Нормы радиационной безопасности

 

В настоящее время практически любая отрасль хозяйства и науки использует радиоактивные вещества и источники ионизирующих излучений.

Высокими темпами развивается ядерная энергетика. Атомная наука и техника таят в себе огромные возможности, но вместе с тем представляют и большую опасность для людей и окружающей среды. Ядерные материалы приходится возить, хранить, перерабатывать. Это создает дополнительный риск радиоактивного загрязнения окружающей среды, животных и растительного мира. Возрастает опасность аварий с выбросом радио-активных веществ, причинами которых могут быть нарушения технологического процесса, правил работы с источниками радиоактивности, их хранения и перевозки, некомпетентность персонала.

Источники ионизирующих излучений делятся на природные и техногенные, связанные с деятельностью человека. К естественным источникам относятся космические лучи и земная радиация. Источники ионизирующих излучений техногенного характера:

• медицинская аппаратура, используемая для диагностики и лечения (дает до 50% техногенных излучений);
• промышленные предприятия ядерно-топливного комплекса, а также последствия испытаний ядерного оружия. Среднее значение суммарной годовой дозы излучения естественных и техногенных источников составляет 2–3 мзв (0,2–0,3 бэр).

В результате аварий могут возникнуть обширные зоны радиоактивного загрязнения местности и произойти облучение персонала ядерно- и радиационно опасных объектов (РОО) и населения.

Радиационные аварии подразделяются на локальные, местные, общие.

К типовым радиационно опасным объектам следует отнести: атомные станции, предприятия по изготовлению ядерного топлива, по переработке отработавшего топлива и захоронению радиоактивных отходов, научно-исследовательские и проектные организации, имеющие ядерные реакторы, ядерные энергетические установки на транспорте.

Классификация аварий на радиационно опасных объектах производится с целью за-благовременной разработки мер защиты.

Радиоактивное загрязнение окружающей среды имеет место, если содержание радиоактивности в почве, воде или воздухе превышает предельно допустимые концентрации.

 

ВИДЫ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

 

Ионизирующее излучение – это явление, связанное с радиоактивностью. Радиоактивность – самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений.

Закон радиоактивного распада можно сформулировать так: количество атомов данного изотопа, претерпевающего ядерное превращение в 1с, пропорционально общему их количеству, т. Е. В равные промежутки времени имеет место ядерное превращение равных долей активных атомов изотопа.

В зависимости от периода полураспада различают короткоживущие изотопы, пери-од полураспада которых исчисляется долями секунд, минут, часами, сутками, и долго-живущие изотопы, период полураспада которых – от нескольких месяцев до миллиарда лет.

Степень, глубина и форма лучевых поражений в первую очередь зависят от величины поглощенной энергии излучения. Для характеристики этого показателя используется понятие поглощенной дозы, т. Е. Энергии излучения, поглощенной единицей массы облучаемого вещества.

Для характеристики дозы по эффекту ионизации, вызываемому в воздухе, используется так называемая экспозиционная доза рентгеновского и g-излучений, выраженная суммарным электрическим зарядом ионов одного знака, образованных в единице объема воздуха в условиях электронного равновесия.

Поглощенные и экспозиционные дозы излучений, отнесенные к единице времени, носят название мощности поглощенной и экспозиционной доз.

Для оценки биологического действия ионизирующего излучения наряду с поглощенной дозой используют также понятие биологической эквивалентной дозы.

Ионизирующее излучение – явление окружающей среды, последствия от воздействия которого на организм совершенно неэквивалентны величине поглощенной энергии.

Процессы взаимодействия ионизирующих излучений с веществом клетки, в результате которых образуются ионизированные и возбужденные атомы и молекулы, являются первым этапом развития лучевого поражения.

Затем происходят реакции химически активных веществ с различными биологическими структурами, при которых отмечается как деструкция, так и образование новых, несвойственных для облучаемого организма, соединений.

На следующих этапах развития лучевого поражения проявляются нарушения обмена веществ в биологических системах с изменением соответствующих функций.

Конечный эффект облучения является результатом не только первичного облучения клеток, но и последующих процессов восстановления. Такое восстановление связано с ферментативными реакциями и обусловлено энергетическим обменом. В основе этого явления лежит деятельность систем, которые в обычных условиях регулируют естественный мутационный процесс.

Если принять в качестве критерия чувствительности к ионизирующему излучению морфологические изменения, то клетки и ткани организма человека по степени возрастания чувствительности можно расположить в следующем порядке:

• Нервная ткань;
• Хрящевая и костная ткань;
• Мышечная ткань;
• Соединительная ткань;
• Щитовидная железа;
• Пищеварительная железа;
• Легкие;
• Кожа;
• Слизистая оболочка;
• Половые железы;
• Лимфоидная ткань, костный мозг.

Ионизирующие излучения способны вызывать все виды наследственных перемен, или мутации. К ним относятся генные мутации, хромосомные мутации, точковые или генные мутации.

Эффект воздействия источников ионизирующих излучений на организм зависит от уровня поглощения дозы, времени облучения и мощности дозы, объёма тканей и органов, вида излучения.

Степень лучевого поражения зависит от того, подвергалось ли облучению все тело или только часть его.

Многочисленными исследованиями на животных установлено, что эффект лучевого воздействия на организм зависит не только от поглощенной дозы и её фракционирования во времени, но и в значительной степени от пространственного распределения поглощенной энергии, которое характеризуется линейной передачей энергии (ЛПЭ).

