Вопрос №41. Ионизирующие излучения, природа и виды ионизирующего излучения. Воздействие ионизирующих излучений на человека и природу

Вопрос №40. Воздействие лазерного излучение на человека и принципы установления предельно-допустимых уровней.

Лазерное излучение — вынужденное (посредством лазера) испускание атомами вещества порций-квантов электромагнитного излучения.

Воздействие на человека (при работе с лазерными установками) оказывают прямое, рассеянное и отраженное излучения. Энергия лазерного излучения, поглощенная тканями, преобразуется в др. виды энергии: тепловую, механическую, энергию фотохимических процессов, что может вызывать ряд эффектов: тепловой, ударный, светового давления и пр.

Предельно допустимые уровни облучения дифференцированы с учетом режима работы лазеров: непрерывный режим и импульсный режим.

Достоинством непрерывного режима является то, что в этом режиме наиболее полно реализуются такие свойства лазеров, как монохроматичность, когерентность, направленность и низкий уровень шумов излучения.

В импульсном режиме в активную среду может быть введена значительно более высокая мощность накачки и соответственно получены большие мощности генерации. Кроме того, в импульсном режиме за счет переходных процессов может быть получена инверсия и генерация на таких переходах, где в стационарном режиме инверсия достигнута быть не может.

Ответ: Ионизи́рующее излуче́ние — в самом общем смысле — различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и радиодиапазонов не является ионизирующим. Природа ионизирующего излучения. Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения: коротковолновое электромагнитное излучение (рентгеновское и гамма-излучения), потоки заряженных частиц: бета-частиц (электронов и позитронов), альфа-частиц (ядер атома гелия-4), протонов, других ионов, мюонов и др., а также нейтронов. Различают пять основных видов ионизирующих излучений, которые имеют практическое значение, среди них:
1. Альфа излучение – корпускулярное ионизирующее излучение – представляют собой поток ядер атомов гелия (заряд 2 положительный, молекулярная масса – 4), излучение обладает низкой проникающей способностью (при внешнем облучении не способно проникнуть через роговой слой кожи), но высокой ионизирующей способностью (порядка 100 000 пар ионов на 1 см. пробега). Пробег в воздухе – 2 см. Таким образом, альфа излучение абсолютно безопасно при внешнем облучении и крайне опасно при инкорпорации. Наиболее эффективная защита от излучения – расстоянием (более 2-3 см от источника), защититься от альфа излучения можно листом бумаги.
2. Бэтта излучение – вид ионизирующего излучения корпускулярной природа – представляет собой поток электронов (заряд 1 отрицательный, масса равна массе электрона), обладает относительно низкой проникающей способностью (2-3 см. при внешнем облучении), ионизирующая способность ниже, чем у альфа излучения (порядка 1000 пар ионов на 1 см. пробега). Пробег в воздухе – порядка 15 см. Таким образом, бэтта излучение может быть опасным при внешнем облучении (при условии контакта с кожей), но более опасно при внутреннем облучении, хотя менее опасно, чем альфа излучение. Защита от излучения – временем и расстоянием, может быть защита экраном (достаточно плотной одежды).
3. Гамма излучение и рентгеновское излучение - это виды ионизирующих излучений, которые представляют собой электромагнитное излучение. Оба вида излучения обладают высокой проникающей способностью (порядка метра, т.е. при внешнем облучении пронизывает тело человека насквозь), но низкой ионизирующей способностью (порядка 1 пары ионов на 1 см пробега). Таким образом, это излучение наиболее опасно при внешнем облучении, можно защититься расстоянием, временем и экраном (используют продукты переработки нефти).
4. Нейтронное излучение – корпускулярное излучение – представляет собой поток нейтронов (заряд нейтральный, молекулярная масса 1). Характерна высокая проникающая способность (еще большая, чем у гамма излучения), т.е. также пронизывает тело человека при внешнем облучении. Ионизирующая способность относительно низкая, но несмотря на это нейтронное излучение является очень опасным при внешнем облучении. Защита от него временем, расстоянием, экраном (используют свинцовые пластины).

