Последици от въздействието на йонизиращите лъчения върху човешкото тяло по време на външно и вътрешно облъчване, повърхностно замърсяване с радиоактивни вещества. Влияние на йонизиращите лъчения

Радиоактивните вещества (RS) могат да проникнат в тялото по три начина: с вдишван въздух, през стомашно-чревния тракт (с храна и вода), през кожата. Човек получава радиация не само отвън, но и чрез вътрешните органи. RV проникват в молекули на вътрешните органи, особено в костната тъкан и мускулите. Концентрирайки се в тях, радиоактивните вещества продължават да облъчват и увреждат тялото отвътре.

Радиационният риск е вероятността човек или неговото потомство да имат някакъв вреден ефект в резултат на радиация.

Когато е изложено на човешкото тяло, йонизиращото лъчение може да причини неблагоприятни ефекти от два вида:

Детерминистични (лъчева болест, радиационен дерматит, лъчева катаракта, радиационно безплодие, аномалии в развитието на плода и др.). Предполага се, че има праг на дозата, под който ефектът липсва и над който тежестта на ефекта зависи от дозата;

Стохастични вероятностни безпрагови вредни биологични ефекти (злокачествени тумори, левкемии, наследствени заболявания), които нямат праг на дозата. Тежестта на тяхното проявление не зависи от дозата. Периодът на поява на тези ефекти при облъчено лице е от 2 до 50 години или повече.

Биологичният ефект на йонизиращото лъчение е свързан с образуването на нови съединения, които не са характерни за организма, нарушавайки дейността както на отделни функции, така и на цели системи на тялото. Процесите на възстановяване на структурите на тялото отчасти продължават. Общият резултат от възстановяването зависи от интензивността на тези процеси. С увеличаване на мощността на излъчване значимостта на процесите на възстановяване намалява.

Разграничаване на генетични (наследствени) и соматични (телесни) вредни ефекти.

Генетичните ефекти са свързани с промени в генния апарат под въздействието на йонизиращо лъчение. Последиците от това са мутации (появата на потомство при облъчени хора с други признаци, често с вродени деформации).

Генетичните ефекти имат дълъг латентен период (десетки години след излагане). Такава опасност съществува дори при много слаба радиация, която, макар и да не унищожава клетките, е способна да промени наследствените свойства.

Соматичните ефекти винаги започват при определена прагова доза. При дози, по-ниски от прага, не настъпва увреждане на тялото. Соматичните ефекти включват локално увреждане на кожата (радиационно изгаряне), очна катаракта (непрозрачност на лещата), генитално нараняване (краткосрочна или постоянна стерилизация). Тялото е в състояние да преодолее много от соматичните ефекти на радиацията.

Степента на радиационно увреждане до голяма степен зависи от размера на облъчената повърхност, от това дали цялото тяло е било облъчено или само част от него. С намаляването му намалява и биологичният ефект.

Дългосрочното излагане на ниски дози (хронично) в работната среда може да доведе до развитие на хронична лъчева болест. Най-характерните признаци на хронична лъчева болест са промени в кръвната картина, локални кожни лезии, лезии на лещата, пневмосклероза и намален имунитет. Способността да предизвиква дългосрочни ефекти е едно от коварните свойства на йонизиращите лъчения.

Йонизиращата радиация се нарича радиация, чието взаимодействие с вещество води до образуването на йони с различни признаци в това вещество. Йонизиращото лъчение се състои от заредени и незаредени частици, които също включват фотони. Енергията на частиците от йонизиращо лъчение се измерва в извънсистемни единици - електрон-волта, eV. 1 eV = 1,6 10 -19 J.

Разграничаване на корпускулярно и фотонно йонизиращо лъчение.

Корпускулно йонизиращо лъчение- потокът от елементарни частици с маса на покой, различна от нула, образувана по време на радиоактивен разпад, ядрени трансформации или генерирана при ускорители. Включва: α- и β-частици, неутрони (n), протони (p) и др.

α-лъчението е поток от частици, които са ядрата на хелиев атом и имат две зарядни единици. Енергията на α-частиците, излъчвани от различни радионуклиди, е в диапазона 2-8 MeV. В този случай всички ядра на даден радионуклид излъчват α-частици със същата енергия.

β-лъчението е поток от електрони или позитрони. При разпадането на ядрата на β-активен радионуклид, за разлика от α-разпадането, различни ядра на даден радионуклид излъчват β-частици с различна енергия, следователно енергийният спектър на β-частиците е непрекъснат. Средната енергия на β-спектъра е приблизително 0,3 E макс.Максималната енергия на β-частиците в известните към момента радионуклиди може да достигне 3,0-3,5 MeV.

Неутроните (неутронно лъчение) са неутрални елементарни частици. Тъй като неутроните нямат електрически заряд, при преминаване през материята те взаимодействат само с ядрата на атомите. В резултат на тези процеси се образуват или заредени частици (ядра на откат, протони, неутрони) или g-лъчение, което причинява йонизация. По естеството на взаимодействието с околната среда, което зависи от нивото на неутронната енергия, те обикновено се разделят на 4 групи:

1) топлинни неутрони 0,0-0,5 keV;

2) междинни неутрони 0,5-200 keV;

3) бързи неутрони 200 KeV - 20 MeV;

4) релативистични неутрони над 20 MeV.

Фотонно излъчване- потокът от електромагнитни вълни, които се разпространяват във вакуум с постоянна скорост 300 000 km / s. Той включва g-радиация, характеристика, тормозно излъчване и рентгенова снимка
радиация.

Притежавайки една и съща природа, тези видове електромагнитно излъчване се различават както по условията на образуване, така и по свойства: дължина на вълната и енергия.

И така, g-лъчението се излъчва по време на ядрени трансформации или по време на унищожаването на частици.

Характерно излъчване е фотонното излъчване с дискретен спектър, излъчвано, когато енергийното състояние на атома се промени поради пренареждането на вътрешните електронни обвивки.

Bremsstrahlung е свързан с промяна в кинетичната енергия на заредени частици, има непрекъснат спектър и възниква в околната среда около източника на β-лъчение, в рентгенови тръби, в ускорители на електрони и др

Рентгеновото лъчение е комбинация от тормозно излъчване и характерно лъчение, чийто обхват на фотонната енергия е 1 keV - 1 MeV.

Радиациите се характеризират със своята йонизираща и проникваща способност.

Йонизираща способнострадиацията се определя от специфична йонизация, т.е. броят на йонните двойки, създадени от частица на единица обем от средната маса или на единица дължина на пътя. Радиацията от различни видове има различни йонизиращи свойства.

Проникваща способнострадиацията се определя от стойността на пътя. Пробегът се нарича пътят, изминат от частица във веществото до пълното му спиране, поради един или друг вид взаимодействие.

α-частиците имат най-висока йонизираща сила и най-ниска проникваща сила. Тяхната специфична йонизация варира от 25 до 60 хиляди двойки йони на 1 см път във въздуха. Дължината на пътя на тези частици във въздуха е няколко сантиметра, а в меката биологична тъкан - няколко десетки микрона.

β-лъчението има значително по-ниска йонизираща сила и по-висока проникваща сила. Средната специфична йонизация във въздуха е около 100 йонни двойки на см път, а максималният обхват достига няколко метра при високи енергии.

Фотонното лъчение има най-ниска йонизираща способност и най-висока проникваща способност. Във всички процеси на взаимодействие на електромагнитното излъчване с околната среда част от енергията се превръща в кинетичната енергия на вторичните електрони, които, преминавайки през веществото, произвеждат йонизация. Преминаването на фотонното излъчване през материята изобщо не може да се характеризира с концепцията за свободен път. Отслабването на потока от електромагнитно излъчване в материята се подчинява на експоненциален закон и се характеризира с коефициент на затихване p., Който зависи от енергията на излъчване и свойствата на веществото. Но каквато и да е дебелината на слоя на материята, невъзможно е да се абсорбира изцяло потока на фотонното лъчение, но можете да отслабите интензивността му само няколко пъти.

Това е значителна разлика в характера на затихването на фотонното излъчване от затихването на заредените частици, за което има минимална дебелина на абсорбиращия слой (диапазон), където се получава общото поглъщане на потока на заредените частици.

Биологично действие на йонизиращото лъчение.Под въздействието на йонизиращо лъчение върху човешкото тяло в тъканите могат да възникнат сложни физични и биологични процеси. В резултат на йонизацията на живата тъкан молекулните връзки се разрушават и химическата структура на различни съединения се променя, което от своя страна води до клетъчна смърт.

Още по-значима роля за формирането на биологични последици играят продуктите на радиолизата на водата, която съставлява 60-70% от масата на биологичната тъкан. Под действието на йонизиращо лъчение върху водата се образуват свободни радикали Н · и ОН ·, а в присъствието на кислород и свободни радикали на хидропероксид (HO · 2) и водороден пероксид (H 2 O 2), които са силни окислители . Продуктите за радиолиза влизат в химични реакции с тъканни молекули, образувайки съединения, които не са характерни за здраво тяло. Това води до нарушаване на отделните функции или системи, както и на жизнената дейност на организма като цяло.

Интензивността на химичните реакции, предизвикани от свободните радикали, се увеличава и в тях участват много стотици и хиляди молекули, които не са засегнати от радиация. Това е спецификата на действието на йонизиращата радиация върху биологични обекти, тоест ефектът, произведен от лъчението, се дължи не толкова на количеството абсорбирана енергия в облъчения обект, а на формата, в която тази енергия се предава. Никой друг вид енергия (топлинна, електрическа и т.н.), погълната от биологичен обект в същото количество, не води до такива промени, причинени от йонизиращо лъчение.

Когато е изложено на човешкото тяло, йонизиращото лъчение може да предизвика два вида ефекти, свързани с болести в клиничната медицина: детерминирани прагови ефекти (лъчева болест, радиационно изгаряне, радиационна катаракта, радиационно безплодие, аномалии в развитието на плода и др.) И стохастични (вероятностни) непрагови ефекти (злокачествени тумори, левкемии, наследствени заболявания).

Нарушенията на биологичните процеси могат да бъдат или обратими, когато нормалното функциониране на клетките на облъчената тъкан е напълно възстановена, или необратими, което води до увреждане на отделни органи или на целия организъм и появата на лъчева болест.

Има две форми на лъчева болест - остра и хронична.

Остра формавъзниква в резултат на излагане на високи дози за кратък период от време. При дози от порядъка на хиляди рад увреждането на тялото може да бъде моментално („смърт под лъча“). Остра лъчева болест може да възникне и при попадане на големи количества радионуклиди в тялото.

Острите лезии се развиват с единично равномерно гама облъчване на цялото тяло и абсорбирана доза над 0,5 Gy. При доза 0,25 ... 0,5 Gy могат да се наблюдават временни промени в кръвта, които бързо се нормализират. В дозовия диапазон от 0,5 ... 1,5 Gy се появява чувство на умора, по-малко от 10% от изложените пациенти могат да получат повръщане, умерени промени в кръвта. При доза 1,5 ... 2,0 Gy се наблюдава лека форма на остра лъчева болест, която се проявява с продължителна лимфопения (намаляване на броя на лимфоцитите - имунокомпетентни клетки), в 30 ... 50% от случаите - повръщане на първия ден след облъчване. Смъртните случаи не се регистрират.

Лъчева болест с умерена тежест възниква при доза 2,5 ... 4,0 Gy. През първия ден почти всички облъчени пациенти изпитват гадене, повръщане, рязко намаляване на съдържанието на левкоцити в кръвта, появяват се подкожни кръвоизливи, в 20% от случаите е възможен фатален изход, смъртта настъпва 2 ... 6 седмици след облъчване. При доза 4,0 ... 6,0 Gy се развива тежка форма на лъчева болест, водеща в 50% от случаите до смърт през първия месец. При дози над 6,0 Gy се развива изключително тежка форма на лъчева болест, която в почти 100% от случаите завършва със смърт поради кръвоизлив или инфекциозни заболявания. Дадените данни се отнасят до случаи, при които няма лечение. Понастоящем съществуват редица антирадиационни средства, които при комплексно лечение позволяват да се изключи смъртта при дози от около 10 Gy.

Хроничната лъчева болест може да се развие при продължително или многократно облъчване при дози, значително по-ниски от тези, които причиняват остра форма. Най-характерните признаци на хронична лъчева болест са промени в кръвта, редица симптоми от страна на нервната система, локални кожни лезии, лезии на лещата, пневмосклероза (с вдишване на плутоний-239) и намаляване на имунореактивността на организма.

