Захист довкiлля вiд iонiзуючого випромiнювання

ПЛАН

ВСТУП

РОЗДРЖЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА РЖОНРЖЗУЮЧИХ ВИПРОМРЖНЮВАНЬ

1.1 Класифiкацiя та характеристика основних видiв техногенного випромiнювання

1.2 Джерела штучних iонiзуючих випромiнювань

1.3 Одиницi вимiрювання радiоактивних випромiнювань

РОЗДРЖЛ 2. ДРЖЯ ТЕХНОГЕННОГО РЖОНРЖЗУЮЧОГО ВИПРОМРЖНЮВАННЯ НА ОРГАНРЖЗМ ЛЮДИНИ

2.1 Бiологiчна дiя iонiзуючого випромiнювання

2.2 Гостра i хронiчна променева хвороба

2.3 Опромiнення i репродуктивна функцiя людини

2.4 Онкогеннi наслiдки опромiнення людини

2.5 Опромiнення i тривалiсть життя людини

РОЗДРЖЛ 3. ДОЗИМЕТРИЧНИЙ КОНТРОЛЬ ТА ЗАХИСТ ДОВКРЖЛЛЯ ВРЖД РЖОНРЖЗУЮЧИХ ВИПРОМРЖНЮВАНЬ

3.1 Методи визначення iонiзуючих випромiнювань

3.2 Класифiкацiя дозиметричних приладiв

3.3 Прилади для радiацiйноi розвiдки i контролю радiоактивного забруднення

3.4 Захист вiд iонiзуючих випромiнювань

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ВСТУП

РЖонiзуючi випромiнювання iснували на Землi ще задовго до появи на нiй людини. Проте вплив iонiзуючих випромiнювань на органiзм людини був виявлений лише наприкiнцi XIX ст. з вiдкриттям французького вченого А.Беккереля, а потiм дослiдженнями П'iраi Марii Кюрi явища радiоактивностi.

Термiн "iонiзуюче випромiнювання"характеризуi будь-яке випромiнювання, яке прямо або посередньо викликаi iонiзацiю оточуючого середовища (утворення позитивно та негативно заряджених iонiв).

Особливiстю iонiзуючих випромiнювань i те, що всi вони вiдзначаються високою енергiiю i викликають змiни в бiологiчнiй структурi клiтин, якi можуть призвести до iх загибелi. На iонiзуючi випромiнювання не реагують органи чуття людини, що робить iх особливо небезпечними.

РЖонiзуюче випромiнювання iснуi протягом всього перiоду iснування Землi, воно розповсюджуiться в космiчному просторi. Вплив iонiзуючого випромiнювання на органiзм людини почав дослiджуватися пiсля вiдкриття явища радiоактивностi у 1896 р. французьким вченим Анрi Беккерелем, а потiм дослiджений Марiiю та П'iром Кюрi, якi в 1898 роцi прийшли до висновку, що випромiнювання радiю i результатом його перетворення в iншi елементи. Характерним прикладом такого перетворення i ланцюгова реакцiя перетворення урану-238 у стабiльний нуклiд свинцю-206.

На кожному етапi такого перетворення вивiльняiться енергiя, яка далi передаiться у виглядi випромiнювань. Вiдкриттю Беккереля та дослiдженню Кюрi передувало вiдкриття невiдомих променiв, якi у 1895 роцi нiмецький фiзик Вiльгельм Рентген назвав Х-про-менями, а в подальшому, в його честь, названо рентгенiвськими.

Першi ж дослiдження радiоактивних випромiнювань дали змогу встановити iх небезпечнi властивостi. Про це свiдчить те, що понад 300 дослiдникiв, якi проводили експерименти з цими матерiалами, померли внаслiдок опромiнення.

Мета роботи полягаi в тому, щоб проаналiзувати особливостi впливу техногенно-iонiзуючих випромiнювань та захист вiд них.

Завдання роботи:

1) дати характеристику iонiзуючих випромiнювань;

2) проаналiзувати дiю техногенного iонiзуючого випромiнювання на органiзм людини;

3) проаналiзувати проведення дозиметричного контролю та захисту довкiлля вiд iонiзуючих випромiнювань.

РОЗД
РЖЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА РЖОНРЖЗУЮЧИХ ВИПРОМРЖНЮВАНЬ

1.1 Класифiкацiя та характеристика основних видiв техногенного випромiнювання

Поняття "iонiзуюче випромiнювання" об'iднуi рiзноманiтнi види, рiзнi за своiю природою, випромiнювання. Подiбнiсть iх полягаi в тому, що усi вони вiдрiзняються високою енергiiю, мають властивiсть iонiзувати i руйнувати бiологiчнi об'iкти.

РЖонiзуюче випромiнювання тАФ це будь-яке випромiнювання, взаiмодiя якого iз середовищем призводить до утворення електричних зарядiв рiзних знакiв.

Штучними джерелами iонiзуючих випромiнювань i ядернi реактори, прискорювачi заряджених частинок, рентгенiвськi установки, штучнi радiоактивнi iзотопи, прилади засобiв зв'язку високоi напруги тощо. Як природнi, так i штучнi iонiзуючi випромiнювання можуть бути електромагнiтними (фотонними або квантовими) i корпускулярними. Корпускулярне тАФ потiк елементарних частинок .iз масою спокою, вiдмiнною вiд нуля, що утворюються при радiоактивному розпадi, ядерних перетвореннях, або генеруються на прискорювачах. Це а i b частки, нейтрони, протони та iн.

