лекции по безопасности жизнедеятельности человека. бжч лекции. Лекция Основные представления о радиоактивности 1) Атом мельчайшая частица химического элемента (х э.), сохраняющая его свойства(Резерфорд).
 Скачать 66.55 Kb.
|
|
https://sites.google.com/d/1c0tvFWgFPDMvmax54ACZLJtHU4IupX_O/p/1tsOl8wa7aS5NyL9LfX7RSZC9vfk7vP2T/edit Лекция 1. Основные представления о радиоактивности 1) Атом – мельчайшая частица химического элемента (х.э.), сохраняющая его свойства(Резерфорд). Он состоит из ядра и окружающих его электронов, имеющих отриц заряд. Ядро, в свою очередь, состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов, масса кот приблизительно равна общее число п и н (нуклоны) явл массовым числом А. заряд ядра или кол-во п обозначают буквой Z и называют зарядовым числом\атомным номером, кот и определяет место х.э. в таблице Менделеева. В ядрах одного и того же хэ число н может быть различным, а число протонов всегда одинаковое. Такие ядра называют изотопами. Изотопы одного и того же хэ располагаются в одной клетке таблицы менделеева. Изотопы обладают одинаковыми хим св-вами и отличаются главным образом продолжительностью жизни. Различные типы ядер часто называют нуклидами. Неустойчивые ядра называют радионуклидами (р.н.). Большинство ядер имеет устойчивый характер. Однако при определенных условиях эта устойчивость теряется. Например, когда соотношение п и н отличается от оптимального. Если протонов больше, чем нейтронов, протон способен превращаться в нейтрон, и наоборот – если нейтронов больше, чем протонов, то н превращается в п. и в том и в другом случае ядро переходит в соседнею клетку таблицы, образуя новый хэ. Этот процесс называется радиоактивным(р\а) распадом. Потому что он сопровождается выделением энергии. В данном случае в виде бета-частицы. Этот вид распада называется бета-распадом. Другим видом р\а распада явл альфа-распад, он происходит не по причине отсутствия оптимального соотношения между п и н, а по причине избытка энергии в ядрах тяжелых элементов. При р\а альфа- и бета-распаде могут выделяться также и гама-кванты, роль которых сводится также к выносу из ядра избыточной энергии. Радиоактивный распад – процесс превращения ядер неустойчивых хэ в ядра других, более устойчивых хэ (дочерние ядра), который сопровождается выделением энергии в виде альфа- и бета-частиц и гама-квантов, то есть радиацией. Время Т, в течение которого распадается половина исходного кол-ва радионуклидов, называется периодом полураспада Т1/2. Временем полного распада принято считать 10 периодов полураспада. В зависимости от длительности распада р.н. бывают 1) короткоживущие (напр. 8 суток); 2) долгоживущие (плутоний239 более 24 тыс. лет) Т1/2 и Тп р.н. ЧАЭС Йод-131=8-*10=80суток Цезий-137=30лет*10=300лет Цезий-134=2,5лет*10=25лет Стронций-90=29лет*10=290лет Плутоний-239=24390*10=243900лет Единицами измерения радиоактивности явл: Системная единица Беккерель (Бк), обозначающая 1 распад в сек. Внесистемная ед Кюри. 1 кюри = 37 млрд. распадов в сек. Таким образом 1Кюри=3,7*1010Бк. Для измерения активности в твёрдых в-вах на почве, в воде и жидких продуктах питания используется физическая величина – удельная активность, т.е. концентрация р.н. соответственно в ед массы (Бк/кг, Кю/кг), на ед площади (Бк/м2, Кю/км2), в ед объёма (Бк/л, м3, Кю/л, м3). Виды р\а распадов, виды и св-ва ИИ Все р.н. чернобыльского выброса, которые присутствуют на загрязненной территории, обладают альфа-распадом или электронным бета-распадом. Альфа-распад хар-ен для р.н. с массовым числом А>200 и Z>82, т.е для тяжелых ядер. Например, плутоний-239, находящийся в 94 клетке таблицы испускает альфа-частицы, которые представляют собой ядро атома гелия, состоящее из двух п и двух н. и превращается в 235/92уран, т.е. у нового хэ масса меньше на 4 единицы, а заря на 2 ед, чем у плутония-239. Бета-распад хар-ен для более лёгких хэ и сопровождается испусканием бета-частиц, представляющих собой либо электрон, либо позитрон (е+ ). Вылет бета-частицы происходит в момент превращения н в п(электрон) или п в н (позитрон). В обоих случаях новая частица остается в ядре и заряд нового хэ либо увеличивается (1 случай), либо уменьшается (2 случай) на единицу, а кол-ва нуклонов остаётся прежним. Например, цезий-137(55 клетка) превращается в барий-137(56 клетка таблицы). Альфа-, бета- и гама- излучения называются ионизирующими, т.