Степента на излагане на радиация зависи от това дали експозицията е външна или вътрешна (когато радиоактивен изотоп навлезе в тялото). Вътрешната експозиция е възможна чрез вдишване, поглъщане на радиоизотопи и проникването им в тялото през кожата. Някои вещества се абсорбират и натрупват в определени органи, което води до високи локализирани дози радиация. В костите се натрупват калций, радий, стронций и други, йодните изотопи причиняват увреждане на щитовидната жлеза, редки земни елементи - главно чернодробни тумори. Изотопите на цезий, рубидий се разпределят равномерно, причинявайки инхибиране на хематопоезата, атрофия на тестисите и тумори на меките тъкани. При вътрешно облъчване най-опасни са алфа-излъчващите изотопи на полоний и плутоний.

Способността да причинява дългосрочни последици - левкемия, злокачествени новообразувания, ранно стареене - е едно от коварните свойства на йонизиращите лъчения.

За решаването на въпросите на радиационната безопасност, ефектите, наблюдавани при "ниски дози" - от порядъка на няколко санти Свитъра на час и по-долу, които всъщност се срещат при практическото използване на атомната енергия, са от първостепенен интерес.

Тук е много важно, че според съвременните концепции добивът на неблагоприятни ефекти в диапазона от „малки дози“, които се появяват при нормални условия, зависи малко от мощността на дозата. Това означава, че ефектът се определя преди всичко от общата натрупана доза, независимо дали е получена за 1 ден, за 1 s или за 50 години. По този начин, когато се оценяват ефектите от хроничната експозиция, трябва да се има предвид, че тези ефекти се натрупват в тялото за дълго време.

Дозиметрични величини и техните единици.Действието на йонизиращото лъчение върху веществото се проявява в йонизацията и възбуждането на атоми и молекули, които съставят веществото. Погълнатата доза е количествена мярка за този ефект. D стре средната енергия, предадена от радиация към единица маса на веществото. Единицата на абсорбираната доза е сива (Gy). 1 Gy = 1 J / kg. На практика се използва и извънсистемна единица - 1 rad = 100 erg / g = 1 10 -2 J / kg = 0,01 Gy.

Абсорбираната доза радиация зависи от свойствата на радиацията и абсорбиращата среда.

За заредени частици (α, β, протони) с ниска енергия, бързи неутрони и някои други лъчения, когато основните процеси на тяхното взаимодействие с материята са директна йонизация и възбуждане, абсорбираната доза служи като недвусмислена характеристика на йонизиращото лъчение по отношение на въздействието му върху средата. Това се дължи на факта, че между параметрите, характеризиращи тези видове радиация (поток, плътност на потока и др.) И параметъра, характеризиращ йонизационната способност на лъчението в средата - абсорбираната доза, е възможно да се установят адекватни преки връзки.

При рентгеновите лъчи и g-лъчения такива зависимости не се наблюдават, тъй като тези видове лъчения косвено йонизират. Следователно, абсорбираната доза не може да характеризира тези лъчения по отношение на техния ефект върху околната среда.

Доскоро т. Нар. Експозиционна доза се използваше като характеристика на рентгеновите и g-лъчения по отношение на йонизационния ефект. Експозиционната доза изразява енергията на фотонното лъчение, преобразувана в кинетичната енергия на вторичните електрони, които йонизират за единица маса атмосферен въздух.

Висулка на килограм (C / kg) се приема като единица експозиционна доза на рентгеново и g-лъчение. Това е такава доза рентгеново или g-лъчение, когато при излагане на 1 кг сух атмосферен въздух при нормални условия се образуват йони, които носят 1 С електричество от всеки знак.

На практика все още широко се използва несистемната единица на експозиционната доза, рентгеновата снимка. 1 рентгенова снимка (P) - експозиционна доза на рентгенови лъчи и g-лъчи, при която в 0,001293 g (1 cm 3 въздух при нормални условия) се образуват йони, носещи заряд в една електростатична единица от количеството електричество от всеки знак или 1 P = 2,58 10 -4 C / kg. При експозиционна доза от 1 R, 2,08 10 9 двойки йони ще се образуват в 0,001293 g атмосферен въздух.

Изследвания на биологични ефекти, причинени от различни йонизиращи лъчения, показват, че увреждането на тъканите е свързано не само с количеството на погълнатата енергия, но и с нейното пространствено разпределение, характеризиращо се с линейна йонизационна плътност. Колкото по-висока е линейната йонизационна плътност или, с други думи, линейният енергиен трансфер на частици в средата на единица дължина на пътя (LET), толкова по-голяма е степента на биологично увреждане. За да се вземе предвид този ефект, е въведена концепцията за еквивалентна доза.

Дозов еквивалент H T, R -абсорбирана доза в орган или тъкан D T, R , умножен по подходящия коефициент на тежест за дадено лъчение W R:

H t, r=W R D T, R

Мерната единица за еквивалентната доза е J кг -1, което има специално име сиверт (Sv).

Стойностите W Rза фотони, електрони и мюони всяка енергия е 1, за α-частици, фрагменти на делене, тежки ядра - 20. Коефициенти на тежест за някои видове радиация при изчисляване на еквивалентната доза:

· Фотони на всякакви енергии ………………………………………………… .1

· Електрони и мюони (по-малко от 10 keV) ………………………………………… .1

· Неутрони с енергия по-малка от 10 keV ……………………………………… ... 5

от 10 keV до 100 keV …… .... ……………………………………………… 10

от 100 keV до 2 MeV ……………………………………………………… ..20

от 2 MeV до 20 MeV …………………………………………………… ..10

над 20 MeV ……………………………………………………………… 5

Протони, с изключение на протоните на откат,

енергия над 2 MeV …………………………………. ……………… 5

Алфа частици,

делящи се фрагменти, тежки ядра ………………………………………… .20

Ефективна дозае стойност, използвана като мярка за риска от дългосрочните ефекти на облъчването на цялото човешко тяло и отделните му органи, като се вземе предвид тяхната радиочувствителност. Представлява сумата от продуктите на еквивалентната доза в даден орган Н τТчрез подходящия коефициент на тежест за даден орган или тъкан W T:

където Н τТ -тъканна еквивалентна доза T по време на τ .

Единицата за ефективна доза е J × kg -1, наречена сиверт (Sv).

Стойностите W Tза някои видове тъкани и органи са дадени по-долу:

Вид тъкан, орган W 1

Гонади ................................................. .................................................. ............. 0,2

Костен мозък, (червен), бели дробове, стомах ……………………………… 0,12

Черен дроб, гърда, щитовидна жлеза. ………………………… ... 0,05

Кожа ………………………………………………………………………… 0,01

Абсорбираната, експозицията и еквивалентните дози за единица време се наричат скорост на съответните дози.

Спонтанното (спонтанно) разпадане на радиоактивни ядра следва закона:

N = N 0 exp (-λt),

където N 0- броят на ядрата в даден обем от материя в момент t = 0; не броят на ядрата в същия обем към момента t ; λ е константата на разпадане.

Константата λ има значението на вероятността за ядрен разпад за 1 s; тя е равна на частта от ядрата, които се разпадат за 1 s. Константата на разпадане не зависи от общия брой ядра и има съвсем определена стойност за всеки радиоактивен нуклид.

Горното уравнение показва, че с течение на времето броят на ядрата на радиоактивно вещество намалява експоненциално.

Поради факта, че полуживотът на значителен брой радиоактивни изотопи се измерва в часове и дни (т.нар. Краткотрайни изотопи), е необходимо да се знае, за да се оцени радиационната опасност във времето в случай на случайно изпускане на радиоактивно вещество в околната среда, избора на метод за обеззаразяване, както и по време на преработката на радиоактивни отпадъци и последващото им обезвреждане.

Описаните видове дози се отнасят до отделен човек, тоест те са индивидуални.

Обобщавайки индивидуалните ефективни еквивалентни дози, получени от група хора, стигаме до колективната ефективна еквивалентна доза, която се измерва в човешки сиверти (man-Sv).

Трябва да се въведе друго определение.

Много радионуклиди се разпадат много бавно и ще останат в далечното бъдеще.

Нарича се колективната ефективна еквивалентна доза, която поколения хора ще получават от всеки радиоактивен източник през целия период на съществуването му очакваната (пълна) колективна ефективна еквивалентна доза.

Наркотична активност -това е мярка за количеството радиоактивен материал.

Активността се определя от броя на разпадащите се атоми за единица време, т.е. от скоростта на разпадане на ядрата на радионуклида.

Единицата за измерване на активността е една ядрена трансформация в секунда. В системата от единици SI тя получи името Бекерел (Bq).

Кюри (Ci) се приема като несистемна единица на активност - активността на такъв брой радионуклиди, при които се случват 3,7 × 10 10 разпадащи се в секунда. На практика широко се използват производни на Ki: milicurie - 1 mCi = 1 × 10 -3 Ci; микрокюри - 1 μCi = 1 × 10 -6 Ci.

Измерване на йонизиращо лъчение.Трябва да се помни, че няма универсални методи и инструменти, приложими за всички условия. Всеки метод и устройство имат своя област на приложение. Неспазването на тези бележки може да доведе до груби грешки.

Радиационната безопасност използва радиометри, дозиметри и спектрометри.

Радиометри- това са устройства, предназначени да определят количеството радиоактивни вещества (радионуклиди) или радиационния поток. Например, броячи на газоразряд (Geiger-Muller).

Дозиметри- това са устройства за измерване на експозицията или мощността на абсорбираната доза.

Спектрометрислужат за регистрация и анализ на енергийния спектър и идентификация на тази основа на излъчващи радионуклиди.

Нормиране.Въпросите за радиационната безопасност са регулирани от Федералния закон „За радиационната безопасност на населението“, стандартите за радиационна безопасност (NRB-99) и други правила и разпоредби. Законът "За радиационната безопасност на населението" гласи: "Радиационната безопасност на населението е състоянието на защита на настоящите и бъдещите поколения хора от вредното въздействие на йонизиращите лъчения за тяхното здраве" (член 1).

„Гражданите на Руската федерация, чуждестранните граждани и лицата без гражданство, пребиваващи на територията на Руската федерация, имат право на радиационна безопасност. Това право се осигурява чрез прилагане на набор от мерки за предотвратяване на радиационното излагане на човешкото тяло на йонизиращи лъчения над установените норми, правила и разпоредби, спазване от граждани и организации, работещи с източници на йонизиращи лъчения, изискванията за осигуряване на радиационна безопасност ”(Член 22).

Хигиенната регулация на йонизиращите лъчения се извършва от стандартите за радиационна безопасност NRB-99 (Санитарни разпоредби SP 2.6.1.758-99). Основните дозови граници на експозиция и допустимите нива са установени за следните категории

изложени лица:

· Персонал - лица, работещи с изкуствени източници (група А) или които са под условия на труд в зоната на тяхното въздействие (група Б);

· Цялото население, включително персонал, извън обхвата и условията на тяхната производствена дейност.

1. Йонизиращо лъчение, техните видове, същност и основни свойства.

2. Йонизиращо лъчение, техните характеристики, основни качества, мерни единици. (2 в 1)

За по-добро възприемане на последващия материал е необходимо да

нишка някои концепции.

1. Ядрата на всички атоми на един елемент имат еднакъв заряд, тоест съдържанието

пожънете един и същ брой положително заредени протони и различни ко-

броят на частиците без заряд - неутрони.

2. Положителният заряд на ядрото, поради броя на протоните, е

е спрян от отрицателен заряд на електрони. Следователно атомът е електрически

неутрален.

3. Атоми на един и същ елемент с еднакъв заряд, но различни

броят на неутроните се нарича ISOTOPES.

4. Изотопите на един и същи елемент имат един и същ химикал, но различни

лични физически свойства.

5. Изотопите (или нуклидите) по тяхната стабилност се делят на стабилни и

разлагащ се, т.е. радиоактивен.

6. Радиоактивност - спонтанна трансформация на ядрата на атомите на някои

ченгета на други, придружени от излъчване на йонизиращо лъчение

7. Радиоактивните изотопи се разпадат с определена скорост, измервайки

моят полуживот, т.е. времето, когато първоначалното число

ядра е наполовина. От тук радиоактивните изотопи се подразделят на

краткотраен (полуживотът се изчислява от части от секундата до не-

колко дни) и дълголетни (с полуживот от няколко месеца

до милиарди години).

8. Радиоактивното разпадане не може да бъде спряно, ускорено или забавено от

по всякакъв начин.

9. Скоростта на ядрените трансформации се характеризира с активност, т.е. номер

разпада за единица време. Единицата на дейност е бекерелът

(Bq) - една трансформация в секунда. Несистемна единица на дейност -

кюри (Ki), 3,7 х 1010 пъти по-голям от бекерела.

