Ионизирующие излучения оказывают воздействие на биологические объекты, включая человека.

Действие ионизирующих излучений может иметь место при внешнем и внутреннем облучении. Внутреннее облучение происходит, если радиоактивные изотопы попадают внутрь организма через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт, где они способны накапливаться и надолго задерживаться в различных органах и тканях человека. /Так, кальций, радий, стронций накапливаются в костях; йод – в щитовидной железе; цезий, рубидий – в мышцах и других мягких тканях./ При внутреннем облучении наиболее опасны α-излучатели (плутоний-239).

Ионизирующие излучения вызывает в организме человека цепочку обратимых и необратимых изменений. Пусковым механизмом воздействия являются процессы ионизации и возбуждения атомов и молекул в тканях.

Диссоциация сложных молекул в результате разрыва химических связей - следствие прямого действия радиации. Разрушаются сложные молекулы, в том числе ДНК. Прямое действие объясняет «теория мишени».

В результате непрямого - косвенного - действия радиационный эффект обусловлен вторичным влиянием на молекулу ДНК продуктов радиолиза воды – свободных радикалов водорода и гидроксильной группы – это т.н. «теория радикалов». В возникающих затем нарушениях биохимических процессов свободным радикалам отводится основная роль.

Ионизирующая радиация при воздействии на организм человека может вызвать два вида эффектов:

— детерминированные (имеющие причину, обусловленные) пороговые эффекты: лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.;

— стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты: злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни, раннее старение главным образом в виде отдаленных последствий.

Результатом воздействия радиации на клетку является поломка хромосом: хромосомные аберрации и последующие мутации. Различают генные и соматические мутации, причем вероятность возникновения полезных мутаций мала.

Генные мутации дают негативные генетические эффекты в виде врожденных уродств. Генетические мутации не имеют дозового порога, а вероятность их проявления определяется суммарно накопленной населением дозой. Общее количество мутаций пропорционально численности населения и средней дозе облучения.

Соматические мутации распространяются на определенный круг клеток, порожденных первичной поврежденной клеткой, претерпевшей мутацию. Эффект соматических мутаций используется для лечения новообразований, молодые злокачественные клетки которых разрушаются быстрее доброкачественных. В целом же соматические мутации опасны не только для самого организма, но и его потомства. соматические эффекты всегда начинаются с определенной пороговой дозы и организм способен со временем преодолевать последствия облучения.

Различают общие и местные лучевые поражения. Последние проявляются в виде ожогов, дерматитов, в отдаленных последствиях – в виде кожных новообразований.

Также лучевые поражения подразделяются на острые и хронические.

Острые поражения развиваются после однократного равномерного облучения всего тела.

При дозе γ-излучения 1,5-2Гр наблюдается легкая форма лучевой болезни, которая проявляется продолжительной лимфопенией. В 30-50 % случаев в первые сутки бывает рвота.

При дозе 2,5-4,0Гр возникает лучевая болезнь средней тяжести, проявляющаяся в виде тошноты, рвоты, резкой лейкемии, подкожных кровоизлияний. В 20% случаев возможен смертельный исход, смерть наступает через 2-6 недель после облучения.

При дозах 4,0-6,0Гр развивающаяся тяжелая форма лучевой болезни в 50% случаев приводит к смерти.

Доза 6,0Гр вызывает смерть у 100% облученных вследствие кровоизлияний и инфекционных заболеваний.

В настоящее время имеется ряд противолучевых средств, которые при комплексном лечении позволяют исключить летальный исход при дозах около 10 Гр.

Хроническая лучевая болезнь может развиться при непрерывном или повторяющимся облучении в дозах, существенно ниже тех, которые вызывают острую форму. Наиболее характерными признаками ее являются изменения в крови, нервной системе, локальные поражения кожи, хрусталика, пневмосклероз (от плутония №239), снижение иммуннореактивности организма.

Появились сообщения о развитии слабоумия у ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС с передачей его потомству.

Эффект воздействия излучений зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, вида излучения, энергии частиц, биологических особенностей облучаемого органа и индивидуальной чувствительности к облучению.

Количественной характеристикой ионизирующего действия в воздухе является экспозиционная доза (Д_э нли Х), представляющая собой отношение полного заряда ионов одного знака Q к массе воздуха m:

Д_э=Q/m, Кл/кг (СИ).

Внесистемная единица – рентген (Р). 1Р=2,58*10^-4Кл/кг

Поглощение энергии массой вещества характеризуется поглощенной дозой (Д):

Д_n=Е/m.

Единица в системе СИ является грей (Гр). 1Гр=1Дж/кг.