к. при взаимодействии со средой они ионизируют нейтральные атомы, в которых кол-во п в ядре равно электронов в атомной оболочке, и превращают их в положительно/отриц заряженные ионы. Ионизирующие излучения(ИИ) подразделяются на корпускулярное и фотонное. Корпускулярное излучение - поток частиц (корпускул). К нему относится а и б-, нейтронное и протонные излучения. К фотонным изл отн электромагнитные, волновые изл. Это гама-изл, рентгеновское, УФЛ и инфракрасное изл. Основными св-вами ИИ явл способность проникать через материалы различной толщины (проникающая способность) и способность ионизировать воздух, воду и атомы живых о. Кол-во пар ионов, образующихся на единице пути взаимод-я ИИ с атомами(плотность ионизации), зависит от плотности среды, энергии, массы частицы и скорости её движения. Чем больше плотность среды, энергия и массы частицы, тем больше плотность ионизации, и наоборот, чем меньше скорость движения частицы, а значит больше времени на взаимодействие и отдачу всей энергии, тем больше плотность ионизации. Краткая хар-ка альфа- бета- и гама-изл-й А-изл – поток тяжелых положит заряженных частиц (42Не) обладает большой ионизирующей способностью, что обусловлено большой массой, большой энергией и относительно малой скоростью перемещения в среде. Проникающая способность незначительная (пробег в воздухе – 11см, в биоткани - 103см). Особо опасно при попадании внутрь организма в воздухом, водой, пищей, через поры кожи, открытые раны. Внешнее воздействие особой опасности не представляет, защитой может служить лист бумаги и обычная одежда. Б-изл – поток лёгких частиц (электронов или позитронов). Ионизирующая способность в 100 раз меньше, чем у а-изл 9 Большая скорость прибл= скорости света, небольшая масса, меньшая, чем у а-частиц энергия). Проникающая способность намного больше за счёт небольшой массы и большой скорости 9 в воздухе до 2 метров, в биоткани до 1,5 см). Небольшая опасность б-изл представляет при попадании внутрь о, т.к. энергия б-частиц р.н. чернобыльского выброса не превышает 700 кило-электронвольт и примерно одинакова (1 эв = 1,6*10-19Дж), в б-частицы с энергией менее 100Кэв при действии извне полностью поглощаются обувью и одеждой. 2 лекция Г-изл – это электромагнитное коротковолновое излучение, возникающее в результате а- и б-распадов. Обладает значительно меньшей ионизирующей способностью, чем а- и б-излучения. Проникающая способность очень высокая (в воздухе – несколько сотен и даже тысяч метров). Защитным материалом полностью не поглощается. Однако интенсивность этого излучения может быть уменьшена в любое заданное кол-во раз, что зависит от структуры и толщины поглотителя. При внутреннем облучении г-квант не представляет особой опасности. Г-изл представляет основную опасность при внешнем облучении. Виды излучений р.н. ЧАЭС И-131 – б и г – излучатель; Цезий-134, 137 – б и г – излучатели; Стронций-90 – только б излучатель; Плутоний-239 – только а излучатель, хотя при его расаде выделяется слабое рентгеновское изл Учю вопрос №3 ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ Р.Н. В ОГРАНИЗМ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЧЕЛОВЕКА Основные пути поступления: через жкт с пищей и водой, ингаляционный через легкие, через поры кожи и открытые раны. В настоящее время поступление через жкт основной путь поступления. Этапы воздействия р.н. на организм: 1) радиационнаый физико-химический этап; 2) биологический этап. На первом этапе клетки ткани поражаются двумя путями: 1. Прямой путь поражения – физич процесс на атомно-молекурялном уровне, представляющий собой прямую ионизацию или возбуждение атомов облучаемой биоткани, нарушение структуры хромосом. 