Има следните видове радиоактивни трансформации: корпус-

полярна и вълнова.

Корпускулните включват:

1. Алфа разпад. Характерно е за естествените радиоактивни елементи с

големи серийни номера и представлява поток от хелиеви ядра,

носещ двоен положителен заряд. Емисията на алфа частици е различна

енергия от ядра от един и същи тип възниква в присъствието на различни

енергийни нива. В този случай възникват възбудени ядра, които

последните, преминавайки в основно състояние, излъчват гама кванти. При взаимно свързване

взаимодействието на алфа частиците с материята, тяхната енергия се изразходва за вълнуващо

образуване и йонизация на атомите на средата.

Алфа частиците се характеризират с най-висока степен на йонизация -

60 000 йонни двойки по пътека в 1 см въздух. Първо траектория на частиците

gii, сблъсък с ядра), което увеличава плътността на йонизацията в края

пътища на частици.

С относително голяма маса и заряд, алфа частици

имат малка проникваща сила. И така, за алфа частица

с енергия от 4 MeV, дължината на пътя във въздуха е 2,5 cm, и биологична

плат 0,03 мм. Алфа разпадът води до намаляване на ординала

мярка на веществото с две единици и масово число с четири единици.

Пример: ----- +

Алфа частиците се считат за вътрешни храни. На-

щит: тишу хартия, дрехи, алуминиево фолио.

2. Електронно бета разпадане. Характерна е както за естествените, така и за

изкуствени радиоактивни елементи. Ядрото излъчва електрон и

в този случай ядрото на новия елемент изчезва с постоянно масово число и с

голям сериен номер.

Пример: ----- + ē

Когато ядрото излъчва електрон, то се придружава от излъчването на неутрино.

(1/2000 маса на електронния покой).

Когато се излъчват бета частици, ядрата на атомите могат да бъдат възбудени

състояние. Преходът им в невъзбудено състояние е придружен от емисия

кания гама кванти. Средният свободен път на бета частица във въздуха при 4 MeV 17

см, докато се образуват 60 двойки йони.

3. Позитрон бета разпадане. Наблюдава се при някои изкуствени

диоактивни изотопи. Масата на ядрото практически не се променя, а редът на

първото число се намалява с едно.

4. K-улавяне на орбитален електрон от ядро. Ядрото улавя електрон от K-

черупка, докато неутронът изтича от ядрото и характеристика

Рентгеново лъчение.

5. Неутронното лъчение се нарича още корпускуларно лъчение. Неутроните не са

елементарни частици със заряд с маса, равна на 1. В зависимост

от тяхната енергия се различават бавни (студени, топлинни и епитермални)

резонансен, междинен, бърз, много бърз и супер бърз

неутрони. Неутронното лъчение е най-кратко: след 30-40 s-

кунд неутронът се разпада на електрон и протон. Проникваща способност

неутронният поток е сравним с този за гама-лъчението. С проникващ

ефектът на неутронното излъчване в тъканта на дълбочина 4-6 cm, a

дадена радиоактивност: стабилните елементи стават радиоактивни.

6. Спонтанно делене на ядра. Този процес се наблюдава при радиоактивни

елементи с голямо атомно число при улавяне от бавни ядра

електрони. Едни и същи ядра образуват различни двойки фрагменти с

дневното количество неутрони. Когато ядрата се делят, се отделя енергия.

Ако неутроните се използват отново за последващо делене на други ядра,

реакцията ще бъде верижна.

При лъчева терапия на тумори се използват пи-мезони - елементарни части

частици с отрицателен заряд и маса 300 пъти масата на електрическата

трон. Pi-мезоните взаимодействат с атомните ядра само в края на техния обхват, където

унищожават ядрата на облъчената тъкан.

Типове вълнови трансформации.

1. Гама лъчи. Това е поток от електромагнитни вълни с дължина от 0,1 до 0,001

нм. Скоростта им на разпространение е близка до скоростта на светлината. Проникващ

способността е висока: те могат да проникнат не само през човешкото тяло

ка, но и чрез по-плътни медии. Във въздуха обхватът на гама

лъчи достига няколкостотин метра. Енергията на гама квант е почти

10 000 пъти енергията на квант видима светлина.

2. Рентгенови лъчи. Електромагнитно лъчение, изкуствено

чете се в рентгенови епруветки. Когато се прилага високо напрежение

катод, от него излитат електрони, които се движат с висока скорост

удряйки антикатода и удряйки се в гравитационната му повърхност

жълт метал. Bremsstrahlung рентгеново лъчение възниква, притежава

висока проникваща сила.

Особености на радиационната радиация

1. Никой не открива източник на радиоактивно излъчване

ганомът на сетивата.

2. Радиоактивното излъчване е универсален фактор за различни науки.

3. Радиоактивното лъчение е глобален фактор. В случай на ядрена

замърсяване на територията на една държава, ефектът на радиация се получава от други.

4. Под действието на радиоактивно излъчване в организма, специфично

химична реакция.

Свойства, присъщи на радиоактивните елементи

и йонизиращо лъчение

1. Промяна във физическите свойства.

2. Способност за йонизиране на околната среда.

3. Проникваща способност.

4. Полуживот.

5. Полуживот.

6. Наличието на критично тяло, т.е. тъкан, орган или част от тялото, лъчение

които могат да причинят най-голяма вреда на човешкото здраве или

потомство.

3. Етапи на действието на йонизиращото лъчение върху човешкото тяло.

Ефектът на йонизиращото лъчение върху тялото

Настъпват незабавни преки нарушения в клетките и тъканите

последвани от радиация, са незначителни. Така например, под действието на радиация, вие

смъртта на експерименталното животно, температурата в тялото му се повиши

се издига само със една стотна от градуса. Въпреки това, под действието на

диоактивно излъчване в тялото, има много сериозни

нарушения, които трябва да се разглеждат на етапи.

1. Физикохимичен етап

Явленията, които се случват на този етап, се наричат първични или

стартери. Именно те определят целия по-нататъшен ход на развитието на лъча

поражения.

Първо, йонизиращата радиация взаимодейства с водата, нокаутирайки

неговите молекули са електрони. Образуват се молекулни йони, които носят положителни

ny и отрицателни такси. В процес е така наречената радиолиза на водата.

H2O - ē → H2O +

H2O + ē → H2O-

Молекулата H2O може да бъде унищожена: H и OH

Хидроксилите могат да рекомбинират: OH

Образува се OH водороден прекис H2O2

По време на взаимодействието на H2O2 и OH се образуват HO2 (хидропероксид) и H2O

Йонизирани и възбудени атоми и молекули в рамките на 10 секунди

те взаимодействат помежду си и с различни молекулярни системи,

пораждащи химически активни центрове (свободни радикали, йони, йон-

радикали и др.). В същия период са възможни прекъсвания на връзките в молекулите, както през

поради пряко взаимодействие с йонизиращия агент и за

сметка на вътрешно- и междумолекулния трансфер на възбудителна енергия.

2. Биохимичен етап

Повишава се пропускливостта на мембраните, чрез тях се дифузира

да се поставят електролити, вода, ензими в органелите.

Радикали в резултат на взаимодействието на радиацията с водата

взаимодействат с разтворени молекули на различни съединения, давайки

началото на вторичните радикални продукти.

По-нататъшно развитие на радиационно увреждане на молекулярните структури

се свежда до промени в протеините, липидите, въглехидратите и ензимите.

В протеините се срещат:

Конфигурационни промени в структурата на протеина.

Агрегация на молекули поради образуването на дисулфидни връзки

Разрушаване на пептидни или въглеродни връзки, водещи до разграждане на протеини

Намаляване на нивото на метионин, донор на сулфхидрилни групи, трипто-

забавление, което води до рязко забавяне на синтеза на протеини

Намаляване на съдържанието на сулфхидрилни групи поради тяхното инактивиране

Увреждане на системата за синтез на нуклеинова киселина

В липиди:

Образуват се пероксиди на мастни киселини, които нямат специфична ферментация

ченгета за тяхното унищожаване (ефектът на пероксидазата е незначителен)

Антиоксидантите се потискат

Във въглехидратите:

Полизахаридите се разграждат до прости захари

Облъчването на прости захари води до тяхното окисляване и разлагане до органични

никови киселини и формалдехид

Хепаринът губи своите антикоагулантни свойства

Хиалуроновата киселина губи способността си да се свързва с протеините

Намалени нива на гликоген

Нарушават се процесите на анаеробна гликолиза

Съдържанието на гликоген в мускулите и черния дроб намалява.

В ензимната система окислителното фосфорилиране се нарушава и

активността на редица ензими се променя, реакциите се развиват химически активни

вещества с различни биологични структури, в които

се наблюдават както разрушаване, така и образуване на нови, които не са характерни за облъчването.

организма, съединения.

Последващите етапи от развитието на радиационно увреждане са свързани с нарушение

метаболизъм в биологични системи с промени в съответните

4. Биологичен етап или съдба на облъчената клетка

И така, ефектът от радиацията е свързан с настъпващи промени,

както в клетъчните органели, така и в отношенията между тях.

Органели на телесните клетки, най-чувствителни към радиация

бозайниците са ядрото и митохондриите. Увреждане на тези структури

се появяват при ниски дози и възможно най-ранната дата. В ядрата на радиочувствителността

клетките на тялото, енергийните процеси се инхибират, функцията на

мембрани. Образуват се протеини, които са загубили нормалното си биологично

жизненост. Те имат по-изразена радиочувствителност от ядрата

тохондрии. Тези промени се проявяват под формата на подуване на митохондриите,

увреждане на техните мембрани, рязко потискане на окислителното фосфорилиране.

Клетъчната радиочувствителност силно зависи от скоростта

метаболитни процеси, протичащи в тях. Клетки, които се характеризират с

интензивно протичащи биосинтетични процеси, високо ниво на окисление

фосфорилиране и значителен темп на растеж, имат по-висока

с по-висока радиочувствителност от клетките в стационарната фаза.

Най-биологично значимите в облъчената клетка са

ДНК промени: разкъсване на веригата на ДНК, химическа модификация на пурин и

пиримидинови бази, отделянето им от ДНК веригата, разрушаване на фосфоетера

връзки в макромолекулата, увреждане на ДНК-мембранния комплекс, разрушаване

ДНК-протеинови връзки и много други нарушения.

Във всички делящи се клетки, веднага след облъчването, временно спира

Митотична активност на Xia ("радиационен блок на митоза"). Нарушение на мета-

боличните процеси в клетката водят до увеличаване на тежестта на молекулярните

лезии в клетката. Това явление се нарича биологично

увеличаване на първичните радиационни щети. Въпреки това, заедно с

чрез това в клетката се развиват репарационни процеси, в резултат на което

е пълно или частично възстановяване на конструкции и функции.

Най-чувствителни към йонизиращи лъчения са:

лимфна тъкан, костен мозък от плоски кости, полови жлези, по-малко чувствителни

номинативни: съединителна, мускулна, хрущялна, костна и нервна тъкан.

Клетъчната смърт може да настъпи както в репродуктивната фаза, директно

свързани с процеса на делене, както и във всяка фаза на клетъчния цикъл.

Новородените са по-чувствителни към йонизиращи лъчения (поради

висока митотична активност на клетките), възрастни хора (способността да

клетки за регенериране) и бременни жени. Чувствителност към

йонизиращо лъчение и с въвеждането на някои химични съединения

(така наречената радиосенсибилизация).

Биологичният ефект зависи от:

От вида на радиацията

От погълнатата доза

От разпределението на дозата във времето

От спецификата на облъчения орган

Най-опасното облъчване на крипти на тънките черва, тестисите, костите

преден мозък на плоски кости, коремна област и облъчване на целия организъм.

Едноклетъчните организми са около 200 пъти по-малко чувствителни към

към радиация, отколкото многоклетъчните организми.

4. Естествени и изкуствени източници на йонизиращи лъчения.

Източниците на йонизиращи лъчения са естествени и изкуствени

от естествен произход.

Естествената радиация се причинява от:

1. Космическа радиация (протони, алфа частици, литиеви ядра, берилий,

въглеродът, кислородът, азотът представляват основното космическо излъчване.

Земната атмосфера поглъща първичната космическа радиация, а след това формата

вторично излъчване, представено от протони, неутрони,

електрони, мезони и фотони).

