Радиактивные. Реферат. Определение, виды, характеристика ионизирующего излучения Радиационная гигиена
 Скачать 61.57 Kb.
|
Промышленные источники ионизирующего излученияВ промышленности и в других отраслях активной деятельности человека источники ионизирующих излучений в абсолютном большинстве случаев применяются в виде источников закрытого типа. Источники внешнего воздействия.ионизирующих излучений по физико-технологическому принципу действия распределяются по следующим основным группам: радиоизотопные источники электрической энергии; мощные радиационные устройства с источниками гамма-излучений и с ускорителями электронов; радиационные дефектоскопы; радиоизотопные приборы; высокочувствительные установки для ядерно-физических методов анализа. Мощные гамма-установки широко применяются в радиационной химии, особенно в нефтехимии, для получения новых химических соединений и придания материалам новых свойств; для стерилизации пищевых продуктов; в научно-исследовательских целях. В промышленности и научно-исследовательских учреждениях используются установки рентгеновского излучения низких энергий для исследования внутренней структуры кристаллов. Все более масштабные размеры принимает использование атомных реакторов в качестве энергетических установок на атомных электростанциях и ледокольном флоте. К группе потенциальных производственных источников ионизирующей радиации относятся предприятия по добыче, переработке и получению расщепляющих материалов и искусственных радиоактивных веществ (предприятия атомной промышленности): урановые рудники, гидрометаллургические заводы по получению обогащенного урана и очистке урановых концентратов, заводы по производству ядерного горючего. Естественные радиоактивные нуклиды могут встречаться на неурановых рудниках и предприятиях промышленности редких металлов. К основным, наиболее распространенным источникам ионизирующего излучения в промышленности, относятся радиоизотопные приборы (РИП) и гамма-дефектоскопические аппараты, являющиеся источниками закрытого типа. Радиоизотопные приборы представлены толщиномерами, уравнемерами, плотномерами, нейтрализаторами статического электричества, счетчиками предметов, переносными радиометрическими приборами для измерения влажности и плотности различных сред. В толщиномерах используют β- и γ-активные изотопы для автоматического контроля и измерения толщины прокатываемого металла, бумаги, толщины стенок трубопроводов и емкостей. В основе действия толщиномеров лежит зависимость степени поглощения радиоактивного излучения от толщины облучаемого предмета. Гамма-уровнемеры, широко применяемые в металлургической промышленности, используются при непрерывной разливке стали, обеспечивают автоматическое регулирование уровня стали. Уровнемеры применяются также для измерения и контроля уровня жидких и сыпучих материалов в металлургической, угольной и химической промышленности. Для борьбы со статическим электричеством, возникающим при переработке изделий в химической, текстильной, бумажной, полиграфической и других отраслях промышленности, успешно применяют радиоизотопные нейтрализаторы. Действие радиоизотопных нейтрализаторов основано на способности α-частиц, испускаемых радиоактивным изотопом плутония-239, или β-частиц, испускаемых тритием, ионизировать воздух. Ионы с зарядами, противоположными заряду материала, будут перемещаться к нему и нейтрализовать его заряды. В текстильной промышленности радиоизотопные нейтрализаторы применяют на чесальных, гребнечесальных, ленточных, сновальных, шлихтовальных, стригальных, ворсовальных машинах, при переработке натуральных и химических волокон; в полиграфической промышленности на листорезальных, печатных машинах. В металлообрабатывающих и литейных цехах радиоизотопные приборы используют для блокировки агрегатных станков и машин и на автоматических линиях. Радиоизотопные блокирующие устройства, широко применяемые на машиностроительных заводах, автоматически регулируют работу прессов. В механических цехах применяется бесконтактный радиоизотопный метод контроля целостности инструмента, в основе которого лежит регистрация интенсивности β-излучения. При поломке инструмента пучок β-излучения попадает на приемник, выходные контакты электромагнитного реле, разрывает цепь электропривода автоматической линии, что приводит к ее остановке. Радиационная опасность при изготовлении, транспортировке, хранении, установке и эксплуатации РИП определяется следующими факторами: гамма-излучением и тормозным излучением; рентгеновским излучением; альфа- и бета-излучением; потоками нейтронов; радиоактивным загрязнением рабочих поверхностей блока источников излучения РИП, оборудования и т. п. Воздействие ионизирующих излучений на организм человека Степень воздействия ионизирующих излучении на организм человека зависитот дозы излучения, ее мощности, плотности ионизации излучения, вида облучения, продолжительности воздействия, индивидуальной чувствительности, физиологического состояния организма и др.