Та іонізуючих випромінювань

Тема 5. ПРИРОДНІ ТА ШТУЧНІ ДЖЕРЕЛА

ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПОЛІВ (ЕМП)

Інтенсивне використання природних ресурсів та забруднення навколишнього середовища, широке впровадження техніки, систем механізації та автоматизації в усі сфери суспільно-виробничої діяльності, формування ринкових відносин супроводжується появою і широким розповсюдженням різних природних, біологічних,технічних, екологічних та інших небезпек. Це потребує від кожного фахівця уміння визначати й здійснювати комплекс ефективних заходів захисту від їх несприятливого впливу на організм людини і здоров’я населення.

Вирішення проблеми забезпечення безпеки життєдіяльності полягає у забезпеченні нормальних (комфортних) умов діяльності людей, у захисті людини й оточуючого її середовища (природного, виробничого, міського, житлового тощо) від впливу шкідливих факторів, які перевищують нормативно припустимі рівні [6, с.14].

Іонізуючі випромінювання існували на Землі ще задовго до появи на ній людини. Проте вплив іонізуючих випромінювань на організм людини був виявлений лише наприкінці XIX ст. з відкриттям французького вченого А. Беккереля, а потім дослідженнями П’єра і Марії Кюрі явища радіоактивності, які проводили дослідження цього впливу безпосередньо на собі.

Поняття “іонізуюче випромінювання” об’єднує різноманітні види, різні за своєю природою, випромінювання. Подібність їх полягає в тому, що усі вони відрізняються високою енергією, мають властивість іонізувати і руйнувати біологічні об’єкти. Під впливом іонізуючого випромінювання атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні процеси, які впливають на характер подальшої життєдіяльності людини. Іонізуючі випромінювання, діючи на організм людини, викликають в ньому зворотні і незворотні зміни.

Іонізуюче випромінювання - це будь-яке випромінювання, взаємодія якого із середовищем призводить до утворення електричних зарядів різних знаків. Розрізняють корпускулярне і фотонне іонізуюче випромінювання.

Корпускулярне -потік елементарних частинок із масою спокою, відмінною від нуля, що утворюються при радіоактивному розпаді, ядерних перетвореннях, або генеруються на прискорювачах. Це і - частинки, нейтрони, протони та ін.

Фотонне -потік електромагнітних коливань, що поширюється у вакуумі з постійною швидкістю 300 000 км/с, це - випромінювання і рентгенівське випромінювання.

Випромінювання характеризуються за своєю іонізуючою і проникаючою спроможностями.

Іонізуюча спроможність випромінювання визначається питомою іонізацією, тобто числом пар іонів, що утворюються частинкою в одиниці об’єму, маси середовища або на одиниці довжини шляху.

Різноманітні види випромінювань мають різноманітну іонізуючу спроможність.

Проникаюча спроможність випромінювань визначається величиною пробігу, тобто шляхом, пройденим часткою в речовині до її повного зникнення.

Джерела іонізуючих випромінювань поділяються на природні та штучні (антропогенні).

Штучними джерелами іонізуючих випромінювань є ядерні вибухи, ядерні установки для виробництва енергії, ядерні реактори, прискорювачі заряджених частинок, рентгенівські апарати, прилади апаратури засобів зв’язку високої напруги тощо.

Одним з видів іонізуючих випромінювань, незважаючи на їхвеличезне значення, є радіоактивне випромінювання - випромінювання, що виникає в результаті розпаду ядер радіоактивних елементів.

Радіонукліди утворюють випромінювання в момент перетворення одних атомних ядер в інші. Вони характеризуються періодом напіврозпаду (від секунд до млн. років), активністю (числом радіоактивних перетворень за одиницю часу), що характеризує їх іонізуючу спроможність.

Активність у міжнародній системі (SI) вимірюється в бекерелях (Бк), а позасистемною одиницею є кюрі (Ки). 1 Ки = 37 х 10⁹ Бк. Дія іонізуючого випромінювання в будь-якому середовищі залежить від енергії випромінювання й оцінюється дозою іонізуючого випромінювання. Останнє визначається для повітря, речовини і біологічної тканини. Відповідно розрізняють експозиційну, поглинену та еквівалентну дози іонізуючого випромінювання.

Експозиційна доза характеризує іонізуючу спроможність випромінювання в повітрі, вимірюється в кулонах на 1 кг (Кл/кг); позасистемна одиниця - рентген (Р); 1 Кл/кг = 3,88 х 10³ Р. За експозиційною дозою можна визначити потенційні можливості іонізуючого випромінювання.

