Що таке іонізуюче випромінювання. Види радіоактивних випромінювань

Іонізуюче випромінювання (далі - ІІ) - це випромінювання, взаємодія якого з речовиною призводить до іонізації атомів та молекул, тобто. ця взаємодія призводить до збудження атома та відриву окремих електронів (негативно заряджених частинок) з атомних оболонок. В результаті, позбавлений одного або декількох електронів, атом перетворюється на позитивно заряджений іон - відбувається первинна іонізація. До ІІ відносять електромагнітне випромінювання (гама-випромінювання) та потоки заряджених та нейтральних частинок - корпускулярне випромінювання (альфа-випромінювання, бета-випромінювання, а також нейтронне випромінювання).

Альфа-випромінюваннявідноситься до корпускулярних випромінювань. Це потік важких позитивно заряджених а-часток (ядер атомів гелію), що виникає внаслідок розпаду атомів важких елементів, таких як уран, радій та торій. Оскільки частки важкі, то пробіг альфа-частинок у речовині (тобто шлях, на якому вони виробляють іонізацію) виявляється дуже коротким: соті частки міліметра в біологічних середовищах, 2,5-8 см у повітрі. Таким чином, затримати ці частинки здатний звичайний аркуш паперу або зовнішній шар шкіри, що омертвів.

Однак речовини, що випускають альфа-частинки, є довгоживучими. Внаслідок попадання таких речовин усередину організму з їжею, повітрям або через поранення вони розносяться по тілу струмом крові, депонуються в органах, що відповідають за обмін речовин і захист організму (наприклад, селезінка або лімфатичні вузли), викликаючи, таким чином, внутрішнє опромінення організму . Небезпека внутрішнього опромінення організму висока, т.к. ці альфа-частинки створюють дуже велику кількість іонів (до кількох тисяч пар іонів на 1 мікрон шляху в тканинах). Іонізація, у свою чергу, зумовлює ряд особливостей тих хімічних реакцій, які протікають у речовині, зокрема, у живій тканині (утворення сильних окислювачів, вільного водню та кисню та ін.).

Бета-випромінювання(бета-промені, або потік бета-часток) також відноситься до корпускулярного типу випромінювання. Це потік електронів (β-випромінювання, або, найчастіше, просто β-випромінювання) або позитронів (β+-випромінювання), що випускаються при радіоактивному бета-розпаді ядер деяких атомів. Електрони або позитрони утворюються в ядрі при перетворенні нейтрону на протон або протону на нейтрон відповідно.

Електрони значно менші за альфа-частки і можуть проникати вглиб речовини (тіла) на 10-15 сантиметрів (пор. з сотими частками міліметра у а-часток). При проходженні через речовину бета-випромінювання взаємодіє з електронами і ядрами його атомів, витрачаючи це свою енергію і уповільнюючи рух до повної зупинки. Завдяки таким властивостям для захисту від бета-випромінювання достатньо мати відповідну товщину екран з органічного скла. На цих же властивостях засноване застосування бета-випромінювання в медицині для поверхневої, внутрішньотканинної та внутрішньопорожнинної променевої терапії.

Нейтронне випромінювання- Ще один вид корпускулярного типу випромінювань. Нейтронне випромінювання є потік нейтронів (елементарних частинок, що не мають електричного заряду). Нейтрони не надають іонізуючої дії, проте дуже значний іонізуючий ефект відбувається за рахунок пружного та непружного розсіювання на ядрах речовини.

Речовини, що опромінюються нейтронами, можуть набувати радіоактивних властивостей, тобто отримувати так звану наведену радіоактивність. Нейтронне випромінювання утворюється під час роботи прискорювачів елементарних частинок, в ядерних реакторах, промислових і лабораторних установках, при ядерних вибухах тощо. буд. Нейтронне випромінювання має найбільшу проникаючу здатність. Найкращими для захисту від нейтронного випромінювання є водородсодержащие матеріали.

Гамма випромінювання та рентгенівське випромінюваннявідносяться до електромагнітних випромінювань.

Принципова різниця між цими двома видами випромінювання полягає в механізмі їх виникнення. Рентгенівське випромінювання - позаядерне походження, гамма випромінювання - продукт розпаду ядер.

