Ионизирующие излучения

Лекция 17

Рекомендации по защите от ЛЭП

Электропроводка. Рекомендации по защите

Основная мера защиты - предупредительная.

· необходимо исключить продолжительное пребывание (регулярно по несколько часов в день) в местах повышенного уровня магнитного поля промышленной частоты;

· кровать для ночного отдыха максимально удалять от источников продолжительного облучения, расстояние до распределительных шкафов, силовых электрокабелей должно быть 2,5 – 3 метра;

· если в помещении или в смежном есть какие-то неизвестные кабели, распределительные шкафы, трансформаторные подстанции – удаление должно быть максимально возможным, оптимально – промерить уровень электромагнитных полей до того, как жить в таком помещении;

· при необходимости установить полы с электроподогревом выбирать системы с пониженным уровнем магнитного поля.

· Не покупать дачные и садовые участки под ЛЭП, в санитарно-защитной зоне ЛЭП, от имеющихся отказаться или перевести на выращивание культур, требующих минимального присутствия.

· Если участок граничит с санитарно-защитной зоной ЛЭП - пригласить специалистов из специально аккредитованных лабораторий для приведения замеров и определения безопасной зоны для продолжительного пребывания людей.

За последнее время ионизирующие излучения получили широкое распространение во многих отраслях народного хозяйства, в том числе машиностроении, приборостроении для дефектоскопии металлов и их сварных соединений, при изучении структуры и износа материалов, при разделении веществ и синтезе химических соединений, в аппаратах и приборах, выполняющих контрольно-сигнальные функции в медицине, для автоматического контроля технологических процессов и т.д. В строительной индустрии ведут контроль за процессом уплотнения бетонной смеси, влажностью строительных материалов, плотностью уложенного бетона, осуществляют дозировку компонентов.

В связи с этим большой круг работающих может подвергаться неблагоприятному воздействию ионизирующих излучений, потенциальная опасность которых усугубляется их невидимостью для обслуживающего персонала.

Ионизирующими называются излучения, которые, проходя через среду, вызывают ее ионизацию. По своей природе ионизирующее излучение бывает фотонное и корпускулярное.

Фотонным называется электромагнитное косвенно ионизирующее излучение. Он включает у-излучение и рентгеновское (X) излучение:

• g-излучение возникает при изменении энергетического состояния атомных ядер или при аннигиляции элементарных частиц (например, электрона и позитрона);

• Х-излучение — это фотонное излучение, состоящее из тормозного или характеристического излучения.

Энергетические диапазоны рентгеновского излучения и гамма-излучения перекрываются в широкой области энергий. Оба типа излучения являются электромагнитным излучением и при одинаковой энергии фотонов — эквивалентны. Терминологическое различие лежит в способе возникновения — рентгеновские лучи испускаются при участии электронов (либо в атомах, либо свободных) в то время как гамма-излучение испускается в процессах девозбуждения атомных ядер.

Корпускулярное излучение — ионизирующее излучение, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля. К корпускулярному излучению относятся:

• b-излучение, состоящее из электронов или позитронов;

• протонное излучение, состоящее из протонов ¹Н+;

• нейтронное излучение, состоящее из нейтронов ¹п°;

• Нейтронное излучение, состоящее из ядер изотопа водорода, ²Д⁺;

• a-излучение, состоящее из двух протонов и двух нейтронов, ⁴Не²⁺ (ядро гелия);

• потоки многозарядных ионов;

• продукты ядерных реакций деления.

Ионизирующее излучение воздействует на биологические объекты, вызывая в них сложную цепь процессов. Первичное действие излучения реализуется в физических, физико-химических и химических процессах, протекающих в клетках, тканях и жидких средах организмов с образованием химически активных свободных радикалов и других промежуточных частиц (Н⁺, ОН^-), обладающих значительной окислительно-восстановительной способностью. В последующем образуются различные перекисные соединения (Н₂О₂ и др.). Основное значение в развитии радиационных поражений имеют нарушения физической регенерации клеток и тканей, а также изменения функции регуляторных систем.

На биосферу непрерывно воздействуют космические излучения, излучения многочисленных радионуклидов, рассеянных в земных породах, воде подземных источников, рек, морей и океанов, в воздухе и входящих в. состав живых организмов. Совокупность этих излучений называется природным (естественным) радиоактивным фоном. Дозы естественного излучения являются значительно более высокими, чем те, которые генерируются техникой» созданной человеком. Исключение составляет медико-радиологческое оборудование.

Естественные источники	Искусственные источники
Космические излучения		Медицина
Излучения почв		Ядерное оружие
Излучения от человека		Лаборатории, промышленность
Итого		АЭС
		Прочие
		Итого
		Всего

Распад и последующее биологическое действие любого радионуклида описываются рядом важных характеристик, к которым относятся следующие:

• Активность. Вещества, способные создавать ионизирующие излучения, различаются активностью (А), т.е. числом радиоактивных превращений в единицу времени.

В системе СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду (распад/с). Эта единица получила название беккерель (Бк). Внесистемной единицей измерения активности является кюри (Ки), равная активности нуклида, в котором происходит 3,7 · 10¹⁰ актов распада в одну секунду, т.е. 1 Ки = 3,7·10¹⁰Бк.

где N - число ядерных превращений;

t - время.

Единице активности кюри соответствует активность 1 г радия (Rа).

Для характеристики ионизирующих излучений введено понятие дозы облучения. Различают три дозы облучения: поглощённая, эквивалентная и экспозиционная.

