Воздействие на человека негативных факторов производственной среды

Воздействие на человека негативных факторов производственной среды Ионизирующие излучения

Ионизирующими называют излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию ионов различных знаков. Источники этих излучений широко используются в атомной энергетике, технике, химии, медицине, сельском хозяйстве и т. п. Работа с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений представляет потенциальную угрозу здоровью и жизни людей, которые участвуют в их использовании. Ионизирующие излучения

Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся также фо тоны. Энергию частиц ионизирующего излучения измеряют во вне системных единицах — электрон вольтах (э. В); 1 э. В = 1, 6 10 19 Дж. Ионизирующие излучения

Различают естественные и созданные человеком источники излу чения . Основную часть облучения население Земли получает от естест венных источников. Естественные (природные) источники космиче ского и земного происхождения создают естественный радиационный фон (ЕРФ). На территории России естественный фон создает мощность экспозиционной дозы порядка 40. . . 200 мбэр/год. Излучение, обуслов ленное рассеянными в биосфере искусственными радионуклидами, по рождает искусственный радиационный фон (ИРФ), который в настоя щее время в целом по земному шару добавляет к ЕРФ лишь 1. . . 3%. Источники ионизирующих излучений

Космические лучи представляют поток протонов и частиц, при ходящих на Землю из мирового пространства. К естественным источ никам земного происхождения относится излучение радиоактивных веществ, содержащихся в породах, почве, строительных материалах, воздухе, воде. Источники ионизирующих излучений

По отношению к человеку источники облучения могут находиться вне организма и облучать его снаружи. В этом случае говорят о внеш нем облучении. Радиоактивные вещества могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище, в воде и попасть внутрь организма. Это внутреннее облучение. Источники ионизирующих излучений

Средняя эффективная эквивалентная доза, получаемая человеком от внешнего облучения за год от космических лучей, составляет 0, 3 м. Зв, от источников земного происхождения — 0, 35 м. Зв. В среднем пример но /з эффективной эквивалентной 2 дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радио активных веществ, попавших в организм с пищей, водой, воздухом. Источники ионизирующих излучений

Наиболее весомый из всех естественных источников радиации — это невидимый, не имеющий вкуса и запаха газ радон (в 7, 5 раза тяжелее воздуха). Радон и продукты его распада ответственны примерно за 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой населением от земных источников, и примерно за половину этой дозы от всех источников радиации. В здания радон поступает с при родным газом (3 к. Бк/сут), с водой (4 к. Бк/сут), с наружным воздухом (10 к. Бк/сут), из стройматериалов и грунта под зданием (60 к. Бк/сут). Источники ионизирующих излучений

Источниками ионизирующих излучений, созданными человеком, являются: радиоактивные элементы и их изотопы, ядерные реакторы, ускорители заряженных частиц и др. Рентгеновские установки и высоковольтные источники постоянного тока относятся к источникам рентгеновского излучения. При нормальном режиме их эксплуатации радиационная опасность незначительна. Она наступает при возникновении аварийного режима и может долго проявлять себя при радиоактивном заражении местности. Источники ионизирующих излучений

Ионизирующие излучения разделяются на два вида: электромагнитное (гамма излучение и рентгеновское излучение) корпускулярное, представляющее собой и β частицы, нейтроны и др.

Корпускулярное ионизирующее излучение — поток элементарных частиц с массой покоя, отличной от нуля, образующихся при радиоак тивном распаде, ядерных превращениях либо генерируемых на уско рителях. К нему относятся: α и β частицы, нейтроны (n), протоны (p) и др. Виды ионизирующих излучений

Альфа-излучение – это поток ядер атомов гелия, испускаемых веществом при радиоактивном распаде вещества или при ядерных реакциях. Значительная масса α частиц ограничивает их скорость и увеличивает число столкновений в веществе, поэтому α частицы обладают высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью. Пробег α частиц в воздухе достигает 8÷ 9 см, а в живой ткани – несколько десятков микрометров. Это излучение не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие -частицы, не попадут внутрь организма через рану, с пищей или вдыхаемым воздухом; тогда они становятся чрезвычайно опасными. Виды ионизирующих излучений

Бета-излучение – это поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде ядер. По сравнению с α частицами β частицы обладают значительно меньшей массой и меньшим зарядом, поэтому у β частиц выше проникающая способность, чем у α частиц, а ионизирующая способность ниже. Пробег β частиц в воздухе составляет 18 м, в живой ткани – 2, 5 см. Виды ионизирующих излучений