2. Излъчване на радиоактивни елементи на земята (уран, торий, анемони, ра-

сам, радон, торон), вода, въздух, строителни материали на жилищни сгради,

радон и радиоактивен въглерод (С-14), присъстващи в инхалацията

3. Излъчване на радиоактивни елементи, съдържащи се в животинското царство

и човешкото тяло (К-40, уран-238, торий-232 и радий-228 и 226).

Забележка: като се започне с полоний (№ 84), всички елементи са радиоактивни

спонтанен и способен на спонтанно делене на ядра при улавяне на тяхното ядро

мили бавни неутрони (естествена радиоактивност). Обаче естественото

радиоактивност се открива и в някои леки елементи (изотопи

рубидий, самарий, лантан, рений).

5. Детерминистични и стохастични клинични ефекти, които се проявяват при хора при излагане на йонизиращо лъчение.

Най-важните биологични реакции на човешкото тяло към действие

йонизиращото лъчение се разделя на два вида биологични ефекти

1. Детерминистични (причинно-следствени) биологични ефекти

вие, за които има прагова доза на действие. Под прага на болестта

не се появява, но когато се достигне определен праг, болести

нито пряко пропорционално на дозата: радиационни изгаряния, радиация

дерматит, радиационна катаракта, радиационна треска, радиационно безплодие, аномалия

malias на развитието на плода, остра и хронична лъчева болест.

2. Стохастичните (вероятностни) биологични ефекти нямат порьозност

хектара действие. Може да се появи при всяка доза. Те се характеризират с ефекта

малки дози и дори една клетка (клетката става ракова, ако е облъчена

възниква при митоза): левкемия, онкологични заболявания, наследствени заболявания.

По времето на настъпване всички ефекти се подразделят на:

1. директен - може да възникне през седмицата, месеца. Той е пикантен

и хронична лъчева болест, изгаряния на кожата, лъчева катаракта ...

2. отдалечени - възникващи през живота на индивида: онкологични

заболявания, левкемия.

3. възникнали след неопределено време: генетични последици - поради

промени в наследствените структури: геномни мутации - множество промени

хаплоиден хромозомен номер, хромозомна мутация или хромозомна

аберации - структурни и числени промени в хромозомите, точка (гене-

ny) мутации: промени в молекулярната структура на гените.

Корпускуларна радиация - бързи неутрони и алфа частици, причиняващи

хромозомните пренареждания се случват по-често от електромагнитното излъчване .__

6. Радиотоксичност и радиогенетика.

Радиотоксичност

В резултат на радиационни нарушения на метаболитните процеси в организма

натрупват радиотоксини - това са химични съединения, които играят

определена роля в патогенезата на радиационните наранявания.

Радиотоксичността зависи от редица фактори:

1. Видът на радиоактивните трансформации: алфа радиацията е 20 пъти по-токсична от

та-радиация.

2. Средната енергия на акта на разпадане: енергията на P-32 е по-голяма от C-14.

3. Схеми на радиоактивен разпад: изотопът е по-токсичен, ако поражда

ново радиоактивно вещество.

4. Начини за прием: влизане през стомашно-чревния тракт през 300

пъти по-токсични от непокътнатата кожа.

5. Време, прекарано в тялото: повече токсичност със значителна

полуживот и нисък полуживот.

6. Разпределение по органи и тъкани и специфичност на облъчения орган:

остеотропни, хепатотропни и равномерно разпределени изотопи.

7. Продължителност на приема на изотопи в организма: случайно поглъщане-

поглъщането на радиоактивно вещество може да завърши безопасно, ако

възможно е натрупването на опасно количество радиация

тяло.

7. Остра лъчева болест. Предотвратяване.

Мелниченко - стр. 172

8. Хронична лъчева болест. Предотвратяване.

Мелниченко стр. 173

9. Използване на източници на йонизиращо лъчение в медицината (концепцията за затворени и отворени източници на радиация).

Източниците на йонизиращо лъчение се разделят на затворени и изолирани

покрити. В зависимост от тази класификация те се тълкуват по различен начин и

методи за защита срещу тези емисии.

Затворени източници

Устройството им изключва проникването на радиоактивни вещества в околната среда

околната среда при условия на употреба и износване. Това могат да бъдат игли, запечатани

в стоманени контейнери, устройства за теле-гама облъчване, ампули, мъниста,

източници на непрекъснато излъчване и периодично генериращи лъчение.

Излъчването от запечатани източници е само външно.

Принципи на защита при работа със запечатани източници

1. Защита чрез количество (намаляване на дозата на работното място - от

колкото по-ниска е дозата, толкова по-ниско е облъчването. Технологията за манипулиране обаче не е така

винаги ви позволява да намалите дозата до минималната стойност).

2. Времева защита (съкращаване на времето за контакт с йонизиращи лъчения

може да се постигне чрез обучение без излъчвател).

3. Разстояние (дистанционно управление).

4. Екрани (екрани-контейнери за съхранение и транспортиране на радиоактивни

лекарства в неработещо положение, за оборудване, мобилни

nye - екрани в рентгенови кабинети, части от строителни конструкции

за защита на територии - стени, врати, лични предпазни средства -

щитове от плексиглас, оловни ръкавици).

Алфа и бета лъчението се забавя от вещества, съдържащи водород

материали (пластмаса) и алуминий, гама-лъчението се отслабва от материалите

с висока плътност - олово, стомана, чугун.

За да абсорбира неутроните, екранът трябва да има три слоя:

1. слой - за забавяне на неутроните - материали с голямо количество атоми

mov на водород - вода, парафин, пластмаса и бетон

2. слой - за абсорбиране на бавни и топлинни неутрони - бор, кадмий

3. слой - за поглъщане на гама-лъчение - олово.

За оценка на защитните свойства на даден материал, неговата способност

улавяне йонизиращо лъчение използва индекса на слоя наполовина

th отслабване, показващо дебелината на слоя от този материал, след преминаването

чиято интензивност на гама-лъчението е наполовина.

Отворени източници на радиоактивно излъчване

Отвореният източник е източник на радиация, който, когато се използва,

Възможно е радиоактивните вещества да попаднат в околната среда. В

това не изключва не само външната, но и вътрешната експозиция на персонала

(газове, аерозоли, твърди и течни радиоактивни вещества, радиоактивни

изотопи).

Цялата работа с отворени изотопи е разделена на три класа. Клас ra-

ботът се инсталира в зависимост от групата на радиоактивната токсичност

ият изотоп (A, B, C, D) и действителното му количество (активност) при обработката

местоположение.

10. Начини за предпазване на човек от йонизиращо лъчение. Радиационна безопасност на населението на Руската федерация. Стандарти за радиационна безопасност (NRB-2009).

Методи за защита срещу открити източници на йонизиращи лъчения

1. Организационни мерки: разпределението на три класа работа в зависимост от това

от опасност.

2. Планиране на дейности. За първия клас на опасност - специално

изолирани заграждения, където не се допускат неоторизирани хора. За втория

Само етажът или частта от сградата са разпределени в първия клас. Произведения от трети клас

може да се извърши в конвенционална лаборатория с аспиратор.

3. Уплътняване на оборудването.

4. Използването на абсорбиращи материали за покриване на маси и стени,

рационално вентилационно устройство.

5. Лични предпазни средства: облекло, обувки, изолиращи костюми,

дихателна защита.

6. Съответствие с радиационната асептика: рокли, ръкавици, лична хигиена.

7. Радиационен и медицински контрол.

За да се гарантира безопасността на човека при всякакви условия на излагане на

нейното йонизиращо лъчение от изкуствен или естествен произход

прилагат се стандарти за радиационна безопасност.

Нормите установяват следните категории изложени лица:

Персонал (група А - лица, които постоянно работят с източници на йони-

радиация и група Б - ограничена част от населението, което е

където могат да бъдат изложени на йонизиращо лъчение - почистващи жени,

ключари и др.)

Цялото население, включително персонал, извън обхвата и условията на тяхното производство

управленски дейности.

Основните граници на дозата за персонала от група В са ¼ стойности за

персонал от група А. Ефективната доза за персонала не трябва да надвишава

период на трудова дейност (50 години) 1000 mSv, а за населението за периода

живот (70 години) - 70 mSv.

Планирано излагане на персонал от група А над установените предварително

бизнесът за отстраняване или предотвратяване на произшествие може да бъде разрешен

само ако е необходимо да се спасят хората или да се предотврати тяхното излагане

чения. Позволено за мъже над 30 години с доброволни писмени

съгласие, информиращо за възможни дози радиация и рискове за здравето

канавка. В извънредни ситуации експозицията не трябва да надвишава 50 mSv .__

11. Възможни причини за извънредни ситуации в радиационно опасни съоръжения.

Класификация на радиационните аварии

Авариите, свързани с нарушаването на нормалната работа на ROO, се подразделят на проектни и извън проектни основи.

Проектна авария - авария, за която първоначалните събития и крайните състояния се определят от проекта, във връзка с които са осигурени системи за безопасност.

Извън проектната авария се причинява от иницииращи събития, които не се считат за проектни аварии и води до тежки последици. В този случай освобождаването на радиоактивни продукти може да се случи в количества, водещи до радиоактивно замърсяване на прилежащата територия, възможно излагане на населението над установените стандарти. При тежки случаи могат да възникнат термични и ядрени експлозии.

Потенциалните аварии в АЕЦ са разделени на шест типа в зависимост от границите на зоните на разпространение на радиоактивни вещества и радиационни последици: местни, местни, териториални, регионални, федерални и трансгранични.

Ако при регионална авария броят на хората, получили доза радиация над нивата, установени за нормална работа, може да надхвърли 500 души, или броят на хората, чиито условия на живот могат да бъдат нарушени, надвишава 1000 души, или материалните щети надхвърлят 5 милиона минимална работна заплата труд, тогава такава авария ще бъде федерална.

В случай на трансгранични произшествия радиационните последици от аварията излизат извън територията на Руската федерация или произшествието е станало в чужбина и засяга територията на Руската федерация.

12. Санитарно-хигиенни мерки при аварийни ситуации в радиационно опасни съоръжения.

Мерките, методите и средствата за осигуряване на защита на населението от радиационно облъчване при радиационна авария включват:

откриване на факта на радиационна авария и уведомяване за това;

идентифициране на радиационната обстановка в зоната на аварията;

организация на радиационния мониторинг;

установяване и поддържане на режима на радиационна безопасност;

извършване, ако е необходимо, на ранен етап от инцидента, йодна профилактика на населението, персонала на аварийното съоръжение и участниците в ликвидирането на последиците от инцидента;

осигуряване на населението, персонала, участниците в ликвидирането на последиците от произшествието с необходимите лични предпазни средства и използването на тези средства;

подслон на населението в приюти и антирадиационни приюти;

саниране;

обеззаразяване на аварийното съоръжение, други съоръжения, техническо оборудване и др.

евакуация или преселване на населението от райони, в които нивото на замърсяване или дози радиация надвишават допустимите за населението.

Идентифицирането на радиационната обстановка се извършва, за да се определи мащабът на аварията, да се установят размерите на зоните на радиоактивно замърсяване, скоростта на дозата и нивото на радиоактивно замърсяване в зоните на оптимални маршрути за движение на хора, транспорт , както и да се определят възможни пътища за евакуация на населението и селскостопанските животни.

Радиационният мониторинг при условия на радиационна авария се извършва, за да се спази допустимото време, прекарано от хората в зоната на аварията, да се контролират дозите на радиация и нивата на радиоактивно замърсяване.

Режимът на радиационна безопасност се осигурява чрез установяване на специална процедура за достъп до зоната на аварията, зониране на зоната на аварията; извършване на аварийно-спасителни операции, извършване на радиационен мониторинг в зоните и на изхода към „чистата” зона и др.

Използването на лични предпазни средства се състои в използването на изолираща защита на кожата (защитни комплекти), както и защита на дихателните пътища и очите (памучно-марлеви превръзки, различни видове респиратори, филтриращи и изолиращи противогази, очила и др.). Те предпазват човека главно от вътрешна радиация.

За да се защити щитовидната жлеза на възрастни и деца от излагане на радиоактивни изотопи на йод в ранен етап на инцидента, се извършва йодна профилактика. Състои се в прием на стабилен йод, главно калиев йодид, който се приема на таблетки в следните дози: за деца на възраст над две години и по-големи, както и за възрастни по 0,125 g, до две години по 0,04 g, приемани през устата след хранене с желе, чай, вода веднъж дневно в продължение на 7 дни. Разтвор на йоден водно-алкохолен (5% йодна тинктура) е показан за деца на възраст над две години, както и за възрастни, 3-5 капки на чаша мляко или вода в продължение на 7 дни. На деца под две години се дават 1-2 капки на 100 ml мляко или хранителна формула за 7 дни.