Фотонне тАФ потiк електромагнiтних коливань, що поширюiться у вакуумi з постiйною швидкiстю 300 000 км/с. Це у -випромiнювання i рентгенiвське випромiнювання.

Вони рiзняться умовами утворення i властивостями: довжиною хвилi й енергiiю. До фотонного випромiнювання належить й ультрафiолетове випромiнювання тАФ найбiльш короткохвильова частина спектра сонячного свiтла (довжина хвилi 400*10-9м).

Випромiнювання характеризуються за своiю iонiзуючою i проникаючою спроможностями. РЖонiзуюча спроможнiсть випромiнювання визначаiться питомою iонiзацiiю, тобто числом пар iонiв, що утворюються частинкою в одиницi об'iму, маси середовища або на одиницi довжини шляху. Рiзноманiтнi види випромiнювань мають рiзноманiтну iонiзуючу спроможнiсть. Проникаюча спроможнiсть випромi-^ нювань визначаiться розмiром пробiгу, тобто шляхом, пройденим часткою в речовинi до ii повного зникнення.

Класифiкацiя iонiзуючих випромiнювань, яка враховуi iх природу, наведена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Класифiкацiя iонiзуючих випромiнювань

Рентгенiвське випромiнювання виникаi в результатi змiни стану енергii електронiв, що знаходяться на внутрiшнiх оболонках атомiв, i маi довжину хвилi (1000 - 1)10^-12 м. Це випромiнювання i сукупнiстю гальмiвного та характеристичного випромiнювання, енергiя фотонiв котрих не перевищуi 1 МеВ.

Характеристичним називають фотонне випромiнювання з дискретним спектром, що виникаi при змiнi енергетичного стану атома.

Гальмiвне випромiнювання - це фотонне випромiнювання з неперервним спектром, котре виникаi при змiнi кiнетичноi енергii заряджених частинок.

Рентгенiвськi променi проходять тканини людини наскрiзь.

Гамма (γ)-випромiнювання виникають при збудженнi ядер атомiв або елементарних частинок. Довжина хвилi (1000 - 1)10^-15м.

Джерелом g-випромiнювання i ядернi вибухи, розпад ядер радiоактивних речовин, вони утворюються також при проходженнi швидких заряджених частинок крiзь речовину. Завдяки значнiй енергii, що знаходиться в межах вiд 0,001 до 5 МеВ у природних радiоактивних речовин та до 70 МеВ при штучних ядерних реакцiях, це випромiнювання може iонiзувати рiзнi речовини, а також характеризуiться великою проникаючою здатнiстю, γ-випромiнювання проникаi крiзь великi товщi речовини. Поширюiться воно зi швидкiстю свiтла i використовуiться в медицинi для стерилiзацii примiщень, апаратури, продуктiв харчування.

Альфа (а)-випромiнювання - iонiзуюче випромiнювання, що складаiться з ос-частинок (ядер гелiю), якi утворюються при ядерних перетвореннях i рухаються зi швидкiстю близько до 20000 км/с. Енергiя ос-частинок - 2-8 МеВ. Вони затримуються аркушем паперу, практично не здатнi проникати через шкiряний покрив. Тому а-частинки не несуть серйозноi небезпеки доти, доки вони не потраплять всередину органiзму через вiдкриту рану або через кишково-шлунковий тракт разом iз iжею, а-частинки проникають в повiтря на 10-11 см вiд джерела, а в бiологiчних тканинах на 30-40 мкм.

Бета (β) -випромiнювання - це електронне та позитронне iонiзуюче випромiнювання з безперервним енергетичним спектром, що виникаi при ядерних перетвореннях. Швидкiсть β-частинок близька до швидкостi свiтла. Вони мають меншу iонiзуючу i бiльшу проникаючу здатнiсть у порiвняннi з α-частинками. β-частинки проникають в тканини органiзму на глибину до 1-2 см, а в повiтрi - на декiлька метрiв. Вони повнiстю затримуються шаром ТСрунту товщиною 3 см.

Потоки нейтронiв та протонiв виникають при ядерних реакцiях, iх дiя залежить вiд енергii цих частинок.

Контакт з iонiзуючим випромiнюванням являi собою серйозну небезпеку для життя та здоров'я людини.

Однак при виконаннi певних технiчних та органiзацiйних заходiв цей вплив можна звести до безпечного.

Енергiю частинок iонiзуючого випромiнювання вимiрюють у позасистемних одиницях електрон-вольтах, еВ. 1 еВ = 1,6-10*¹ джоуля (Дж).

1.2
Джерела штучних iонiзуючих випромiнювань

До техногенних джерел iонiзуючих випромiнювань вiдносяться:

- iспиту ядерноi зброi;

- пiдприiмства по видобутку, переробцi й одержанню матерiалiв, що розщеплюються, i штучних радiоактивних iзотопiв;

- установи, пiдприiмства i лабораторii, що використовують радiоактивнi речовини в технологii виробничих процесiв.

