сдача бжд на отлично. БЖД Лекции. Бжд тема Основные принципы защиты
 Скачать 1.42 Mb.
|
|
РАЗДЕЛ 2. ЧЕЛОВЕК В МИРЕ ОПАСНОСТЕЙ 255 обладают высокой токсичностью и могут представлять большую про- фессиональную опасность, особенно при выполнении сварочных ра- бот, сопровождающихся УФ-излучением, в ограниченных, плохо про- ветриваемых помещениях или в замкнутых пространствах. Основными характеристиками УФ-излучений являютея; эзритем- ный поток Ф, зр; мощикость эритемного излучения; эритемная освещен- ность В, эр/м"; эритомная доза Ё/, эр-ч/м?. 1 эр соответствует потоку УФ-нэлучения мощностью 1 Вте длиной волны 297 нм. Согласно действующему гигиеническому нормированию УФ-из- лучений (СН 4557-88 «Санитарные нормы ультрафиолетового излу- чения в производственных помещениях») установлено, что максималь- ная облученность не должна превышать 7,5 мэр-ч/м?, а максимальная суточная доза — 60 мэр-ч/мё для УФ-излучения © длиной волны боль- не 280 нм. Измеряют интенсивность и сиектр УФ-излучений с помощью УФ- дозиметров, спектрометров, УФ-фотометров, эрметров. Основными мерами защиты от УФ-излучений являются: экрани- рование источников излучения и рабочих мест; применение СИЗ — спецодежды, защитных очков и щитков, свабженных светофильтра- ми, а также покровных кремов, которые служат скетофильтрами. Лля определенного контингента работающих предусмотрено про- филактическое облучение людей в соответствии с методическими ука- заниями (МУ 5046-89). КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Укажите достоинства нормального освещения для людей и отрицатель- ные стороны недостаточной и повыттенной освещенности? 2. Каким требованиям должно удовлетворять рациональное освещение? 3. Какие светотехнические характеристики используют при поличастван- ной оценке условий освещения? Укажите их единицы измерения. 4. Что характеризует фон и на какие классы он условно делится? 5. Как определяют контраст объекта различения с фоном? 6. Каковы достоинетва естественного освещения и есть ЛИ у чето недо- статки? 7. Что представляетеобой коэффициент естественной освещенности (КЕО} и как он нормируется? 8. Какие источники искусственного освещения существуют? Укажите их достоинства и недостатки? 9. Какие преимущества имеют по сравнению с другими источниками света люминесцентные лампы и в Чем их недостатки? 10. На чем ослован расчет освещения по методу удельной мощности? 11. Какой расчетный метод освещения является основным и как он произ- водится для лампы накаливания и люминесцентных ламп? 256 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ $7.8. ИОНИЗИРУНУЦИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ Йонизирующим излучением называется излучение, взаимодействие которого с веществом приводят к образованию в этом веществе ионов разного энака. Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся также фо- тоны. Энергию частиц ионизирующето излучения измеряют во вне- системных единицах — электрон-вольтах (эВ); 1 эВ = 1,5.40-® Дж. Различают корпускузярное и фотонное ионизирующее излучение. Корпускулярное понизирующее излучение — поток элементарных частиц с массой покоя, отличной от нуля, образующихся при радиоак- тивном распаде, ядерных презращениях либо генерируемых на уско- рителях. К нему относятся: а- и В-частицы, нейтроны (п), протоны (р) идр. о-нзлучение — это поток частиц, являющихся ядрами атома гелия и обладающих двумя единицами заряда. Энергия о-частиц, испускае- мых различными радионуклидами, лежит в пределах 2...8 МэВ. При этом все ядра данного раднонуклида испускают и-частицы, обладаю- щие одной и той же энергией. В-излучение — это поток электронов или позитронов. При распа- де ядер В-активного радионуклида, в отличие от а-распада, различ- ные ядра данного радионуклида испускают В-частицы различной энер- гии, поэтому энергетический спектр В-частиц непрерызен. Средняя энергия В-спектра составляет примерно 0,3Е„.„. Максимальная знер- гия В-частиц у известных в настоящее время радионуклидов может достигать 3,0...3,5 МэВ. Нейтронное излучение. Нейтроны — нейтральные элементарные частицы. Поскольку нейтроны неё имеют электрического заряда, при прохожденни через вещество сни взаимодействуют только с ядрами атомов. В результате этих процессов образуются либо зариженные час- тицы (ядра отдачи, протоны, дейтроны), либо у-излучение, вызываю- щие ионизацию. По характеру вззимодействия со средой, зависяще- муот уровня энергии нейтронов, они условно разделены на 4 группы: 1) тепловые нейтроны — 0,0...0,5 кэВ; 2} промежуточные нейтроны — 0,5...200 кэВ; 3} быстрые нейтроны — 200 кэВ...20 МэВ; 4} релятивистские нейтроны — свыше 20 