Лекция 8. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ 1. Механизм воздействия ионизирующих излучений. 2. Воздействие ионизирующего излучения на живую клетку. Радиочувствительность клеток. 3. Действие больших доз и особенности действия малых доз радиации. 1
1. Механизм воздействия ионизирующих излучений (ИИ) При воздействии ИИ на организм человека в тканях происходят сложные физические, химические и биологические процессы. В результате ионизации живой ткани (атомов, молекул и макромолекул) происходит разрыв молекулярных связей, образование радикалов, изменение химической структуры различных соединений, что в свою очередь приводит к гибели клеток. Процесс воздействия ИИ на биологические объекты можно условно разделить на пять стадий: 2
1. Физическая стадия. (стадия перераспределения энергии) На этой стадии происходит поглощение энергии излучения молекулами воды и органического вещества, при этом молекулы переходят либо в возбужденное состояние, либо происходит ионизация. Продолжительность – 10 -16 -10 -13 с. 3
2. Физико-химическая стадия. Ионизированные атомы и молекулы, свободные электроны участвуют в сложных цепных реакциях, в результате чего образуются новые молекулы, в том числе чрезвычайно реакционные, так называемые свободные радикалы. Продолжительность – 10 -13 -10 -10 сек. 3. Химическая стадия. Ионы и свободные радикалы взаимодействуют между собой и с окружающими молекулами, в результате образуются органические перекиси, вызывающие повреждения белков и нуклеиновых кислот, тем самым изменяя их биологические свойства. 4 -6 -10 -3 сек. Продолжительность – 10
4. Ранние биологические эффекты. На этой стадии происходит повреждение клеточных структур, повреждение и гибель клеток, тканей или органов и организма в целом. Продолжительность стадии – от нескольких часов до нескольких недель. 5. Отдаленные биологические эффекты. На этой стадии образуются опухоли, генетические нарушения, которые оказывают влияние на состояние здоровья и продолжительность жизни. Продолжительность стадии – годы и 5 десятилетия.
2 и 3 стадии объединяют этапы химического и биохимического воздействия ИИ. Рассмотрим протекающие на этих стадиях реакции. Свободные радикалы – это атомы и молекулы с неспаренным электронам на внешней орбите, отличающиеся очень высокой реакционной способностью, их время жизни в воде составляет около 10 5 с. Они могут рекомбинировать, т. е. соединятся между собой, или взаимодействовать с растворенным веществом. Свободные радикалы могут быть акцепторами или донорами электронов соответственно с окислительными или восстановительными 6 свойствами.
Под воздействием ИИ в молекулах воды идут процессы ионизации с образованием быстрых свободных электронов и положительно заряженных ионов воды Н 2 О : Н 2 О + -квант Н 2 О + е. Образованные свободные электроны очень быстро взаимодействуют с молекулами воды, в результате чего возникает сильно возбужденная молекула воды Н 2 О*, в свою очередь, она диссоциирует с образованием двух свободных радикалов Н° и ОН°. Н 2 О + е Н 2 О* Н° + ОН° . Кружочком вверху условно показано наличие неспаренного электрона. 7
Радиолиз воды – под действием излучения образуются свободные радикалы, очень реакционно-активные и неустойчивые (время жизни – 10 -5 с). Они взаимодействуют между собой в разных комбинациях и образуют продукты: Н 2 О, Н 2 и Н 2 О 2, а также атомарный кислород О и гидроперекисный радикал 2. Также взаимодействуют с органическими молекулами RH, с образованием органических радикалов : RH + ---- + H 2 O; RH + ---- + H 2 8