Поглинута доза характеризує енергію іонізуючого випромінювання, що поглинається одиницею маси опроміненої речовини. Вона вимірюється в греях (Гр.) (1 Гр = 1 Дж/кг). Застосовується і позасистемна одиниця рад (1 рад = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг) [3, с.131-135].

Еквівалентна доза є мірою біологічного впливу випромінювання на конкретну людину, тобто індивідуальним критерієм небезпеки, зумовленим іонізуючим випромінюванням. За одиницю вимірювання еквівалентної дози прийнято зіверт (Зв). 1 зіверт дорівнює поглинутій дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського та ,- випромінювань). Позасистемною одиницею служить бер (біологічний еквівалент рада). 1 бер = 0,01 Зв.

Ефект дії іонізуючого випромінювання зумовлений не кількістю поглинутої об’єктом, що опромінюється, енергії, а формою, в якій ця енергія передається.

Ніякий інший вид енергії (теплова, електрична та ін.), що поглинається біологічним об’єктом у тій самій кількості, не призводить до таких змін, які спричиняє іонізуюче випромінювання.

Дія іонізуючого випромінювання на організм людини має певні особливості:

· органи чуття не реагують на випромінювання;

· малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);

· випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але і на його спадкоємців (генетичний ефект);

· різні органи організму мають різну чутливість до випромінювання.

Ефекти, викликані дією іонізуючих випромінювань (радіації), систематизуються за видами ушкоджень і часом прояву.

За видами ушкоджень їх поділяють на три групи: соматичні, соматико-стохатичні (випадкові, ймовірні), генетичні.

За часом прояву виділяють дві групи- ранні (або гострі) і пізні. Ранні ураження бувають тільки соматичні. Це призводить до смерті або променевої хвороби. Джерелом таких часток є в основному ізотопи, що мають коротку тривалість життя, - випромінювання, потік нейтронів.

Гостра форма виникає в результаті опромінення великими дозами за короткий проміжок часу. При дозах порядку тисяч рад ураження організму може бути миттєвим. Хронічна форма розвивається в результаті тривалого опромінення дозами, що перевищують летальну дозу (ЛД) [3, с.137]. При поглинутій дозі 4-6 Гр розвивається важка форма променевої хвороби. 50 % випадків захворювання закінчується смертю протягом першого місяця [2, с.113].

Більш віддаленими наслідками променевого ураження можуть бути:

· променеві катаракти;

· лейкози;

· злоякісні пухлини;

· раннє старіння та інше.

Ступінь впливу радіації залежить від того, чи є опромінення зовнішнім чи внутрішнім. Внутрішнє опромінення виникає при вдиханні, ковтанні радіоізотопів та проникненні їх в організм через шкіру. Можуть бути локальні ураження, оскільки деякі речовини поглинаються і накопичуються в конкретних органах.

ГДД для людей, які постійно працюють з радіоактивними речовинами, становить 2 бер на рік. При цій дозі не спостерігається соматичних уражень, проте достовірно поки невідомо, яким чином реалізуються канцерогенний і генетичний ефекти дії. Цю дозу слід розглядати як верхню межу, до якої не варто наближатися.

Надзвичайно швидкий розвиток застосування відкритих джерел випромінювань в науці та на практиці, виявлення негативного впливу випромінювання на живі організми майже одночасно з відкриттям рентгенівського випромінювання і радіоактивного розпаду зумовили розгляд питань захисту людини від негативного впливу іонізуючого випромінювання.

Заходи радіаційної безпеки, що застосовують на підприємствах, залежать від конкретних умов роботи з джерелами іонізуючих випромінювань і, передусім, від типу джерела випромінювання.

Закритими називаються будь-які джерела іонізуючого випромінювання, устрій яких виключає проникнення радіоактивних речовин у навколишнє середовище при передбачених умовах їх експлуатації і зносу.

Вченими доведені певні закони поширення іонізуючих випромінювань і характеру їх взаємодії з речовиною, серед найголовніших з яких такі:

· доза зовнішнього опромінення пропорційна інтенсивності випромінювання і часу впливу;

· інтенсивність випромінювання від точкового джерела пропорційна кількості квантів або часток, що виникають у ньому за одиницю часу, і обернено пропорційна квадрату відстані;

· інтенсивність випромінювання може бути зменшена за допомогою екранів.

Основними принципами забезпечення радіаційної безпеки при роботі із закритими джерелами іонізуючого випромінювання є:

· зменшення потужності джерел до мінімальних розмірів (“захист кількістю”);

· скорочення часу роботи з джерелом (“захист часом);

· збільшення відстані від джерел до людей (“захист відстанню”);

· екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають іонізуюче випромінювання (“захист екраном”).