1. Випродування ядерноi зброi. Прямим наслiдком дii Договору про припинення випробування ядерноi зброi в трьох середовищах з'явилося зниження кiлькостi радiоактивних опадiв, що випадають повсюдно на нашiй планетi. Зменшилося i радiоактивне забруднення рослинностi, включаючи сiльськогосподарськi культури. Однак радiоiзотопи з тривалим перiодом напiврозпаду продовжують накопичуватися в ТСрунтi i надходити в рослинний свiт.

При атомних вибухах утворюються продукти розподiлу ядерного палива, що часто називають частинками розподiлу, i наведена активнiсть; у навколишнi середовище надходить i деяку кiлькiсть самих матерiалiв, що розщеплюються.

При вибуху термоядерних пристроiв додатково виникаi радiоактивний ¹⁴С.

Частинки розподiлу - складна сумiш радiоактивних речовин, що утворяться при розподiлi атомних ядер. Ядра атомiв ²³⁵U або ²³⁸Рu розщеплюються з утворенням 80 рiзних частинок. Останнi починають негайно розпадатися. У результатi виникаi складна сумiш продуктiв розподiлу з 200 рiзних iзотопiв 36 хiмiчних елементiв, перiоди напiврозпаду яких знаходяться в межах вiд 1 з до 1,57-107 рокiв. По характерi випромiнювання майже всi радiоактивнi iзотопнi розподiли вiдносяться до β або β i γ-випромiнювачам.

Найбiльше потенцiйно небезпечними осколками через iхнi активне включення в бiологiчний цикл i великий перiод напiврозпаду вважають Sr i Cs.

З численноi групи радiоактивних iзотопiв, що утворяться при ядерних вибухах, що веде мiсце в додатковому до природного радiацiйного тла опромiнення людини займають такi радiонуклiди, як ³Н, ¹⁴С, ⁸⁹Sr, ⁹⁰Sr, ⁹⁵Zr, ⁹⁵Nb, ¹⁰⁶Ru, ¹³¹РЖ, ¹³⁷Cr, ¹⁴⁰Ba, ¹⁴⁴Ba, ²³⁹Pu.

2. Пiдприiмства по видобутку, переробцi й одержанню матерiалiв, що розщеплюються, i штучних радiоактивних речовин - потенцiйнi джерела забруднення навколишнього середовища. Це пiдприiмства атомноi промисловостi: урановi рудники i гiдрометалургiйнi заводи по одержанню збагаченого урану (уранового концентрату), заводи по очищенню уранових концентратiв, експериментальнi й енергетичнi реактори, заводи з виробництва ядерного пального.

До вiдходiв, що виникають при видобутку урановоi руди, вiдносяться шахтнi води, руднi вiдвали i рудничне повiтря. Вмiст урану в шахтних водах досягаi 0,3-10 мг/л, радiю - 0,2-3,7 Бк/л. У рудних вiдвалах утримуються сотi частки вiдсотка урану, радiю - вiд 5х10^-10 г/г. Унаслiдок вимивання i вiтровоi ерозii вiдвали можуть ставати джерелами забруднення навколишньоi територii. Рудничне повiтря, що надходить в атмосферу при вентилюваннi шахт, може мiстити пiдвищена кiлькiсть радону i його продуктiв.

Основними вiдходами гiдрометалургiйних заводiв i руднi пульпи, що складаються з песковой шламовоi фракцii. У пiсках, що скидаються, i шламах вмiст урану складаi 0,02-0,028%, радiю - (2-3)х10^-10 г/г.

З газовими викидами гiдрометалургiйних пiдприiмств в атмосферне повiтря можуть надходити радон, аэрозоли урану, радiю (при видаленнi вентиляцiйного повiтря з дiлянок здрiбнювання руди, сушiння, прокалки i фасовки уранового концентрату) i т.д.

На заводах по очищенню уранових концентратiв (або збагачення урану) у процесi виробництва утвориться до 5,7 м³ рiдких вiдходiв на 1 т збагаченого урану. Газоподiбнi викиди цих заводiв можуть мiстити гексафторид урану й урановмiснi пил i дим вiд хiмiчних процесiв i механiчноi обробки металевого урану.

При експлуатацii атомних електростанцiй i експериментальних реакторiв утворяться газоподiбнi, рiдкi i твердi радiоактивнi вiдходи. Радiоактивнi гази й аэрозоли виникають у результатi опромiнення газiв i аэрозолей повiтря нейтронами в зонi реактора.

Процеси одержання ядерного пального супроводжуються утворенням газоподiбних вiдходiв, основна активнiсть яких обумовлена присутнiстю в них радiойоду.

Джерелами рiдких радiоактивних вiдходiв реакторiв можуть служити вода або будь-якi розчини, застосовуванi як теплоносii. У цьому випадку наведена активнiсть, що виникаi в теплоносii першого контуру, буваi обумовлена захопленням нейтронiв атомами елементiв, що надходять у теплоносiя в результатi процесу корозii елементiв конструкцiй. РЖншим джерелом рiдких вiдходiв i басейни витримки тепловидiляючих елементiв (ТВЕЛ), використовуванi для пiдвiдного збереження що вiдробили ТВЭЛ. Вода басейнiв може забруднюватися продуктами розподiлу при порушеннi цiлостi оболонок ТВЕЛРЖВ, домiшками, що потрапили на оболонки, i iншими матерiалами, що попадають у воду басейну при розвантаженнi реактора. До рiдких вiдходiв вiдносяться також стiчнi води санiтарних пропускникiв i спецпрачечных, а також води пiсля дезактивацii устаткування i примiщень.

