ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ЧЕЛОВЕКА

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ЧЕЛОВЕКА

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1    Познакомиться с источниками ионизирующих излучений.

1.2 Проанализировать воздействия ионизирующих излучений на человека.

2 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

2.1 Познакомиться с теоретическими сведениями по теме.

2.2 Составить схемы «ВИДЫ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ»,  «ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ», «ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ» 

2.3 Выбрать вариант по таблице вариантов.

2.4 Оценить воздействие ионизирующих излучений на человека, согласно условиям варианта.

2.4.1  В соответствии с категорией облучаемых лиц, группой критических органов и режимов работы определить основные дозовые пределы (ПДД или ПД).

2.4.2  По формуле (3) определить максимальную эквивалентную дозу излучения.

2.4.3 С помощью формул (1) и (2) сделать вывод о соответствии радиационной обстановки нормам радиационной безопасности.

2.5 Ответить на контрольные вопросы.

2.6 Сделать вывод по проделанной работе и оформить отчет.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

«Один из первых открытых

природных радиоактивных элементов

был назван «радием»- в переводе с латинского-

испускающий лучи, излучающий».

Каждого человека в окружающей среде подстерегают различные явления, оказывающие на него влияние. Благодаря наличию органов чувств, отведенных ему природой, он может оперативно реагировать на эти явления. Однако в природе существует явление, на которое человек из-за отсутствия необходимых органов чувств не может мгновенно реагировать - это радиоактивность. Радиоактивность - не новое явление; радиоактивность и сопутствующие ей излучения (ионизирующие) существовали во Вселенной всегда. Радиоактивные материалы входят в состав Земли и даже человек слегка радиоактивен, т.к. в любой живой ткани присутствуют в малейших количествах радиоактивные вещества.

Самое неприятное свойство радиоактивного (ионизирующего) излучения - его воздействие на ткани живого организма, поэтому необходимы соответствующие измерительные приборы, которые предоставляли бы оперативную информацию для принятия полезных решений до того, когда пройдет продолжительное время и проявятся нежелательные или даже губительные последствия. Поэтому информацию о наличии излучения и его мощности необходимо получить как можно раньше. Существуют различные методы регистрации и дозиметрии, которые положены в основу работы дозиметров радиации, они способны определить дозу излучения.

Ионизирующее излучение – это разновидность энергии лучистой, попадающей в конкретную среду, вызывая процесс ионизации в организме. За время порядка десяти триллионных секунды после того, как проникающее излучение достигнет соответствующего атома в ткани организма, от этого атома отрывается электрон. Последний заряжен отрицательно, поэтому остальная часть исходно нейтрального атома становится положительно заряженной. Этот процесс и называется ионизацией. Оторвавшийся электрон может далее ионизировать другие атомы.

Радиоактивные облучения появляются по причине произвольного расщепления атомного ядра, что вызывает трансформацию химических, физических свойств. Вещества, которые могут распадаться, считаются радиоактивными. Следует отметить, что у них имеются канцерогенные свойства, выделяются токсины, которые в результате воздействия на человека могут стать причиной рака, лучевой болезни. Несмотря на то, что ионизирующее излучение может применяться в медицине, например, в работе рентгеновского аппарата или ускорительной установки, датчиков в народном хозяйстве, оно чрезвычайно опасно, о чем свидетельствует его характеристика и свойства. Учитывая то, что человек ежедневно подвергается его воздействию, необходимо знать, какими могу быт последствия опасного контакта и как обезопасить себя.

Существуют разные виды ионизирующих излучений, которые оказывают воздействие на организм человека.

Альфа лучи считаются положительно заряженными ионами гелия, которые появляются в случае распада ядер тяжелых элементов. Защита от ионизирующих излучений осуществляется с помощью бумажного листка, ткани.

Бета лучи – поток отрицательно заряженных электронов, которые появляются в случае распада радиоактивных элементов: искусственных, естественных. Поражающий фактор намного выше, чем у предыдущего вида. В качестве защиты понадобится толстый экран, более прочный. На 50 % задерживаются одеждой. К таким излучениям относятся позитроны.

Гамма лучи – жесткое электромагнитное колебание, появляющееся впоследствии распада ядер радиоактивных веществ. Наблюдается высокий проникающий фактор, является самым опасным излучением из трех перечисленных для организма человека. Чтобы экранировать лучи, нужно воспользоваться специальными устройствами. Для этого понадобятся хорошие и прочные материалы: вода, свинец и бетон.

Рентгеновское ионизирующее излучение формируется в процессе работы с трубкой, сложными установками. Характеристика напоминает гамма лучи. Отличие заключается в происхождении, длине волны. Присутствует проникающий фактор.

