Ионизирующие излучения, виды излучений, величины, их характеризующие, воздействие на организм человека, нормирование.

Ионизирующее излучение - любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию зарядов разных знаков. Свойствами ионизации среды обладают радиоактивные излучения, излучения высоких энергий, рентгеновские лучи.

Радиоактивные излучения образуются в результате самопроизвольного распада атомных ядер элементов. Известно около 50-ти естественных (уран, радий, торий и др.) и более 700 искусственно полученных радиоактивных элементов.

К ионизирующим излучениям относятся:

- гамма-излучение - электромагнитное фотонное излучение, испускаемое при ядерных превращениях;

- характеристическое - фотонное излучение, испускаемое при изменении энергетического состояния атома;

- тормозное - фотонное излучение, испускаемое при изменении кинети-ческой энергии заряжённых частиц;

- рентгеновское - совокупность тормозного и характеристического излучений, диапазон энергии фотонов которых составляет от 1тысячи до 1 миллиона электрон-вольт;

- корпускулярное - излучение, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля, альфа- и бета частиц, протонов, нейтронов и др.

Для характеристики действия ионизирующих излучений используются следующие показатели: экспозиционная доза - Х, поглощённая доза - Д, эквивалентная доза - Н.

Экспозиционная доза (Х) - это полный заряд ионов одного знака, воз-никающих в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объёме воздуха, делённый на массу воздуха в этом объёме:

 

Х = dQ/dm .

 

Единица экспозиционной дозы - кулон на килограмм, Кл/кг, внесистемная единица - рентген (Р). 1Р = 2,58´10 в -4 степени Кл/кг или 1Кл/кг = 3876 Р.

Мощность экспозиционной дозы Рэксп - это приращение экспози-ционной дозы за малый промежуток времени, деленное на этот промежуток:

 

Рэксп = dX/dt .

 

Единица измерения - кулон на килограмм в секунду (Кл/кг/с), или ампер на килограмм (А/кг), внесистемная единица - рентген в секунду (Р/с).

Поглощенная доза (Д) - это средняя энергия, переданная излучением веществу в некотором элементарном объёме, деленная на массу вещества в этом объёме:

Д = dE/dm .

 

Единица поглощенной дозы - грей (Гр), равный одному джоулю на килограмм (Дж/кг). Внесистемная единица - 1 рад. 1 рад = 0,01 Гр.

Мощность поглощенной дозы (Р) - это приращение поглощенной дозы за малый промежуток времени, деленное на этот промежуток:

 

Р = dД/dt .

 

Единица мощности поглощенной дозы - грей в секунду (Гр/с). Внесистемная единица - рад в секунду (рад/с).

Эквивалентная доза Н - величина, введённая для оценки опасности хронического облучения излучением произвольного состава и опреде-ляемая как произведение поглощённой дозы (Д) на средний коэффициент качества излучения (К):

Н = Д´К .

 

Коэффициент качества излучения К - безразмерная величина, учи-тывающая различие в величине радиационного воздействия разных видов излучений. Например, для гамма-квантов и бета-частиц этот коэффициент равен единице, а для альфа-частиц К = 20.

Единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв). 1Зв = 1Гр´К.

Внесистемная единица эквивалентной дозы - бэр (биологический эквивалент рада рентгеновского или гамма излучения). 1бэр = 1 рад´К.

В результате воздействия ионизирующего излучения в ткани погло-щается энергия и возникает ионизация молекул, что ведёт к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры биологических объектов. Особенностью ионизирующих излучений является кумулятивное действие на организм. Кумулятивное действие оказывается особенно сильным при попадании в организм радиоактивных веществ, отлагающих-ся в определённых тканях. Под влиянием облучения происходит перерож-дение нормальных клеток в злокачественные, возникают лейкемия, луче-вая болезнь.

Основными нормативными документами, регламентирующими безопасность работы с источниками ионизирующих излучений, являются "Нормы радиационной безопасности (НРБ - 76/87)" и "Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП - 72/80)".

В соответствии с НРБ - 76/87 установлены три категории облучения:

Категория А - профессиональное облучение лиц, работающих непосредственно с источниками ионизирующих излучений.

Категория Б - облучение лиц, работающих в смежных помещениях, но не занятых непосредственно работой, связанной с радиационной опасностью.

Категория В - облучение населения всех возрастных категорий.

При определении предельно допустимых доз (ПДД) внешнего и внутреннего облучения учитываются три группы критических органов:

1-я группа - всё тело, хрусталик глаза, кроветворные органы;

2-я группа - мышцы, жировая ткань, печень, почки, лёгкие и тд.;

3-я группа - кожа, кости.

Предельно допустимая доза облучения - это наибольшая эквивалентная доза, действие которой на организм в течение 50 лет не вызывает в нём необратимых изменений, обнаруживаемых современными методами исследования.

Предельно допустимые дозы устанавливаются для разных категорий облучения и групп критических органов.

Так, например, ПДД внешнего облучения всего организма для катего-рии А - 5 бэр в год, категории Б - 0,5 бэра в год, категории В - 0,05 бэра в год. Для категории А допускается однократная доза внешнего облучения 3 бэра, при условии, что годовая доза не превысит 5 бэр.

Суммарная доза для категории А не должна превышать

 

Н < 5(N - 18) бэр,

где:

N - возраст работающего,

18 - возраст, с которого допускается работа с источниками ионизирующих

излучений.

Во всех случаях к 30 годам суммарная доза не должна превышать 60 бэр.

Исходя из существующих ПДД и групп критических органов, установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) радиоактивных изотопов в воде открытых водоёмов и источников водоснабжения, в воз-духе рабочих помещений, санитарно-защитных зон, населённых пунктов.

ПДК - предельно допустимое количество радиоактивного изотопа в единице объёма или массы, поступление которого в организм естественными путями (с суточным потреблением воды, пищи, воздуха) не создаёт в критических органах или в организме в целом доз облучения, превышающих допустимые.

К основным методам защиты относятся: использование источников с минимально возможным выходом ионизирующих излучений (защита количеством), ограничение времени работы с источниками (защита временем), удаление рабочего места от источника (защита расстоянием), экранирование источников.