Таким образом, на 2 и 3 стадиях взаимодействия в результате химических реакций происходят изменения в молекулярных структурах ядер клетки и хромосомные нарушения, разрывы молекул ДНК, что может стать причиной гибели клеток и организма в целом. Самое важное действие ионизирующего излучение - это повреждения ДНК 9
2. Воздействие ионизирующего излучения на живую клетку. Радиочувствительность клеток. Все живое на Земле состоит из отдельных клеток. Клетка – это элементарная живая система, основа строения и жизнедеятельности растений и организмов животных. Клетки существуют как самостоятельные организмы (например бактерии), так и входят в состав многоклеточных организмов. Клетка имеет линейные размеры в среднем 10 – 50 мкм, в которой содержатся миллиарды молекул. Существуют очень маленькие клетки от 0, 1 до 0, 25 мкм (бактерии) и большие клетки – до 15, 5 см, например яйцо страуса в скорлупе. 10
Каждая клетка состоит из поверхностной оболочки, ядра и цитоплазмы, в которой находятся разного типа органеллы. К органеллам клеток животных относятся ядро, митохондрии, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы и др. Рис. Схема строения клетки. Основные клеточные структуры: 1 – ядро; 2 – эндоплазматическая сеть (ретикулум); 3 – цитоплазма; 4 – поверхностная оболочка ; 5 – ядрышко; 6 –вакуоль; 7 – митохондрия; 8 – лизосома; 9 – комплекс Гольджи 11
Обычно ядро имеет одно или несколько ядрышек. Ядро клетки играет роль хранителя наследственной информации не только ее самой, но и всего организма и биологического вида, передает эту информацию от клетки к клетке, от организма к организму, обеспечивая этим преемственность поколений. 12
Эта информация закодирована в молекуле ДНК (дезо´ксирибонуклеиновая кислота), которая организована в специальные структуры – хромосомы. Число хромосом в клетке зависит от биологического вида организма. Молекула ДНК состоит из 2 -х полинуклеотидных цепей, закрученных в двойную спираль. Если разложить в длину молекулу ДНК одной клетки человека, то получатся цепочки длиной в несколько метров. 13
Обычная клетка человека содержит 46 хромосом (23 пары). Клетки взрослого человека делятся на клетки тела (самотические) и половые (репродуктивные). Половые клетки содержат одиночный (гаплоидный), а клетки тела – обычно удвоенный (диплоидный) набор хромосом. После оплодотворения образуется новая клетка – зигота, объединяющая наследственный материал половых клеток отца и матери. Затем эта клетка делится с образованием 2 х одинаковых клеток, каждая их них опять 14 делится и т. д.
В хромосомах распределены гены. Ген – это единица наследственного материала, ответственная за формирование какогонибудь признака и представляет собой часть молекулы ДНК. Савокупность всех генов организма составляет его генетическую конституцию - генотип. Самоудвоение (репликация) и закономерное распределение хромосом по дочерних клетках при клеточном делении обеспечивает передачу наследственных свойств организма от поколения к поколению. В состав живой клетки входят липиды, углеводы и белки. 15
Рис. Митотический цикл: G 1 – предсинтетическая фаза, S – фаза синтеза ДНК, G 2 – постсинтетическая фаза, М – митоз Последовательность действий между образованием клетки и ее делением представляет собой митотический цикл. Клетка проходит интерфазу и митоз. Если из продолжительности клеточного цикла вычесть период митоза, то оставшаяся часть образует интерфазу. В свою очередь интерфаза делится на три фазы: предсинтетическая фаза G 1, период синтеза ДНК (S – фаза) и постсинтетическая 16 фаза G 2.
