Теоретические положения. Кафедра безопасности производств и разрушения горных пород

Кафедра безопасности производств и разрушения горных пород

КОНТРОЛЬ УРОВНЕЙ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Методические указания

Санкт-Петербург

2008 год

Теоретические положения

Самопроизвольный распад атомных ядер (радиоактивность) некоторых химических элементов (урана, тория, радия, калифорния и других) сопровождается ионизирующим излучением, которое является вредным фактором при добыче, переработке и использовании радиоактивных материалов, а также в результате радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Различают корпускулярное ионизирующее излучение, то есть потоки a-, b-частиц, нейтронов и фотонноеионизирующее излучение, представляющее собой электромагнитные волны высокой частоты и энергии (рентгеновское и g-излучения). Энергия излучения при прохождении через вещество расходуется в основном на ионизацию среды.

a - излучение является потоком положительно заряженных частиц ядер гелия. Они обладают весьма большой ионизирующей и очень малой проникающей способностью. В биологических тканях пробег a-частиц исчисляется микрометрами.

b- излучение состоит из b-частиц (электронов и позитронов). Эти частицы в воздухе на своем пути создают в несколько сот раз меньше ионов, чем a-частицы, но их проникающая способность значительно выше и в биотканях составляет несколько сантиметров.

Рентгеновское и g-излучения - это электромагнитное излучение с меньшей чем a- и b-частицы ионизирующей способностью, но с очень большой проникающей способностью.

Нейтронное излучение является потоком электронейтральных частиц, которые при прохождении через вещество вызывают различные виды взаимодействия, в результате чего возникают a- и b-частицы или g-излучение, а также происходит ионизация среды. Проникающая способность потока нейтронов сравнима с g-излучением.

Любой вид ионизирующих излучений может вызывать биологические изменения в организме как при внешнем (источник излучения находится вне организма), так и при внутреннем облучении (попадание радиоактивных веществ внутрь организма ингаляционным, пероральным путем, реже через открытые раны).

Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от суммарной дозы и времени воздействия излучения, вида излучения, размеров облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей организма. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к излучению (риск гибели организма при воздействии излучения на кроветворные органы, лимфатические ткани и узлы, красный костный мозг существенно выше, чем при облучении кистей рук или стопы ног).

Первичным этапом, инициирующим изменения обратимых и не обратимых процессов в биологическом объекте, являются ионизация и возбуждение сложных молекул, вызывающие их диссоциацию в результате разрыва химических связей (прямое действие излучения). Молекулы воды, входящей в состав тканей, в результате ионизации образуют свободные радикалы Н⁺ и ОН^-, радикал гидроперекиси и перекись водорода, которые вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов, что приводит к изменению биохимических процессов в организме сопровождающихся нарушением обменных процессов, возникновением новых химических соединений (токсинов) и химических реакций с вовлечением сотен тысяч молекул не затронутых излучением (косвенное излучение). Это приводит к нарушению жизнедеятельности организма.

Количественные характеристики ионизирующего излучения: экспозиционная, поглощенная, эквивалентная дозы облучения и ряд других.

Экспозиционная доза рентгеновского и g-излучений характеризует излучение по эффекту ионизации. В системе СИ выражается в Кл/кг, а внесистемной единицей является Рентген (Р). 1Р соответствует образованию 2,1*10⁹ пар ионов в 1см³ воздуха.

Поглощенная доза дает количественную оценку действия, производимого любым ионизирующим излучением в веществе, и показывает какое количество энергии поглощено в единице массы облучаемого вещества. Единица измерения в СИ 1 Гр (Грей) = 1 Дж/кг. Внесистемной единицей поглощенной дозы является Рад (1 рад = 0,01 Гр). Соотношение между поглощенной дозой излучения D_погл, выраженной в радах и экспозиционной дозой D_эп, выраженной в рентгенах имеет вид: D_эп=0,877D_погл (1)

Поглощенная (экспозиционная) доза излучения, отнесенная в единице времени, называется мощностью поглощенной (экспозиционной) дозы.

Эквивалентная доза (D_экв) указывает на различия в биологическом действии различных видов излучений и определяется как произведение поглощенной дозы на коэффициент качества ионизирующего излучения

D_экв=D_погл*К, Зв (бэр) (2)

Наряду с указанными дозами «Нормами радиационной безопасности» установлены следующие измеряемые и нормируемые величины:

· объемная активность (концентрация) радиоактивных аэрозолей и газов в рабочих помещениях;

· уровни загрязненности радионуклидами поверхностей помещений, оборудования, средств индивидуальной защиты и кожных покровов работающих.

Дата добавления: 2015-07-11