2) косвенный путь воздействия – ионизация молекул воды (радиолиз)(доля жидкости в клетке – 70%), что приводит к образованию свободных радикалов и окислителей, обладающих высокой хим. Активностью. они выступают в хим реакции с молекулами белка, ферментов и др структурных элементов биоткани. Это приводит к подавлению синтеза белка, замедлению деления клетки и роста ткани, что особенно опасно для детского организма. Кроме того, происходит образование токсинов, что ведет к отравлению организма. Эти физико-химические процессы представляют собой как бы спусковой механизм, включ боиологический этап, в ходе кот проимх нарушение функционирования биос-мы организма в целом. К биологическим последствиям относятся различные заболевания, вызванные радиацией (онкология и генетические заболевания) Особенно чувствительны к радиации делящиеся клетки, поэтому самое опасное воздействие ИИ оказывают на развивающийся плод и растущий организм, в котором пр-д нарушение высокоинтенсивных биохим и обменных процессов. По мере убывания наиболее повыщенной чувствительностью в организме взрослого человека обладают: >Половые железы (однократное облучение семенников дозой 0,1грей(10бар) – временная стерильность > 2 грэй – постоянная. Менее чувствительны яичники. Стерильность наступает при дозе > 3грей); >Эпителий жкт; >Лимфоидные ткани; >Молочные железы; >Легкие и хрусталик глаза, не имеющие быстро делящихся клеток. Тема №2. Радиационная защита населения Уч. Вопрос №1. Основные физ величины, принятые в дозиметрии Основным объективным показателем рез-тов воздействия ИИ на организм человека явл кол-во поглощенной энергии каким-либо органом и организмов в целом в процессе ионизации, рассчитанное на единицу массы (D=E/m) или доза. Различают экспозиционную, поглощенную, эквивалентную и эффективную эквивалентную дозы. Экспозиционная доза (Х) – это физ величина, которая определяет поле радиации (экспозицию) вокруг человека по количеству пар ионов, образованных в воздухе в рез-те воздействия г-изл. Установлено, что это кол-во пар ионов в водухе равно кол-ву пар иону, образованных в мягких тканях. Единицы измерения: системная Кл/кг. Внесист. – рентген(Р). 1Р=2 млрд пар ионов в 1см3 сухого воздуха. Мощность экспозиционной дозы(Рх)(уровень радиации) показывает, какую дозу внешнего облучения получит человек за единицу вчемени пребывания в радиационном поле. Ед измерения – сист Ам/кг, внесист Р\ч. Естественный радиационный фон беларуси измеряется в мкР/ч и принят от 10 до 20 мкР/ч. Поглощённая доза(Дп) – средняя энергия, полгощенная единицей массы в-ва (биоткани) от всех видов изл и их сочетаний при внешнем и внутренне облучении. 1грей=1Дж/кг, внесист – рад Эквивалентная доза(Н) – поглощенная доза в органе или ткани, имноженная на соответствующий взвешивающий коэфициент для данного вида изл (прежнее название – коэффициент качества кк). Н=Дп*кк. Для г и б кк = 1, для а-изл = 20. Ед изм – зиверт(Зв). На практике чаще используется внесист бэр(биологич эквивалент рада) Т.о. 1Зв=1Дж/кг=100бэр=100рад Н используется при хроническом облучении малыми дозами. Эффективная эвкивалентная доза (Е) – физ величина, опрееляющая общий пострадиационный ущерб для всего о с учетом радио чувствительности, облученнных эквив дозами органов и тканей. Радиочувствительность учитываетя тканевыми взвешивающими коэф (Тк). Ед изм Зв. Е=Н1*Тк1+Н2+Тк2+Н3*Тк3 и тд Уч. Вопрос №2 Уменьшение поступления р.н. в о и ускорение их выведения из о. Разные рн Откладываются в организме преимущественно в тех органах, где локализуются их стабильные аналоги. У И-131 стабульным аналогом явл И-стабильный. У цезия - калий, у стронция - кальций, у плутония железо. Поэтому у костной ткани и красном костном мозге будут откладываться стронций-90, уран-238 и плутоний-239. В щитовидой железе – все изотопы И. равномерно во всех органах и тканях – изотопы цезия. Для уменьшения поступления рн в организм осуществляется: - радиометрический контроль допустимого содежрания рн в продуктах питания и питьевой воде, для этого разработаны соответствующие нормы(РДУ-99); - включение в хорошо сбалансированный рацион питания «чистых» продуктов богатых в своем хим составе стабильными аналогами; - технологическая обработка (переработка) загрязненных продуктов (вымачивание, отваривание, переработка молока в более жирные продукты). Для ускорения выведения рн из о следует: - принимать настои трав и плодов, обладающих мочегонными и желчегонным д-ем; - употреблять продукты с высоким содержанием клетчатки; - регулярно употреблять продукты богатые пектинами (в-ва связывающие рн и выводящие из о) - употреблять пищевые пектиновые добавки и антиоксидантные поливитамины; - регулярно употреблять продукты, содержащие катехины (чай зеленый и черный). Уч. Вопро №3. Радиационная защита населения Защита населения предусматривает два метода – физ и хим. Физ метод радиационной