На заводах з виробництва ядерного пального насамперед видаляють оболонки ТВЕЛ, а потiм паливо розчиняють i роблять екстракцiю урану i плутонiю. При здiйсненнi зазначених операцiй виникають рiдкi радiоактивнi вiдходи в значних обсягах з питомою активнiстю до 1 Ки/л i бiльш.

3. Установи, пiдприiмства i лабораторii, що використовують радiоактивнi речовини в технологii виробничого процесу. До цiii групи потенцiйних джерел радiоактивного забруднення навколишнього середовища вiдносяться: "гарячi" лабораторii, радiоiзотопнi лабораторii i радiологiчнi вiддiлення медичних установ, лабораторii науково-дослiдних iнститутiв, де проводяться роботи в областi бiологii i сiльського господарства з використанням вiдкритих радiоактивних речовин, радiоiзотопнi лабораторii в промисловостi i т.д.

У залежностi вiд характеру технологiчного процесу, здiйснюваного в "гарячих" лабораторiях (фасовка радiоактивних речовин, виконання експериментiв з опромiненими на реакторах матерiалами, виготовленням радiоактивних препаратiв i т.д. ), вони можуть бути джерелами газоподiбних, рiдких i твердих радiоактивних вiдходiв з високим змiстом у них рiзноманiтних радiоактивних iзотопiв.

При застосуваннi вiдкритих радiоактивних речовин у медичнiй практицi можливе утворення газоподiбних, рiдких i твердих радiоактивних вiдходiв (повiтря, вилучений з боксiв i витяжних шаф; видiлення хворих; респiратори однократного використання, фiльтрувальна папера й iн.).

У лабораторiях сiльськогосподарського профiлю утворяться вiдходи у формi стебел, листя, плодiв i iнших супутнiх матерiалiв.

Слiд зазначити, що обсяг i питома активнiсть вiдходiв зазначеноi групи об'iктiв (за винятком "гарячих" лабораторiй) порiвняно невеликi в порiвняннi з вiдходами пiдприiмств, що вiдносяться до другоi групи потенцiйних джерел забруднень навколишнього середовища.

Наявнiсть природних i техногенних джерел iонiзуючих випромiнювань визначаi можливiсть реального опромiнення людей.

Для попередження несприятливоi дii iонiзуючих випромiнювань на органiзм здiйснюiться гiгiiнiчне регламентування опромiнення людини, що i найважливiшим заходом у системi забезпечення радiацiйноi безпеки працюючих i населення.

1.3
Одиницi вимiрювання радiоактивних випромiнювань

Серед рiзноманiтних видiв iонiзуючих випромiнювань, як уже зазначалося вище, надзвичайно важливими при вивченнi питання небезпеки для здоров'я i життя людини i випромiнювання, що виникають в результатi розпаду ядер радiоактивних елементiв, тобто радiоактивне випромiнювання.

Щоб уникнути плутанини в термiнах, варто пам'ятати; що радiоактивнi випромiнювання, незважаючи на iхнi величезне значення, i одним з видiв iонiзуючих випромiнювань. Радiонуклiди утворюють випромiнювання в момент перетворення одних атомних ядер в iншi. Вони характеризуються перiодом напiврозпаду (вiд секунд до млн рокiв), активнiстю (числом радiоактивних перетворень за одиницю часу), що характеризуi iх iонiзуючу спроможнiсть. Активнiсть у мiжнароднiй системi (СВ) вимiрюiться в беккерелях (Бк), а позасистемною одиницею i кюрi (Кi). Один Кi = 37 х 109 Бк. Мiра дii iонiзуючого випромiнювання в будь-якому середовищi залежить вiд енергii випромiнювання й оцiнюiться дозою iонiзуючого випромiнювання. Останнi визначаiться для повiтря, речовини i бiологiчноi тканини. Вiдповiдно розрiзняють * експозицiйну, * поглинену та * еквiвалентну дози iонiзуючого випромiнювання.

Експозицiйна доза характеризуi iонiзуючу спроможнiсть випромiнювання в повiтрi, вимiрюiться в кулонах на 1 кг (Кл/кг); позасистемна одиниця тАФ рентген (Р); 1 Кл/кг тАФ 3,88 х 103Р. За експозицiйною дозою можна визначити потенцiйнi можливостi iонiзуючого випромiнювання.

Поглинута доза характеризуi енергiю iонiзуючого випромiнювання, що поглинаiться одиницею маси опромiненоi речовини. Вона вимiрюiться в. греях Гр (1 Гр-1 Дж/кг). Застосовуiться i позасистемна одиниця рад (1 рад тАФ 0,01Гр= 0,01 Дж/кг).

Доза, яку одержуi людина, залежить вiд виду випромiнювання, енергii, щiльностi потоку i тривалостi впливу. Проте поглинута доза iонiзуючого випромiнювання не враховуi того, що вплив на бiологiчний об'iкт однiii i тiii ж дози рiзних видiв випромiнювань неоднаковий. Щоб врахувати цей ефекту введено поняття еквiвалентноi дози.