МзВ. Фотонное излучение — поток электромагнитных колебаний, кото- рые распространяются в вакууме с постоянной скоростью 300 000 км/с. Ё нему относятся 7-излучение, характористическое, тормозное и рент- геновское иэлучения. РАЗДЕЛ 2. ЧЕЛОВЕК В МИРЕ ОПАСНОСТЕЙ 257 9 Занько «БЖДь Обладая одной и той же природой, эти виды электромагнитных излучений различаются условиями образования, а также свойства- ми — длиной волны и энергией. }-язлучение испускается при ядерных превращениях или при ан- нигиляция частиц. Характеристическое излучение — фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния это- ма, обусловленного перестройкой внутренних электронных оболочек. Тормозное излучение связано с изменением кинетической энер- гии заряженных частиц, имеет непрерывный спектр и возникает всре- де, окружающей источник В-излучения, в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов ит. п. Рентгеновское излучение — совокупность тормозного и характе- ристического излучений, дизпазон энергии фотонов которых состав- ляет + кэВ.. 1 МэВ. Излучения характеризуются по их ионизирующей и проникаю- щей способностям. Йонизирующая способность излучения определяется удельной ио- низацией, то есть числом пар ионов, создаваемых частицей велинице объема массы среды или на единице длины пути. Излучения различ- ных ридов обладают различной ионизирующей способностью. Проникающуая способность излучений онределяетея величиной пробега. Пробегом называется путь, пройденный частицей в веществе до ев полной остановки, обусловленной тем или иным видом вааимо- действия. а-частицы обладают наибольшей ионизирующей способностью и наименьшей проникающей способностью. Их удельная ионизация изменяется от 25 до 60 тыс. пар ионов на 1 см пути в воздухе. Длина пробега этих частиц в воздухе составляет несколько сантиметров, а в мягкой биологической ткани — несколько десяткоя микрон. В-излучение имеет существенно меньшую ионизирующую способ- ность и большую проникающую способность. Средняя величина удель- ной ионизации в воздухе составляет около 140 пар аонов на 4 см пути, а максимальный пробег достигает нескольких метров при больших энергиях. Наименьшей ионизирующей способностью и наибольшей прони- хаютщей способностью обладают фотонные излученил. Во всех про- цессах взаимодействия электромзагнитного излучения со средой часть энергии преобразуется в кинетическую энергию вторичных элек- тронов, которые, проходя через вещество, производят ионизацию. Прохождение фотонного излучения через вещество вообще не мо- 258 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ жет быть охарактеризовано поня- тием пробега. Ослабление потока электромагнитного излучения в ве- ществе подчиняется экспоненци- зльному закону и характеризуется коэффициентом ослабления ц, ко- торый зависит от энергии излуче- ния и свойств вещества. Особен- ность экспоненциальных кривых состоит в том, что они не перосека- ются с осью абециее. Это значит, что при любой толщине слоя веще- ства нельзя полностью поглотить поток фотонного излучения, д мож- но только ослабить ето интенсив- и: любое число раз. В атом за- ключается существенное отличие характера ослабления фотонного излучения от ослабления заряжен- ных частиц, для которых существу- ет минимальная толщина слоя не- щества-поглотителя {пробег}, где происходит нолное поглощение по- тока заряженных частиц. Открытие ионизирующего из- лучения связано с именем фран- цузского ученого Анри Беккереля. В 1896 г. он обнаружил следы ка- ких-то излучений, оставленных минералом, содержанщим уран, на фотографических пластинках. В 1898 г. Мария Кюри и ее муж Пьер Кюри установили, что после излучений уран самопроизвольно 'Уран-238 4, АТ млрд ЛЕТ Торий-234 24.1 суток Протактиний-234 — 1,17 минут Уран-234 24АБ 000 лет Торий-230 8 000 лег Радий-226 1 500 лет Радон-222 3,823 суток Попоний-218 3,05 минут Свинец-214 26.8 минут Висмут 214 19,7 минут Полоний-214 5,000 164 овкунды Свинец-210 22.3 лет Висыут-210 5,01 сутек Попоний-210 136,4 суток Свинец-206 Стабильный Риге. 7.11 Распад урана-238 последовательно превращается в другие энементы (рас. 7.11). Этот процесс превращения одних эле- ментов в другие, сопровождающийся ионизирующим излучением, Мария Кюри назвола радиоактивностью. Так была открыта естествен - ная радиоактивность, которой обладают элементы с нестабильными ядрами. В 1934г. Ирэн и Фредерик Жолио-Кюри ноказали, что, воз- действуя нейтронами на ядра стабильных элементов, можно получить изотопы с искусственной радиозктивностью. РАЗДЕЛ 2. ЧЕЛОНЕК В МИРЕ ОПАСНОСТЕЙ 258 Таким образом, различают природные и технические источвики ионизирующего излучения. К