Максималният защитен ефект (намаляване на дозата на облъчване с около 100 пъти) се постига с предварителния и едновременен прием на радиоактивен йод с неговия стабилен аналог. Защитният ефект на лекарството значително намалява, когато се приема повече от два часа след началото на облъчването. Въпреки това, дори и в този случай, има ефективна защита срещу облъчване в случай на многократни дози радиоактивен йод.

Защита от външна радиация може да бъде осигурена само от защитни конструкции, които трябва да бъдат оборудвани с филтри, които абсорбират йодни радионуклиди. Временни подслони за населението преди евакуация могат да бъдат осигурени от почти всяка стая под налягане.

Човек е изложен на йонизиращо лъчение навсякъде. За да направите това, не е необходимо да се качвате в епицентъра на ядрена експлозия, достатъчно е да сте под парещото слънце или да проведете рентгеново изследване на белите дробове.

Йонизиращото лъчение е поток от радиационна енергия, генериран по време на реакциите на разпадане на радиоактивни вещества. Изотопи, способни да увеличат радиационния фонд, се намират в земната кора, във въздуха; радионуклидите могат да проникнат в тялото през стомашно-чревния тракт, дихателната система и кожата.

Минималните показатели на радиационния фон не представляват заплаха за хората. Ситуацията е различна, ако йонизиращото лъчение надвишава допустимите граници. Тялото няма да реагира незабавно на вредни лъчи, но след години ще се появят патологични промени, които могат да доведат до катастрофални последици, до смърт.

Какво е йонизиращо лъчение?

Освобождаването на вредното лъчение се получава след химическия разпад на радиоактивните елементи. Най-често срещаните са гама, бета и алфа лъчи. Попадайки в тялото, радиацията има разрушителен ефект върху човека. Всички биохимични процеси се нарушават под въздействието на йонизацията.

Видове радиация:

Алфа лъчите имат повишена йонизация, но пренебрежимо малка проникваща сила. Алфа радиацията удря човешката кожа, прониквайки на разстояние по-малко от един милиметър. Това е лъч от освободени хелиеви ядра.
При бета лъчите електроните или позитроните се движат, във въздушен поток те са в състояние да изминат разстояние до няколко метра. Ако човек се появи близо до източника, бета лъчението ще проникне по-дълбоко от алфа, но йонизиращата способност на този вид е много по-малка.
Едно от най-високочестотните електромагнитни лъчения е тип гама, който има повишено проникване, но много малък йонизиращ ефект.
характеризира се с къси електромагнитни вълни, които възникват при контакт на бета лъчи с материята.
Неутрон - силно проникващи лъчи от лъчи, състоящи се от незаредени частици.

Откъде идва радиацията?

Източници на йонизиращи лъчения могат да бъдат въздух, вода и храна. Вредните лъчи се появяват естествено или се създават изкуствено за медицински или индустриални цели. Радиацията винаги присъства в околната среда:

идва от космоса и съставлява по-голямата част от общия процент радиация;
радиационните изотопи се намират свободно в обичайните природни условия, съдържащи се в скалите;
радионуклидите постъпват в тялото чрез храна или въздух.

Изкуственото лъчение е създадено в условията на развиващата се наука, учените са успели да открият уникалността на рентгеновите лъчи, с помощта на които е възможно точно да се диагностицират много опасни патологии, включително инфекциозни заболявания.

Йонизиращото лъчение се използва в търговската мрежа за диагностични цели. Хората, работещи в такива предприятия, въпреки всички мерки за безопасност, прилагани в съответствие със санитарните изисквания, са във вредни и опасни условия на труд, които оказват неблагоприятно влияние върху здравето.

Какво се случва с човек с йонизиращо лъчение?

Разрушителният ефект на йонизиращото лъчение върху човешкото тяло се обяснява със способността на радиоактивните йони да реагират с клетъчните съставки. Общоизвестно е, че човек е с осемдесет процента вода. При облъчване водата се разлага и в клетките в резултат на химични реакции се образуват водороден пероксид и хидратиран оксид.

Впоследствие в органичните съединения на тялото настъпва окисляване, в резултат на което клетките започват да се рушат. След патологично взаимодействие метаболизмът на човек се нарушава на клетъчно ниво. Последиците могат да бъдат обратими, когато контактът с радиация е бил незначителен, и необратими при продължителна експозиция.

Ефектът върху тялото може да се прояви под формата на лъчева болест, когато всички органи са засегнати, радиоактивните лъчи могат да причинят генни мутации, които се наследяват под формата на деформации или сериозни заболявания. Чести са случаите на дегенерация на здрави клетки в ракови, последвани от растеж на злокачествени тумори.

Последиците могат да се появят не веднага след взаимодействие с йонизиращи лъчения, а след десетки години. Продължителността на асимптоматичния курс директно зависи от степента и времето, през което лицето е получило облъчване.

Биологични промени под действието на лъчи

Излагането на йонизиращо лъчение води до значителни промени в тялото, в зависимост от степента на площта на кожата, изложена на въвеждането на лъчева енергия, времето, през което лъчението остава активно, както и състоянието на органите и системите.

За да се посочи силата на излъчване за определен период от време, мерната единица се счита за Rad. В зависимост от размера на предаваните лъчи, човек може да развие следните състояния:

до 25 радостни - общото здравословно състояние не се променя, човек се чувства добре;
26 - 49 радвам се - състоянието като цяло е задоволително, при такава доза кръвта започва да променя своя състав;
50 - 99 радва - жертвата започва да чувства общо неразположение, умора, лошо настроение, в кръвта се появяват патологични промени;
100 - 199 рад - изложеното лице е в лошо състояние, най-често лицето не може да работи поради влошено здравословно състояние;
200 - 399 радост - голяма доза радиация, която развива множество усложнения и понякога води до смърт;
400 - 499 доволни - половината от хората, уловени в зоната с такива радиационни стойности, умират от бляскави патологии;
облъчване на повече от 600 радост не дава шанс за успешен резултат, фатално заболяване отнема живота на всички жертви;
еднократно получаване на радиационна доза, която е хиляди пъти по-висока от допустимите числа - всички загиват директно по време на катастрофата.

Възрастта на човек играе важна роля: децата и младежите на възраст под двадесет и пет години са най-податливи на негативните ефекти на йонизиращата енергия. Получаването на високи дози радиация по време на бременност може да се сравни с експозицията в ранна детска възраст.

Мозъчните патологии се появяват само от средата на първия триместър, от осмата седмица до двадесет и шестата включително. Рискът от развитие на рак на плода значително се увеличава с неблагоприятен радиационен фон.

Какви са рисковете от излагане на йонизиращи лъчи?

Еднократното или редовно попадане на радиация в тялото има тенденция да се натрупва и последващи реакции след определен период от време от няколко месеца до десетилетия:

невъзможността да се зачене дете, това усложнение се развива както при жените, така и при мъжката половина, което ги прави стерилни;
развитието на автоимунни заболявания с необяснима етиология, по-специално множествена склероза;
радиационна катаракта, водеща до загуба на зрение;
появата на раков тумор е една от най-честите патологии с тъканна модификация;
заболявания с имунен характер, които нарушават обичайната работа на всички органи и системи;
човек, изложен на радиация, живее много по-малко;
развитието на мутиращи гени, които ще причинят сериозни малформации, както и появата по време на развитието на плода на анормални деформации.

Отдалечените прояви могат да се развият директно при изложеното лице или да бъдат наследени и да се появят в следващите поколения. Директно на възпаленото място, през което са преминали лъчите, настъпват промени, при които тъканите атрофират и стават по-плътни с появата на множество възли.

Този симптом може да засегне кожата, белите дробове, кръвоносните съдове, бъбреците, чернодробните клетки, хрущялите и съединителната тъкан. Групи клетки стават нееластични, груби и губят способността да изпълняват целта си в човешкото тяло с лъчева болест.

Лъчева болест

Едно от най-страховитите усложнения, чиито различни етапи на развитие могат да доведат до смъртта на жертвата. Болестта може да има остър ход с едно облъчване или хроничен процес с постоянно присъствие в радиационната зона. Патологията се характеризира с постоянни промени във всички органи и клетки и натрупване на патологична енергия в тялото на пациента.

Болестта се проявява със следните симптоми:

обща интоксикация на тялото с повръщане, диария и треска;
от страна на сърдечно-съдовата система се отбелязва развитието на хипотония;
човекът бързо се уморява, възможен е колапс;
при високи дози излагане кожата се зачервява и се покрива със сини петна в области, в които липсва кислород, мускулният тонус намалява;
втората вълна от симптоми е пълна загуба на коса, влошаване на здравето, съзнанието остава бавно, наблюдават се обща нервност, атония на мускулната тъкан, нарушения в мозъка, които могат да причинят помътняване на съзнанието и мозъчен оток.

Как да се предпазите от радиация?

Определянето на ефективна защита от вредни лъчи е основата за предотвратяване на човешко нараняване, за да се избегне появата на негативни последици. За да се спасите от радиация, трябва:

За да се намали времето на излагане на изотопни елементи на разпадане: човек не трябва да се намира в опасната зона за дълъг период. Например, ако човек работи в опасно производство, престоят на служителя на мястото на енергийния поток трябва да бъде сведен до минимум.
За да увеличите разстоянието от източника, е възможно да направите това с помощта на множество инструменти и инструменти за автоматизация, които ви позволяват да извършвате работа на значително разстояние от външни източници на йонизираща енергия.
Необходимо е да се намали площта, покрита от лъчите, с помощта на защитни средства: костюми, респиратори.

ЙОНИЗИРАЩО ЛЪЧЕНЕ, НИХАТА ПРИРОДА И ЕФЕКТ НА ЧОВЕШКИЯ ОРГАНИЗЪМ

Радиацията и нейните разновидности

Йонизиращо лъчение

Източници на радиационна опасност

Устройството на източници на йонизиращи лъчения

Начини за проникване на радиация в човешкото тяло

Мерки за йонизиращо излагане

Механизмът на действие на йонизиращото лъчение

Последици от радиацията

Лъчева болест

Осигуряване на безопасност при работа с йонизиращи лъчения

Радиацията и нейните разновидности

Радиацията е всички видове електромагнитни лъчения: светлина, радиовълни, енергията на слънцето и много други лъчения около нас.

Източници на проникваща радиация, които създават естествен фон на облъчване, са галактическа и слънчева радиация, наличието на радиоактивни елементи в почвата, въздуха и материалите, използвани в икономическите дейности, както и изотопи, главно калий, в тъканите на живия организъм. Един от най-значимите природни източници на радиация е радонът, газ, който е без вкус и мирис.

Интерес представлява не каквато и да е радиация, а йонизиращото лъчение, което, преминавайки през тъканите и клетките на живите организми, е в състояние да прехвърли своята енергия към тях, разрушавайки химическите връзки в молекулите и причинявайки сериозни промени в тяхната структура. Йонизиращото лъчение възниква по време на радиоактивен разпад, ядрени трансформации, забавяне на заредените частици в материята и образува йони с различни знаци при взаимодействие с околната среда.

Йонизиращо лъчение

Цялото йонизиращо лъчение се разделя на фотонно и корпускулярно.

Фотонното йонизиращо лъчение включва:

а) Y-лъчение, излъчвано от разпадане на радиоактивни изотопи или унищожаване на частици. Гама-лъчението по своята същност е електромагнитно лъчение с къси вълни, т.е. поток от високоенергийни кванти на електромагнитна енергия, чиято дължина на вълната е много по-малка от междуатомните разстояния, т.е. у< 10 см. Не имея массы, Y-кванты двигаются со скоростью света, не теряя её в окружающей среде. Они могут лишь поглощаться ею или отклоняться в сторону, порождая пары ионов: частица- античастица, причём последнее наиболее значительно при поглощении Y- квантов в среде. Таким образом, Y- кванты при прохождении через вещество передают энергию электронам и, следовательно, вызывают ионизацию среды. Благодаря отсутствию массы, Y- кванты обладают большой проникающей способностью (до 4- 5 км в воздушной среде);

б) Рентгеново лъчение, което възниква, когато кинетичната енергия на заредените частици намалява и / или когато енергийното състояние на електроните на атома се променя.