• Поглощенная доза излучения. Степень, глубина и форма лучевых поражений, развивающихся среди биологических объектов при воздействии на них ионизирующего излучения, в первую очередь зависят от величины поглощённой энергии излучения или поглощённой дозы (Д_погл).

Поглощённая доза - энергия, поглощённая единицей массы облучаемого вещества.

где dЕ - средняя энергия, передаваемая ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме;

dm - масса вещества в этом элементарном объеме.

За единицу поглощённой дозы облучения принимается грей (Гр), определяемый как джоуль на килограмм (Дж/кг). Соответственно

1 Гр = 1 Дж/кг.

В радиобиологии и радиационной гигиене широкое применение получила внесистемная единица поглощённой дозы - рад. Рад - это такая поглощённая доза, при которой количество поглощённой энергии в 1г любого вещества составляет 100 эрг независимо от вида и энергии излучения. Соразмерность грея и рада следующая:

1 Гр = 100 рад.

• Эквивалентная доза ионизирующего излучения. В связи с тем, что одинаковая поглощённая доза различных видов ионизирующего излучения вызывает в единице массы биологической ткани различное биологическое действие, введено понятие эквивалентной дозы (Д_экв), которая определяется как произведение поглощённой дозы на средний коэффициент качества действующих видов ионизирующих излучений.

где D_Т,R - средняя поглощенная доза в органе или ткани Т;

W_R - взвешивающий коэффициент для излучения R.

Коэффициент качества (К_кач) характеризует зависимость неблагоприятных биологических последствий облучения человека от способности ионизирующего излучения различного вида передавать энергию облучаемой среде.

По существу, биологические эффекты, вызываемые любыми ионизирующими излучениями, сравниваются с эффектом от рентгеновского и гамма-излучения.

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). Бэр - поглощенная доза любого вида излучения, которая вызывает равный биологический эффект с дозой в 1 рад рентгеновского излучения

1 Зв = 100 бэр.

Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) предельно допустимая (безопасная) эквивалентная доза облучения для жителя планеты определена в 35 бэр, при условии её равномерного накопления в течение 70 лет жизни.

• Коллективная эквивалентная доза. Для оценки эквивалентной дозы, полученной группой людей (персонал объекта народного хозяйства, жители населённого пункта и т.п.), используется понятие коллективная эквивалентная доза (Д_экв.к.) - это средняя для населения доза, умноженная на численность населения (в человеко-зивертах).

• Доза в органе или ткани (D_T) - средняя поглощенная доза в определенном органе или ткани человеческого тела:

где m_т - масса органа или ткани,

D - поглощенная доза в элементе массы dm.

• Эффективная доза. Доза эффективная (Е) - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты:

,

где H_T - эквивалентная доза в органе или ткани T, а W_T - взвешивающий коэффициент для органа или ткани T.

Единица эффективной дозы - зиверт (Зв).

• Доза эквивалентная (H_Т(t)) или эффективная (Е(t)) ожидаемая при внутреннем облучении - доза за время t, прошедшее после поступления радиоактивных веществ в организм:

,

,

где t₀ - момент поступления,

H_T(t) - мощность эквивалентной дозы к моменту времени t в органе или ткани T.

Когда t не определено, то его следует принять равным 50 годам для взрослых и (70-t₀) - для детей.

• Доза эффективная (эквивалентная) годовая - сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год.

Единица годовой эффективной дозы - зиверт (Зв).

• Экспозиционная доза. Понятие экспозиционная доза (Д_эксп) 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 атмосферного воздуха возникают ионы, несущие заряд электричества в 1 кулон (Кл).

Внесистемной единицей экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучения является рентген (Р) - это такая доза (количество энергии) гамма-излучения, при поглощении которой в 1 см³ сухого воздуха (при температуре 0^оС и давлении 760 мм рт.ст.) образуется 2,083 миллиарда пар ионов, каждый из которых имеет заряд, равный заряду электрона.

1Р = 2,58∙10 ^{- 4} Кл/кг;

1Кл/кг = 3876 Р.

Используется также пока и внесистемная единица экспозиционной дозы рентген (Р). В “НРБ” понятие уже не используется, однако рассматривается здесь, т.к. его единицы измерения применяются в справочной литературе и в них же отградуированы многие приборы.

В биологической ткани дозе в 1 р соответствует поглощенная доза 0,96 рад и, следовательно, (т.к. W_R = 1 для гамма-излучения), эквивалентная доза 0,96 бэр.

Поглощённая, эквивалентная и экспозиционная дозы, отнесённые к единице времени, носят название мощности соответствующих доз.
Мощность дозы - отношение приращения дозы (поглощенной dD, эквивалентной dН, эффективной dЕ) за интервал времени dt к этому интервалу времени:

(Гр/с)

(Зв/с)

(Зв/с)

На практике за единицу времени могут приниматься час, сутки, год.

Для упрощенной оценки информации по однотипному ионизирующему излучению можно использовать следующие соотношения.

1. 1 Гр = 100 бэр = 100 Р = 100 рад = 1 Зв (с точностью до 10-15%);

2. радиоактивное загрязнение плотностью 1 Ки/м² эквивалентно мощности экспозиционной дозы 10 Р/ч, или мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения 1 Р/ч соответствует загрязнению в 10 мкКи/см².

3. Соотношения между наиболее часто встречающимися единицами измерений:

; ; ;

; .

Дата добавления: 2014-12-16