природным относятся космические, а также земные источники, создаклние природное облучение (естест- венный фон}. К техническим относятся источники, специально с93- данные для полезного применения излучения или являющиеся по- бочным продуктом деятельности. ФИЗИКА РАДИОАКТИВНОСТИ Природа радиоактивных излучений хорошо изучена. Чтобы по- нять, как возникают такие излучения, необходимо вспомнить некото- рые сведения из атомной физики. Согласно планетарной модели атома, предложенной в 1911 г. анг- лийским физиком Резерфордом, ядро атома состоит из положительных протонов и нейтральных нейтронов. Вокруг ядра вращаются по своим орбитам отрицательно заряженные электроны. Заряд ядра равен сум- марному заряду электронов, то есть атом электрически нейтрален. Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одинаковое число протонов, но количество нейтронов в них может быть разным. Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но разли- чающиеся по числу нейтронов, относятся к разновидностям одного и того же химического элемента и называются изотопами. Чтобы отли- чать их друг от друга, к символу элемента приписывают число, равное сумые всех частиц в ядре данного изотопа. Так, уран-238 содержит 92 протона и 238 - 92 = 146 нейтронов; в уране-235 тоже 92 протона, но 235 - 92 = 143 нейтрона. Протоны и нейтроны имеют общее назва- ние «нуклоны». Полное число нуклонов называется массовым чис- лом А и является мерой стабильности ядра. Чем ближе расположен элемент к концу таблицы Менделеева, тем больше А, тем больше ней- тронов в ядре и тем менее устойчивы эти ядра. Ядра всех изотопов образуют группу «нуклидов». Некоторые нук- лиды стабильны. то есть при отсутствии внешнего воздействия не пре- терпевают никаких превращений. Больтиннство же нуклидов неста- бильны, они все время превращаются в другие нуклиды. Электроны располагаются на орбитах в строгой последовательно- сти. На ближайшей к ядру орбите может находиться не более 2 элек- тронов, на следующей не более 8, на третьей — 18, далее — 32. Эти условия постулировал в 1913 г. датский физик Нильс Бор. Затем они были подтверждены экспериментами. Энергия атома дискретна. Пе- реход из одного состояния в другое происходит скачкообразно с излуче- нием или поглощением строго фиксированной порции энергии — кван- та. Этот термин ввел основоположник квантовой теории Макс Планк. 260 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Электроны могут переходить © одной орбиты на другую и нокидать ятом. Сложные процессы, происходящие внутри атома, сопровожда- ЮТСЯ высвобождением энергии в виде излучения. Можно сказать, что испускание ядром двух протонов и двух ней- тронов — это а-излучение, испускание электрона -- это В-нэлучоние. Если нестабильный нуклид оказывается перевозбужденным, он выбрасывает порцию Чистой энергии, называемую у-излучением (7-квантом}. Как и в случае рентгеновских лучей (во многом подобных у-излучению), при этом не происходит испускания каких-либо частиц. Процесс самопроизвольного распада нуклида называется радио- активным распадом, а сам такой нуклид — радионуклидом. Уровень пестабильности радионуклидов неодинаков: одни распадаются очень быстро, другие — очень медленно. Время, в течение которого распадается половина всах радионукли- дов данного типа, называется периодом полурасизда. Например, пери- од полураспада урхна-238 равен 4,47 млрд лет, & протактиния-234 — чуть больше одной минуты. ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА. Распад радионуклидов описывается экспоненциальным законом №= Мехр(-АЁ) или, в другой форме, М = Ме”, где № — первона- чальное количество радионуклидов; № — число ядер, не распавших- сяза время &; А — постоянная распада (постояннан для каждого нук- лида), ^ = 0,693/Т; Г — период по- лураспада. Окончательный вид: 400. Рис. 7.12 _9.895 Иляюстрацая закона М=Ме т. радиовктиевного распада, и . Е 8 Чиело испущенных частиц про- порционально числу распавшихея — №5 ллер АМ и равно: АМ = № - М, = № : (1-ем). Можно построить график радио- | Еее -+ активного распада. Для этого соста- б я ромя вим следующую таблицу: Время О тттадщт Кол-во нераепавшихся атомных ядер, % 100 50 25 12,5 8,25 342 Откладывая в прямоугольной системе по оси ординат количество нераспавшихся атомов в процентах, а по оси абсцисс общее время. получим экспоненту распада для условного нуклида (рис. 7.12). РАЗДЕЙ 2. ЧЕЛОВЕК В МИРЕ ОПАСНОСТЕЙ 261 Экспоненциальные кривые не пересекаются © осью абецисс. Это значит, что число нераспавшихся ядер не может быть ревным 9. Знание периодов нолураспада и закона радиоактивного распада необходимо для оценки радиационной обстановки. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ Под воздействием ионизирующего излучения на организм чело- века в тканях могут происходить сложные физические и бяологиче- ские процессы. В результате ионизации живой ткани происходит раз- рыв молекулярных связей и изменение химической структуры раз- личных соецинений, что в свою очередь приводит к гибели клеток. Еще более существенную роль в формировании биологических последствий играют продукты радиолиза воды, которая составляет 60...70% массы биологической ткани. Под действием ионизирующего излучения на воду образуются свободные радикалы Н-и ОН., ав прн- сутствии кислорода также свободный радикал гидропероксида (НО.>) и пероксида водорода {Н2О2), являющиеся сильными окислителями. Продукты радиолиза вступают в химические реакции с молекулами тканей, образуя соединения, н6 свойственные здоровому организму. Эго приводит к нарушению отдельных функций или систем, а также жизнедеятельности организма в целом. Интенсивность химических реакций, индуцированных свободны- ми радикалами, повышается, и вних вовлекаются многие сотни иты- сячи молекул, нв затронутых облучением. В этом состоит специфика действия ионизирующего излучения на бнологические объекты, то есть производимый излучением эффект обусловлен не столько количест- вом поглощенной энергии в облучаемом объекте, сколько той фор- мой, в которой эта энергия передается. Никакой другой вид энергии {тепловой, электрической и др.), поглощенной биологическим объёк- том в том же количестве, не приводит к таким изменениям, какие вы- зыврают ионизирующие излучения. Нарушения биологических процессов могут быть либо обрати- мыми, когда вормальная работа клеток облученной ткани полностью восстанавливается, либо необратимыми, ведущими к поражению от- дельных органов или всего организма и возникновению лучевой бо- жеани. Различают дзе формы лучевой болезни — острую и хроническую. Острая форма возникает в результате облучения большими доза- ми в короткий промежуток времени. При дозах порядка тысят рад поражение организма может быть мгновенным {смерть под лучом»). 262 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЮДЕЯТЕЛЬНОСТИ Острая лучевая болезнь может возникнуть и при попадании внутрь организма больших количеств раднонуклидов. Хронические поражения развиваются в результате систематического облучения дозами, превышающими предельно допустимые {ИДД). Изменения в состоянии здоровья называются соматическими э$- фектами, если они проявляются непосредственно у облученного лица, и наследственными, если они проязляются у эго потомства. Для решения вопровов радиакионной безопасности в первую оче- редь представляют интерес эффекты, наблюдаемые при «малых дозах»? — порядка нескольких сантизивертов в час (определение см. далее) и ниже, которые ревльно встречаются при практическом использовании атом- ной энергии. В нормах радиационной безопасности в в качестве единицы време- ни, как правило, используется год, и как следствие» этого, понятие го- довой дозы облучения. Весьма важным здесь является то, что, согласно современным пред- ставлениям, выход неблагоприятных эффектов в диапазона «малых доз», встречающихся в обычных условиях, мало зависнт от мощности дозы. Это означает, что эффект определяется прежде всего суммарной накопленной дозой вне зависимости от того, получена она за $ день, за 1еили за 50 лет, Таким образом, оценивая эффекты хронического об- лучения, следует иметь в виду, что эти эффекты накапливаются в ор- танизме в течение длительного времени. Еще в 1899 г. был установлен факт подавления раковых клеток ионизирующим излучением. В дальнейшем полезное применение ра- диоактивных веществ в различных сферах деятельности стремитель- но развивалось. В 1954 г. в Советском Союзе быдла пущена первая в мире АЭС. К сожалению, носледования атома привели к созданию и применению в 1945 г. атомной бомбы в Хиросиме и Нагасаки. 26 ап- реля 1986 г. на ЧАЭС произошла тяжелейшазя авария, которая при- вела к гибели и заболеванию людей, заражению значительной тер- риторни. Исследователи излучений первыми столкнулись с их опасными свойствами. Анри Беккерель получил ожог кожи. Мария Кюри пред- положительно умерла от рака крови. По крайней мере 336 человек, работавших с радиоактивными материалами, УМерли от переоблуче- ния. Отказаться от применения радиоактивных веществ в науке, меди- цине, технике, сельском хозяйстве невозможно по объективным при- чинам. Остается один путь — обеспечить радизционную безопасность, то есть такое состояние среды обитания, при котором с определенной вероятностью исключается раднационное поражение человека. |