Методы и средства радиационной защиты персонала при работе делящимися и радиоактивными материалами

1.3 Воздействие радиации  на живой организм

Ионизирующее излучение, действуя на живой организм, вызывает в нем цепочку обратимых и  необратимых изменений, которые  приводят к тем или иным биологическим  последствиям. Первичным этапом, инициирующим многообразные процессы, происходящие в биологическом объекте, является ионизация (от атома отрывается электрон).

В процессе ионизации происходит разрушение молекул вещества, образуются «свободные радикалы» и сильные  окислители с высокой химической активностью.

Получающиеся в процессе радиолиза воды (в биологической  ткани 60—70% по массе составляет вода) свободные радикалы и окислители, обладая высокой химической активностью, вступают в химические реакции с  молекулами белка и других структурных  элементов биологической ткани, что приводит к изменению биохимических  процессов в организме. В результате нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не свойственные организму. Это приводит к нарушению жизнедеятельности организма в целом.

Специфика действия ионизирующего  излучения на биологические объекты  заключается в том, что производимый им эффект обусловлен не столько количеством  поглощенной энергии в облучаемом объекте, сколько той формой, в  которой эта энергия передается (индуцированные свободными радикалами химические реакции вовлекают в  этот процесс многие сотни и тысячи молекул, не затронутых излучением).

Никакой другой вид энергии (тепловой, электрической и др.), поглощенной  биологическим объектом в том  же количестве, не приводит к таким  изменениям, какие вызывает ионизирующее излучение.

Например, смертельная доза ионизирующего излучения для  человека, равная 600 рад (600 бэр), соответствует  поглощенной энергии излучения 6·104 эрг/г. Если эту энергию подвести в виде тепла, то она нагрела бы тело едва ли на 0,001°C. Это тепловая энергия, заключенная в стакане горячего чая. Именно ионизация и возбуждение  атомов и молекул обусловливают  специфику действия ионизирующего  излучения.

Время протекания процесса ионизации составляет 10-16—10-14 с. Длительность процесса, при котором наблюдаются  физико-химические изменения, — 10-10—10-6 с.

Биохимические изменения  могут произойти как через  несколько секунд, так и через  десятилетия после облучения  и явиться причиною немедленной  гибели клеток или таких изменений  в них, которые могут привести к раку.

Эффекты воздействия ионизирующего  излучения на живой организм разделяют  на две категории: соматические, которые  возникают в организме человека, непосредственно подвергшегося облучению, и генетические, проявляющиеся у его потомков.

Тяжесть поражения организма, вызванного дозой радиации, зависит  от того, получает ли ее организм сразу  или в несколько приемов. Большинство  органов успевает в той или  иной степени залечить радиационные повреждения, поэтому они лучше  переносят серию мелких доз, нежели ту же суммарную дозу облучения, полученную за один прием.

Кроме того, реакция разных органов и тканей человека на облучение  неодинакова, причем различия очень  велики.

Красный костный мозг, другие элементы кроветворной системы, репродуктивные органы и глаза наиболее уязвимы  при облучении. Дети также крайне чувствительны к действию радиации.

Большинство тканей взрослого  человека относительно мало чувствительны  к действию радиации. К ним можно  отнести почки, печень, мочевой пузырь, зрелые хрящевые ткани.

Накопленный к настоящему времени большой материал, полученный в экспериментах на животных, а  также на основе обобщения многолетних  данных о состоянии здоровья рентгенологов, радиологов и других лиц, которые  подвергались воздействию ионизирующих излучений, показывает, что при однократном  равномерном гамма-облучении всего  тела:

10000 бэр — смерть наступает через несколько часов или дней вследствие повреждения центральной нервной системы,

1000—5000 бэр — смерть наступает через одну—две недели вследствие внутренних кровоизлияний,

400—500 бэр — 50% облученных умирает в течение одного—двух месяцев вследствие поражения клеток костного мозга,

100 бэр — нижний уровень развития лучевой болезни,

75 бэр — кратковременные незначительные изменения состава крови,

30 бэр — облучение при рентгеноскопии желудка (разовое),

25 бэр — допустимое аварийное облучение персонала (разовое),

10 бэр — допустимое аварийное облучение населения (разовое),

5 бэр — допустимое облучение персонала в нормальных условиях за год,

0,5 бэр — допустимое облучение населения в нормальных условиях за год,

0,350 бэр — годовая эквивалентная доза облучения за счет всех источников излучения в среднем для жителя России.

При установлении норм радиационной безопасности Международной комиссией  по радиологической защите (МКРЗ) был  взят за основу следующий принцип: «Обеспечить  защиту от ионизирующего излучения  отдельных лиц, их потомство и  человечество в целом, и в то же время создать соответствующие  условия для необходимой практической деятельности человека, во время которой  люди могут подвергаться воздействию  ионизирующих излучений». Исходя из этого  МКРЗ установила систему дозовых  пределов, которые легли в основу отечественных норм «Нормы радиационной безопасности НРБ-76/87».