Митоз (М) – четвертый период цикла (непосредственное деление клетки). Митотический цикл – это время между двумя последовательными делениями клетки, который состоит из отдельных фаз разных промежутков времени, которые один относительно другого распределены, как правило, следующим образом: М G 2 S G 1. Делящиеся клетки (клетки костного мозга, клетки эпителия кишечника, кожа и др. ) имеют цикл деления от 10 до 48 час. Неделящиеся клетки – нервные и мышечные, малоделящиеся – клетки печени и почек. Наиболее продолжительные - фазы G 1 и S, а скоротечная фаза – митоз, продолжительность которой составляет 30 – 60 мин. 17
Основные процессы радиационного поражения организма начинаются на уровне клетки. Результатом воздействия ИИ на клетку может быть: Гибель клеток происходит при действии на клетку больших (смертельных) доз излучений, в результате чего в клетке возникает несколько тысяч химических и структурных изменений молекул, входящих в состав клетки молекул белков, ферментов, липидов и других веществ. Все это приводит к нарушению последовательности биологических процессов в клетке, а также к нарушению обмена веществ и процесса деления. 18
Нарушение функций клетки. Подавление способности клеток делиться называется репродуктивной гибелью. Клетка, утратившая способность делиться, не всегда имеет признаки повреждений, она может ещё долго жить и после облучения. В настоящее время считается, что большинство острых и отдалённых последствий облучения организма – результат репродуктивной гибели клеток, которая проявляется при «попытке» таких клеток разделиться. 19
• Различают одиночные (однониточные) разрывы, если связь между отдельными амомными группами нарушаетсяв одна из ниток двухниточной молекулы ДНК. Двойные (двуниточные) разрывы, если разрыв происходит сразу на близких участках двух цепей, ведут к распаду молекулы. Пры любом разрыве ДНК нарушается счет информации из молекулы ДНК и структура хроматина. Основные виды структурных радиационных повреждений молекул ДНК: а – однониточный (одиночный) разрыв; б – двуниточный (двойной) разрыв; в – межмолекулярная сшивка. Одиночные разрывы не прыводят к разрушению молекул ДНК, так как разорванная нитка сильно удерживается на месте водородными гидрофобными и другими видами взаимодействий с противоположной нитью ДНК. Одиночные разрывы , если они не переходят в двойные разрывы, сами по себе не являтся 20 причиной гибели клеток.
Основной причиной репродуктивной или митотической гибели клеток являются структурные повреждения ДНК и в первую очередь хромосомные аберрации (перестроения), возникающие под влиянием облучения. Другой формой радиационной гибели клеток является интерфазная гибель, наступает до вступления клетки в митоз. 21
Восстановление клеток. Ещё меньшие дозы вызывают временную приостановку или замедление процесса деления клеток. Временная потеря способности клеток к делению говорит о том, что клетки могут устранять нанесённое им повреждение и восстановить нормальный жизнедеятельный процесс деления – процесс восстановления клеток. 22
Клетки организма имеют различную радиационную чувствительность. В соответствии с убыванием степени радиочувствительности клетки организма можно разделить в такой последовательности: • • Высокая чувствительность к радиоактивному излучению: лимфоциты (белые кровяные тельца), кроветворные клетки костного мозга, зародышевые клетки семенников и яичников, клетки эпителия тонкого кишечника. 23
Средняя чувствительность: • клетки зародышевого слоя кожи и слизистых оболочек, • клетки сальных и потовых желёз, • клетки эпителия хрусталика глаза, • клетки сосудов; Достаточно высокая устойчивость к излучениям: • клетки печени, • нервные клетки, • мышечные клетки, • клетки соединительной ткани, • костные клетки. 24
При переходе от изолированной клетки к ткани, органу и организму в целом все процессы радиационного воздействия сильно усложняются. Ткани организма – это не просто совокупность клеток, а система, которая имеет свои функции и в которой эффект поражения ткани не равен сумме эффектов поражения клеток. Установлено, что ткани, клетки которых активно делятся, более подвержены действию радиации, чем ткани с неделящимися клетками. 25
Поэтому у взрослого организма мышцы, мозг, соединительные ткани достаточно устойчивы к воздействию радиации. Менее устойчивы - красный костный мозг, половые органы (семенники, яичники), а также слизистая оболочка кишечника. Так как наибольшее деление клеток происходит в растущем организме, воздействие радиации на детский организм особенно опасно. 26