Внесистемная единица – рад. 1рад=0,01Гр

Для оценки воздействия на организм человека излучений разного состава используется эквивалентная доза (Н_TR), определяемая как произведение поглощенной дозы в органе или ткани (Д_T.R.) на коэффициент W_R:

Н_TR= W_R* Д_T.R., где

W_R – взвешивающий коэффициент для излучения R

Он применяется для сравнения биологического действия различных видов излучений и принимается равным 1 для γ-, β-излучения; 5-20 – для нейтронного и 20 – для α-излучения.

Единицей в СИ является зиверт (Зв): 1Зв=1Дж/кг.

Внесистемной единицей является бэр – биологический эквивалент рада. 1бэр=0,01Зв.

Доза, отнесенная к единице времени, носит название мощности дозы.

При воздействии нескольких излучений:

Н_m =Σ W*Н_T.R.

^R

Как мера предупреждения возникновения отдаленных последствий сравнительно недавно введена эффективная доза (Е), учитывающая радиочувствительность различных органов.

Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органе Н_τ.т. на соответствующий взвешивающий коэффициент для ткани Т-W_Т.

Е= ΣW_Т* Н_τ.т. (Зв), где

^Т

Н_τ.т. – эквивалентная доза в органе, ткани за время τ

В зависимости от радиочувствительности различных органов взвешивающий коэффициент по группам органов принят:

— для гонад (половых желез) – 0,20;

— для красного костного мозга, толстого кишечника, легких, желудка – 0,12;

— для мочевого пузыря, грудной железы, печени, пищевода, щитовидной железы – 0,05;

— для кожи, клеток костных поверхностей – 0,01;

— для остальных органов и тканей – 0,05.

И, наконец, эффективная коллективная доза (S), определяющая полное воздействие излучения на группу людей:

S=ΣE_i*N_i, (Зв), где

E_i – средняя эффективная доза i-й под группы людей;

N_i – число людей в подгруппе.

Нормирование воздействий ионизирующих излучений проводится сегодня в соответствии с «Нормами радиационной безопасности» (НРБ-99), они же СП 2.6.1.758-99.

Нормы распространяются на воздействия ионизирующих излучений в условиях:

— нормальной эксплуатации техногенных источников излучения;

— радиационной аварии;

— присутствия природных источников излучений;

— медицинского облучения.

Нормы опираются на законодательную базу:

— Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» №3-ФЗ от 09.01.96г.;

— Федеральный закон «Об использовании атомной энергии» №170-ФЗ от 21.11.95г.;

— Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» №52-ФЗ от 30.03.99г.

Нормы устанавливают три класса нормативов:

— основные дозовые пределы;

— допустимые уровни, пределы годового поступления, объемные среднегодовые поступления, удельные активности, допустимые уровни загрязнения рабочих поверхностей;

— контрольные уровни.

Нормы учитывают два вида эффектов:

— детерминироанные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, аномалии развития плода);

— беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).

Нормы устанавливаю три группы лиц, подвергающихся облучению:

— группа А – персонал, работающий с техногенными источниками ионизирующих излучений;

— группа Б – персонал, по условиям работы находящийся в сфере возможного воздействия источников ионизирующих излучений;

— население – остальная часть населения (т.е. все остальное население, включая и лиц персонала вне сферы и условий их производственной деятельности).

Основные дозовые пределы установлены следующими:

Таблица 1

Нормируемые величины	Дозовы пределы, мЗв/год
Для лиц из персонала	Население
группа А	группа Б
Эффективная доза
Эффективная доза: - в хрусталике - в коже - в кистях и стопах		37,5

Примечания:

1. Для персонала группы А допустимо облучение в годовой эффективной дозе до 50мЗв при условии, что средняя годовая эффективная доза, и счисленная за 5 последовательных лет, не превысит 20мЗв. Средняя годовая эффективная доза за трудовой период деятельности (50 лет) – 1Зв.

2. Дозовые пределы, как и все остальные допустимые производственные уровни для персонала группы Б не должны превышать ¼ значений для персонала группы А.

3. Для населения в отдельные годы допустимы эффективные дозы до 5мЗв при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за 5 последовательных лет, не превысит 1мЗв.

Средняя годовая эффективная доза равна 1мЗв или эффективная доза за период жизни (70 лет) – 70мЗв.

При одновременном воздействии внешнего и внутреннего облучения сумма отношений внешнего облучения к пределу дозы и годового поступления нуклидов внутрь к их пределу не должна превышать 1.

Для женщин из персонала в возрасте до 45 лет эквивалентная доза в коже на поверхности нижней части живота не должна превышать 1мЗв в месяц, а поступление радионуклидов в организм не должно превышать за год 1/20 годового предела. при этом эффективная доза облучения плода за 2 месяца невыявленной беременности не должна превышать 1мЗв. При установлении беременности женщина из персонала должна быть переведена на работу, не связанную с излучением, на весь период беременности и вскармливания ребенка.