Под влиянием ионизирующих излучений в живой ткани, как и в любой среде, поглощается энергия и возникают возбуждение и ионизация атомов облучаемого вещества. В результате возникают первичные физико-химические процессы в молекулах живых клеток и окружающего их субстрата и как следствие - нарушение функций целого организма. Первичные эффекты на клеточном уровне проявляются в виде расщепления молекулы белка, окисления их радикалами ОН и Н, разрыва наименее прочных связей, а также повреждения механизма митоза и хромосомного аппарата, блокирования процессов обновления и дифференцировки клеток. Наиболее чувствительными к действию радиации являются клетки постоянно обновляющихся тканей и органов(костный мозг, половые железы, селезенка и др.). Эти изменения на клеточном уровне и гибель клеток могут приводить к нарушению функций отдельных органов и систем, межорганных связей, нарушению нормальной жизнедеятельности организма и к его гибели. Облучение организма может быть внешним, когда источник излучения находится вне организма, и внутренним- при попадании радиоактивного вещества (радионуклидов) внутрь организма через пищеварительный тракт, органы дыхания и через кожу. При внешнем облучении наиболее опасными являются гамма-, нейтронное и рентгеновское излучение. Альфа- и бета-частицы из-за их незначительной проникающей способности вызывают в основном кожные поражения. Внутреннее облучение опасно тем, что оно вызывает на различных органах долго незаживающие язвы. Облучение людей ионизирующими излучениями может привести к соматическим, сомато-стохастическим и генетическим последствиям. Соматические эффекты проявляются в виде острой или хронической лучевой болезни всего организма, а также в виде локальных лучевых повреждений. Сомато-стохастические эффекты проявляются в виде сокращения продолжительности жизни, злокачественные изменения кровообразующих клеток (лейкозы), опухоли различных органов и клеток. Это отдаленные последствия. Генетические эффекты проявляются в последующих поколениях в виде генных мутаций как результат действия облучения на половые клетки при уровнях дозы, не опасных данному индивиду. Острая лучевая болезнь характеризуется цикличностью протекания со следующими периодами: период первичной реакции; скрытый период; период формирования болезни; восстановительный период; период отдаленных последствий и исходов заболевания. Хроническая лучевая болезнь формируется постепенно при длительном и систематическом облучении дозами, превышающими допустимые при внешнем и внутреннем облучении. Хроническая болезнь может быть легкой (I ступень), средней (II ступень) и тяжелой (III ступень). Первая ступень лучевой болезни проявляется в виде незначительной головной боли, вялости, слабости, нарушения сна и аппетита и др. Средняя или вторая ступень характеризуется усилением указанных симптомов и нервно-регуляторных нарушений с появлением функциональной недостаточности пищеварительных желез, сердечно-сосудистой и нервной систем, нарушением некоторых обменных процессов, стойкой лейко- и тромбоцитопенией. При тяжелой степени, кроме того, развивается анемия, появляется резкая лейко- и тромбопения, возникают атрофические процессы в слизистой желудочно-кишечного тракта и др. (изменения в центральной нервной системе, выпадение волос). Отдаленные последствия лучевой болезни проявляются в повышенной предрасположенности организма к злокачественным опухолям и болезням кроветворной системы. Опасность радионуклидов, попавших внутрь организма, обусловливается рядом причин, - способностью некоторых из них избирательно накапливаться в отдельных органах, увеличением времени облучения до выведения нуклида из органа и его радиоактивною распада, ростом опасности высокоионизирующих альфа-и бета-частиц, которые малоэффективны при внешнем облучении. Критические органы подразделяют на три группы: I- все тело, репродуктивные органы (гонады), красный костный мозг; II - мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза; III- костная ткань, кожный покров, руки, предплечья, ступни ног. Воздействие ионизирующего излучения влечет значительные изменения в организме в зависимости от обширности участка кожных покровов, подвергающегося внедрению лучевой энергии, времени, в течение которого излучение остается активным, а также состояния органов и систем. Чтобы обозначить силу излучения за определенный период времени, единицей измерения принято считать Рад. В зависимости от величины пропущенных лучей у человека могут развиться следующие состояния: до 25 рад – общее самочувствие не меняется, человек чувствует себя хорошо; 26 – 49 рад – состояние в общем удовлетворительное, при такой дозировке кровь начинает изменять свой состав; 50 – 99 