Лекция Радиационная гигиена Агафонов Владимир Николаевич 1

Лекция Радиационная гигиена Агафонов Владимир Николаевич 1

Различают естественные и искусственные источники ионизирующих излучений Естественные: космическое излучение (протоны, нейтроны, атомные ядра), благодаря наличию атмосферы интенсивность космического излучения на земле мала; излучение радиоактивными элементами, распределенными в земной породе, воздухе, живых организмах. Естественные источники определяют радиоактивность ОС – естественный/природный радиационный фон. Естественные источники дают 125 мбэр в год. Ø Искусственные источники – технические устройства, созданные человеком. В радиологии это рентгеновские трубки, радиоактивные нуклиды, ускорители заряженных частиц. Ø

Радиационный фон это ИИ от природных источников космического и земного происхождения, а также от источников искусственного происхождения, рассеянных в биосфере. Характерные черты радиационного фона: 1) Постоянство действия 2) Длительность действия 3) Практически полный охват всего населения планеты.

Составные части радиационного фона: Ø 1. Естественный - 200 -225 мрад/год. Ø 2. Искусственный -130 мрад/год

Естественный радиационный фон это ИИ, создающиеся на поверхности Земли за счет естественных природных источников. Естественный радиа ционный фон составляет в среднем 200 225 мрад/год. ЕРФ также делят на: Ø 1) Космическая составляющая. Ø 2) Земная составляющая.

Земные источники включают: 1. Элементы, относящиеся к радиоактивным семействам: Ø а) Семейство урана Ø б) Семейство тория Ø в) Семейство актиния Ø 2. Не связанные с семействами высокорадиоактивные элементы: К(40) рубидий, радиоактивный изотоп Са и др. Ø 3. Непрерывно образующиеся в атмосфере под действием космического излучения: С(14) и тритий (радиоактивный изотоп водорода).

Радиационная гигиена это Ø отрасль гигиенических знаний, разрабатывающая на основе изучения действия радиоактивных веществ и ионизирующих излучений на организм нормативы и мероприятия, осуществление которых обеспечивает защиту от их вредного действия и создает оптимальные условия для жизнедеятельности и самочувствия людей

Задачи радиационной гигиены Ø Ø Ø Паспортизация источников радиоактивности Контроль и разработка мероприятий по снижению доз ионизирующих излучений, воздействующих на различные группы населения Контроль за содержанием радио активных веществ в различных объектах окружающей среды Контроль за хранением, транспортировкой и захоронением радиоактивных веществ Контроль за условиями труда с источниками ионизирующей радиации Контроль за здоровьем персонала и населения, подвергающегося воздействию ИИ

Атомы — самые маленькие составляющие частицы материи. "Атом" по происхождению греческое слово, означающее "неделимый". Оно введено в лексикон греческим философом Демокритом, который жил приблизительно 2500 лет назад. В то время полагали, что атом самая маленькая частица материи.

Строение атома

Элементарные частицы Частица нейтрон Протон Электрон обозначение заряд n р е 0 +1 1 вес в ед. атомной массы =1 =1 =1/1800

Радиоактивность это самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений.

Единица активности радиоактивного вещества Ø 1 Беккерель = 1 распад в секунду. Ø Кюри (Ки) 1 Ки = 3. 7*1010 Бк.

Период полураспада радиоактивного вещества Период полураспада (Т 1/2) мера скорости радиоактивного распада вещества время, которое требуется для того, чтобы радиоактивность вещества уменьшилась наполовину, или время, которое требуется для того, чтобы распалась половина ядер в веществе.

Альфа излучение Рисунок 1. 9. Альфа-излучение

Ионизация вещества альфа частицей Рисунок 1. 10. Ионизация вещества альфа-частицей

Ионизация вещества бетта частицей

Ионизация вещества гаммаизлучением Рисунок 1. 14. Ионизация вещества гамма-излучением

ПРОНИКАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ Расстояние, на которое ионизирующее излучение может проникать в вещество, называется его проникающей способностью. Оно зависит от энергии излучения и свойств вещества, через которое излучение проникает.