Еквiвалентна доза i мiрою бiологiчного впливу випромiнювання на конкретну людину, тобто iндивiдуальним критерiiм небезпеки, зумовленим iонiзуючим випромiнюванням. За одиницю вимiрювання еквiвалентноi дози прийнятий зiверт (Зв). Зiверт дорiвнюi поглинутiй дозi в 1 Дж/кг (для рентгенiвського та а, b випромiнювань). Позасистемною одиницею служить бер (бiологiчний еквiвалент рада). 1 бер = 0,01 Зв.

Кiнцевий результат поглинання органiзмом iонiзуючого промiння залежить вiд багатьох чинникiв, але насамперед тАФ вiд кiлькостi енергii, яка видiлилася в ньому.

Тому у дозиметрii основним поняттям i "поглинута доза" D (часто його скорочують до одного слова "доза"). Вона визначаiться як вiдношення всiii поглинутоi енергii Е до маси речовини т, у якiй вона спричинила iонiзацiю i радiолiз (радiацiйний розклад) молекул: D = Elm (Дж/кг = Гр).

Одиницею дози i грей, названий на честь англiйського фiзика С. Грея, одного iз засновникiв радiацiйноi дозиметрii.

Якщо людина отримуi дозу 1 Гр, то в кожному кiлограмi ii тiла iонiзуючi агенти видiлять енергiю 1 Дж. Стiльки ж енергii видiляi камiнь масою 1 кг, впавши з висоти 10 см. Тому може видатися, що це незначна енергiя i шкiдливi наслiдки малоймовiрнi, адже тiло нагрiiться лише на 0,00024 В°С.

На жаль, це не так, i така доза негативно позначаiться на здоров'i. Причиною i особлива токсичнiсть вторинних продуктiв дii радiацii, своiрiдне бiологiчне посилення фiзичноi дii iонiзуючого випромiнювання .

З огляду на особливостi всiх видiв випромiнювання можна чекати рiзноi шкiдливостi однакових доз кожного з них. Експерименти пiдтверджують це припущення: поглинутий тiлом джоуль енергii а-частинок майже у 10 разiв шкiдливiший вiд аналогiчноi енергii (3-частинок чи у-променiв. Тому вважають, що коефiцiiнт якостi (фактично, шкiдливостi) а-частинок ka = 10, а pi-частинок i у-променiв вiдповiдно kg = 1, k = 1.

Якщо врахувати цю неоднакову "ефективнiсть" рiзних iонiзуючих агентiв, то можна запровадити "ближчу до сувороi прози життя" так звану еквiвалентну дозу, ii позначають Н i вимiрюють у зiвертах (Зв), названих так на честь шведського вченого Р. Зiверта.

Тут використано припущення, що бiодii окремих агентiв лише додаються, а не перемножуються з додатковим посиленням iх спiльноi дii. Експерименти свiдчать, що суттiвi вiдхилення вiд формули (9.3) i припущення про пiдсумовування спостерiгаються рiдко. Причиною вiдхилень може бути аномальний стан особи, приймання нею наркотикiв, iнтенсивне курiння тютюну та iншi негативнi впливи iндивiдуального характеру. Зiверт не став загальновживаною i поширеною одиницею. Традицiйно дотепер використовуiться бер (бiологiчний еквiвалент рада). Не розглядатимемо деталей його появи i причини такоi назви, а тiльки зазначимо, що зiверт у сто разiв бiльший за бер, отже, 1 Зв = 100 бер.

Окрiм еквiвалентноi дози iснуi ще "детальнiша" ефективна еквiвалентна доза, яка теж вимiрюiться у зiвертах, але додатково враховуi пiд час повного опромiнення тiла велику вразливiсть статевих органiв i червоного кiсткового мозку та значно меншу решти тiла. Надалi ми використовуватимемо лише зiверт i бер. Хоч зв'язку з дозою в берах (Зв) та рiвнем пошкодження особи радiацiiю не встановлено так добре, як для лабораторних тварин, та все ж за роки ближчого знайомства (як правило, небажаного, пiд час аварiй) з iонiзуючим випромiнюванням вченi поступово нагромадили достатньо iнформацii

РОЗДРЖЛ 2
. ДРЖЯ ТЕХНОГЕННОГО РЖОНРЖЗУЮЧОГО ВИПРОМРЖНЮВАННЯ НА ОРГАНРЖЗМ ЛЮДИНИ

2.1 Бiологiчна дiя iонiзуючого випромiнювання

Людина зазнаi опромiнення двома способами тАФ зовнiшнiм та внутрiшнiм. Якщо радiоактивнi речовини знаходяться поза органiзмом i опромiнюють його ззовнi, то у цьому випадку говорять про зовнiшнi опромiнення. А якщо ж вони знаходяться у повiтрi, яким дихаi людина, або у iжi чи водi i потрапляють всередину органiзму через органи дихання та кишково-шлунковий тракт, то таке опромiнення називають внутрiшнiм. .

Перед тим, як потрапити до органiзму людини, радiоактивнi речовини проходять складний маршрут у навколишньому середовищi, i це необхiдно враховувати при оцiнцi доз опромiнення, отриманих вiд того чи iншого джерела.