Облучение эмбриона или зародыша поглощенной дозой в 0, 05 Гр в период между 8 и 15 -недельной беременности значительно увеличивает риск рождения ребенка с физическими или психическми отклонениями. Облучение такой же дозой в течение 3 -х первых месяцев беременности может увеличить риск возникновения рака в 10 раз. В этот период у плода формируется кора головного мозга и также существует большой риск того, что в результате облучения (например рентгеновскими лучами) мать родит умственно отсталого ребенка. 27
Мерой радиочувствительности биологического объекта является летальная (смертельная) доза ЛД 50, облучение которой вызывает гибель 50% облученных. Объект Овца Человек Мыши Птицы Рыба Насекомые Растения Бактерии ЛД 50, Гр 1, 5 -2, 5 -3, 0 6 -15 8 -20 10 -100 10 -1500 1000 - 3000 28
ИИ в разной степени повреждают ткани и органы и в первую очередь поражаются критические Под критическими органами понимают критическими органами жизненноважные органы или системы, которые первыми выходят из строя в оределенном диапазоне доз излучения, что обуславливает гибель организма после облучения. Так при общем облучении организма в зависимости от поглощенной дозы возможны необратимые поражения критических систем организма: - кроветворной системы (так называемый костно -мозговой синдром) – до 10 Гр – повреждение стволовых клеток красного костного мозга; 29
• - пищеварительной системы (пищеварительнокишечный синдром) – до 30 Гр – повреждения слоя клеток, которые выстилают внутреннюю сценку тонкого кишечника, что приводит к проникновению в организм инфекции из кишечника и возникновение инфекционных заболеваний; • - центральной нервной системы (церебральный синдром) – при дозах более 30 Гр – нарушение ЦНС, синдром является необратимым, продолжительность жизни около 2 суток и меньше. 30
3. Действие больших доз и особенности действия малых доз радиации. Необратимые нарушения биологических процессов приводят к поражению отдельных органов или всего организма в целом и возникновению лучевой болезни Лучевая болезнь человека - разнообразные Лучевая болезнь проявления поражающего действия ионизирующих излучений на организм, которые зависят: v вида облучения – общее или местное; вида облучения v временного фактора – однократное, временного фактора повторное, хроническое облучение; v пространственного фактора – равномерное и пространственного фактора 31 неравномерное облучение и т. д.
Типичным случаем радиационного поражения организма животных и человека является острая лучевая болезнь (ОЛБ), возникающая в результате однократного внешнего равномерного облучения дозой более 1 Гр. 4 степени тяжести ОЛБ: І (лёгкая) степень (1 2 Гр); ІІ (средняя) степень (2 4 Гр); ІІІ (тяжелая) степень (4 6 Гр); ІV (очень тяжелая) степень – при дозе 6 Гр и более в которой выделяют переходную, кишечную, церебральную и токсические формы. При меньших дозах наблюдается поражение отдельных органов и систем, что связано с их разной радиочувствительностью. 32
Возможные последствия воздействия равномерного облучения всего организма человека разными дозами: Доза, Гр Действие на организм – немедленный результат (ранние биологические эффекты) 0 – 0, 25 Отсутствие явных повреждений. 0, 2 – 0, 5 Возможное изменение состава крови. 0, 5 – 1 1 – 2 Изменение крови, усталость, слабая тошнота. Изменение состава крови, рвота, явные патологические изменения. Развитие легкой (I) степени лучевой болезни Выздоровление наступает без лечения 2 – 4 Кровоизлияния, временная стерильность, как следствие нетрудоспособность. Средняя (II) степень лучевой болезни 4 – 6 Тяжелая (III) степень лучевой болезни. Повреждение центральной нервной системы. Смертность в 50 % случаях 33
Возможные последствия воздействия равномерного облучения всего организма человека разными дозами: Доза, Гр Действие на организм – немедленный результат (ранние биологические эффекты) Более 6 Смертность почти 100%. Крайне тяжелая (IV) степень лучевой болезни, в которой выделяют: 6 – 10 10 – 20 20 – 80 Переходную форму – протекает с ярко выраженным поражением кишечника. Кишечная форма – смерть через 8 – 16 дней. Токсичная форма (сосудистая форма поражения) – смерть через 4 – 7 суток. Более 80 Церебральная форма – судороги и сосудистая недостаточность, смерть на 1 – 3 сутки. Более Мгновенное поражение организма «Смерть под 100 лучом» 34