рад – пострадавший начинает ощущать общее недомогание, усталость, плохое настроение, в крови появляются патологические изменения; 100 – 199 рад – облученный находится в плохом состоянии, чаще всего человек не может трудиться из-за ухудшающегося здоровья; 200 – 399 рад – большая доза излучения, которая развивает множественные осложнения, а иногда приводит к летальному исходу; 400 – 499 рад – половина людей, попавших в зону с такими значениями радиации, умирают от резвившихся патологий; облучение более 600 рад не дает шанса на благополучный исход, смертельная болезнь уносит жизни всех пострадавших; единовременное получение дозы излучения, которая в тысячи раз больше допустимых цифр – погибают все непосредственно во время катастрофы. Возраст человека играет большую роль: наиболее восприимчивы к негативному влиянию ионизирующей энергии дети и молодые люди, не достигшие двадцатипятилетнего возраста. Получение больших доз радиации во время беременности можно сопоставить с облучением в раннем детском возрасте. Методы выявления ионизирующее излучения. Норма и нормативы Характеристика ионизирующих излучений показывает, что они невидимые, у них нет запаха и цвета, поэтому их сложно заметить. Для этого существуют методы регистрации ионизирующих излучений. Что касается способов обнаружения, измерения, то все осуществляется косвенно, за основу берется какое-либо свойство. Используют такие методы обнаружения ионизирующих излучений: Физический: ионизационный, пропорциональный счетчик, газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера, камера ионизационная, счетчик полупроводниковый. -- Ионизационный методоснован на том, что под воздействием радиоактивных излучений в изолированном объеме происходит ионизация воздуха или газа. Если в облучаемом объеме создать электрическое поле, то под его воздействием электроны, имеющие отрицательный заряд, будут перемещаться к аноду, а положительно заряженные ионы – к катоду, т.е. между электродами будет проходить электрический ток, называемый ионизационным током. Чем больше интенсивность радиоактивных излучений, тем выше сила ионизационного тока. Это дает возможность, измеряя силу ионизационного тока, определять интенсивность радиоактивных излучений. Практически этот метод воплощен в виде специальных устройств – ионизационных камер и газоразрядных счетчиков. Калориметрический метод обнаружения: биологический, клинический, фотографический, гематологический, цитогенетический. -- Фотографический метод основан на измерении степени почернения фотоэмульсии. Под воздействием ионизирующих излучений молекулы бромистого серебра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаются на серебро и бром. При этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые и вызывают почернение фотопленки при ее проявлении. Плотность почернения пропорциональна дозе облучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу облучения, полученную пленкой. Люминесцентный: счетчики флуоресцентный и сцинтилляционный. -- Основан на способности некоторых веществ (активированное серебро, метафосфорное стекло, фтористый кальций) накапливать энергию от ионизирующих излучений. Затем при нагревании или освещении ультрафиолетовыми лучами они отдают накопленную энергию, которую можно измерить в лаборатории (термолюминесцентные и стеклянные дозиметры). -- Сцинтилляционный методоснован на способности некоторых веществ (сернистый цинк, йодистый натрий, вольфрамат кальция и др.) испускать фотоны видимого света под воздействием радиоактивного излучения. Фотоны видимого света улавливаются специальным прибором – так называемым фотоэлектронным умножителем, способным регистрировать каждую вспышку. Биофизический способ: радиометрия, расчетный. -- Радиометрамиобнаруживают и определяют степень радиоактивного загрязнения поверхностей оборудования, одежды, продуктов и др. К этой группе относят приборы СЗБ-04, РКГ-0,1, КРВП-ЗАБ и др. -- Дозиметры (комплекты измерителей доз) предназначены для определения суммарной дозы облучения, получаемой людьми за время нахождения их в районе действия, главным образом гамма-излучений. К этой группе относят приборы ДП-22В (ДП-24), ИД-1 и др. Дозиметрия ионизирующих излучений осуществляется с помощью приборов, они способны определить дозу излучения. Прибор включает в себя три основные части – счетчик импульса, датчик, источник питания. Дозиметрия излучений возможна благодаря дозиметру, радиометру. НОРМЫ И НОРМАТИВЫ На основании опыта обеспечения радиационной безопасности в нашей стране с учетом рекомендаций Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ) разработаны нормативные документы, регламентирующие уровни воздействия ионизирующих излучений. Основным нормативным документом являются «Нормы радиационной безопасности НРБ-99». Требования по обеспечению радиационной безопасности регламентируются «Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/80». В этих документах определены дозовые пределы и принципы их применения, классифицирование, виды работ с использованием радиоактивных веществ, требования по обеспечению радиационной безопасности. В основу нормирования ионизирующего излучения положены следующие принципы радиационной безопасности: не превышение установленного дозового предела; исключение всякого необоснованного облучения; снижение дозы излучения до возможно низкого уровня. По допустимым основным дозовым пределам устанавливаются следующие категории облучаемых лиц: категория А – персонал; категория Б – ограниченная часть населения; категория В – население области, края, республики, страны. Персонал – лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений. Ограниченная часть населения - лица, которые не работают непосредственно с источниками излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию радиоактивных веществ и других источников излучения, применяемых в учреждениях и удаляемых во внешнюю среду с отходами. Критический орган» (при облучении) - орган или ткань, часть тела или все тело, облучение которого причиняет наибольший ущерб здоровью лица или его потомства. В порядке убывания чувствительности к ионизирующим излучениям устанавливается 3 группы «критических органов»: I – все тело, гонады и красный костный мозг; II – мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к I и III группам; III – кожа, костная ткань кисти, предплечья, лодыжки и стопы. В качестве основных дозовых пределов в зависимости от группы критических органов для категории А установлена предельно допустимая доза (ПДД); для категории Б определен предел дозы (ПД) за год. Предельно допустимая доза – наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала (категория А) неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Предел дозы – предельная эквивалентная доза за год для ограниченной части населения (категория Б); предел дозы устанавливается меньше ПДД для предотвращения необоснованного облучения этого контингента людей; предел дозы контролируется по усредненной для критической группы дозе внешнего излучения и уровню радиоактивных выбросов и радиоактивного загрязнения объекта внешней среды. Ограничение облучения больших групп населения (категория В) области, края, республики, страны связано с опасностью возникновения отдельных соматических последствий и генетических эффектов.. Суммарная эквивалентная доза Н при облучении всего организма за время Т (лет) с начала профессиональной работы не должна превышать: Суммарная эквивалентная доза, накопленная к 30 годам, во всех случаях не должна превышать 12 ПДД, т. е. 60*10-2 Зв. Для женщин до 40 лет эквивалентная доза на тазобедренную область не должна превышать 10-2 Зв за любые 2 мес. Персонал по индивидуальной эквивалентной дозе (по условиям как внешнего, так и внутреннего облучения) подразделяется на 2 категории. Для категории лиц, у которых эквивалентная доза превышает 0,3 годовой ПДД, обязательно должен проводиться индивидуальный дозиметрический контроль. В других случаях индивидуальный дозиметрический контроль необязателен, однако проводится контроль мощности эквивалентной дозы внешнего ионизирующего излучения, а также концентрации радионуклидов в воздухе рабочих помещений. Для предотвращения попадания радионуклидов в организм человека с воздухом респираторным путем, с водой и продуктами питания алиментарным путем или контактным путем через кожу или ее поврежденные поверхности необходимо ограничить их содержание и осуществлять контроль в этих средах. С этой целью устанавливаются нормы – допустимые концентрации (ДК) радиоактивных нуклидов для тех контролируемых сред (воздух, вода), из которых они могут проникать в организм человека. Допустимая концентрация определяется как отношение предельно допустимого годового поступления (ПДП) – для лиц категории А или предела годового поступления (ПГП) – для лиц категории Б радиоактивного вещества к объему воды или воздуха. Допустимое содержание (ДС) – среднегодовое содержание радиоактивных веществ в организме (критическом органе), при котором эквивалентная доза равна предельно допустимой дозе (ПДД) для категории А или пределу (ПД) для категории Б. Предельно допустимое годовое поступление (ПДП) для лиц категории А – поступление радиоактивных веществ в организм в течение года, которое за 50 лет создает в критическом органе эквивалентную дозу, равную 1 ПДД. Предел годового поступления (ПГП) для лиц категории Б – поступление радиоактивных веществ в организм в течение года, которое за 70 лет создает в критическом органе эквивалентную дозу, равную 1 ПД. Поскольку в нормативных документах и многих литературных источниках использованы внесистемные единицы активности дозы мощности, дозы и др., приводится соотношение соответствующих единиц с единицами СИ. |