Всего выделено три категории:

• категория А — лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками излучений,
• категория Б — лица, которые не работают непосредственно с радиоактивными источниками, но по условиям проживания могут подвергаться воздействию радиоактивных веществ,
• категория В — области, края, республики.

Для каждой категории облучаемых лиц установлены следующие нормативы: основные дозовые пределы и допустимые уровни, соответствующие дозовым  пределам.

При облучении всего тела или наиболее радиочувствительных  органов (гонады, костный мозг) предельно  допустимые дозы равны: для категории  А — 5 бэр/год (50 мЗв/год), для категории  Б — 0,5 бэр/год (5 мЗв/год). В случае облучения некоторых органов  и тканей установлены менее жесткие  дозовые пределы с учетом различной  радиочувствительности органов.

Дозовые пределы не включают дозы за счет естественного фона излучения  и рентгенодиагностических процедур.

Для категории В дозовые  пределы не установлены. Часто не представляется возможным непосредственно  измерить дозу, например, в случаях  внутреннего облучения. Это обуславливает  необходимость введения допустимых уровней — нормативных значений поступления радиоактивных веществ  в организм, содержание радиоактивных  веществ в организме, их концентрации в воде и воздухе, мощности дозы, плотности потока.

В настоящее время среди  ученых нет единой точки зрения по вопросу о биологических последствиях малых доз облучения. Некоторые  считают, что зависимость доза —  эффект имеет линейный вид, другие полагают, что вредные эффекты облучения  выявляются, начиная с какого-то определенного порога. Третьи полагают, что небольшие дозы даже полезны. По-видимому, существуют как положительные, так и отрицательные радиационные эффекты малых доз. Науке еще  только предстоит выяснить, какие  — полезные или вредные для  человека – эффекты будут преобладать  в каждой конкретной ситуации и определить границу доз, за которой отрицательные  эффекты доминируют.

При работе с радиоактивными источниками основное требование к  обеспечению безопасных условий  труда — сооружение защитных барьеров, обеспечивающих снижение дозы внешних потоков излучений на рабочих местах и в соседних помещениях, до допустимых уровней, или использование защиты временем и защиты расстоянием, чтобы за время проведения той или иной операции не произошло переоблучение персонала и ограниченной части населения.

ГЛАВА 2 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ

2.1 Радиационная защита

РАДИАЦИОННАЯ ЗАЩИТА – комплекс организационных и техн. мероприятий по предотвращению вредного воздействия ионизирующих излучений на организм человека. Различают воздействия, при к-рых тяжесть поражения зависит от индивидуальной дозы облучения, полученной отдельным органом или всем телом человека (лучевая болезнь, лучевые ожоги, катаракта и т.п.), и воздействия, обусловленные коллективной дозой (суммой индивидуальных доз определенного контингента людей) и определяющие опасность генетических нарушений в популяции. Первые наз. Нестохастическими эффектами, вторые- стохастическими эффектами излучения. Соответственно и Р. з. должна обеспечивать безопасные условия для отдельных лиц, их ближайшего и отдаленного потомства и человечества в целом.

Методы радиационной защиты:

1) методы ослабления воздействия  ионизирующих излучений до допустимого  уровня. 2) Комплекс сооружений, снижающий  интенсивность излучения источника.  Основная задача радиационная защита.- обеспечение безопасности как персонала, работающего в полях ионизирующих излучений, так и людей, непроизвольно подвергающихся облучению, за счёт снижения индивидуальных эквивалентных доз ниже предельно допустимых уровней (см. Нормы радиационной безопасности). Проблема радиационная защита возникла с открытием рентгеновское излучения и радиоактивности и до кон. 30-х гг. 20 в. развивалась в связи с задачами обеспечения радиационной безопасности персонала медицинских учреждений, применяющего герметичные точечные источники излучений в терапевтических целях. Впоследствии в ходе работ по созданию ядерного оружия были решены задачи радиационная защита работников урановых рудников, газодиффузионных обогатитители заводов (см. Изотопов разделение) и др. предприятий по изготовлению ядерного топлива, а также конструирования многослойной защиты от проникающих излучений мощных ядерных реакторов (g-излучение, нейтроны). В дальнейшем сформировалась новая ветвь Радиационная защита биосферы от воздействия ядерной энергетики, в т. ч. при захоронении отходов высокой удельной активности (напр., отработавших твэлов).

 Различают радиационная защита. при внеш. облучении (обусловлена герметичными источниками вне организма человека) и при внутреннего облучении (обусловлена радионуклидами, попадающими в тело человека с загрязнённым воздухом, водой, пищей или через кожу).