Некоторые ткани взрослого человека радиорезистентны, т. е относительно мало чувствительны к действию радиации. Так, острая лёгочноя гибель наступает при дозах около 25 Гр рентгеновскога или гаммаизлучения. Облучение легких дозой 50 Гр вызывает их 100 % гибель. Почки выдерживают суммарную дозу около 23 Гр, полученную в течение пяти недель без асобого вреда для себя, печень не менее чем 40 Гр за месяц, мочевой пузырь 55 Гр за чатыре недели, а хрящ взрослого человека до 70 Гр. 35
Радиационных заболеваний от одноразового воздействия сравнительно малых доз радиации не существует, но облучение стимулирует возникновение различных заболеваний. Однако длительное воздействие малых доз радиации может привести к возникновению хронической формы лучевой болезни, хронической формы лучевой болезни проявляющейся через полтора – три года после начала облучения, протекающей вяло, без ярко выраженных проявлений периода разгара болезни. Хроническая лучевая болезнь – Хроническая лучевая болезнь самостоятельная форма лучевого поражения, 36 развивающаяся при продолжительном
Отдаленными результатами облучения являются: 1) сокращение продолжительности жизни; 2) возникновение лейкозов (лейкемия, белокровие – заболевание кроветворной системы); 3) злокачественные опухоли; 4) кожные изменения, изменения соединительных тканей, легочные пневмониты и т. д. 37
Радионуклиды, попавшие в организм человека, называются инкорпорированными. Различают три основные пути поступления радионуклидов в организм: Ø через легкие (ингаляционный путь), Ø с пищей и водой в желудочно-кишечный тракт (пероральный), Ø через кожу (кожно-резорбтивный). Первый (ингаляционный) путь наиболее важный и потенциально опасный из-за большого объема легочной вентиляции. Дыхательная поверхность альвеол* составляет площадь около 100 м 2, что в 50 раз больше, чем площадь поверхности кожи. (*Альвеолы – пузырьки на концах очень тонких разветвлений 38 бронхов в легких, которые обвиты сетью капиляров).
Второй по значимости (пероральный) путь – поступление радионуклидов в организм с пищей и водой. Питательные вещества, кроме загрязнения естественными радионуклидами, могут быть загрязнены и искусственными радионуклидами, попадающими с окружающей среды по биологическим пищевым цепочкам в сельскохозяйственные растения, организмы животных и в конце концов – продукты питания. 39
Третий путь поступления радионуклидов через кожу, которая, как считалось до недавнего времени, является эффективным барьером для проникновения радионуклидов в организм. Усвоение через неповрежденную кожу в 200 -300 раз меньше, чем через желудочно-кишечный тракт. 40
В зависимости от распределения в разных органах человека различают радионуклиды, которые накапливаются: • в костях остеотропные (кальций, стронций, торий, радий, итрий, цирконий, барий, цитраты плутония и др. ), • в печени и скелете (церий, лантан, прометий, нитрат плутония), • распределяемые равномерно (тритий, углерод, инертные высокородные газы), • в мышцах (калий, рубидий, цезий), • в селезенке и лимфоузлах (рутений, ниобий), • в щитовидной железе (йод) и т. д. 41
На сегодня все!!! 42
Лекция 9. ПРИНЦИПЫ И КРИТЕРИИ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ 1. Гигиеническая регламентация облучения человека ионизирующими излучениями 2. Классификация радиационных объектов по потенциальной опасности 3. Радиационный контроль и проведение защитных мероприятий. 43
1. Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ). образована в 1928 году и является органом, который разрабатывает правила работы с радиоактивными веществами, основы радиационной безопасности и, в первую очередь, принципы и подходы к нормированию. 2. Национальная комиссия по радиационной защите (НКРЗ), создана в Белоруссии в 1991 году. Ее задача – обобщение материалов и научное обоснование принципов защиты, а также разработка основных концепций новых норм и правил радиационной безопасности. 3. Научный комитет по действию атомной радиации (НКДАР), созданный Генеральной Ассамблеей ООН в 1955 года для оценки в мировом масштабе доз излучения, их эффекта и связанного с ними риска. 4. Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), специальная организация ООН, создана в 1957 году для развития международного сотрудничества в области мирного использования атомной энергии. Объединяет 114 государств. Главная цель МАГАТЭ – препятствовать распространению ядерного оружия, осуществлять контроль за тем, чтобы не допустить 44 применения атомной энергии в военных целях.
