Защита от ионизирующих излучений

Радиоактивность — это самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, при котором происходит испускание ионизирующих излучений.

Воздействие на человека ионизирующей радиации - степень, глубина и форма лучевых поражений — зависит, прежде всего, от величины поглощенной энергии излучения (поглощенной дозы).

Поэтому основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия, является поглощённая доза ионизирующего излучения (называется керма, аббревиатура от: kinetic energi released in material). Поглощённая доза ионизирующего излучения определяется отношением средней энергии , переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объёме, к массе вещества в этом объёме: .

Таблица 1,2 Соотношение между единицами СИ и внесистемными единицами в области радиационной безопасности

Величина и её обозначение	Названия и обозначения единиц	Связь с единицей СИ
Единица СИ	Внесистемная единица
Активность А	Беккерель (Бк)	Кюри (Ки)	1Ки=3,7∙10^10Бк
Поглощённая доза D, керма К	Грей (Гр)	Рад (рад)	1рад=0,01Гр
Мощность поглощённой дозы ,	Грей в секунду (Гр/с)	Рад в секунду (рад/с)	1рад/с=0,01Гр/с
Эквивалентная доза	Зиверт (Зв)	Бэр (бэр)	1бэр=0,01 Зв
Мощность эквивалентной дозы	Зиверт в секунду (Зв/с)	Бэр в секунду (бэр/с)	1бэр/с=0,01 Зв/с
Экспозиционная доза	Кулон на кг (Кл/кг)	Рентрен (Р)	1 Р=2,58∙10^-4 Кл/кг
Мощность экспозиционной дозы	Ампер на кг (А/кг)	Рентген в сек (Р/с)	1 Р/с=2,58∙10^-4 А/кг
Концентрация (объемная активность) радионуклида в атмосферном воздухе или воде	Беккерель на м^3 (Бк/м^3)   Беккерель на литр (Бк/л)	Кюри на литр (Ки/л)   Кюри на литр (Ки/л)	1 Ки/л=3,7∙10^13 Бк/м^3   1 Ки/л=3,7∙10^10 Бк/м^3
Энергия ионизирующей частицы	Джоуль (Дж)	Электрон-вольт (эВ) Мегаэлектрон-вольт(МэВ)	1 эВ=1,602∙10^-19 Дж 1 МэВ=1,602∙10^-13 Дж

Единица поглощённой дозы излучения в СИ – грей (Гр). Грей равен поглощённой дозе ионизирующего излучения, при которой веществу массой 1 кг передаётся энергия ионизирующего излучения, равная 1 Дж (джоуль).

Внесистемной единицей поглощённой дозы ионизирующего излучения является 1 рад. Рад равен поглощённой дозе ионизирующего излучения, при которой веществу массой 1 грамм передаётся энергия ионизирующего излучения, равная 100 эрг.

Таким образом, 1 рад = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр

В качестве специальной единицы для оценки погло­щенной дозы любого вида ионизирующего излучения (рентге­новского и гамма-излучения, протонов, электронов и позитро­нов, альфа-излучения и др.) принят также 1 бэр (биологический эквивалент рада), имеющий такую же биологическую активность, как 1 рад рентгеновского (или ) излучения. 1 бэр = 0,01 Зв (зиверт).

Скорость ядерных пре­вращений характеризуется активностью или числом ядерных превращений в единицу времени. За единицу активности радио­активного вещества принимают беккерель (Бк), или одно пре­вращение в секунду. На практике чаще используется внесистемная единица радиоактивности Кюри (Ки) - это единица активности изо­топа, в котором в 1 секунду происходит 3,7∙10¹⁰ ядерных превра­щений.

Распад радиоактивных атомов сопровождается испусканием корпускулярных частиц: -частиц (испускается протоном), , -частиц (испускаются электроном), и фотоны, испускающие -частицы. При этом число ядерных превращений далеко не всегда совпадает с числом испускаемых корпускулярных частиц и ещё реже - с числом испускаемых фотонов. Поэтому активность характеризует лишь число ядерных превращений. Самопроизвольное ядерное превращение называют радиоактивным распадом.