Планируемое превышение облучения при ликвидации аварии должно допускаться в исключительных случаях и лишь для мужчин старше 30 лет при их письменном согласии. Работники, уже получившие дозу 200мЗв и при наличии медицинских противопоказаний, к ликвидации аварий не допускаются.

Все работы с радионуклидами подразделяются на два вида:

— работа с закрытыми источниками ионизирующих излучений;

— работа с открытыми радиоактивными источниками.

Обеспечение радиационной безопасности определяется следующими основными принципами:

— принцип нормирования (непревышение дозовых пределов);

— принцип обоснования (польза превышает риск);

— принцип оптимизации (снижение доз облучения до возможно более низких контрольных уровней).

Защита работающих обеспечивается системой организационных мероприятий, они регламентируются «Основными санитарными правилами обеспечения радиационной безопасности»: ОСПОРБ-99.

Защита работающих с закрытыми источниками осуществляется четырьмя путями (приемами):

1) Защита количеством, т.к. пропорционально убывает мощность излучения. Но она не всегда возможна.

2) Защита временем: максимальное сокращение контакта с источником.

3) Защита расстоянием: обеспечение максимального удаления человека от источника.

4) Защита экранами. Экраны – это передвижные или стационарные щиты для поглощения или ослабления ионизирующего излучения, части строительных конструкций, стенки контейнеров, сейфов, боксов, экраны СИЗ.

В зависимости от вида ионизирующих излучений для изготовления экранов применяют различные материалы, а толщина их определяется мощностью дозы. Лучшими экранами для защиты от рентгеновского и γ-излучения являются материалы с большим атомным весом: свинец, вольфрам; при увеличении толщины могут быть использованы сталь, чугун, бетон и др.

Для защиты от нейтронного излучения эффективны материалы, содержащие водород (вода, парафин), а также бериллий и графит.

Для защиты от β-излучений применяют материалы с малой атомной массой: алюминий, оргстекло, карболит.

Для защиты от α-излучений достаточен слой воздуха в несколько сантиметров, стекла. Но! α-излучение часто сочетается с β-излучением.

Защита работающих с открытыми источниками излучений дополняется защитой от проникновения нуклидов в организм человека через органы дыхания, пищеварения, кожу. Все работы с открытыми источниками ионизирующих излучений подразделяют на 3 класса, чем выше класс, тем жестче требования.

Способы защиты персонала при этом следующие:

1) Герметизация производственного оборудования.

2) Мероприятия планировочного характера: изоляция помещений (вплоть до вынесения в отдельные помещения для 1 класса работ) с устройством входов и выходов по принципу санпропускника.

3) Применение санитарно-гигиенических и санитарно-технических устройств и оборудования, использование специальных защитный материалов.

4) Использование средств индивидуальной защиты: спецодежда, спецобувь, средства защиты органов дыхания, изолирующие костюмы, дополнительные защитные приспособления. Они дифференцированы в зависимости от класса работ.

5) Выполнение правил личной гигиены с запрещением в таких помещениях приема пищи, курения, косметических процедур и т.п. и с обязательным дозиметрическим контролем.

Важная роль отводится периодическим медицинским осмотрам работающих (1 раз в 6 месяцев), медикаментозной профилактике.

Контроль ионизирующих излучений проводится с помощью приборов:

— радиометров;

— дозиметров;

— спектрометров.

Радиометры предназначены для измерения плотности потока ионизирующего излучения (α-, β-, нейтроны), эти приборы широко используются для измерения загрязнений рабочих поверхностей, оборудования. кожных покровов и одежды персонала.

Дозиметры предназначены для измерения дозы и мощности дозы, главным образом, γ-излучения. Мощность дозы (ДУ – допустимый уровень, мкГр/ч) в помещениях постоянного пребывания лиц из персонала нормируется на уровне 10мкГр/ч для жилых помещений и населения – 0,1 мкГр/ч. Марки дозиметров (и радиометров): ДРГЗ-01, 02, ДБГ, ЭКО-1, ИМД-2Н, ДП-58 и др. Персонал группы А должен быть снабжен индивидуальными дозиметрами ИДК и ИФК (фотопленочные).

Спектрометры предназначаются для идентификации загрязнений по их энергетическим характеристикам.

Безопасность работы с источниками ионизирующих излучений контролируют специализированные службы – службы радиационной безопасности.

На предприятии должна быть разработана система дозиметрического контроля работников и контроля радиационной обстановки, результаты всех видов радиационного контроля должны храниться в течении 50 лет. При индивидуальном контроле ведется учет годовой дозы облучения, а также суммарной дозы за весь период профессиональной работы.

Дата добавления: 2015-07-07