Характеристика излучений Виды При Энер Скор рода гия ость, см/с Свобо дный пробег в воздух е Удель ная иониза ция Прони кающа я способ ность Защ ита Аль фа 2 Не 4 1, 5 2*109 2, 5 8 см. До 30000 пар До 0, 1 мм Лист бумаги 2*1010 10 см. 50 10 15 мм 4 9 Бета е+, е 1 2 Гам ма Фотон 0, 2 0, 3 8*1010 100 м 2 10 Алюми ний 0, 3 мм Глубок Свинец, сталь, о ж/б

Основные части клетки

Строение молекулы ДНК Молекулы ДНК При делении клетки спирали

Прямые и косвенные эффекты облучения Косвенное воздействие (более распространено) Молекула воды Прямое воздействие распространено) (менее

Типы повреждения ДНК Альфаизлучение

Поглощенная доза Это вся энергия, которую орган (тело) или объект поглощает, когда он (оно) подвергается излучению. Поглощенная доза – не является мерой биологического воздействия излучения. единица измерения Грей (Гр). 1 Грей = 1 Дж/кг

Значения Ккач для разных видов ионизирующего излучения Вид излучения Рентгеновское и гаммаизлучения Электроны и позитроны, бета-излучение Протоны Коэффициент качества (Ккач) 1 1 10 Нейтроны тепловые 3 Нейтроны быстрые 10 Альфа-частицы и тяжёлые ядра отдачи 20

внесистемная единица поглощённой дозы Рад - это такая поглощённая доза, при которой количество поглощённой энергии в 1 г любого вещества составляет 100 эрг независимо от вида и энергии излучения. Соразмерность грея и рада следующая: 1 Гр= 100 рад.

Эквивалентная доза Поглощенная доза * коэффициент качества = эквивалентная доза. Эквивалентная доза измеряется в Зивертах (Зв). В повседневной практике эквивалентная доза называется дозой облучения.

В качестве единицы измерения эквивалентной дозы в системе СИ принят зиверт (Зв). Зиверт эквивалентная доза любого вида ионизирующего излучения, поглощённая 1 кг биологической ткани и приносящая такой же биологический эффект (вред), как и поглощённая доза фотонного излучения в 1 Гр. Существует также внесистемная единица эквивалентной дозы ионизирующего излучения бэр (биологический эквивалент рентгена). При этом соразмерность следующая: Дэкв = Дпогл ·Ккач или 1 Зв = 1 Гр · Ккач; 1 Зв = 100 рад · Ккач = 100 бэр.

Для оценки эквивалентной дозы, полученной группой людей (персонал объекта народного хозяйства, жители населённого пункта и т. п. ), используется понятие коллективная эквивалентная доза (Дэкв. к. ) это средняя для населения доза, умноженная на численность населения (в человеко зивертах). Понятие экспозиционная доза (Дэксп) служит для характеристики рентгеновского и гамма излучения и определяет меру ионизации воздуха под действием этих лучей. Она равна дозе фотонного излучения, при котором в 1 кг атмосферною воздуха возникают ионы, несущие заряд электричества в 1 кулон (Кл). Внесистемной единицей экспозиционной дозы рентгеновского и гамма излучения является рентген (Р). При этом соразмерность следующая: 1 Р = 2, 58 · 10 4 Кл/кг или 1 Кл/кг =3, 88 · 103 Р.

Эффективная эквивалентная доза имеется важное различие между дозой на орган и дозой на все тело. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты радиационного риска, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения организма; эта доза также измеряется в Зивертах.

Среднегодовая эффективная (эквивалентная) доза (СГЭД) СГЭД это средняя для населения какого либо населенного пункта сумма эффективной дозы внешнего облучения, полученная за календарный год, и ожидаемой дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм жителей радионуклидов за этот же год.