(§ 4.5.) Нормы радиационной безопасности

Основным документом, регламентирующим уровни воз­действия ионизирующих излучений, в СССР являются "Нормы радиа­ционной безопасности НРБ-76/87". Основные требования по обеспе­чению радиационной безопасности регламентируются "Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и дру­гими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87".

НРБ—76/87 устанавливают следующие категории облучаемых лиц.

Категория А — персонал (профессиональные работники) — лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источ­никами ионизирующих излучений.

Категория Б — ограниченная часть населения — лица, которые не рабо­тают непосредственно с источниками ионизирующего излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвер­гаться воздействию радиоактивных веществ и других источников из­лучения, применяемых в учреждении и (или) удаляемых во внеш­нюю среду.

Категория В — население области, края, республики, страны.

Как отмечалось выше, различные органы и ткани тела человека об­ладают разной чувствительностью к воздействию радиационного излучения.

Критическим органом назы­вается орган, ткань или часть тела, облучение которого в данных усло­виях неравномерного облучения организма может причинить наиболь­ший ущерб здоровью данного лица или его потомства. ПДД для различных групп критических органов и тканей человека составляет от 5 до 30 бэр/год для лиц категории А и 0,5—3,0 бэр/год для лиц категории Б.

В порядке убывания радиочувствительности устанавливаются сле­дующие три группы критических органов:

I группа — все тело, гонады и красный костный мозг;

II группа — мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталики глаз и другие органы, за исключением тех, которые относятся к I и III группам;

III группа — кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы,

Для каждой категории облучаемых лиц устанавливаются два клас­са нормативов:

- основные дозовые пределы и

- допустимые уровни, которые определяются из условия непревышения основных дозовых пределов.

В качестве основных дозовых пределов:

- для лиц категории А уста­навливается предельно допустимая доза за календарный год. Это - это наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, об­наруживаемых современными методами.

- для лиц категории Б - предел дозы за календарный год.

Основные дозовые пределы устанавливаются для индивидуальной максимальной экви­валентной дозы в критическом органе (табл. 4.5).

Таблица 4.5. Основные дозовые пределы для различных групп критических органов, мЗв/год (1 бэр = 0,01 Зиверт)

Группа критических органов	Предельно допустимые дозы для категории А(ПДД)	Предел дозы для категории Б (ПД)
I	50	5
II	150	15
III	300	30

Под предельно допустимой дозой ПДД понимается наибольшее зна­чение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при котором равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья персонала (категория А) неблагоприятных изме­нений, обнаруживаемых современными методами.

Предел дозы ПД - такое наибольшее значение индивидуальной экви­валентной дозы за календарный год у критической группы лиц, при котором равномерное облучение в течение 70 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Последствия воздействия радиации возникают непосред­ственно как у облучаемого, так и у его потомства.

При общем облучении человека дозой менее 100 бэр отмеча­ются, как правило, легкие реакции организма: сдвиги в формуле крови, изменения некоторых вегетативных функций.

При боль­ших дозах облучения развивается лучевая болезнь различной степени тяжести (при однократном облучении доза в 500-600 бэр при отсутствии медицинской помощи является смертель­ной).

Другая форма острого лучевого поражения - лучевые ожоги различной степени: от выпадения волос и шелушения кожи до образования незаживающих язв. Облучение человека приводит и к возникновению злокачественных опухолей (даже через 9-11 лет после облучения) [15].

На генетическом уровне облучение приводит к нарушению хромосомной цепи и генома человека и дальнейшей наследственной мутации потомства, часто в уродливых формах.

Меры по обеспечению радиационной безопасности зависят от конкретных условий работы с источниками ионизирующих излучений и от типа источника (закрытый или открытый).

В су­достроении используют закрытые источники (устройство кото­рых исключает попадание радиоактивных веществ в окружаю­щую среду при нормальных условиях эксплуатации: рентгенов­ские аппараты, аппараты для гамма-дефектоскопии, радиоизо­топные приборы (уровнемеры).

Главное требование безопас­ности состоит в том, чтобы доза облучения персонала, рабо­тающего с источниками излучений, а также других лиц не пре­вышала допустимых величин.