Корпускулното йонизиращо лъчение се състои от поток от заредени частици (алфа, бета частици, протони, електрони), чиято кинетична енергия е достатъчна за йонизиране на атомите при сблъсък. Неутроните и другите елементарни частици не се йонизират директно, но в процеса на взаимодействие със средата те освобождават заредени частици (електрони, протони), които могат да йонизират атомите и молекулите на средата, през която преминават:

а) неутроните са единствените незаредени частици, образувани в някои реакции на делене на атоми на уран или плутоний. Тъй като тези частици са електрически неутрални, те проникват дълбоко във всяко вещество, включително живите тъкани. Отличителна черта на неутронното лъчение е способността му да превръща атомите на стабилни елементи в техните радиоактивни изотопи, т.е. създават индуцирана радиация, която рязко увеличава опасността от неутронно лъчение. Проникващата сила на неутроните е сравнима с Y-лъчението. В зависимост от нивото на носената енергия може условно да се разграничат бързите неутрони (с енергии от 0,2 до 20 MeV) и топлинните (от 0,25 до 0,5 MeV). Тази разлика се взема предвид при извършване на защитни мерки. Бързите неутрони се забавят, губейки йонизационната енергия, от вещества с ниско атомно тегло (така наречените водородсъдържащи: парафин, вода, пластмаси и др.). Термичните неутрони се абсорбират от материали, съдържащи бор и кадмий (борна стомана, борал, борен графит, кадмиево-оловна сплав).

Алфа, бета частиците и гама квантите имат енергия от само няколко мегаелектронволта и не могат да създадат индуцирана радиация;

б) бета частици - електрони, излъчени по време на радиоактивния разпад на ядрените елементи с междинна йонизираща и проникваща способност (обхват във въздуха до 10-20 m).

в) алфа частици - положително заредени ядра на атоми на хелий, а в открития космос и атоми на други елементи, излъчени по време на радиоактивния разпад на изотопите на тежки елементи - уран или радий. Те имат ниска проникваща сила (обхват във въздуха - не повече от 10 см), дори човешката кожа е непреодолима пречка за тях. Те са опасни само когато влязат в тялото, тъй като са в състояние да избият електрони от черупката на неутрален атом на всяко вещество, включително човешкото тяло, и да го превърнат в положително зареден йон с всички произтичащи от това последствия, които ще ще бъдат обсъдени по-късно. Така една алфа частица с енергия 5 MeV образува 150 000 йонни двойки.

Характеристики на проникващата способност на различни видове йонизиращи лъчения

Количественото съдържание на радиоактивен материал в човешко тяло или вещество се определя от термина „активност на радиоактивен източник“ (радиоактивност). Единицата за радиоактивност в системата SI е бекерелът (Bq), което съответства на едно разпадане за 1 s. Понякога на практика се използва старата единица на дейност - кюри (Ки). Това е активността на такова количество вещество, при което 37 милиарда атома се разпадат за 1 s. За превод използвайте зависимостта: 1 Bq = 2,7 x 10 Ci или 1 Ci = 3,7 x 10 Bq.

Всеки радионуклид има постоянен, присъщ само полуживот (времето, необходимо на веществото да загуби половината от своята активност). Например за уран-235 това е 4 470 години, докато за йод-131 е само 8 дни.

Източници на радиационна опасност

1. Основната причина за опасността е радиационна авария. Радиационна авария - загуба на контрол върху източника на йонизиращо лъчение (IRS), причинена от неизправност на оборудването, неправилни действия на персонала, природни бедствия или други причини, които могат да доведат или доведат до излагане на хора над установените стандарти или до радиоактивно замърсяване на околен свят. При аварии, причинени от разрушаване на реакторния съд или топене на активната зона, се изхвърлят:

1) Фрагменти от ядрото;

2) Гориво (отпадъци) под формата на силно активен прах, който може да остане във въздуха дълго време под формата на аерозоли, след което, след преминаване през основния облак, изпада под формата на дъждовни (снежни) валежи , а когато попадне в тялото, причинява болезнена кашлица, понякога подобна по тежест на астматичен пристъп;

3) лави, състоящи се от силициев диоксид, както и разтопен бетон в резултат на контакт с горещо гориво. Скоростта на дозата в близост до такива лави достига 8000 R / h и дори петминутен престой в близост до такива лави е фатален за хората. В първия период след утаяването на радиоактивни вещества най-голяма опасност представлява йод-131, който е източник на алфа и бета лъчение. Неговият полуживот от щитовидната жлеза е: биологичен - 120 дни, ефективен - 7,6. Това изисква най-бързото прилагане на йодна профилактика за цялото население в зоната на инцидента.

2. Предприятия за разработване на находища и обогатяване на уран. Уранът има атомно тегло 92 и три природни изотопа: уран-238 (99,3%), уран-235 (0,69%) и уран-234 (0,01%). Всички изотопи са алфа-излъчватели с незначителна радиоактивност (2800 kg уран са еквивалентни по активност на 1 g радий-226). Полуживотът на уран-235 = 7,13 х 10 години. Изкуствените изотопи уран-233 и уран-227 имат период на полуразпад 1,3 и 1,9 минути. Уранът е мек метал, подобен на външен вид на стоманата. Съдържанието на уран в някои природни материали достига 60%, но в повечето уранови руди не надвишава 0,05-0,5%. По време на процеса на екстракция при получаване на 1 тон радиоактивен материал се образуват до 10-15 хиляди тона отпадъци, а по време на преработката от 10 до 100 хиляди тона. От отпадъците (съдържащи малко количество уран, радий, торий и други продукти от радиоактивен разпад) се отделя радиоактивен газ - радон-222, който при вдишване причинява облъчване на белодробните тъкани. При обогатяване на руда радиоактивните отпадъци могат да попаднат в близките реки и езера. По време на обогатяването на урановия концентрат е възможно известно изтичане на газообразен уран хексафлуорид от кондензационно-изпарителната инсталация в атмосферата. Някои уранови сплави, стърготини, дървени стърготини, получени при производството на горивни елементи, могат да се възпламенят по време на транспортиране или съхранение, в резултат на което значителни количества изгорени уранови отпадъци могат да бъдат освободени в околната среда.

3. Ядрен тероризъм. Зачестиха случаите на кражба на ядрени материали, подходящи за производство на ядрени оръжия, дори по занаятчийски начин, както и заплахи за деактивиране на ядрени предприятия, кораби с ядрени инсталации и атомни електроцентрали с цел получаване на откуп. Опасността от ядрен тероризъм съществува и на ниво домакинства.

4. Тестове на ядрено оръжие. Наскоро беше постигната миниатюризация на ядрените тестови заряди.

Устройството на източници на йонизиращи лъчения

Според устройството има два вида IRS - затворени и отворени.

Запечатаните източници се поставят в запечатани контейнери и представляват опасност само ако няма подходящ контрол върху тяхната работа и съхранение. Военните части също дават своя принос, прехвърляйки изведените от употреба устройства на спонсорирани образователни институции. Загуби отписаните, унищожаването като ненужно, кражба с последваща миграция. Например в Братск в завод за строителни конструкции източниците на радиация, затворени в оловна обвивка, се съхраняват в сейф заедно с благородни метали. И когато обирджиите нахлуха в сейфа, те решиха, че тази масивна заготовка от олово също е ценна. Откраднаха го, а след това честно го разделиха, като нарязаха наполовина оловна „риза“ и ампула с заточен в нея радиоактивен изотоп.

Работата с отворени IRS може да доведе до трагични последици, ако не знаете или нарушите съответните инструкции относно правилата за работа с тези източници. Ето защо, преди да започнете каквато и да е работа с IRS, е необходимо внимателно да проучите всички длъжностни характеристики и разпоредби за безопасност и стриктно да следвате техните изисквания. Тези изисквания са определени в „Санитарните правила за управление на радиоактивните отпадъци (SPO GO-85)“. Предприятието "Радон", при поискване, извършва индивидуален контрол на лица, територии, обекти, проверки, дозировки и ремонти на устройства. Работите в областта на обработката на IRS, оборудване за радиационна защита, добив, производство, транспорт, съхранение, използване, поддръжка, обезвреждане, обезвреждане се извършват само въз основа на лиценз.

Начини за проникване на радиация в човешкото тяло

За да се разбере правилно механизмът на радиационното увреждане, е необходимо да имаме ясна представа за съществуването на два начина, чрез които лъчението прониква в тъканите на тялото и ги засяга.

Първият начин е външното облъчване от източник, разположен извън тялото (в околното пространство). Това лъчение може да бъде свързано с рентгенови и гама лъчи, както и някои високоенергийни бета частици, които могат да проникнат в повърхностните слоеве на кожата.

Вторият начин е вътрешното облъчване, причинено от проникването на радиоактивни вещества в тялото по следните начини:

В първите дни след радиационна катастрофа най-опасни са радиоактивните изотопи на йод, които постъпват в тялото с храна и вода. Има много от тях в млякото, което е особено опасно за децата. Радиоактивният йод се натрупва главно в щитовидната жлеза, масата на която е само 20 г. Концентрацията на радионуклиди в този орган може да бъде 200 пъти по-висока, отколкото в други части на човешкото тяло;

Чрез увреждане и порязвания по кожата;

Абсорбция през здрава кожа с продължително излагане на радиоактивни вещества (RV). В присъствието на органични разтворители (етер, бензен, толуен, алкохол), пропускливостта на кожата за RS се увеличава. Нещо повече, някои радиоактивни вещества, които попадат в тялото през кожата, попадат в кръвта и в зависимост от техните химични свойства се абсорбират и натрупват в критични органи, което води до високи локални дози радиация. Например, растящите кости на крайниците абсорбират добре радиоактивен калций, стронций, радий, бъбреци - уран. Други химични елементи, като натрий и калий, ще се разпространят повече или по-равномерно в тялото, тъй като се намират във всички клетки на тялото. В този случай присъствието на натрий-24 в кръвта означава, че тялото е било допълнително изложено на неутронно облъчване (т.е. верижната реакция в реактора по време на облъчването не е била прекъсната). Особено трудно е да се лекува пациент, който е бил изложен на неутронно облъчване, поради което е необходимо да се определи индуцираната активност на биоелементите в организма (P, S и др.);

През белите дробове при дишане. Проникването на твърди радиоактивни вещества в белите дробове зависи от степента на дисперсия на тези частици. Тестовете, проведени върху животни, показват, че праховите частици с размер под 0,1 микрона се държат по същия начин, както молекулите на газа. При вдишване те навлизат в белите дробове с въздух, а при издишване се отстраняват с въздух. В белите дробове може да остане само малка част от твърдите частици. Големите частици, по-големи от 5 микрона, се задържат в носната кухина. Инертните радиоактивни газове (аргон, ксенон, криптон и др.), Които попадат в кръвта през белите дробове, не са съединения, които изграждат тъканите и в крайна сметка се отстраняват от тялото. Радионуклидите от същия тип с елементите, които изграждат тъканите и се консумират от хората с храна (натрий, хлор, калий и др.), Не се задържат в тялото дълго време. С течение на времето те се отстраняват напълно от тялото. Някои радионуклиди (например радий, уран, плутоний, стронций, итрий, цирконий, отложени в костните тъкани) влизат в химическа връзка с елементи на костната тъкан и почти не се елиминират от тялото. По време на медицински преглед на жители на райони, засегнати от аварията в атомната електроцентрала в Чернобил, във Всесъюзния хематологичен център на Академията на медицинските науки беше установено, че при общо облъчване на тялото с доза 50 рад , някои от клетките му бяха облъчени с доза от 1000 или повече рад. В момента са разработени стандарти за различни критични тела, които определят максимално допустимото съдържание на всеки радионуклид в тях. Тези стандарти са определени в раздел 8 "Числени стойности на допустимите нива" на стандартите за радиационна безопасност NRB - 76/87.

Вътрешното облъчване е по-опасно и последиците от него са по-тежки поради следните причини:

Дозата на радиация се увеличава рязко, определя се от времето на престой на радионуклида в тялото (радий-226 или плутоний-239 през целия живот);

Разстоянието до йонизираната тъкан е практически безкрайно малко (т.нар. Контактно облъчване);

Радиацията включва алфа частици, най-активни и следователно най-опасни;

Радиоактивните вещества не се разпространяват равномерно в тялото, но селективно се концентрират в отделни (критични) органи, увеличавайки локалната експозиция;

Невъзможно е да се използват каквито и да било защитни мерки, използвани по време на външно излагане: евакуация, лични предпазни средства (ЛПС) и др.