Внутрiшнi опромiнення в середньому становить 2/3 ефективноi еквiвалентноi дози опромiнення, яку людина одержуi вiд природних джерел радiацii. Воно надходить вiд радiоактивних речовин, що потрапили в органiзм з iжею, водою чи повiтрям. Невеличка частина цiii дози припадаi на радiоактивнi iзотопи (типу вуглець-14, тритiй), що утворюються пiд впливом космiчноi радiацii. Все iнше надходить вiд джерел земного походження. В середньому людина одержуi близько 180 мкЗв/рiк за рахунок калiю-40, який засвоюiться органiзмом разом iз нерадiоактивним iзотопом калiю, що i необхiдним для життiдiяльностi людини. Проте значно бiльшу дозу внутрiшнього опромiнення людина одержуi вiд нуклiдiв радiоактивного, ряду урану-238 i в меншiй кiлькостi вiд радiонуклiдiв ряду торiю-232.

Пiд впливом iонiзацiйного випромiнювання атоми i молекули живих клiтин iонiзуються, в результатi чого вiдбуваються складнi фiзико-хiмiчнi процеси, якi впливають на характер подальшоi життiдiяльностi людини.

При iонiзацii води утворюються вiльнi радикали Н⁺ та ОН^-, а в присутностi кисню тАФ пероксиднi сполуки, що i сильними окислювачами. Останнi вступають у хiмiчну взаiмодiю з молекулами бiлкiв та ферментiв, руйнуючи iх, в результатi чого утворюються сполуки, не властивi живому органiзму. Це призводить до порушення обмiнних процесiв, пригноблення ферментних i окремих функцiональних систем, тобто порушення життiдiяльностi всього органiзму.

Специфiчнiсть дii iонiзуючого випромiнювання полягаi в тому, що iнтенсивнiсть хiмiчних реакцiй, iндуцiйованих вiльними радикалами, пiдвищуiться, й у них втягуються багато сотень i тисячi молекул, не порушених опромiненням. Таким чином, ефект дii iонiзуючого випромiнювання зумовлений не кiлькiстю поглинутоi об'iктом, що опромiнюiться, енергii, а формою, в якiй ця енергiя передаiться. Жоден iнший вид енергii (теплова, електрична та iн.), що поглинаiться бiологiчним об'iктом у тiй самiй кiлькостi, не призводить до таких змiн, якi спричиняi iонiзуюче випромiнювання.

Також необхiдно вiдзначити деякi особливостi дii iонiзуючого випромiнювання на органiзм людини:

- органи чуття не реагують на випромiнювання;

- малi дози випромiнювання можуть пiдсумовуватися i накопичуватися в органiзмi (кумулятивний ефект);

- випромiнювання дii не тiльки на даний живий органiзм, але i на його спадкоiмцiв (генетичний ефект);

- рiзнi органи органiзму мають рiзну чутливiсть до випромiнювання.

Найсильнiшого впливу зазнають клiтини червоного кiсткового мозку, щитовидна залоза, легенi, внутрiшнi органи, тобто органи, клiтини яких мають високий рiвень подiлу. При однiй i тiй самiй дозi випромiнювання у дiтей вражаiться бiльше клiтин, нiж у дорослих, тому що у дiтей всi клiтини перебувають у стадii подiлу.

Небезпека рiзних радiоактивних елементiв для людини визначаiться спроможнiстю органiзму iх поглинати i накопичувати.

Радiоактивнi iзотопи надходять всередину органiзму з пилом, повiтрям, iжею або водою i поводять себе по-рiзному: деякi iзотопи розподiляються рiвномiрно в органiзмi людини (тритiй, вуглець, залiзо, полонiй), деякi накопичуються в кiстках (радiй, фосфор, стронцiй), iншi залишаються в м'язах (калiй, рубiдiй, цезiй), накопичуються в щитовиднiй залозi (йод), у печiнцi, нирках, селезiнцi (рутей, полонiй, нiобiй) тощо.

Ефекти, викликанi дiiю iонiзуючих випромiнювань (радiацii), систематизуються за видами ушкоджень i часом прояву. За видами ушкоджень iх подiляють на три групи: соматичнi, соматико-стохатичнi (випадковi, ймовiрнi), генетичнi. За часом прояву видiляють двi групи тАФ раннi (або гострi) i пiзнi. Раннi ураження бувають тiльки соматичнi. Це призводить до смертi або променевоi хвороби. Постачальником таких часток i в основному iзотопи, що мають коротку тривалiсть життя, у-випромiнювання, потiк нейтронiв.

Формами променевоi хвороби i гостра та хронiчна. Гостра форма виникаi в результатi опромiнення великими дозами за короткий промiжок часу. При дозах порядку тисяч рад ураження органiзму може бути миттiвим. Хронiчна форма розвиваiться в результатi тривалого опромiнення, що перевищуi гранично допустимi дози (ГДД). Бiльш вiддаленими наслiдками променевого ураження можуть бути променевi катаракти, злоякiснi пухлини та iнше.

Для вирiшення питань радiацiйноi безпеки населення передусiм викликають iнтерес ефекти, що спостерiгаються при малих дозах опромiнення тАФ порядку декiлька сантизиверiв на годину, що реально трапляються при практичному використаннi атомноi енергii. У нормах радiацiйноi безпеки НРБУ-97, введених 1998 p., як одиниця часу використовуiться рiк або поняття рiчноi дози опромiнення. Це викликано, як зазначалося ранiше, ефектом накопичення "малих" доз i iхнього сумарного впливу на органiзм людини.