Мощность дозы - это доза облучения в единицу времени. Она, обычно, представляется в микрозивертах в час (мк. Зв/ч). На практике часто используются другие единицы мощности дозы микрорентген в час (мк. Р/час), микрогрей в час (мк. Гр/час).

Для упрощенной оценки информации по однотипному ионизирующему излучению можно использовать следующие соотношения. 1 Гр = 100 бэр = 100 Р = 100 рад = 1 Зв (с точностью до 10 -15%); радиоактивное загрязнение плотностью 1 Ки/м 2 эквивалентно мощности экспозиционной дозы 10 Р/ч, или мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения 1 Р/ч соответствует загрязнению в 10 мк. Ки/см 2.

ВНЕШНЕЕ И ВНУТРЕННЕЕ ОБЛУЧЕНИЕ Ø Облучение от источников иони зирующего излучения, находящихся вне тела человека, называется внешним облучением. Ø Облучение от радиоактивных источников, находящихся внутри тела, называется внутренним облучением.

Радионуклиды распределяются по различным частям организма

Биологический период полувыведения радиоактивных веществ Ø Это время, которое требуется для органа или организма в целом, чтобы вывести половину от количества содержащегося в нем химического элемента (радионуклида)

На клеточном уровне различают 3 этапа изменений. 1 этап (физический) – взаимодействие ионизирующих излучений с веществом клетки с образованием химически активных центров ( «активных радикалов» ), обладающих высоким окислительным потенциалом. Ø 2 этап (химический) – Полученные свободные радикалы и окислители взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая её. Ø 3 этап – биохимические изменения в клетке. активность многих ферментов вызывают распад нуклеиновых кислот и белков, выход гидролитических ферментов из лизосом, а также синтез ферментов с измененной активностью. Ø

Острая лучевая болезнь - пороговое значение 1 Зв (100 бэр)

Симптомы облучения Время после облучения Симптомы 2~8 часов Тошнота, рвота, потеря аппетита, усталость. 2 20 дней 20 60 дней Отсутствие ощутимого недомогания. Изменения в количестве кровяных телец. Потеря аппетита, уста лость, диарея, риск воспа лительных заболеваний, потеря веса, выпадение волос и изменения в соле вом балансе организма. Меры Переливания крови, защита против воспалительных болезней, питание организма дополнительными солями , антибитиками.

Влияние ионизирующего излучения на клетку

Наследственные изменения в потомстве Необходимые условия передачи генетических изменений следующему поколению: Ø Хромосома в половой клетке повреждена Ø Повреждены одинаковые хромосомы в клетках отца и матери Ø Эмбрион должен развиться. Шансы эмбриона выжить уменьшаются, если клетки повреждены.

При изучении действия излучения на организм были выявлены следующие особенности: Ø Ø Ø Ø 1. Высокая эффективность поглощённой энергии, даже малые её количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме. 2. Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующих излучений. 3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. 4. Генетический эффект воздействие на потомство. 5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. 6. Не каждый организм (человек) в целом одинаково реагирует на облучение. 7. Облучение зависит от частоты воздействия. При одной и той же дозе облучения вредные последствия будут тем меньше, чем более дробно оно получено во времени.

Биологические нарушения при однократном (до 4 -х суток) облучении всего тела человека Доза облучения, (Гр) Характер биологических последствий облучения До 0, 25 Видимых нарушений нет 0, 25 0, 50 Возможны изменения в крови 0, 50 1, 00 Изменения в крови, трудоспособность нарушена 1 2 Лёгкая степень лучевой болезни (выздоровление у 100% пострадавших) 2 4 Средняя степень лучевой болезни (выздоровление у 100% пострадавших при условии лечения) 4 6 Тяжёлая степень лучевой болезни (выздоровление у 50 80% пострадавших при условии специального лечения) более 6 Крайне тяжёлая лучевая болезнь (выздоровление у 30 50% пострадавших при условии специального лечения) 6 10 Переходная форма (исход непредсказуем) более 10 100% ный смертельный исход через несколько суток 100 Смертельный исход через несколько часов 1000 Смертельный исход через несколько минут