Мерки за йонизиращо излагане

Мярката на йонизиращия ефект на външната радиация е експозиционна доза,определя се чрез йонизация на въздуха. Единицата на експозиционната доза (De) се счита за рентгенова снимка (R) - количеството радиация, при което 1 cc. въздух при температура 0 С и налягане 1 атм 2,08 х 10 двойки йони се образуват. Съгласно указанията на Международната компания за радиологични единици (ICRU) RD - 50-454-84, след 1 януари 1990 г. не се препоръчва да се използват такива стойности като експозиционната доза и нейната мощност у нас ( приема се, че експозиционната доза е абсорбираната доза във въздуха). Повечето от оборудването за дозиметрия в Руската федерация е калибрирано в рентгенови лъчи, рентгенови лъчи / часове и тези устройства все още не са изоставени.

Мярка за йонизиращия ефект на вътрешното излъчване е абсорбирана доза.Единицата на абсорбираната доза се приема като радост. Това е дозата радиация, прехвърлена към масата на облъченото вещество в 1 kg и измерена чрез енергията в джаули на всяко йонизиращо лъчение. 1 rad = 10 J / kg. В системата SI единицата на абсорбираната доза е сива (Gy), равна на 1 J / kg енергия.

1 Гр = 100 рад.

1 рад = 10 Гр.

За да се преобразува количеството йонизираща енергия в пространството (експозиционна доза) в абсорбирано от меките тъкани на тялото, се използва коефициент на пропорционалност K = 0,877, т.е.:

1 рентгенова снимка = 0,877 рад.

Поради факта, че различните видове лъчения имат различна ефективност (с еднаква консумация на енергия за йонизация произвеждат различни ефекти), беше въведено понятието "еквивалентна доза". Неговата мерна единица е рем. 1 rem е доза радиация от всякакъв вид, чийто ефект върху тялото е еквивалентен на ефекта на 1 rad гама лъчение. Следователно, при оценка на общия ефект на радиационното излагане върху живите организми с общо излагане на всички видове радиация се взема предвид качествен фактор (Q), равен на 10 за неутронно лъчение (неутроните са около 10 пъти по-ефективни по отношение радиационно увреждане) и 20 - за алфа радиация. В системата SI единицата за еквивалентна доза е сивертът (Sv), равен на 1 Gy x Q.

Наред с количеството енергия, вида на радиацията, материала и масата на органа, важен фактор е и т.нар биологичен полуживотрадиоизотоп - продължителността на времето, необходимо за елиминиране (с пот, слюнка, урина, изпражнения и др.) от тялото на половината от радиоактивното вещество. Вече 1-2 часа след постъпването на радиоактивни вещества в организма те се откриват в неговите секрети. Комбинацията от физически полуживот с биологичен дава понятието „ефективен полуживот“ - най-важното при определяне на резултантното количество радиация, на което е изложено тялото, особено критичните органи.

Наред с понятието "активност" съществува понятието "индуцирана активност" (изкуствена радиоактивност). Това се случва, когато бавните неутрони (продукти от ядрена експлозия или ядрена реакция) се абсорбират от атомните ядра на нерадиоактивни вещества и се преобразуват в радиоактивни калий-28 и натрий-24, които се образуват главно в почвата.

По този начин степента, дълбочината и формата на радиационните наранявания, развиващи се в биологични обекти (включително хора) при излагане на радиация, зависят от количеството абсорбирана радиационна енергия (доза).

Механизмът на действие на йонизиращото лъчение

Основна характеристика на действието на йонизиращото лъчение е способността му да прониква в биологични тъкани, клетки, субклетъчни структури и, причинявайки едновременна йонизация на атомите, поради химични реакции за тяхното увреждане. Всяка молекула може да бъде йонизирана, а оттам и всички структурни и функционални разрушения в соматичните клетки, генетични мутации, ефекти върху ембриона, болести и смърт на човек.

Механизмът на такъв ефект се състои в абсорбирането на йонизационната енергия от тялото и разкъсването на химичните връзки на неговите молекули с образуването на силно активни съединения, така наречените свободни радикали.

Човешкото тяло е 75% вода, следователно косвеното въздействие на радиацията чрез йонизацията на водната молекула и последващите реакции със свободните радикали ще бъдат от решаващо значение в този случай. Когато водна молекула се йонизира, се образуват положителен HO йон и електрон, които след загуба на енергия могат да образуват отрицателен HO йон. И двата йона са нестабилни и се разпадат в двойка стабилни йони, които се рекомбинират (намаляват ) с образуването на водна молекула и два свободни ОН радикала и Н, характеризиращи се с изключително висока химическа активност. Директно или чрез верига от вторични трансформации, като образуването на пероксиден радикал (хидратиран воден оксид), а след това водороден пероксид НО и други активни окислители от OH и H групите, взаимодействайки с протеиновите молекули, те водят до разрушаване на тъканите главно поради енергични процеси на окисляване. В този случай една активна молекула с висока енергия включва хиляди молекули жива материя в реакцията. В организма окислителните реакции започват да преобладават над редукционните. Отплатата идва за аеробния метод на биоенергетика - насищане на тялото със свободен кислород.

Излагането на хора на йонизиращо лъчение не се ограничава до промени в структурата на водните молекули. Структурата на атомите, изграждащи нашето тяло, се променя. Резултатът е разрушаване на ядрото, клетъчните органели и разкъсване на външната мембрана. Тъй като основната функция на растящите клетки е способността да се делят, загубата му води до смърт. За зрелите неразделящи се клетки унищожаването причинява загуба на определени специализирани функции (производство на определени продукти, разпознаване на чужди клетки, транспортни функции и др.). Настъпва радиационно-индуцирана клетъчна смърт, която за разлика от физиологичната смърт е необратима, тъй като изпълнението на генетичната програма на терминална диференциация в този случай се извършва на фона на множество промени в нормалния ход на биохимичните процеси след облъчване.

Освен това допълнителното доставяне на йонизационна енергия на тялото нарушава баланса на протичащите в него енергийни процеси. В крайна сметка присъствието на енергия в органичните вещества зависи преди всичко не от елементарния им състав, а от структурата, местоположението и естеството на връзките на атомите, т.е. онези елементи, които най-лесно се поддават на енергийно влияние.

Последици от радиацията

Една от най-ранните прояви на облъчване е масовата смърт на лимфоидните тъканни клетки. Образно казано, тези клетки са първите, които получават радиационното попадение. Смъртта на лимфоидите отслабва една от основните системи за поддържане на живота на тялото - имунната система, тъй като лимфоцитите са клетки, които са в състояние да реагират на появата на чужди на организма антигени, като развиват строго специфични антитела към тях.

В резултат на излагане на радиационна енергия в малки дози в клетките възникват промени в генетичния материал (мутации), които застрашават тяхната жизнеспособност. В резултат на това се получава разграждане (увреждане) на хроматиновата ДНК (разкъсвания на молекули, увреждане), които частично или напълно блокират или изкривяват функцията на генома. Има нарушение на възстановяването на ДНК - способността му да възстановява и лекува увреждане на клетките с повишаване на телесната температура, излагане на химикали и др.

Генетичните мутации в зародишните клетки влияят върху живота и развитието на бъдещите поколения. Този случай е типичен, например, ако човек е бил изложен на малки дози радиация по време на излагане за медицински цели. Има концепция - при получаване на доза от 1 rem от предишното поколение, тя дава допълнителни 0,02% от генетични аномалии в потомството, т.е. при 250 бебета на милион. Тези факти и дългосрочните изследвания на тези явления доведоха до извода, че няма безопасна доза радиация.

Ефектът на йонизиращото лъчение върху гените на зародишните клетки може да причини вредни мутации, които ще се предават от поколение на поколение, увеличавайки "мутационната тежест" на човечеството. Условия, които удвояват генетичното натоварване, са животозастрашаващи. Такава удвояваща доза е, според заключенията на Научния комитет на ООН за атомно излъчване, доза от 30 рад за остро излагане и 10 рад за хронично излагане (през репродуктивния период). С увеличаване на дозата не се увеличава тежестта, а честотата на възможната проява.

Мутационни промени настъпват и при растителните организми. В горите, изложени на радиоактивни отлагания край Чернобил, в резултат на мутация са възникнали нови абсурдни растителни видове. Появиха се ръждиво-червените иглолистни гори. В пшенично поле близо до реактора, две години след инцидента, учените откриха около хиляда различни мутации.

Влияние върху ембриона и плода поради облъчване на майката по време на бременност. Клетъчната радиочувствителност се променя на различни етапи от процеса на разделяне (митоза). Най-чувствителната клетка е в края на латентността и началото на първия месец на деление. Зиготата, ембрионална клетка, образувана след сливането на сперматозоиди с яйцеклетка, е особено чувствителна към радиация. В този случай развитието на ембриона през този период и въздействието върху него на радиация, включително рентгеново, облъчване могат да бъдат разделени на три етапа.

Етап 1 - след зачеването и преди деветия ден. Новосформираният ембрион умира под въздействието на радиация. Смъртта в повечето случаи остава незабелязана.

2-ри етап - от деветия ден до шестата седмица след зачеването. Това е периодът на формиране на вътрешните органи и крайниците. В същото време под въздействието на радиационна доза от 10 rem в ембриона се появява цял спектър от дефекти - цепнатина на небцето, спиране на развитието на крайниците, нарушено образуване на мозъка и др. В същото време забавяне на растежа на организма е възможно, което се изразява в намаляване на размера на тялото при раждането. Облъчването на майката през този период на бременност може също да доведе до смърт на новороденото по време на раждането или известно време след него. Раждането на живо дете с груби дефекти обаче е може би най-голямото нещастие, много по-лошо от смъртта на ембрион.

3-ти етап - бременност след шест седмици. Дозите радиация, получени от майката, причиняват трайно забавяне на растежа. При облъчената майка детето при раждане е по-малко от нормалното и остава под средния ръст за цял живот. Възможни са патологични промени в нервната, ендокринната системи и др. Много рентгенолози предполагат, че по-голямата вероятност от дефектно бебе гарантира прекъсване на бременността, ако дозата, получена от ембриона през първите шест седмици след зачеването, е повече от 10 рада. Тази доза е включена в законодателните актове на някои скандинавски страни. За сравнение, по време на флуороскопия на стомаха, основните области на костния мозък, корема и гръдния кош получават радиационна доза от 30-40 рад.

Понякога възниква практически проблем: жената се подлага на рентгенови лъчи, включително изображения на стомаха и тазовите органи, и впоследствие се открива, че е бременна. Ситуацията се влошава, ако облъчването е настъпило през първите седмици след зачеването, когато бременността може да остане незабелязана. Единственото решение на този проблем е да не се излага жената на радиация през посочения период. Това може да се постигне, ако жена в репродуктивна възраст се подложи на рентгенова снимка на стомаха или корема само през първите десет дни след началото на менструалния период, когато няма съмнение, че няма бременност. В медицинската практика това се нарича правило "десет дни". При спешни случаи рентгеновите процедури не могат да бъдат отложени със седмици или месеци, но е разумно жената да каже на лекаря си, преди да направи рентгенова снимка за възможната бременност.

По отношение на степента на чувствителност към йонизиращо лъчение клетките и тъканите на човешкото тяло не са еднакви.

Тестисите са особено чувствителни органи. Доза от 10-30 рад може да намали сперматогенезата в течение на една година.

Имунната система е силно чувствителна към радиация.

В нервната система очната ретина се оказа най-чувствителна, тъй като при облъчване се наблюдава влошаване на зрението. Нарушения във вкусовата чувствителност са настъпили по време на лъчева терапия на гръдния кош и многократното облъчване с дози 30-500 R намалява тактилната чувствителност.

Промените в соматичните клетки могат да допринесат за рак. Раковият тумор възниква в тялото в момента, когато соматичната клетка, извън контрол на тялото, започва да се дели бързо. Основната причина за това са мутации в гени, причинени от многократно или силно единично облъчване, което води до факта, че раковите клетки губят способността си да умират физиологично или по-скоро програмирана смърт, дори в случай на дисбаланс. Те стават като че ли безсмъртни, непрекъснато се делят, увеличават се на брой и умират само от липса на хранителни вещества. Ето как расте туморът. Особено бързо се развива левкемия (рак на кръвта) - заболяване, свързано с прекомерната поява в костния мозък, а след това и в кръвта на дефектни бели клетки - левкоцити. Вярно е, че наскоро се оказа, че връзката между радиацията и рака е по-сложна, отколкото се смяташе досега. И така, в специален доклад на Японско-американската асоциация на учените се казва, че само някои видове рак: тумори на млечната и щитовидната жлези, както и левкемия, се развиват в резултат на радиационно увреждане. Освен това опитът на Хирошима и Нагасаки показа, че ракът на щитовидната жлеза се наблюдава при облъчване от 50 или повече рад. Ракът на гърдата, от който умират около 50% от случаите, се наблюдава при жени, които са били подложени на повторни рентгенови изследвания.