Відкритими називаються такі джерела іонізуючого випромінювання, при використанні яких можливе потрапляння радіоактивних речовин у навколишнє середовище.

При цьому може відбуватися не тільки зовнішнє, але і додаткове внутрішнє опромінення персоналу. Тому, основними принципами забезпечення радіаційної безпеки при взаємодії з відкритими джерелами іонізуючого випромінювання є:

· використання принципів захисту, що застосовуються при роботі з джерелами випромінювання у закритому виді;

· герметизація виробничого устаткування з метою ізоляції процесів, що можуть стати джерелами надходження радіоактивних речовин у зовнішнє середовище;

· заходи планувального характеру;

· застосування санітарно-технічних засобів і устаткування, використання спеціальних захисних матеріалів;

· використання засобів індивідуального захисту і санітарної обробки персоналу;

· дотримання правил особистої гігієни;

· очищення від радіоактивних забруднень поверхонь будівельних конструкцій, апаратури і засобів індивідуального захисту;

· використання радіопротекторів (біологічний захист).

До найбільш ефективних методів діагностики захворювань людини належать рентгенорадіологічні процедури [3, с.138-140].

Біосфера протягом усієї своєї еволюції перебувала під впливом фонового випромінювання, спричиненого природними джерелами (Сонцем, зірками), названого вченими електромагнітним полем (ЕМП). Це електромагнітне випромінювання включає в себе інфрачервоне (ІЧ), видиме ультрафіолетове (УФ), рентгенівське та - випромінювання. Інтенсивність випромінювання змінюється періодично, а також швидко та різко збільшується при хромосферних спалахах. ЕМП в біосфері відіграють універсальну роль носіїв інформації. Зв’язок на основі ЕМП є найбільш інформативним та економічним.

Порівняно зі звуковою, світловою та хімічною інформацією ЕМП, як засіб зв’язку у біосфері, мають такі переваги:

· поширюються у будь-якому середовищі життя - воді, повітрі, ґрунті та тканинах організму;

· мають максимальну швидкість поширення;

· можуть поширюватися на будь-яку відстань;

· можуть поширюватися за будь-якої погоди й незалежно від часу доби;

· на них реагують усі біосистеми (на відміну від інших сигналів).

ЕМП мають певну потужність, енергію і поширюються у вигляді електромагнітних хвиль.

Основними параметрами електромагнітних коливань є:

· довжина хвилі;

· частота коливань;

· швидкість розповсюдження.

За частотою антропогенні електромагнітні випромінювання класифікуються так:

· низькочастотні випромінювання: 0,003 Гц - 30 кГц;

· радіохвилі високочастотного (ВЧ) діапазону: 30 кГц – 300 МГц;

· радіохвилі ультрависокочастотного діапазону (УВЧ): 30 - 300 МГц;

· надвисокочастотні (НВЧ): 300 МГц - 300 ГГц.

Частота коливань визначається в герцах (Гц). Похідні одиниці: кілогерц (1 кГц = 10³ Гц); мегагерц (1 МГц = 10⁶ Гц); гігагерц (1 ГГц = 10⁹ Гц).

Ступінь впливу електромагнітних випромінювань на організм людини залежить від:

· діапазону частот;

· інтенсивності впливу відповідних чинників;

· довготривалості опромінення;

· характеру випромінювання;

· режиму опромінення;

· розмірів поверхні тіла, яка опромінюється;

· індивідуальних особливостей організму.

Найбільш біологічно активні діапазон СВЧ, менш активні УВЧ, а потім ВЧ.

Унаслідок дії на організм людини електромагнітних випромінювань ВЧ- та УВЧ-діапазонів (діапазони 30 кГц-300 МГц) спостерігаються:

· загальна слабкість, підвищена втома, пітливість, сонливість, а також розлад сну, головний біль, болісні відчуття в області серця;

· з’являються роздратування, втрата уваги, подовжується тривалість мовно-рухової та зорово-моторної реакцій, збільшується межа нюхової чутливості;

· виникає низка симптомів, що свідчать про порушення роботи окремих органів - шлунка, печінки, селезінки, підшлункової та інших залоз;

· пригнічуються харчові та статеві рефлекси, порушується діяльність серцево-судинної системи, фіксуються зміни показників білкового та вуглеводного обміну, змінюється склад крові, фіксуються порушення на клітинному рівні.