Излучение нейтронное – это поток незаряженных нейтронов, которые входя в состав ядер, кроме водорода. В результате облучения, вещества получают порцию радиоактивности. Имеется самый большой проникающий фактор.

Рисунок 1

Источники ионизирующего излучения бывают естественными и искусственными. В основном организм человека получает радиацию от естественных источников, к ним относятся: земная радиация; космос (звездные взрывы, солнечные вспышки). Что касается источников земной радиации, многие из них канцерогенные. К ним относят: уран; калий; торий; полоний; свинец; рубидий; радон.

Установлено, что из всех естественных источников радиации наибольшую опасность представляет радон -тяжелый газ без вкуса, запаха и при этом невидимый; со своими дочерними продуктами. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для различных точек земного шара. Радон концентрируется в воздухе внутри помещений лишь тогда, когда они в достаточной мере изолированы от внешней среды. Просачиваясь через фундамент и пол из грунта или, реже, высвобождаясь из стройматериалов, радон накапливается в помещении. Герметизация помещений с целью утепления только усугубляет дело, поскольку при этом еще более затрудняется выход радиоактивного газа из помещения. Самые распространенные стройматериалы - дерево, кирпич и бетон - выделяют относительно немного радона. Гораздо большей удельной радиоактивностью обладают гранит, пемза, изделия из глиноземного сырья, фосфогипса.

Еще один, как правило менее важный, источник поступления радона в помещения представляет собой вода и природный газ, используемый для приготовления пищи и обогрева жилья.

Концентрация радона в обычно используемой воде чрезвычайно мала, но вода из глубоких колодцев или артезианских скважин содержит очень много радона. Однако основная опасность исходит вовсе не от питья воды, даже при высоком содержании в ней радона. Обычно люди потребляют большую часть воды в составе пищи и в виде горячих напитков, а при кипячении воды или приготовлении горячих блюд радон практически полностью улетучивается. Гораздо большую опасность представляет попадание паров воды с высоким содержанием радона в легкие вместе с вдыхаемым воздухом, что чаще всего происходит в ванной комнате или парилке (парной).

В природный газ радон проникает под землей. В результате предварительной переработки и в процессе хранения газа перед поступлением его к потребителю большая часть радона улетучивается, но концентрация радона в помещении может заметно возрасти, если кухонные плиты и другие нагревательные газовые приборы не снабжены вытяжкой.

Другие источники радиации, к сожалению обладающие потенциальной опасностью, созданы самим человеком. Источники искусственной радиации - это созданные с помощью ядерных реакторов и ускорителей искусственные радионуклиды, пучки нейтронов и заряженных частиц. Они получили название техногенных источников ионизирующего излучения. Оказалось, что наряду с опасным для человека характером, радиацию можно поставить на службу человеку. Вот далеко не полный перечень областей применения радиации: медицина, ядерное производство, атомные электростанции, ядерно –энергетические установки, специальные военные объекты, фабрики обогатительные, научные лаборатории, осветительные устройства, сельское хозяйство, химия, компьютеры и телефоны, бытовая техника и т.д. При наличии указанных источников поблизости, существует фактор поглощенной дозы ионизирующего излучения, единица которого зависит от продолжительности воздействия на организм человека.

Особняком по своему воздействию на человека стоят испытания ядерного оружия в атмосфере, аварии на АЭС и ядерных реакторах и результаты их работы, проявляющиеся в радиоактивных осадках и радиоактивных отходах. При этом в некоторых местностях Земли радиация может попадать внутрь организма человека непосредственно через с/х продукцию и питание. Однако только чрезвычайные ситуации, типа Чернобыльской аварии, могут оказать неконтролируемое воздействие на человека. Остальные работы контролируются на профессиональном уровне.

Следует указать, что обязательно проводится утилизация источников ионизирующего излучения. Это процесс, который помогает вывести из эксплуатации генерирующие источники. Данная процедура состоит из технических, административных мер, которые направлены на обеспечение безопасности персонала, населения, защиты окружающей среды.

Успокаивающим фактором является контролируемый характер всех мероприятий, связанных с получением и применением искусственной радиации.

Действие ионизирующего излучения на организм человека особенно опасно. Возможны такие последствия:

¾       имеется фактор очень глубокого биологического изменения;

¾       присутствует накопительный эффект единицы поглощенной радиации;

¾                                                          эффект проявляется через время, так как отмечается скрытый период;

¾                                                          у всех внутренних органов, систем разная чувствительность к единице поглощенной радиации;

¾                                                          радиация влияет на все потомство;

¾                                                          эффект зависит от единицы поглощенной радиации, дозы облучения, продолжительности.

В результате могут возникать различные заболевания вплоть до онкологии, паралича и лучевой болезни. Чрезвычайно опасно для детей и беременных, так как происходит аномальное развитие органов и тканей. Токсины, радиация – источники опасных заболеваний.