РЖснують рiзноманiтнi норми радiоактивного зараження: разовi, сумарнi, гранично допустимi та iнше. Всi вони описанi в спецiальних довiдниках.

ГДД загального опромiнення людини вважаiться доза, яка у свiтлi сучасних знань не повинна викликати значних ушкоджень органiзму протягом життя.

ГПД для людей, якi постiйно працюють з радiоактивними речовинами, становить 2 бер на рiк. При цiй дозi не спостерiгаiться соматичних уражень, проте достовiрно поки невiдомо, яким чином реалiзуються канцерогенний i генетичний ефекти дii. Цю дозу слiд розглядати як верхню межу, до якоi не варто наближатися.

Згiдно з одними поглядами, iонiзацiя атомiв i молекул, що виникаi пiд дiiю випромiнювання, веде до розiрвання зв'язкiв у бiлкових молекулах, що призводить до загибелi клiтин i поразки всього органiзму. Згiдно з iншими уявленнями, у формуваннi бiологiчних наслiдкiв iонiзуючих випромiнювань вiдiграють роль продукти радiолiзу води, яка, як вiдомо, становить до 70% маси органiзму людини. При iонiзацii води утворюються вiльнi радикали Н+ та ОН-, а в присутностi кисню тАФ пероксиднi сполуки, що i сильними окислювачами. Останнi вступають у хiмiчну взаiмодiю з молекулами бiлкiв та ферментiв, руйнуючи iх, в результатi чого утворюються сполуки, не властивi живому органiзму. Це призводить до порушення обмiнних процесiв, пригноблення ферментних i окремих функцiональних систем, тобто порушення життiдiяльностi всього органiзму.

Вплив радiоактивного випромiнювання на органiзм людини можна уявити в дуже спрощеному виглядi таким чином. Припустiмо, що в органiзмi людини вiдбуваiться нормальний процес травлення, iжа, що надходить, розкладаiться на бiльш простi сполуки, якi потiм надходять через мембрану усередину кожноi клiтини i будуть виВнкористанi як будiвельний матерiал для вiдтворення собi подiбних, для вiдшкодування енергетичних витрат на транспортування речовин i iхню переробку. Пiд час потрапВнляння випромiнювання на мембрану вiдразу ж порушуються молекулярнi зв'язки, атоВнми перетворюються в iони. Крiзь зруйновану мембрану в клiтину починають надходиВнти стороннi (токсичнi) речовини, робота ii порушуiться. Якщо доза випромiнювання невелика, вiдбуваiться рекомбiнацiя електронiв, тобто повернення iх на своi мiсця. Молекулярнi зв'язки вiдновлюються, i клiтина продовжуi виконувати своi функцii. Якщо ж доза опромiнення висока або дуже багато разiв повторюiться, то електрони не встигають рекомбiнувати; молекулярнi зв'язки не вiдновлюються; виходить з ладу велика кiлькiсть клiтин; робота органiв розладнуiться; нормальна життiдiяльнiсть органiзму стаi неможливою.

Специфiчнiсть дii iонiзуючого випромiнювання полягаi в тому, що iнтенсивнiсть хiмiчних реакцiй, iндуцiйованих вiльними радикалами, пiдвищуiться, й у них втягуються багато сотень i тисячi молекул, не порушених опромiненням. Таким чином, ефект дii iонiзуючого випромiнювання зумовлений не кiлькiстю поглинутоi об'iктом, що опромiнюiться, енергii, а формою, в якiй ця енергiя передаiться. Нiякий iнший вид енергii (теплова, електрична та iн.), що поглинаiться бiологiчним об'iктом у тiй самiй кiлькостi, не призводить до таких змiн, якi спричиняi iонiзуюче випромiнювання.

Також необхiдно вiдзначити деякi особливостi дii iонiзуючого випромiнювання на органiзм людини:

* органи чуття не реагують на випромiнювання;

* малi дози випромiнювання можуть пiдсумовуватися i накопичуватися в органiзмi (кумулятивний ефект);

* випромiнювання дii не тiльки на даний живий органiзм, але i на його, спадкоiмцiв (генетичний ефект);

* рiзнi органiзми мають рiзну чутливiсть до випромiнювання.

Найсильнiшого впливу зазнають клiтини червоного кiсткового мозку, щитовидна залоза, легенi, внутрiшнi органи, тобто органи, клiтини яких мають високий рiвень подiлу. При однiй i тiй самiй дозi випромiнювання у дiтей вражаiться бiльше клiтин, нiж у дорослих, тому у дiтей всi клiтини перебувають у стадii подiлу.

Радiоактивнi iзотопи надходять всередину органiзму з пилом, повiтрям, iжею або водою i поводять себе по-рiзному: *деякi iзотопи розподiляються рiвномiрно в органiзмi людини (тритiй, вуглець, залiзо, полонiй), * деякi накопичуються в кiстках (радiй, фосфор, стронцiй), *iншi залишаються в м'язах (калiй, рубiдiй, цезiй), * накопичуються в щитовиднiй залозi (йод), у печiнцi, нирках, селезiнцi (рутенiй, полонiй, нiобiй) тощо.