Характерна особеност на радиационните наранявания е, че радиационните наранявания са придружени от тежки функционални нарушения и изискват комплексно и продължително (повече от три месеца) лечение. Жизнеспособността на облъчените тъкани е значително намалена. Освен това усложненията възникват много години и десетилетия след нараняването. По този начин е имало случаи на доброкачествени тумори през 19 години след облъчване, а развитието на радиационен рак на кожата и гърдата при жените - през 25-27 години. Често нараняванията се откриват на фона или след излагане на допълнителни фактори от нерадиационен характер (диабет, атеросклероза, гнойна инфекция, термични или химични наранявания в радиационната зона).

Трябва също така да се има предвид, че хората, преживели радиационна авария, изпитват допълнителен стрес в продължение на няколко месеца и дори години след нея. Такъв стрес може да задейства биологичен механизъм, който води до появата на злокачествено заболяване. Например в Хирошима и Нагасаки се наблюдава голямо огнище на рак на щитовидната жлеза 10 години след атомната бомбардировка.

Изследвания, проведени от рентгенолози въз основа на данни от аварията в Чернобил, показват намаляване на прага на последиците от излагане на радиация. По този начин е установено, че излагането на 15 rem може да причини нарушения в дейността на имунната система. Още след получаване на доза от 25 rem, ликвидаторите на аварията показват намаляване на кръвта на лимфоцитите - антитела срещу бактериални антигени, а при 40 rem вероятността от инфекциозни усложнения се увеличава. Случаите на неврологични разстройства, причинени от промени в структурите на мозъка, често се наблюдават под въздействието на постоянно облъчване с доза от 15 до 50 rem. Освен това тези явления се наблюдават дълго след облъчването.

Лъчева болест

В зависимост от дозата и времето на експозиция се наблюдават три степени на заболяването: остра, подостра и хронична. При лезиите (при получаване на високи дози) обикновено се появява остра лъчева болест (ARS).

Има четири степени на ARS:

Лесно (100 - 200 рад). Началният период - първичната реакция, както при ARS от всички останали степени - се характеризира с пристъпи на гадене. Главоболие, повръщане, общо неразположение, леко повишаване на телесната температура, в повечето случаи - анорексия (липса на апетит, до отвращение към храната), възможни са инфекциозни усложнения. Първичната реакция настъпва 15 до 20 минути след излагане. Неговите прояви постепенно изчезват след няколко часа или дни или могат да липсват изобщо. След това идва латентният период, така нареченият период на въображаемо благополучие, продължителността на който се определя от дозата радиация и общото състояние на организма (до 20 дни). През това време еритроцитите достигат края на живота си, преставайки да доставят кислород на клетките на тялото. ARS с лека степен е лечим. Възможни са отрицателни последици - кръвна левкоцитоза, зачервяване на кожата, намалена работоспособност при 25% от засегнатите 1,5-2 часа след облъчването. Има високо съдържание на хемоглобин в кръвта в рамките на 1 година от момента на облъчване. Времето за възстановяване е до три месеца. В този случай личната нагласа и социалната мотивация на жертвата, както и рационалната му заетост са от голямо значение;

Средно (200 - 400 рад). Кратки пристъпи на гадене, които отзвучават 2-3 дни след излагане. Латентният период е 10-15 дни (може да отсъства), през който левкоцитите, произведени от лимфните възли, умират и спират да отхвърлят инфекцията, която попада в тялото. Тромбоцитите спират съсирването на кръвта. Всичко това е резултат от факта, че костният мозък, лимфните възли и далакът, убити от радиация, не произвеждат нови еритроцити, левкоцити и тромбоцити, които да заменят отработените. Оток на кожата, развиват се мехури. Това състояние на тялото, наречено "синдром на костния мозък", води 20% от засегнатите до смърт, която настъпва в резултат на увреждане на тъканите на хемопоетичните органи. Лечението се състои в изолиране на пациентите от околната среда, прилагане на антибиотици и кръвопреливане. Младите и възрастните мъже са по-податливи на умерена ARS, отколкото мъжете и жените на средна възраст. Инвалидността настъпва при 80% от засегнатите в рамките на 0,5 - 1 час след облъчването и след възстановяване остава намалена за дълго време. Може би развитието на катаракта на очите и локални дефекти на крайниците;

Тежък (400 - 600 радостен). Симптоми, характерни за стомашно-чревни разстройства: слабост, сънливост, загуба на апетит, гадене, повръщане, продължителна диария. Латентният период може да продължи 1 - 5 дни. След няколко дни се появяват признаци на дехидратация на тялото: загуба на телесно тегло, изтощение и пълно изтощение. Тези явления са резултат от смъртта на власинките на чревните стени, които абсорбират хранителни вещества от постъпващата храна. Клетките им под въздействието на радиация се стерилизират и губят способността си да се делят. Има огнища на перфорация на стените на стомаха и бактериите навлизат в кръвта от червата. Появяват се първични радиационни язви и гнойна инфекция от радиационни изгаряния. Загуба на работоспособност 0,5-1 час след облъчване се наблюдава при 100% от жертвите. При 70% от засегнатите смърт настъпва в рамките на месец от дехидратация и стомашно отравяне (стомашно-чревен синдром), както и от радиационни изгаряния с гама облъчване;

Изключително тежък (над 600 радостен). Силно гадене и повръщане се появяват в рамките на минути след излагане. Диария - 4-6 пъти на ден, през първите 24 часа - нарушено съзнание, оток на кожата, силно главоболие. Тези симптоми са придружени от дезориентация, загуба на координация на движенията, затруднено преглъщане, разстроени изпражнения, гърчове и в крайна сметка смърт. Непосредствената причина за смъртта е увеличаване на количеството течност в мозъка поради освобождаването му от малки съдове, което води до повишаване на вътречерепното налягане. Това състояние се нарича „разстройство на централната нервна система“.

Трябва да се отбележи, че абсорбираната доза, която причинява увреждане на определени части на тялото и смърт, надвишава леталната доза за цялото тяло. Смъртоносните дози за отделни части на тялото са както следва: глава - 2000 радост, долна част на корема - 3000 радост, горна част на корема - 5000 радост, гръден кош - 10 000 радост, крайници - 20 000 радост.

Постигнатото до момента ниво на ефективност на лечението с ARS се счита за ограничаващо, тъй като се основава на пасивна стратегия - надеждата за независимо възстановяване на клетките в радиочувствителните тъкани (главно костен мозък и лимфни възли), за подкрепа на други телесни системи, кръвопреливане на тромбоцити за предотвратяване на кръвоизлив, еритроцити - за предотвратяване на кислороден глад. След това остава само да се изчака, докато всички системи за клетъчно обновяване започнат да работят и да се премахнат пагубните последици от излагането на радиация. Резултатът от заболяването се определя до края на 2-3 месеца. В този случай може да настъпи следното: пълно клинично възстановяване на жертвата; възстановяване, при което способността му да работи по един или друг начин ще бъде ограничена; неблагоприятен изход с прогресирането на заболяването или развитието на усложнения, водещи до смърт.

Трансплантацията на здрав костен мозък е затруднена от имунологичен конфликт, който е особено опасен в облъчен организъм, тъй като изчерпва и без това подкопаната сила на имунната система. Руски учени-рентгенолози предлагат нов начин за лечение на пациенти с лъчева болест. Ако част от костния мозък се вземе от облъчен човек, тогава в хемопоетичната система след тази интервенция започват процесите на по-ранно възстановяване, отколкото при естествения ход на събитията. Екстрахираната част от костния мозък се поставя в изкуствени условия и след определен период от време се връща в същия организъм. Имунологичен конфликт (отхвърляне) не възниква.

В момента учените извършват работа и са получени първите резултати за използването на фармацевтични радиопротектори, които позволяват на човек да толерира дози на радиация, които са приблизително два пъти по-високи от леталната доза. Това са цистеин, цистамин, цистофос и редица други вещества, съдържащи сулфидехидрилни групи (SH) в края на дълга молекула. Тези вещества, подобно на "чистачите", премахват образуваните свободни радикали, които до голяма степен са отговорни за засилването на окислителните процеси в организма. Основен недостатък на тези протектори обаче е необходимостта от въвеждането им в тялото интравенозно, тъй като добавената към тях сулфидехидрилна група за намаляване на токсичността се разрушава в киселата среда на стомаха и протекторът губи своите защитни свойства.

Йонизиращото лъчение също има отрицателен ефект върху мазнините и липоидите (мастните вещества), съдържащи се в тялото. Облъчването нарушава процеса на емулгиране и насърчаване на мазнините в крипталната област на чревната лигавица. В резултат на това в лумена на кръвоносните съдове попадат капки неемулгирана и грубо емулгирана мазнина, абсорбирана от тялото.

Увеличаването на окисляването на мастните киселини в черния дроб води до повишена чернодробна кетогенеза при дефицит на инсулин, т.е. излишъкът на свободни мастни киселини в кръвта понижава активността на инсулина. А това от своя страна води до широко разпространеното заболяване на захарен диабет днес.

Най-типичните заболявания, свързани с радиационно увреждане, са злокачествени новообразувания (щитовидна жлеза, дихателни органи, кожа, кръвотворни органи), метаболитни и имунни нарушения, респираторни заболявания, усложнения на бременността, вродени аномалии, психични разстройства.

Възстановяването на тялото след облъчване е сложен процес и протича неравномерно. Ако възстановяването на еритроцитите и лимфоцитите в кръвта започне след 7 - 9 месеца, то възстановяването на левкоцитите - след 4 години. Продължителността на този процес се влияе не само от радиацията, но и от психогенните, социалните, битовите, професионалните и други фактори от периода след радиацията, които могат да бъдат обединени в едно понятие за "качество на живот" като най-вместимото и изразяващо изцяло същността на човешкото взаимодействие с биологични фактори на околната среда, социални и икономически условия.

Осигуряване на безопасност при работа с йонизиращи лъчения

При организирането на работата се използват следните основни принципи на радиационната безопасност: избор или намаляване на мощността на източниците до минимални стойности; намаляване на времето за работа с източници; увеличаване на разстоянието от източника до работника; екраниране на източници на лъчение с материали, които поглъщат или отслабват йонизиращото лъчение.

В помещенията, където се извършва работа с радиоактивни вещества и радиоизотопни устройства, се наблюдава интензивността на различни видове радиация. Тези помещения трябва да бъдат изолирани от другите помещения и оборудвани с приточна и изпускателна вентилация. Други колективни средства за защита срещу йонизиращо лъчение в съответствие с ГОСТ 12.4.120 са стационарни и подвижни защитни екрани, специални контейнери за транспортиране и съхранение на източници на радиация, както и за събиране и съхранение на радиоактивни отпадъци, защитни сейфове и кутии.

Стационарните и подвижни защитни екрани са проектирани да намалят нивото на радиация на работното място до приемливо ниво. Защитата срещу алфа радиация се постига чрез използване на плексиглас с дебелина няколко милиметра. За да се предпазят от бета лъчение, екраните са изработени от алуминий или плексиглас. Вода, парафин, берилий, графит, борни съединения, бетон предпазва от неутронно лъчение. Олово и бетон предпазват от рентгенови лъчи и гама лъчение. Оловното стъкло се използва за прозорци за наблюдение.

При работа с радионуклиди трябва да се използва специално облекло. В случай на замърсяване на работното пространство с радиоактивни изотопи, върху памучните гащеризони трябва да се носи филмово облекло: халат, костюм, престилка, панталон, ръкав.

Филмовите дрехи са изработени от пластмаси или гумени тъкани, които могат лесно да бъдат почистени от радиоактивно замърсяване. В случай на използване на филмово облекло е необходимо да се предвиди възможността за подаване на въздух под костюма.

Комплектите за работно облекло включват респиратори, въздушни каски и други лични предпазни средства. За защита на очите трябва да се носят очила с очила, съдържащи волфрамов фосфат или олово. Когато използвате лични предпазни средства, е необходимо стриктно да се придържате към последователността на обличане и събуване и дозиметричния контрол.

Популярен

Подбор на научни термини на английски език

« Речникът съдържа около 75 000 термина във всички области на съвременната физика, както класически, така и най-новите.Речникът е предназначен за широк спектър от ... »

Английски думи от три букви

« Котка, куче, чанта - такъв речник е лесен за запомняне дори и за най-малките деца. Всъщност трибуквените думи на английски са много по-интересни и ... »

Курс на лекции по теоретична механика

« Лекции по теоретична механика Динамика на точка Лекция 1 Основни понятия за динамика В раздела Динамика движението на телата под действието на ... »