Клинически воздействие излучения проявляется 2 видами эффектов Пороговые (детерминированные, нестохастические) эффекты - это явления для которых имеется порог интенсивности излучения, ниже которого они не появляются. Ø Беспороговые (стохастические, вероятностные) эффекты. Это такие эффекты, для которых не существует порога. Тяжесть проявления не зависит от дозы, доза лишь определяет вероятность их появления в популяции. Ø

Главные принципы МКРЗ: Ø Оптимизация радиационной защиты людей; Ø Ограничение индивидуальных доз облучения; Ø Оправданность применения.

Особенности нормирования радиационного фактора Сочетание порогового и беспорогового принципов. Ø Численные значения норм зависят от того, какие группы людей облучаются. Ø Численные значения норм зависят от того, какой орган облучается. Ø

Область применения Норм радиационной безопасности касается: Ø 1) Работы населения и персонала с техногенными источниками ИИ в нормальных условиях Ø 2) Работы профессионалов в условиях радиационных аварий. Ø 3) Облучение населения от природных источников Ø 4) Медицинского облучения населения.

Метод защиты населения нормированием Разработанные нормы радиационной безопасности учитывают три категории облучаемых лиц: Ø А персонал, т. е. лица, постоянно или временно работающие с источниками ионизирующего излучения; Ø Б ограниченная часть населения, т. е. лица, непосредственно не занятые на работе с источниками ионизирующих излучений, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могущие подвергаться воздействию ионизирующих излучений; Ø В всё население. Ø

система нормирования включает в себя 1) Основные дозовые пределы облучения 2) Допустимые уровни Рассчитываются для конкретных сред и излучений, исходя из основных деловых пределов. Включают в себя Ø допустимую мощность дозы Ø допустимое поступление дозы с продуктами питания Ø допустимую удельную активность вещества в воде и воздухе. 3) Контрольные уровни.

Предельно допустимая доза – это наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которая при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Основные дозовые пределы Нормируемая величина Дозовые пределы для лиц категории А, бэр (м. Зв) Эквивалентная доза Дозовые пределы для лиц категории Б, бэр (м. Зв) 2 бэр (20 м. Зв) в год 0, 1 бэр (1 м. Зв) в год в среднем за за 5 лет, но не более 0, 5 бэр (5 последующие 5 лет, м. Зв) за один год но не более 5 бэр (50 м. Зв) за один год Эффективная эквивалентная доза за год: В хрусталике глаза 15 бэр (150 м. Зв) 1, 5 бэр (15 м. Зв) В коже 50 бэр (500 м. Зв) 5 бэр (50 м. Зв) В кистях и стопах 50 бэр (500 м. Зв) 5 бэр (50 м. Зв)

Все органы и ткани организма подразделяются на три группы "критических органов": 1 -ая группа (наиболее чувствительные к радиации органы, в которых идет активный митоз и имеются клетки на разных уровнях созревания). К ним относятся внутренние половые органы (гонады), кроветворные органы (в частности, красный костный мозг) и все тело. Ø 2 -ая группа: органы грудной и брюшной полости (легкие, сердце, пищеварительный тракт, печень, почки, селезенка), а также щитовидная железа и хрусталик глаза. Ø 3 -ья группа (наименее радиочувствительные органы и части тела): костная ткань, кожный покров, кисти, предплечья, стопы и лодыжки. Ø

Предельно допустимые дозы и пределы доз за год по группам критических органов Группа критических органов ПДД для лиц категории А, бэр (м. Зв) ПД для лиц категории Б, бэр (м. Зв) 1 5 бэр (50 м. Зв) 0, 5 бэр (5 м. Зв) 2 15 бэр (150 м. Зв) 1, 5 бэр (15 м. Зв) 3 30 бэр (300 м. Зв) 3 бэр (30 м. Зв)

Существует 4 принципа защиты от внешнего облучения: Ø Ø «Защита количеством» , т. е. использование на рабочем месте веществ с минимальной суммарной радиоактивностью; «Защита временем» , т. е. выполнение всех связанных с облучением рабочих операций за кратчайшее время, что достигается обычно предварительной тренировкой на неактивных моделях; «Защита расстоянием» , что достигается использованием при работе удлинителей и манипуляторов. «Защита экранами» .