Нейтронное излучение – это поток ядерных частиц, не имеющих заряда, вылетающих из ядер атомов при некоторых ядерных реакциях, в частности при делении ядер урана и плутония. В зависимости от энергии различают медленные нейтроны (с энергией менее 1 к. ЭВ), нейтроны промежуточных энергий (от 1 до 500 к. ЭВ) и быстрые нейтроны (от 500 кэ. В до 20 Мэ. В). При неупругом взаимодействии нейтронов с ядрами атомов среды возникает вторичное излучение, состоящее как из заряженных частиц, так и из γ квантов. Проникающая способность нейтронов зависит от их энергии, но она существенно выше, чем у α частиц или β частиц. Для быстрых нейтронов длина пробега в воздухе составляет до 120 м , а в биологической ткани – 10 см. Ионизирующие излучения

Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц (1020÷ 1022 Гц). Гамма излучение обладает малым ионизирующим действием, но большой проникающей способностью и распространяется со скоростью света. Оно свободно проходит через тело человека и другие материалы. Это излучение может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита. Рентгеновское излучение также представляет собой электромагнитное излучение, возникающее при торможении быстрых электронов в веществе (1017÷ 1020 Гц). Ионизирующие излучения

Фотонное излучение — поток электромагнитных колебаний, кото рые распространяются в вакууме с постоянной скоростью 300 000 км/с. К нему относятся Ɣ излучение, характеристическое, тормозное и рент геновское излучения. Обладая одной и той же природой, виды электромагнитных излучений различаются условиями образования, а также свойства ми — длиной волны и энергией. Виды ионизирующих излучений

Ядро атома состоит из положительных протонов и нейтральных нейтронов. Вокруг ядра вращаются по своим орбитам отрицательно заряженные электроны. Заряд ядра равен сум марному заряду электронов, то есть атом электрически нейтрален. Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одинаковое число протонов, но количество нейтронов в них может быть разным. Физика радиоактивности

Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одинаковое число протонов, но количество нейтронов в них может быть разным. Полное число нуклонов называется массовым чис лом А и является мерой стабильности ядра. Чем ближе расположен элемент к концу таблицы Менделеева, тем больше А, тем больше ней тронов в ядре и тем менее устойчивы эти ядра. Физика радиоактивности

Ядра всех изотопов образуют группу «нуклидов» . Некоторые нук лиды стабильны, то есть при отсутствии внешнего воздействия не пре терпевают никаких превращений. Большинство же нуклидов неста бильны, они все время превращаются в другие нуклиды. Электроны располагаются на орбитах в строгой последовательно сти. На ближайшей к ядру орбите может находиться не более 2 элек тронов, на следующей не более 8, на третьей — 18, далее — 32. Физика радиоактивности

Энергия атома дискретна. Пе реход из одного состояния в другое происходит скачкообразно с излуче нием или поглощением строго фиксированной порции энергии — кван та. Электроны могут переходить с одной орбиты на другую и покидать атом. Сложные процессы, происходящие внутри атома, сопровожда ются высвобождением энергии в виде излучения. Физика радиоактивности

Можно сказать, что испускание ядром двух протонов и двух ней тронов — это излучение, испускание электрона — это β излучение. Если нестабильный нуклид оказывается перевозбужденным, он выбрасывает порцию чистой энергии, называемую излучением ( квантом). Как и в случае рентгеновских лучей (во многом подобных излучению), при этом не происходит испускания каких либо частиц. Физика радиоактивности

Процесс самопроизвольного распада нуклида называется радио активным распадом, а сам такой нуклид — радионуклидом. Уровень нестабильности радионуклидов неодинаков: одни распадаются очень быстро, другие — очень медленно. Время, в течение которого распадается половина всех радионукли дов данного типа, называется периодом полураспада. Например, пери од полураспада урана 238 равен 4, 47 млрд. лет, а протактиния 234 — чуть больше одной минуты. Физика радиоактивности

Период полураспада – время, в течение которого распадается половина ядер радиоактивного вещества. Активность А радиоактивного вещества – число самопроизвольных ядерных превращений dΝ в этом веществе за малый промежуток времени dt, деленное на этот промежуток: А = dΝ/dt. Основные показатели

Доза излучения – это количество энергии, переданное ионизирующим излучением веществу и поглощенное им. Это величина, характеризующая воздействие ионизирующего излучения на вещество. Экспозиционная доза Х служит для количественной характеристики только рентгеновского и γ излучения. Это отношение полного электрического заряда d. Q ионов одного знака, возникающих в малом объёме воздуха, к массе воздуха dm в этом объёме: Х = d. Q/dm. Основные показатели

Поглощенная доза излучения D – это количество энергии ионизирующего излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела, определяется как отношение средней энергии d. E, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объёме, к массе этого вещества dm: D = d. E/dm. Ионизирующие излучения

Эквивалентная доза Н служит для оценки радиационной опасности облучения человека от разных видов излучения. Эта величина определяется как произведение средней поглощенной дозы DT, R излучения вида R в органе или ткани Т на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного излучения WR: HT, R = WR·DT, R, Единицей измерения эквивалентной дозы является Дж/кг, имеющий специальное наименование зиверт (Зв).