Патологические эффекты ионизирующего излучения Излучение Энергия, поглощаемая клетками Трансформация клеток Стохастические беспороговые эффекты Гибель клеток Детерминированные Пороговые эффекты (поздние, тяжесть не меняется) (ранние, тяжесть зависит от облучения) ü лучевая болезнь, ü злокачественные опухоли, ü лейкозы, ü наследственные болезни ü лучевой ожог, ü лучевая катаракта, ü лучевое бесплодие, ü аномалии в развитии 45 плода
1. Гигиеническая регламентация облучения человека ионизирующими излучениями Целью Гигиенической регламентации облучения человека является предупреждение неблагоприятного действия ИИ на организм человека. Уровень техногенного радиационного воздействия ИИ на человека подлежит нормированию, т. е опреденормированию лению количественных показателей радиационного воздействия на население. Нормативы разрабатываются на основе всестороннего изучения биологического действия ИИ на человека. Особое внимание уделяется изучению отдалённых эффектов: онкогенного, мутагенного, аллергенного влияния на половые железы, эмбрионы и развивающееся потомство. 46
В основе критериев радиационной безопасности особое место среди нормативов качества окружающей среды занимает предельно допустимый уровень радиационного воздействия (ПДУ), предельно допустимый уровень радиационного воздействия (ПДУ) величина которого не должна представлять опасность для здоровья человека и его генетического фонда. При определении предельно допустимых уровней и предельно допустимых доз руководствуются следующими принципами: - приоритет медицинских и биологических показаний к установлению санитарных регламентов перед прочими подходами (технической достижимостью, экономическими требованиями); - пороговость действия неблагоприятных факторов; - опережающая разработка и внедрение профилактических мероприятий появления опасного и вредного фактора. Для оценки состояния радиационной безопасности используется показатель радиационного риска В наибольшей степени радиационный риск характеризует суммарная накопленная эффективная доза от всех источников суммарная накопленная эффективная доза излучения. 47
v Закон Республики Беларусь «О социальной защите граждан, пострадавших от катастрофы на Чернобыльской АЭС» , 1991 г. v Закон Республики Беларусь «О правовом режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС» (1991), законодательно закрепил правовой статус зоны радиоактивного загрязнения и определил 5 зон: v 1 - зона эвакуации – отчуждения или 30 км зона; v 2 - зона первоочередного отселения (от 40 Ки/км 2); v 3 – зона очередного отселения (15 -40 Ки/км 2 ); v 4 - зона с правом на отселение (5 -15 Ки/км 2); v 5 – зона проживания с периодическим радиационным 48 контролем (1 -5 Ки/км 2).
v Закон Республики Беларусь «О радиационной безопасности населения» , 1998 г. устанавливает основы правового регулирования в области обеспечения радиационной безопасности населения, направлен на создание условий, обеспечивающих охрану жизни и здоровья людей от вредного воздействия ионизирующих излучений. v "Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСП-2002)" v Нормы радиационной безопасности (НРБ-2000) v «Республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов цезия и стронция в пищевых продуктах и питьевой воде (РДУ-99)» v «Республиканские допустимые уровни содержания цезия-137 в древесине, продукции из древесины и древесных материалов и прочей непищевой продукции 49 лесного хозяйства (РДУ/ЛХ-2001
Основные принципы обеспечения радиационной безопасности при работе с источниками ИИ: – принцип нормирования – не превышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ИИ; – принцип обоснования – запрещение всех видов деятельности по использованию всех источников ИИ, при которых полученная доза для человека и общества превышает риск возможного вреда, причиненного превышающим естественным радиационным фоном излучения; – принцип оптимизации – поддержание на допустимо низком уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника 50 ИИ.