Формула расчета дозы облучения: ДОЗА = МОЩНОСТЬ ДОЗЫ * ВРЕМЯ Ø Например: Вы проживаете в населенном пункте, на территории которого средняя мощность дозы внешнего гамма излучения равна 1, 0 мк. Зв/час. Определим ожидаемую дозу внешнего облучения за 1 год: ДОЗА = МОЩНОСТЬ ДОЗЫ * ВРЕМЯ = 1, 0 мк. Зв/час * 8760 час/год = 8, 8 м. Зв/год.

Защитное экранирование бумага Плексиглас Свинец

толщина защиты Ø 1 сантиметр свинца уменьшит мощность дозы гамма излучения (кобальт 60) в 2 раза; Ø 5 сантиметров бетона уменьшат мощность дозы гамма излучения (кобальт 60) в 2 раза; Ø 10 сантиметров воды уменьшат мощность дозы гамма излучения (кобальт 60) в 2 раза.

Слой половинного ослабления (СПО) Ø им называют толщину экрана, при прохождении через которую доза снизится в 2 раза. Ø Для свинца СПО = 1, 8 см, Ø для железа, стали и чугуна – 2, 4 см, Ø для бетона – 10 см. Формула для расчета толщины экрана: Кэ= 2 n, где “n” – число слоев половинного ослабления.

экраны для защиты от излучения делают из легких материалов с малым атомным номером: органическое стекло, различные пластмассы, алюминий и т. п. Для расчета толщины экрана в этом случае применяется эмпирическая формула: S = 2 Emax, где S – толщина экрана в см; Еmax – максимальная энергия излучения изотопа.

. Рентгеновское излучение обладает следующими свойствами: 1) Большая проникающая способность (в воздухе 100 м и более). 2) Минимальная ионизирующая способ ность (единицы пар ионов на см пробе га). Рентгеновское излучение естественно не применяется в дозах, способных вызвать пороговые эффекты, а вот беспороговые эффекты (канцерогенное, мутагенное действие и тд. ), не требующие высоких доз, вполне вероятны.

Защита пациентов 1. Организационные мероприятия Пациентов делят на три группы : 1) Группа АД - онкологические больные или люди с подозрением на онкологические заболевания. 2) Группа БД основная группа больных, которым рентгенодиагностику проводят для уточнения диагноза или тактики лечения. 3) Группа ВД лица, которым проводятся процедуры с профилактической целью. 2. Технические и технологические мероприятия. 3. Методические мероприятия.

Противолучевая защита персонала обеспечивается рядом факторов Ø Ø Ø Правильное размещение радиологических кабинетов в медицинских учреждениях. Наличие стационарных и нестационарных защитных устройств. Обязательное использование в рентгеновских кабинетах средств индивидуальной защиты Рациональное расположение мест персонала с максимальным удалением их от источника излучения – защита расстоянием. Трудовое законодательство: сокращенный рабочий день, удлиненный отпуск, ранний уход на пенсию

открытые и закрытые ИИ Открытыми источниками называют радиоактивные вещества, находящиеся в таком агрегатном состоянии и в такой оболочке, которые не исключают возможности распространения радионуклидов в окружающей среде и попадания его внутрь организма. Открытые источники могут создавать облучение как извне, так и изнутри. Ø Закрытые источники не создают опасности загрязнения окружающей среды и попадания внутрь организма. По режиму действия закрытые источники подразделяют на источники непрерывного излучения ( установки, нейтронные и излучатели) и источники, генерирующие излучение периодически (рентгеновские аппараты и ускорители заряженных частиц). Ø

Классификация изотопов по радиотоксичности: Ø А – особо высокая радиотоксичность (90 Sr, 226 Ra, 210 Po и др. ); Ø Б высокая радиотоксичность (60 Co, 131 I, 137 Cs и др. ); Ø В – средняя радиотоксичность (24 Na, 32 P и др. ); Ø Г – низкая радиотоксичность (3 H, 14 C, 40 К и др. ).