Рентгеновские аппараты используют в судостроении в сборочно-сварочных цехах при неразрушающем контроле качества сварных соединений узлов и секций корпуса, а также при конт­роле качества судовых отливок и поковок. Рентгенограммы от­четливо выявляют внутренние дефекты в металле: газовые и шлаковые включения, трещины и поры. Для контроля качества монтажных сварных соединений корпуса на построечных местах (особенно вертикальных швов) чаще используют переносные гамма-дефектоскопы. При этом появляется опасность облуче­ния лиц, не работающих с источниками излучений, однако на­ходящихся в опасной зоне.

Международной комиссией по радиационной защите (МКРЗ) обобщен мировой опыт по обеспечению радиационной безопас­ности при мирном использовании источников излучений, что от­ражено в нормах радиационной безопасности. Эти нормы тре­буют соблюдения следующих основных принципов безопасности:

- исключения превышения установленного дозового предела;

- исключения всякого необоснованного облучения;

- снижения дозы излучения до возможно более низкого уровня.

Дозовые пределы, установленные нормами, не включают дозы, получаемые пациентами при медицинском обследовании и лечении, а также обусловленные естественным фоном излу­чения.

К непосредственной работе с источниками излучений не до­пускаются лица с болезнями кровеносной системы и снижен­ным процентом гемоглобина, заболеваниями центральной и пе­риферической нервной системы, заболеваниями желудочно-ки­шечного тракта, печени и почек. Все постоянно работающие в контролируемой зоне проходят предварительные медицинские осмотры при поступлении на работу и ежегодные медицинские освидетельствования.

На участках, где проводятся работы с использованием ис­точников ионизирующих излучений, обязателен радиационный контроль, который включает:

- контроль мощности дозы излучений на рабочих местах, в смежных помещениях и на территории предприятия;

- контроль за содержанием радиоактивных газов и аэрозолей в воздухе рабочих и других помещений;

- контроль за уровнем загрязнения рабочих поверхностей и оборудования, кожных покровов и одежды работающих;

- контроль за выбросом радиоактивных веществ в атмосферу и их содержанием в жидких отходах.

Основные способы обеспечения радиационной безопасности:

- уменьшение мощности источников радиоактивности до мини­мально возможных величин (защита количеством);

- сокращение времени работы с источниками (защита вре­менем);

- увеличение расстояния от источников до работающих (за­щита расстоянием);

- экранирование источников излучения поглощающими мате­риалами (защита экранами).

Более широкое применение нашли способы защиты време­нем и расстоянием, а также защита экранами в комбинации с защитой расстоянием.

Лучшими материалами для экранов при рентгеновском и гамма-излучении являются свинец, просвинцованное стекло, бетон и вода.

По назначению экраны бы­вают:

- защитные контейнеры для радиоактивных препаратов;

- за­щитные экраны для оборудования;

- передвижные защитные экраны;

- защитные экраны — части строительных конструкций;

- экраны индивидуальных средств защиты — щиток из оргстекла, смотровые стекла пневмокостюмов, просвинцованные перчатки.

Производственные операции с радиоактивными источниками в открытом виде (при использовании которых возможно попада­ние радиоактивных веществ в окружающую среду) для судо­строения не типичны.

Можно отметить, что в подобных случаях к упомянутым способам и средствам защиты добавляются:

- гер­метизация производственного оборудования и процессов, являю­щихся источниками выделения радиоактивных веществ;

- мероприятия планировочного характера;

- использование специальных защитных материалов;

- радиационный и медицинский контроль.

При работах с закрытыми источниками дозиметрический контроль состоит в оценке мощности доз излучения на рабочих местах и индивидуальных доз внешнего облучения. Для дозиметриче­ского и специального технологического контроля используют стационарные и переносные приборы и дозиметры индивиду­ального контроля.

Контрольные вопросы:

1. Укажите наиболее общие и типичные для судостроения неблагоприятные условия труда.

2. Укажите основные загрязнители воздуха рабочей зоны и окружающего атмосферного воздуха в судостроении.

3. Дайте определение радиоактивности и единицам ее измерения. Что такое бэр?

4. Укажите типовые виды воздействия радиации на организм человека и дозы облучения.

5. Укажите принятые категории и уровни облучения работающего персонала.

6. Укажите основные способы обеспечения радиационной безопасности.

Дата добавления: 2013-12-13