Вопрос 4. Ионизирующее излучение.

Ионизирующее излучение (ИИ) - это излучение, состоящее из потока элементарных частиц и квантов электромагнит­ного излучения, взаимодействие которых с веществом приводит к образованию в этом веществе разнополярных ионов. Энергия частиц ионизирующего излучения измеряется во внесистемных единицах - электровольтом (эв).

Ионизирующие излучения - прежде всего - альфа α и бета β частицы и гамма γ излучение.

- (альфа) излучение - "ионизирующее излучение", состоящие из α частиц
(ядра гелия), испускаемых при ядерных превращениях;

- (бетта) излучение - электронное (позитронное) "ионизируещее излучение"
с непрерывным энергетическим спектром, испускаемое при ядерных превра­щениях.

- (гамма) излучение - фотонное (электромагнитное) "ионизирующее излучение", испускаемое при ядерных превращениях.

Поражение людей, животных и растений происходит за счет внешнего и внутреннего облучения от источника ионизирующего излучения.

Источник "ионизирующего излучения" - устройство или радиоактивное вещество, испускающее, или способное испускать ионизирующее излучение.

Радионуклид - атомы радиоактивного вещества с данным атомным числом и атомным номером, а для изомерных изотопов - и с данным энергетическим со­стоянием атомного ядра.

Активность радионуклида в источнике - мера радиоактивности, равная от­ношению числа самопроизвольных ядерных превращений в этом источнике за малый интервал времени - к этому интервалу. Единица измерения активности -внесистемная "кюри" (Ки); - в системе "СИ" - беккерель (Бк).

Внешнее облучение, когда тело облучается от находящегося вне его источ­ника ионизирующего облучения, происходит, главным образом, за счет гамма и бетта излучений.

Внутреннее облучение, когда облучение тела происходит от находящегося внутри его источника ионизирующего излучения, от альфа-бетта-гамма излуче­ний.

К основным возможным источникам радиационного загрязнения внешней среды можно отнести:

- урановую промышленность;

- ядерные реакторы всех типов;

- радиохимическую промышленность;

- места переработки и захоронения радиоактивных отходов;

- использование радионуклидов в народном хозяйстве в мирных целях.

Важнейшими дозиметрическими характеристиками радиационного воз­действия, критериями, определяющими меру его опасности для человека, явля­ются дозы облучения.

Доза облучения - количество энергии ионизирующих излучений, погло­щенной единицей массы облучаемой среды.

Различают дозы: экспозиционную, поглощенную, эквивалентную.

Экспозиционная доза - характеризует ионообразующие возможности рентгеновского или гамма -излучения. Единицы измерения экспозиционной до­зы:

- внесистемная - Рентген, Р;

- в системе "СИ" - кулон на килограмм, кл/кг.

Рентген - доза рентгеновского или гамма-излучения, под действием кото­рого в 1 см³ сухого воздуха, при t = 0° С и давлением 760 мм.рт.ст. создаются ионы, несущую одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака (т.е. 2,08·10⁹ пар ионов в 1 см³ воздуха).

Мощность экспозиционной дозы (Р) измеряется в р/ч, мр/ч, мкр/ч.

Поглощенная доза - основная дозиметрическая величина, равная отноше­нию средней энергии, переданной ионизирующим излучением веществу в эле­ментарном объеме к массе вещества в этом объеме (т.е. поглощенная доза - энергия, поглощенная единицей массы облучаемого вещества).

Единицы измерения поглощенной дозы:

- внесистемная - "рад";

- в системе СИ" - грей (Гр).
1 рад = 0,01 дж/кг;

1 грей = 1 дж/кг = 100 рад.

Эквивалентная доза представляет собой поглощенную дозу, в которой уч­тена разница эффективностей биологического воздействия данного вида излуче­ния и гамма-излучения. Этот учет происходит за счет коэффициента качества излучения, который показывает, во сколько раз данный вид излучения эффек­тивней при биологическом воздействии, чем гамма-излучения (при одинаковой поглощенной дозе в тканях тела).