Классификация работ с открытыми источниками по степени опасности Группа радио токсичности изотопа А Б В Г Активность на рабочем месте, Бк Класс работ 1 й 2 й 3 й Более 104 От 10 до От 0, 1 до 104 10 Более 105 От 102 до От 1, 0 до 105 102 Более 106 От 103 до От 10 до 106 103 Более 107 От 104 до От 102 до 107 104

Принципы защиты от внешнего облучения основываются на зависимости получаемой человеком дозы от активности источника, времени облучения, расстояния до источника, которые определяются формулой: D = M 8, 4 T / r 2 Kэ, где D – доза облучения, бэр; М – радиоактивность источника, мг экв Ra; T – время облучения, час; r – расстояние до источника, см; Кэ – кратность ослабления дозы излучения экраном.

ОСНОВНЫЕ ПРАВОВЫЕ АКТЫ И НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ РАДИАЦИОННУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ "О санитарно эпидемиологическом благополучии населения" № 52 ФЗ от 30. 03. 1999 г. ; Ø "О радиационной безопасности населения" № 3 ФЗ от 09. 01. 1996 г. Статья 1 Закона "О радиационной безопасности населения" гласит: "Радиационная безопасность населения состояние защи щенности настоящего и будущего поколения людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения". Статья 22: "Граждане Российской Федерации, иностранные граждане и лица без гражданства, проживающие на территории Российской Федерации, имеют право на радиационную безопас ность. Это право обеспечивается за счет проведения комплекса мероприятий по предотвращению радиационного воздействия на организм человека ионизирующего излучения выше установлен ных норм, правил и нормативов". Ø

Радиометрический контроль включает в себя Ø 1) Определение индивидуальных доз облучения персонала Ø 2) Контроль за мощностью дозы облучения на рабочих местах Ø 3) Применение приборов, сигнализирующих о превышении допустимой дозы облучения.

приборы для радиометрического контроля делятся на 3 группы: 1) Дозиметры индивидуального контроля - для измерения дозы внешнего облучения, получаемой работающим с источниками радиации. Индивидуальные дозиметры могут быть: • ионизационные (КИД 2, ДК 02) • фотохимические (ИФК 2, 3) • термолюминесцентные (ИЛК) 2) Стационарные или переносные приборы, предназначенные для измерения мощностей доз излучения. К этой группе относятся радиометры и интенсиметры «Аргунь» , РУП 1, «Луч А» и др. 3) Стационарные установки для регистрации мощности излучения в отдельных помещениях. Они подают световые или звуковые сигналы при превышении допустимой дозы. К данной группе относятся установки УСИТ 1, УСИТ 2, УСИД 12 и др.

Меры по охране окружающей среды : 1) Законодательные (нормы радиационной безопасности). 2) Технологические (изменение технологии для уменьшения использования радиоактивных веществ и их попадания в окружающую среду). 3) Санитарно-технические (адекватная вентиляция, канализация) 4) Планировочные (создание санитарно защитных зон и зон наблюдения).

Радиоактивные отходы это материалы или объекты, не подлежащие использованию, но имеющие уровень радиоактивности выше нормативного. По агрегатному состоянию они делятся на газообразные, жидкие и твердые.

Методы дезактивации 1) Оптимальным методом дезактивации является метод физической дезактивации путем выдерживания отходов в течение некоторого времени, основанный на законе радиоактивного распада. Ø 2) Разбавление. Заключается в смешивании загрязненных продуктов с чистыми. Ø 3) Рассеивание (для газообразных отходов). Производится через высокие трубы. Ø

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ! 74