защиты населения включает защиту экраном, расстоянием и временем. Защита экраном – укрытие населения в убежищах, жилых и служебных помещениях. При этом необходимо загерметизировать окна и двери, отключить вентиляцию, кондиционеры, закрыть вентиляционные каналы, перекрыть дымоходы в домах с печным отоплением. После прохождения радиационного облака проверить помещения и сделать влажную уборку. Защита расстоянием предусматривает эвакуацию населения из районов с высокой концентрацией рн на почве, которая проводится до появления облака, либо после его прохождения (>40Ки/км2). В рб население было выселено из районов с удельной активностью на почве более 40Ки/км2. Защита временем – ограничение пребывания на открытой местности в поле радиации без ср-в защиты органов дыхания и кожи. Простейшее – ВМП, респираторы, шерстяная ткань, смоченная в воде. 3 лекция Химический метод защиты Известно, что стабильные аналоги р.н. блокируют поступление последних в организм. Так Са затрудняет поступление в костную ткань Sr-90 и Pu-239. Приём перепадов кальция и употребление в пищу продуктов, богатых Са, значительно снизит поступление в организм Sr-90 (творог, молоко, сыр, капуста) К блокирует поступление в мышцы человека Cs-137. кроме препаратов с калием следует употреблять в пищу богатые им овощи и фрукты. Это бобовые, картофель, орехи, яблоки, смородина. Хим метод защиты предусматривает также обязательное проведение йодной блокады населения путём приёма препаратов стабильного йода, которые будут блокировать поступление радиоактивного йода-131 в щитовидную железу. Йодная блокада проводится при Рх>40мкР/ч. Для повышения устойчивости организма к радиации применяют радиопротекторы – хим в-ва антиоксидантного действия, а также витамины, которые связывают свободные радикалы и выводят их из организма. Уч. Вопр 4. Рекомендации населению, проживающему на загрязнённых территориях: -сократить время пребывания на открытой местности в поле радиации; - не разводить костры в загрязненных лесных массивах; - при тушении лесных и торфяных пожаров и при выполнении с/х работ использовать простейшие ср-ва защиты органов дыхания; - а сельских районах площадки у входов в жилые и служебные помещения должны иметь твердое покрытие/засеяны многолетними травами; - систематически проводить влажную уборку в жилых и служебных помещениях; - в строениях с печным отоплением систематически прочищать печи и дымоходы от сажи и золы, которые являются главными источниками облучения людей в домах. Золу следует закапывать вне населённых пунктов на сухих возвышенных местах на глубину не менее 50см; - периодически убирать (заменять) землю под стоками и водосточными трубами (толщина слоя заменяемой земли до 20-30см) -колодцы оборудовать бетонными стяжками и содержать закрытыми, т.к. деревянные колодцы не обеспечивают герметичность от поступления сточных вод; - рабочую одежду систематически стирать. Обувь мыть ежедневно. Рабочую одежду и обувь содержать отдельно (в другом помещении от повседневной); - все дары леса (грибы, ягоды, дичь) обязательно подвергать радиометрическому контролю; - корм для животных использовать с окультуренных пастбищ или пахотных угодий; - систематически проводить известкование почв и вносить минеральные органические удобрения чтобы уменьшить поступление р.н. в растения; - подбирать с/х культуры по видовому и сортовому принципам - минимально накапливающие р.н.; - перед употреблением в пищу продуктов питания местного (домашнего) производства обязательно производить их технологическую обработку (переработку); - не сжигать ветки, листья, ботву на приусадебных участках. Всё это следует вывозить за пределы нас пункта и закапывать (как золу); - запрещается заготовка сена и выпас животных в лесных угодьях; - в случае загрязнения чистых продуктов питания р.н. следует провести их дезактивацию, т.е. удалить радиоактивные в-ва с различных поверхностей и жидкостей следующим образом: обмыть тару и упаковку; обмыть зараженный верхний слой; с твёрдых жиров и масла удалить слой до 5 мм; с мяса срезать слой до 6-8 мм и обмыть водой; колбасные изделия, рыбу тщательно обмыть водой и удалить оболочку; овощи и фрукты вымыть; готовую пищу в случае заражения уничтожить; воду перед использованием профильтровать через песчаные или почвенные фильтры. 4 лекция |