Від дії електромагнітних випромінювань використовують такі засоби і заходи захисту:

· часом;

· відстанню;

· екранізацією джерел випромінювання;

· зменшенням випромінювання безпосередньо в самому джерелі випромінювання;

· екрануванням робочих місць;

· засобами індивідуального захисту;

· виділенням зон випромінювання.

Інфрачервоне (ІЧ) випромінювання -частина електромагнітного спектра з довжиною хвилі 700 нм-1000 мкм, енергія якого при поглинанні викликає у речовині тепловий ефект.

Джерела випромінювання поділяються на природні і штучні. До природних джерел інфрачервоного випромінювання належать природна інфрачервона радіація Сонця. Штучними джерелами інфрачервоного випромінювання є будь-які джерела, температура яких вища за температуру поверхні, яка підлягає опроміненню (для людини всі поверхні з температурою вищою від температури тіла людини: 36-37°С).

Ефект дії інфрачервоного випромінювання залежить від довжини хвилі, яка зумовлює глибину проникнення. При інтенсивній дії на непокриту голову може виникнути так званий сонячний удар, який супроводжується головним болем, запамороченням, прискоренням дихання, втратою свідомості, порушенням координації рухів, тяжкими ураженнями мозкових тканин аж до вираженого мінінгіту та енцефаліту.

Ультрафіолетове (УФ) випромінювання -спектр електромагнітних коливань з довжиною хвилі 200-400 нм.

Особливістю ультрафіолетового випромінювання є висока сорбційність - їх поглинає більшість тіл.

УФ-випромінювання, становлячи 5% густини потоку сонячного випромінювання, є життєво необхідним фактором, який сприятливо впливає на організм, знижує чутливість організму до деяких негативних впливів.

УФ-випромінювання довжиною хвилі 10-20 нм (дальній діапазон) має дуже велику енергію і є згубним для людини, але у природних умовах ці хвилі поглинаються озоновим шаром атмосфери і на поверхні Землі вони відсутні.

Штучними джерелами ультрафіолетового випромінювання виступають:

· електрозварювання;

· електротравлення сталі;

· апаратура електрозв’язку;

· станції радіомовлення [3, с.141-145].

Проблема дефіциту УФ-опромінення пов’язується з проблемою забруднення довкілля, оскільки забруднення атмосфери великих міст спричиняє зниження УФ-радіації [2, с.116].

Усі дії людини та всі компоненти середовища існування (перш за все технічні засоби та технології) мають властивість генерувати поряд із позитивними характеристиками і результатами небезпечні і шкідливі фактори. Таким чином, існуючи в умовах навколишнього середовища, людина потребує захисту від небезпечного його впливу та наслідків своєї діяльності.

Основна література

1. Безпека життєдіяльності: Навч. посібник / Березуцький В.В., Васьковець Л.А., Вершиніна Н.П. та ін.; За ред. проф. В.В. Березуцького. – Х.: Факт, 2005. – 384 с.

2. Джигирей В.С., Жидецький В.Ц. Безпека життєдіяльності. Підручник. – Вид. 4-те, доповнене. – Львів: Афіша, 2001. – 256 с.

3. Желібо Є.П., Заверуха Н.М., Зацарний В.В. Безпека життєдіяльності: Навч. посібник для студ. вищих навч. закладів. 3-є вид. / За ред. Є.П. Желібо. – К.: Каравела, 2004. – 328 с.

4. Скобло Ю.С., Соколовська Т.Б. Мазоренко Д.І., Тіщенко Л.М., Троянов М.М. Безпека життєдіяльності: Навч. посібник для вищих навчальних закладів ІІІ-ІV рівнів акредитації. – Київ: Кондор, 2003. – 424 с.

5. Норми радіаційної безпеки України (НРБУ – 97): Державні гігієнічні нормативи. – К.: Відділ поліграфії УЦДСЕН МОЗ України, 1997.

Додаткова література

6. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / Л.А. Михайлов, В.П. Соломин, А.Л. Михайлов, А.В. Старостенко и др. – СПб: Питер, 2005. – 302 с.

7. Захарченко М.В., Орлов М.В., Голубєв А.К. та ін. Безпека життєдіяльності у повсякденних умовах виробництва, побуту та у надзвичайних ситуаціях: Навч. посібник. – К.: ІЗМО, 1996. – 427 с.

8. Безпека життєдіяльності / Всеукраїнський науково-популярний журнал. 2003 – 2006.

9. Григорьев Ю.Г. Памятка населению по радиационной безопасности. – М.: Энергоатомиздат, 1990.

Дата добавления: 2014-01-04