Эффективная доза E – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органе (ткани) Ht, T за время t на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани WT: E = Σ Ht, T · WT. Основные показатели

Степень воздействия ионизирующих излучений на живой организм зависит от мощности дозы облучения, продолжительности этого воздействия и вида излучения и радионуклида, попавшего внутрь организма. Основные показатели

НРБ – 99 вводят следующие категории облучаемых лиц: персонал – лица, работающие с техногенными источниками (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б); всё население, включая лиц из персонала, вне сферы их производственной деятельности. . Категории персонала

Нормируемые Пределы доз, м. Зв/год величины Персонал (группа А) Население Эффективная доза 20 1 Эквивалентная доза: В хрусталике глаза 150 15 В коже 500 50 В кистях и стопах 500 50 Основные пределы доз для персонала группы Б равны ¼ значений для группы А Основные дозовые пределы

Биологическое действие ионизирующих излучений связано с процессами ионизации атомов и молекул живой материи, в частности, молекул воды, содержащихся в органах и тканях. В результате происходит разрыв молекулярных связей и изменение структуры различных химических соединений. При этом нарушается нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме. Биологическое действие ионизирующих излучений

Продукты радиолиза вступают в химические реакции с молекулами тканей, образуя соединения, не свойственные здоровому организму. Это приводит к нарушению отдельных функций или систем, а также жизнедеятельности организма в целом. Биологическое действие ионизирующих излучений

Интенсивность химических реакций, индуцированных свободны ми радикалами, повышается, и в них вовлекаются многие сотни и ты сячи молекул, не затронутых облучением. В этом состоит специфика действия ионизирующего излучения на биологические объекты, то есть производимый излучением эффект обусловлен не столько количест вом поглощенной энергии в облучаемом объекте, сколько той фор мой, в которой эта энергия передается. Биологическое действие ионизирующих излучений

Различают внешнее и внутреннее облучение организма. Под внешним облучением понимают воздействие на организм ионизирующих излучений от внешних по отношению к нему источников (естественные радиоактивные источники, рентгеновские аппараты, ядерные реакторы и др. ). Внутреннее облучение происходит при попадании радиоактивного вещества внутрь при вдыхании воздуха, через пищеварительный тракт, через кожу. Внутреннее облучение организма длится до тех пор, пока радиоактивное вещество не распадется или не будет выведено из организма в результате процессов физиологического обмена. Это облучение опасно тем, что вызывает длительно незаживающие язвы различных органов и злокачественные опухоли. Биологическое действие ионизирующих излучений

К острым поражениям относятся острая и хроническая лучевая болезнь и лучевые ожоги. Тяжесть острых поражений зависит от дозы облучения. Нижний уровень развития легкой формы лучевой болезни возникает при эквивалентной дозе облучения ~ 1 Зв, тяжелая форма лучевой болезни, при которой погибает половина всех облученных, наступает при эквивалентной дозе облучения 4, 5 Зв. 100% ный смертельный исход лучевой болезни соответствует эквивалентной дозе облучения 5, 5÷ 7, 0 Зв. Биологическое действие ионизирующих излучений

Хронические поражения развиваются в результате систематического облучения дозами, превышающими предельно допустимые (ПДД). Изменения в состоянии здоровья называются соматическими эф фектами, если они проявляются непосредственно у облученного лица, и наследственными, если они проявляются у его потомства. Биологическое действие ионизирующих излучений

Для решения вопросов радиационной безопасности в первую оче редь представляют интерес эффекты, наблюдаемые при «малых дозах» — порядка нескольких сантизивертов в час и ниже, которые реально встречаются при практическом использовании атом ной энергии. В нормах радиационной безопасности в качестве единицы време ни, как правило, используется год, и как следствие этого, понятие го довой дозы облучения. Биологическое действие ионизирующих излучений

Согласно современным пред ставлениям, выход неблагоприятных эффектов в диапазоне «малых доз» , встречающихся в обычных условиях, мало зависит от мощности дозы. Это означает, что эффект определяется прежде всего суммарной накопленной дозой вне зависимости оттого, получена она за 1 день, за 1 с или за 50 лет. Таким образом, оценивая эффекты хронического об лучения, следует иметь в виду, что эти эффекты накапливаются в ор ганизме в течение длительного времени. Биологическое действие ионизирующих излучений

К отдаленным последствиям соматического характера относятся злокачественные новообразования, лейкемия, катаракта и сокращение продолжительности жизни. Генетические эффекты воздействия радиации на человека проявляются лишь в последующем поколении, возникают они под действием малых доз радиации. Биологическое действие ионизирующих излучений

Отказаться от применения радиоактивных веществ в науке, меди цине, технике, сельском хозяйстве невозможно по объективным при чинам. Остается один путь — обеспечить радиационную безопасность, то есть такое состояние среды обитания, при котором с определенной вероятностью исключается радиационное поражение человека. Биологическое действие ионизирующих излучений