Единицы измерения эквивалентной дозы:

- внесистемная - бэр;

- в системе "СИ" - зиверт, зв.

1 зиверт равен 100 бэр, 1 бэр = 1 рад.= 1,14 рентгена

БЭР - (биологический эквивалент рентген), такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает такой же биологический эффект, что и 1 рентген при гамма-излучении.

Решая вопросы защиты людей в зонах поражения, связанных с радиоак­тивными выбросами, необходимо учитывать предельно-допустимые дозы (ПДД), устанавливаемые на мирное время.

ПДД - наибольшая доза радиации, эффективное действие которой на орга­низм не вызывает в нем необратимых изменений. С 1976 г. в нашей стране дей­ствуют нормы радиационной безопасности, уточненные в 1987 году (НРБ-76/87). Этими нормами установлены 2 категории населения А и Б и соответст­вующие для них величины ПДД.

Категория А - персонал радиационно-опасных объектов. ПДД для них - та­кое наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при котором равномерное облучение в течении 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современны­ми методами. Для категории А - установлена ПДД - 5 Рад/год.

Категория Б - население, которое не работает с радиоактивными источни­ками, но, по условиям проживания или размещения рабочих мест, может под­вергнуться воздействию излучений. ПДД для категории Б представляет собой та­кое наибольшее среднее значение индивидуальной эквивалентной дозы за кален­дарный год, при котором равномерное облучение в течении 70 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых со­временными средствами (методами). Для них ПДД равно 0,5 рад/год.

Ориентировочные нормы радиационной безопасности людей:

- квартальная доза - 30 мзв;

- годовая - 50 мзв;

- аварийная- 100 мзв;

- катастрофическая - 250 мзв;

- критическая - 1 зв;

- полулетальная- 4 зв;

- летальная - 7 зв.

("Зв" - зиверт равен 100 бэр; 1 бэр примерно равен 1 раду; 1 рад равен 1,14 рент­ген).

Действие излучения на организм характеризуют следующими особенно­стями:

1.Высокая эффективность поглощенной энергии. Даже малые поглощенные дозы излучения могут вызвать глубокие биологические изменения в организме;

2.Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия;

3.Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией;

4.Излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство. Это так называемый генетический эффект;

5.Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0,002 - 0,005 Гр уже наступают изменения в крови;

6.Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.

В результате воздействия ионизирующего излучения нарушается нормаль­ное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме.

Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от суммарной дозы и времени воздействия излучения, вида излучения, размера облучаемой по­верхности и индивидуальных особенностей организма.

Смертельные поглощенные дозы для отдельных частей тела следующие: голова 20 Гр, нижняя часть живота - 30 Гр, верхняя часть живота - 50 Гр, грудная клетка - 100 Гр, конечности - 200 Гр.

При однократном (на срок не более 4-х суток) облучении человека в зави­симости от величины полученной суммарной дозы облучения различают четыре степени лучевой болезни:

I степень (легкая) - 100-200 Р. Скрытый период 2 - 3 недели. Первичная ре­
акция через 2-3 часа после облучения. В 30-50% случаев полное выздоровление
и при отсутствии лечения;

II степень (средняя) - 200-400 Р. Скрытый период около недели. Первичная
реакция через 1 - 2 часа после облучения. В 70-80% случаев выздоровление на­
ступает у всех облученных при условии лечения.

III степень (тяжелая) - 400-600 Р. Скрытый период до нескольких часов.
Первая реакция через 20-40 мин. после облучения. Выздоровление возможно у
50-80% облученных при специализированном лечении;

IV степень (крайне тяжелая) - более 600 Р. Первичная реакция через 20-30
мин. после облучения. Без лечения, как правило, летальный исход.

Первичная реакция после облучения: тошнота и рвота, покраснение кожи, повышение температуры, растройство кишечника.