Законом устанавливаются следующие основные гигиенические нормативы (допустимые пределы доз) облучения на территории нормативы (допустимые пределы доз) облучения Республики Беларусь в результате воздействия источников ионизирующего излучения. При этом выделяют следующие категории облучаемых лиц: – для населения средняя годовая эффективная доза равна 1 м. Зв, эффективная доза за период жизни (70 лет) – 70 м. Зв (7 бэр); в отдельные годы допустимы большие значения эффективной дозы при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за 5 последовательных лет, не превысит 1 м 3 в; – для работников средняя годовая эффективная доза равна 20 м. Зв, эффективная доза за период трудовой деятельности (50 лет) – 1 Зв; допустимо облучение в размере годовой эффективной дозы до 50 м. Зв при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за 5 последовательных лет, не превысит 20 м. Зв. 51
2. Классификация радиационных объектов по потенциальной опасности Радиационно-опасными называют объекты, использующие в своей деятельности источники ионизирующих излучений. Потенциальная опасность радиационного объекта определяется его возможным радиационным воздействием на население при радиационной аварии. Потенциально опасными являются радиационные объекты, в результате деятельности которых при аварии возможно облучение не только работников объекта, но и населения. В настоящее время в 30 странах мира эксплуатируется более 600 атомных реакторов, из них 436 используются для выработки электроэнергии на 247 АЭС, которые вырабатывают 17% всей электроэнергии. Действительно, атомная энергетика экологически самая чистая, в то же время в случае серьезных аварий – самая опасная. За всю историю атомной энергетики (с 1954 г. ) во всем мире 52 было зарегистрировано более 300 аварийных ситуаций.
По потенциальной радиационной опасности устанавливается четыре категории объектов К первой категории относятся радиационные первой категории объекты, при аварии на которых возможно радиационное воздействие на население и введение мероприятий по его радиационной защите. Во второй категории объектов радиационное второй категории воздействие при аварии ограничивается территорией санитарно- защитной зоны. К третей категории относятся объекты, третей категории радиационное воздействие которых ограничивается территорией объекта. К четвертой категории относятся объекты, четвертой категории радиационное воздействие от которых ограничивается помещениями, где проводятся работы с источниками излучения. 53
До 1989 года не существовало четкой шкалы аварий на АЭС, поэтому любая поломка воспринималась как чрезвычайное происшествие. Пусть это была даже плановая остановка блока реактора. В 1989 году Международное агентство по атомной энергии «МАГАТЭ» разработало Международную шкалу радиационных происшествий, которая содержит 7 уровней: 1 -й уровень – незначительные происшествия на АЭС 1 -й уровень незначительные происшествия на АЭС (нарушение нормальной работы, ошибки операторов и т. д. , которые не требуют проведения защитных мероприятий) 2 -й уровень – происшествия средней тяжести 2 -й уровень (технические повреждения, которые в будущем могут потребовать проведение защитных мероприятий) 3 -й уровень – серьезные происшествия 3 -й уровень (выброс в окружающее пространство радиоактивных веществ выше установленных норм; переоблучение персонала – до 50 м. Зв; при выходе из строя систем защиты, возможна аварийная 54 ситуация)
4 -й уровень – аварии в пределах АЭС 4 -й уровень (Частичное повреждение активной зоны реактора; выброс радиоактивных веществ в окружающее пространство; острые лучевые поражения обслуживающего персонала; проведение защитных мероприятий и контроль продуктов питания) 5 -й уровень – аварии с риском для окружающей среды 5 -й уровень (серьезное повреждение активной зоны реактора; облучение персонала; выброс 1014 – 1015 Бк; эвакуация и укрытие населения близлежащих населенных пунктов) 6 -й уровень – тяжелые аварии 6 -й уровень (выброс 1014 – 1016 Бк; Требуются крупномасштабные мероприятия по защите населения) 7 -й уровень – глобальная авария (катастрофа) 7 -й уровень (выброс более чем 1016 Бк; Острые лучевые поражения населения; Радиобиологические эффекты на больших территориях). 55
3. Радиационный контроль и проведение защитных мероприятий. Радиационный контроль - комплекс взаимоувязанных и обязательных к исполнению административных, организационно-технических, санитарно-гигиенических мероприятий и правовых мер, которые направлены на снижение воздействия радиационного фактора на население и другие категорий облучаемых лиц. Параметры радиационного контроля: для внешнего излучения – 1) мощность экспозиционной дозы (МЭД) 2) плотность потока частиц с поверхностей; для внутреннего излучения – 1) концентрация радионуклидов в объектах контроля: вода, воздух, почва, продукты питания, организм человека и т. д. 56
Радиационный контроль проводится в трех зонах: Зона А – Территории, которые относятся к зонам радиоактивного загрязнения в результате аварии на ЧАЭС. На основании данных радиационного контроля и результатов измерения накопления радионуклидов в организме человека осуществляется оценка и прогноз доз облучения жителей населенных пунктов – ежегодно. Зона Б – территории возможного радиационного воздействия выбросов АЭС сопредельных государств (30 километровые зоны вокруг Ровенской, Смоленской, Игналинской, Чернобыльской АЭС). В данной зоне организованы пункты контроля за радиационной ситуацией (МЭД, концентрация радионуклидов в воздухе, в воде, атмосферные радиоактивные осадки). Зона В – остальная территория страны. Радиационный контроль осуществляется путем проведения радиационного мониторинга с помощью сети постоянных пунктов наблюдения, которые входят в структуры различных министерств 57 и ведомств.