Для сопоставления биологического действия различных видов излучений в радио-биологии принято понятие относительной биологической эффективности (ОБЭ). Под ОБЭ излучения понимают относительную способность при заданной поглощенной дозе вызывать лучевое поражение определенной степени тяжести. ОБЭ рентгеновского и g-излучений принимают равной 1. Коэффициент ОБЭ определяется как отношение доз данного и стандартного излучений, необходимое для получения одинакового эффекта.

Эквивалентная доза (Н) – величина, введенная для оценки радиационной опасности хронического облучения излучением произвольного состава, определяется как произведение поглощенной дозы данного вида излучения на соответствующий коэффициент качества.

Важнейшие биологические реакции организма человека на действие ионизирующей радиации условно разделены на две группы. К первой относятся острые поражения, ко второй – отдаленные последствия, которые в свою очередь подразделяются на соматические и генетические эффекты.

Острыепоражения. В случае одномоментного тотального облучения человека зна­чительной дозой или распределения ее на короткий срок эффект от облучения наблюдается уже в первые сутки, а степень поражения зависит от величины поглощенной дозы. При облучении человека дозой менее 100 бэр отмечаются лишь легкие реакции организма, проявляющиеся в формуле крови, изменении некоторых вегетативных функций. При дозах облучения более 100 бэр развивается острая лучевая болезнь, тяжесть течения которой зависит от дозы облучения.

Дозы однократного облучения 500–600 бэр при отсутствии медицинской помощи считаются смертельными.

Другая форма острого лучевого поражения проявляется в виде лучевых ожогов, проявляющихся в разных формах: от выпадения волос, шелушения и легкой пигментации кожи до язвенно-некротических поражений и образования длительно незаживающих трофических язв.

При длительном повторяющемся внешнем или внутреннем облучении человека в малых, но превышающих допустимые величины дозах возможно развитие хронической лучевой болезни.

Отдаленныепоследствия. К отдаленным последствиям соматического характера относятся лейкемия, злокачественные новообразования, катаракта хрусталика глаза и сокращение продолжительности жизни.

Лейкемия – относительно редкое заболевание. Первые случаи развития злокачественных новообразований от воздействия ионизирующей радиации описаны ещё в начале ХХ столетия. Это были случаи рака кожи кистей рук у работников рентгеновских кабинетов. В дальнейшем была обнаружена возможность возникновения остеосарком. Описаны случаи развития злокачественных новообразований у шахтеров, подвергшихся длительному воздействию радиоактивных газов и аэрозолей, содержащихся во вдыхаемом воздухе.

Развитие катаракты наблюдалось у лиц, переживших атомные бомбардировки в Хиросиме и Нагасаки, у физиков, работавших на циклотронах, у больных, глаза которых подвергались облучению с лечебной целью.

Сокращение продолжительности жизни в результате воздействия ионизирующей радиации на организм обусловлено ускорением процессов старения и увеличением восприимчивости к инфекции.

По мнению радиобиологов, сокращение продолжительности жизни человека при тотальном облучении находится в пределах 1–15 дней на 1 бэр.

С 1 января 2000 г. Облучения людей в РФ регламентируют Нормы радиационной безопасности НРБ-99, утвержденные Минздравом России в 1999 г., гигиенические нормативы (ГН) 2.6.1.054-96.

Основные дозовые пределы установлены для трех групп критических органов. Критический орган – орган, ткань, часть тела или все тело, облучение которых причиняет наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомству.

К первой группе критических органов относятся гонады, красный костный мозг и все тело, если тело облучается равномерным излучением. Ко второй группе – все внутренние органы, эндокринные железы, нервная и мышечная ткань и другие органы, не от-носящиеся к 1 и 3 группам. К третьей группе – кожа, кости, предплечья и кисти, лодыжки и стопы.

В НРБ-99 в качестве основных дозовых пределов используется эффективная доза. Эф­фективная доза для персонала равна 20 мзв в год за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мзв; для населения – 1 мзв в год за любые последовательные 5 лет, но не бо-лее 5 мзв в год.

Для второй и третьей групп критических органов эквивалентная доза в органе соответственно равна:

• Для персонала – 150 и 300 мзв;
• Для населения – 15 и 50 мзв.

Защитные мероприятия, позволяющие обеспечить радиационную безопасность при применении закрытых источников, основаны на знании законов распространения ионизирующих излучений и характера их взаимодействия с веществом. Главные из которых:

• Доза внешнего облучения пропорциональна интенсивности излучения и времени воздействия;
• Интенсивность излучений от точечного источника пропорциональна количеству квантов или частиц, возникающих в нем в единицу времени, и обратно пропорциональна квадрату расстояния;
• Интенсивность излучения может быть уменьшена с помощью экранов.

Из этих закономерностей вытекают основные принципы обеспечения радиационной безопасности:

• Уменьшение мощности источников до минимальных величин; ·Сокращение времени работы с источниками;
• Увеличение расстояния от источников до работающих;
• Экранирование источников излучения материалами, поглощающими ионизирующие излучения.

Главные принципы защиты остаются неизменными. К ним относятся:

-Использование принципов защиты, применяемых при работе с источниками излучения в закрытом виде;

-Герметизация производственного оборудования для изоляции процессов, которые могут быть источниками поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду;

-Мероприятия планировочного характера;

-Применение санитарно-технических устройств и оборудования, использование защитных материалов;

-Использование средств индивидуальной защиты и санитарная обработка персонала;

-Выполнение правил личной гигиены.