Степень воздействия ионизирующих излучений на организм человека, его реакция зависит от дозы излучения, ее мощности, плотности ионизации излучения, вида облучения, продолжительности воздействия, индивидуальной чувствительно-сти, психофизиологического состояния организма и др. Под влиянием ионизирующих излучений в живой ткани в результате поглощения энергии могут происходить сложные физические и биологические процессы. Ионизация и возбуждение тканей приводят к разрыву молекулярных связей и изменение химической структуры раз-личных соединений, механизма митоза (деления) клеток, хромосомного аппарата, блокирование процессов обновления и дифференцирования клеток.
Наиболее чувствительными к действию радиации являются клетки постоян-но обновляющихся тканей и органов (костный мозг, половые железы, селезенка и др.).
Указанные изменения на клеточном уровне могут приводить к нарушениям функций отдельных органов и межорганных связей, нарушению нормальной жизне-деятельности всего организма и к его гибели.
Облучение организма может быть внешним, когда источник излучения нахо-дится вне организма и внутренним – при попадании радионуклидов внутрь организ-ма через пищеварительный тракт, органы дыхания и кожу.
При внешнем облучении наиболее опасными являются нейтронное, гамма и рентгеновское излучения. Альфа- и бета-частицы из-за их незначительной прони-кающей способности приводят в основном к кожным поражениям.
Внутреннее облучение опасно тем, что оно вызывает на различных органах долго незаживающие язвы.
Нарушения биологических процессов могут быть либо обратимыми, когда нормальная работа клеток облученной ткани полностью восстанавливается, либо необратимыми, ведущими к поражению отдельных органов или всего организма и возникновению лучевой болезни – острой или хронической.
Острая форма лучевой болезни возникает в результате облучения больши-ми дозами в короткий промежуток времени. Хронические поражения развиваются в результате систематического облучения и малыми дозами. Негативные биологиче-ские эффекты хронического облучения накапливаются в организме в течение дли-тельного времени и мало зависят от мощности дозы.
Облучение людей ионизирующими излучениями может привести к сомати-ческим, сомато-стохастическим и генетическим последствиям.
Соматические эффекты проявляются в виде острой или хронической луче-вой болезни всего организма, а также в виде локальных лучевых повреждений.
Сомато-стохастические реакции относятся к отдаленным повреждениям в виде сокращения продолжительности жизни, злокачественных изменений кровооб-разующих клеток (лейкозы), опухоли различных органов и клеток.
Генетические эффекты проявляются в последующих поколениях в виде ген-ных мутаций как результат действия облучения на половые клетки при уровнях дозы не опасных данному индивиду.
Острая лучевая болезнь характеризуется цикличностью протекания со сле-дующими периодами: период первичной реакции; скрытый период; период форми-рования болезни; восстановительный период; период отдаленных последствий и ис-ходов заболевания.
Хроническая лучевая болезнь формируется постепенно при длительном и систематическом облучении дозами, превышающими допустимые (и близкими к ним), при внешнем и внутреннем облучении.
Лучевая болезнь может быть легкой (I ступень), средней (II ступень) и тяже-лая (III ступень).
Первая ступень лучевой болезни проявляется в виде незначительной голов-ной боли, вялости, слабости, нарушении сна, аппетита и др.
Вторая ступень характеризуется усилением указанных симптомов и нервно-регуляторных нарушений с появлением функциональной недостаточности пищева-рительных желез, нервной и сердечно-сосудистой систем, нарушением некоторых обменных процессов, стойкой лейко- и тромбоцитопенией.
При тяжелой (III) степени, кроме того, развивается анемия, появляется рез-кая лейко- и тромбоцитопения, возникают атрофические процессы в слизистой же-лудочно-кишечного тракта и др. (изменения в центральной нервной системе, выпа-дение волос).
Отдаленные последствия лучевой болезни проявляются в повышенной предрасположенности организма к злокачественным опухолям и болезням крове-творной системы.
Опасность радионуклидов, попавших внутрь организма обусловливается ря-дом причин, основными из которых являются способность некоторых из них избира-тельно накапливаться в отдельных органах, увеличением времени облучения до вы-ведения нуклида из организма и его радиоактивного распада, ростом опасности вы-сокоионизующих альфа- и бета-частиц, которое малоопасны при внешнем облуче-нии.

Дата добавления: 2015-03-29