В систему радиационного контроля в РБ входят: Госкомчернобыль. Контроль за выполнением правового режима на загрязненных территориях, общий контроль за деятельностью министерств и ведомств, организует подготовку кадров и организует местные центры радиационного контроля. Санитарно-эпидемиологическая служба Минздрава РБ. Контроль за выполнением всеми предприятиями, организациями и лицами НРБ-2000, ОСП-2002, нормативных актов по радиационной защите населения, а также степень радиоактивного загрязнения продуктов питания. Белстандарт. Контроль за измерением, т. е. метрологических надзор за средствами измерения, аттестацию методик измерения, аккредитацию подразделений радиационного контроля. 58
В систему радиационного контроля в РБ входят: Министерство здравоохранения РБ. Контроль, оценка и прогноз доз облучения населения для всех зон контроля. Главгидромет. Методическое обеспечение и руководство работами по оценке радиационной ситуации (радиационного мониторинга) на территории РБ. Ведомственный контроль. Осуществляют Минсехозпрод, Минлесхоз, Белкоопсоюз, Минжилкомхоз и другие министерства и ведомства. Общественный контроль. В интересах населения могут осуществлять контроль продукции и объектов окружающей среды общественные и независимые 59 организации, объединения.
Вмешательство – любое действие, направленное на снижение или предотвращение воздействия излучения от источников, которые вследствие аварии вышли из-под контроля. -организация укрытий и убежищ; -назначение препаратов стабильного йода; -эвакуация; -отселение; -защита органов дыхания; -индивидуальная санитарная обработка; -контроль доступа в загрязненные районы; -контроль загрязненности воды и пищевых продуктов и запрет (или ограничение) на отдельные пищевые продуты; -дезактивация местности и имущества; -использование индивидуальной защитной одежды; -изменение профиля сельскохозяйственного и промышленного производства. Эти мероприятия связаны с нарушением нормальной жизнедеятельности населения, хозяйственного функционирования территории, то есть является вмешательством, влекущим за собой экономический и экологический ущерб, а также риск 60 неблагоприятного воздействия на здоровье населения.
Предельные уровни мощности дозы для принятия решения на проведение защитных мероприятий при радиационных авариях (МЧС, Минздрав 31. 08. 2006 № 41/67) Значение мощности дозы ионизирующего излучения Проводимые мероприятия 1 мк. Зв/ч и более (100 мк. Р/ч и более) -запрещение употребления местных пищевых продуктов (включая молоко) и воды из открытых водоемов и колодцев до получения лабораторных исследований; - ограничение пребывания населения в зоне РЗ при обнаружении неконтролируемых источников ИИ 50 мк. Зв/ч и более (5000 мк. Р/ч и более) - укрытие и/или (только при авариях на атомных объектах) блокирование щитовидной железы 100 мк. Зв/ч и более (10000 мк. Р/ч и более) - ограничение пребывания лиц, участвующих в ликвидации радиационной аварии и ее последствий на зараженной территории и в зоне РЗ при обнаружении неконтролируемых источников ИИ 200 мк. Зв/ч и более (20000 мк. Р/ч и более) - рассмотрение вопроса о временном переселении населения 500 мк. Зв/ч и более (50000 мк. Р/ч и более) Проведение эвакуационных мероприятий 61
На сегодня все!!! 62
Скачать презентацию Лекция 8 БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ 1
ЛК 8. Биолог. денйствие ИИ.ppt