Ефекти, викликанi дiiю iонiзуючих випромiнювань (радiацii), систематизуються за видами ушкоджень i часом прояву. За видами ушкоджень iх подiляють на три групи: соматичнi, соматико-стохатичнi (випадковi, ймовiрнi), генетичнi. За часом прояву видiляють двi групи тАФ' раннi (або гострi) i пiзнi. Раннi ураження бувають тiльки соматичнi. Це призводить до смертi або променевоi хвороби. Постачальником таких часток i в основному iзотопи, що мають коротку тривалiсть життя, y - випромiнювання, потiк нейтронiв.

Гостра форма виникаi в результатi опромiнення великими дозами за короткий промiжок часу. При дозах порядку тисяч рад ураження органiзму може бути миттiвим. Хронiчна форма розвиваiться в результатi тривалого опромiнення дозами, що перевищують лiмiти дози (ЛД). Бiльш вiддаленими наслiдками променевого ураження можуть бути променевi катаракти, * злоякiснi пухлини та iнше.

Для вирiшення питань радiацiйноi безпеки населення передусiм викликають iнтерес ефекти, що спостерiгаються при малих дозах опромiнення тАФ порядку декiлька сантизиверiв на годину, що реально трапляються при практичному використаннi атомноi енергii. У нормах радiацiйноi безпеки НРБУ-97, введених 1998 p., як одиницi часу використовуiться рiк або поняття рiчноi дози опромiнення. Це викликано, як зазначалося ранiше, ефектом накопичення "малих" доз i iхнього сумарного впливу на органiзм людини.

РЖснують рiзноманiтнi норми радiоактивного зараження: разовi, сумарнi, гранично припустимi та iнше. Всi вони описанi в спецiальних довiдниках.

ЛД загального опромiнення людини вважаiться доза, яка у свiтлi сучасних знань не повинна викликати значних ушкоджень органiзму протягом життя.

2.2 Гостра i хронiчна променева хвороба

Якщо пiд час розгляду можливого впливу радiонуклiдних забруднень на мiкроорганiзми, рослини i тварини основну увагу придiляють стану популяцiй цих органiзмiв, то щодо людини наслiдки такого впливу розглядають в iншому аспектi. У цьому випадку основний iнтерес становлять не популяцiйнi, а iндивiдуальнi ефекти; недоля населення, що проживаi на певних забруднених територiях у цiлому, а стан здоров'я його окремих представникiв вiд людей старших поколiнь, якi вже давно вийшли з репродуктивного вiку, до ще не народжених нащадкiв батькiв, що зазнають опромiнення. Це значно утруднюi оцiнку впливу радiонуклiдiв на людину i визначення безпечних для неi доз випромiнювання [3].

Розглянемо особливостi зовнiшнього опромiнення людини, шляхи надходження радiонуклiдiв в органiзм, поглиненi дози випромiнювання при рiзних рiвнях забруднення територiй i вплив його в таких дозах на здоров'я людей.

При зовнiшньому опромiненнi людини можна майже цiлком вилучити радiонуклiднi джерела важких частинок, альфа- i бета-випромiнювання середнiх (помiрних) i низьких (менш нiж 1 МеВ) енергiй. Такi види випромiнювання не можуть проникати крiзь одяг i шкiрнi покриви людини. Тому можливими джерелами зовнiшнього опромiнення залишаються тiльки бета-випромiнювання високих енергiй i гамма-випромiнювання .

Стосовно внутрiшнього опромiнення людини вiд радiонуклiдiв (гарячих частинок) можна видiлити два основних шляхи iх надходження в органiзм: 1) разом iз пилом через органи дихання; 2) разом iз рiдиною та iжею через травний канал. Можливiсть надходження радiонуклiдiв в органiзм людини таким шляхом значною мiрою залежить вiд того, чи вжито будь-яких запобiжних заходiв ("чистота" напоiв i продуктiв харчування), чи нi. До ефективних запобiжних заходiв належить також використання спецiального одягу i взуття, що робить мiнiмальним потрапляння до органiзму радiонуклiдiв крiзь порiзи, подряпини, шкiру. У разi дотримання всiх запобiжних заходiв надходження радiонуклiдiв у органiзм можна знизити до 10 % i бiльше тiii iх кiлькостi, що потрапляi в органiзм людей за вiдсутностi такоi профiлактики. В останньому випадку можна вважати, що до органiзму буде надходити (особливо разом iз молоком i овочами) кiлькiсть радiонуклiдiв, яка подвоюi дозу випромiнювання вiд зовнiшнiх гамма-джерел. Тому потужнiсть поглиненоi дози випромiнювання зовнiшнiх джерел й iнкорпорованих радiонуклiдiв для людини, що постiйно перебуваi на забруднених територiях, становить близько 0,01тАФ0,02

Вместе с этим смотрят:

РЖнформацiйнiсть як фактор ризику. Операцiя "Паганель"

РЖонiзуюче випромiнювання та його вплив на органiзм

Аварii на хiмiчно небезпечних об'iктах

Анализ вредных и опасных факторов на примере деятельности реставраторов произведений Графики Всероссийского художественного научно-реставрационного центра имени академика И.Э. Грабаря

Анализ государственных нормативных требований охраны труда, установленных действующим законодательством