінювань є променева хвороба.

Гостра променева хвороба (ГПХ) у її типовій формі розвивається при зовнішньому загальному відносно рівномірному опроміненні в дозі, що перевищує 1 Гр, при порівняно нетривалому впливі. Виок­ремлюють такі форми ГПХ:

- кістково-мозкову (доза опромінення 1-10 Гр),

- кишкову (10-20 Гр),

- токсемічну (20-80 Гр);

- церебральну (понад 80 Гр).

Тяжкість кістково-мозкової форми ГПХ також визначається дозою опромінення: легка (1-2 Гр), середньої тяжкості (2-4 Гр), тяжка (4-6 Гр) і вкрай тяжка (6-10 Гр).

Виділяють такі ступені тяжкості гострої променевої хвороби:

І – легкий ступінь – 100 – 200 Бер;

ІІ – середній ступінь – 200 – 400 Бер;

ІІІ – тяжкий ступінь – 400 – 600 Бер;

ІV – вкрай тяжкий ступінь – 600 – 1000 Бер.

Крім ГПХ можливе виникнення радіаційних уражень шкіри та слизових оболонок від легкої еритеми до глибоких некрозів. В подальшому можливий розвиток віддалених наслідків:

- захворювання крові (лейкози та ін.);

- порушення імунітету;

- порушення морфології та функції щитовидної залози;

- збільшення частоти новоутворень (пухлин);

- порушення системи згортання крові;

- генетичні наслідки та несприятливий перебіг вагітності;

• вегетативно-судинна нестійкість, ендокринні захворювання, мозкові та судинні кризи, передчасне старіння тощо.

Хронічна променева хвороба (ХПХ) розвивається при тривалому опроміненні організму в малих дозах (0,1-0,5 Гр на добу) при сумарній дозі, що перевищує 0,7-1 Гр. Для хронічної променевої хвороби характерне повільне наростання тяжкості ураження і тривалі­шій відновний період.

Стохастичні (імовірні) променеві ураження (злоякісні новоутворення, лейкози, генетичні порушення) можуть виникати поза залежністю від величини опромінення через деякий час після нього. Латентний (прихований) період становить принаймні 2-5 років у випадку лейкозу, 10 років і більше - у випадку інших злоякісних пухлин. Генетичні променеві ураження можуть виявлятися в наступ­них поколіннях.

Нормування радіаційної безпеки

Усі країни, що використовують атомну енергію, мають норми і правила радіаційної безпеки, що базуються на рекомендаціях Міжна­родної комісії з радіаційного захисту (МКРЗ). Їхня мета - запобігти несприятливим наслідкам опромінення людей у процесі застосування, збереження і транспортування радіоактивних речовин і джерел іонізуючих випромінювань.

В Україні нині основоположним документом є Норми радіацій­ної безпеки України (НРБУ-97). Згідно з НРБУ-97 встановлено три категорії осіб, які піддаються опроміненню:

- категорія А (персонал) - особи, які постійно чи тимчасово працюють безпосередньо з джерелами іонізуючих випромінювань;

- категорія Б (персонал) - особи, не зайняті безпосередньо робо­тою з джерелами іонізуючих випромінювань, але через розміщення робочих місць у приміщеннях і на промислових площадках об'єктів з радіаційно-ядерними технологіями можуть одержати додаткове опромінення;

- категорія В - усе населення.

Числові значення доз опромінення встановлені на рівнях, що виключають виникнення детерміністичних і одночасно гарантують низьку імовірність виникнення стохастичних ефектів, прийнятих як для окремих осіб, так і для суспільства в цілому.

Ліміти доз опромінення (МЗв/год)

Найменування	Категорія осіб, піддаються опроміненню
	А	Б	В
Ліміт ефективної дози опромінення Ліміт еквівалентної дози опромінення: - для кришталика ока; - для шкіри; - для кистей та стоп	20 150 500 500	2 15 50 50	1 15 50 -