 Следует учитывать, что одни части тела более чувствительны к излучению, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения, возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения человека следует учитывать с различными коэффициентами. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения для организма; она измеряется в Зивертах.

                Рисунок 2

Биохимические изменения в организме человека могут произойти как через несколько секунд, так и через десятилетия после облучения и явиться причиной немедленной гибели клеток или изменений в них.

Вредные эффекты могут наступать при эквивалентных дозах не менее 1,5 Зв (150 бэр) полученных в течение года, а в случаях кратковременного облучения - при дозах выше 0,5 Зв (50 бэр). Когда облучение превышает некоторый порог, возникает лучевая болезнь. Различают хроническую и острую (при однократном массивном воздействии) формы этой болезни. Острую лучевую болезнь по тяжести подразделяют на четыре степени, начиная от дозы 1-2 Зв (100-200 бэр, 1-я степень) до дозы более 6 Зв (600 бэр, 4-я степень). Четвертая степень может закончиться летальным исходом.

Дозы, получаемые в обычных условиях, ничтожны по сравнению с указанными. Мощность эквивалентной дозы, создаваемой естественным излучением, колеблется от 0,05 до 0,2 мкЗв/ч, т.е. от 0,44 до 1,75 мЗв/год (44-175 мбэр/год). При медицинских диагностических процедурах - рентгеновских снимках и т.п. - человек получает еще примерно 1,4 мЗв/год.

Поскольку в кирпиче и бетоне в небольших дозах присутствуют радиоактивные элементы, доза возрастает еще на 1,5 мЗв/год. Наконец, из-за выбросов современных тепловых электростанций, работающих на угле, и при полетах на самолете человек получает до 4 мЗв/год. Итого существующий фон может достигать 10 мЗв/год, но в среднем не превышает 5 мЗв/год (0,5 бэр/год).

Такие дозы совершенно безвредны для человека. Предел дозы в добавление к существующему фону для ограниченной части населения в зонах повышенной радиации установлен 5 мЗв/год          (0,5 бэр/год), т.е. с 300-кратным запасом. Для персонала, работающего с источниками ионизирующих излучений, установлена предельно допустимая доза 50 мЗв/ год (5 бэр/год), т.е. 28 мкЗв/ч при 36-часовой рабочей неделе.

В нормах радиационной безопасности НРБ-99  установлены:

Три категории облучаемых лиц:

¾      категория А – персонал (профессиональные работники);

¾      категория Б – профессиональные работники, не связанные с использованием источников ионизирующих излучений, но рабочие места  которых расположены в зонах воздействия радиоактивных излучений;

¾      категория В – население области, края, республики, страны.

Три группы критических органов:

¾      1-я группа – все тело, половые органы, костный мозг;

¾      2-я группа – мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к 1-й и 3-й группам

¾      3-я группа – кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, стопы.

В таблице 1 показаны основные дозовые пределы, допустимые для лиц категорий А, Б и В – предельно допустимые дозы (ПДД) облучения (для категории А) и пределы дозы (ПД) (для категории Б,В) за календарный год. ПДД и ПД измеряются в миллизивертах в год (мЗв/год). ПДД и ПД не включают в себя дозы естественного фона и дозы облучения, получаемые при медицинском  обследовании и лечении.

Таблица 1- Основные дозовые пределы, мЗв/год

Примечание. Дозы облучения для персонала категории Б не должны превышать ¼ значений для персонала категории А.

ПДД – наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы облучения за календарный год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

ПД – основной дозовый предел, при котором равномерное облучение в течение 70 лет не вызовет изменений здоровья, обнаруживаемых современными методами.

При проведении радиационного контроля и оценке соответствия параметров радиационной обстановки нормативам должны соблюдаться следующие соотношения для категорий А,Б,В

где Н– максимальная эквивалентная доза излучения на данный критический орган, мЗв/год

где D – поглощенная доза излучения, мЗв/год; 

       k – коэффициент качества излучения (безразмерный коэффициент, на который следует умножить поглощенную дозу рассматриваемого излучения для получения эквивалентной дозы этого излучения);

Значения коэффициента k приведены ниже.

4 ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ

5  КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5.1 В чем состоит наибольшая опасность воздействия ионизирующего излучения?

5.2 К чему может привести бесконтрольное использование источников искусственной радиации?

5.3 Какие особенности следует учитывать при утилизация источников ионизирующего излучения?

5.4 С какой целью, по Вашему мнению, установлены три категории облучаемых лиц?

5.5 Какие основные правила необходимо соблюдать, чтобы минимизировать воздействие ионизирующего излучения на организм.

Скачано с www.znanio.ru