Рентгенівське випромінювання відкрито в 1895 році фізиком Рентгеном. Це невидиме випромінювання, здатне проникати, хоч і по-різному, у всі речовини. Є електромагнітним випромінюванням з довжиною хвилі порядку від - від 10 -12 до 10 -7 . Джерело рентгенівських променів - рентгенівська трубка, деякі радіонукліди (наприклад, бета-випромінювачі), прискорювачі та накопичувачі електронів (синхротронне випромінювання).

У рентгенівській трубці є два електроди - катод та анод (негативний та позитивний електроди відповідно). При нагріванні катода відбувається електронна емісія (явище випромінювання електронів поверхнею твердого тіла чи рідини). Електрони, що вилітають з катода, прискорюються електричним полем і ударяються поверхню анода, де відбувається їх різке гальмування, внаслідок чого виникає рентгенівське випромінювання. Як і видиме світло, рентгенівське випромінювання викликає почорніння фотоплівки. Це одна з властивостей, основне для медицини - те, що воно є проникаючим випромінюванням і відповідно пацієнта можна просвічувати з його допомогою, а т.к. різні за щільністю тканини по-різному поглинають рентгенівське випромінювання - ми можемо діагностувати на ранній стадії багато видів захворювань внутрішніх органів.

Гамма випромінювання має внутрішньоядерне походження. Воно виникає при розпаді радіоактивних ядер, переході ядер із збудженого стану в основний, при взаємодії швидких заряджених частинок з речовиною, анігіляції електронно-позитронних пар тощо.

Висока проникаюча здатність гамма-випромінювання пояснюється малою довжиною хвилі. Для ослаблення потоку гамма-випромінювання використовуються речовини, що відрізняються значним масовим числом (свинець, вольфрам, уран та ін.) та всілякі склади високої густини (різні бетони з наповнювачами з металу).

Іонізуюче випромінювання - це сукупність різних видів мікрочастинок і фізичних полів, що мають здатність іонізувати речовину, тобто утворювати в ньому електрично заряджені частинки - іони. Розрізняють декілька видів іонізуючих випромінювань: альфа-, бета-, гамма-випромінювання, а також нейтронне випромінювання.

Альфа-випромінювання

У формуванні позитивно заряджених альфа-частинок беруть участь 2 протони та 2 нейтрони, що входять до складу ядер гелію. Альфа-частинки утворюються при розпаді ядра атома і можуть мати початкову кінетичну енергію від 18 до 15 МеВ. Характерними особливостями альфа-випромінювання є висока іонізуюча та мала проникаюча здатність. Під час руху альфа-частинки дуже швидко втрачають свою енергію, і це обумовлює той факт, що її не вистачає навіть для подолання тонких пластмасових поверхонь. В цілому, зовнішнє опромінення альфа-частинками, якщо не брати до уваги високоенергійні альфа-частинки, отримані за допомогою прискорювача, не несе в собі жодної шкоди для людини, а ось проникнення частинок всередину організму може бути небезпечним для здоров'я., оскільки альфа-радіонукліди відрізняються великим періодом напіврозпаду і мають сильну іонізацію. У разі потрапляння всередину організму альфа-частинки часто можуть бути навіть небезпечнішими, ніж бета- та гамма-випромінювання.

Бета-випромінювання

Заряджені бета-частинки, швидкість яких близька до швидкості світла утворюються в результаті бета-розпаду. Бета-промені мають більшу проникаючу здатність, ніж альфа-промені - вони можуть викликати хімічні реакції, люмінесценцію, іонізувати гази, впливати на фотопластинки. Як захист від потоку заряджених бета-часток (енергією не більше 1МеВ) достатньо буде використовувати звичайну алюмінієву пластину завтовшки 3-5 мм.

Фотонне випромінювання: гамма-випромінювання та рентгенівське випромінювання

Фотонне випромінювання включає два види випромінювань: рентгенівське (може бути гальмівним і характеристичним) і гамма-випромінювання.

Найбільш поширеним видом фотонного випромінювання є володіють дуже високою енергією при ультракороткій довжині хвилі гамма-частинки, які являють собою потік високоенергійних фотонів, що не володіють зарядом. На відміну від альфа- і бета-променів гамма-частки не відхиляються магнітними та електричними полями і мають значно більшу проникаючу здатність. У певних кількостях та за певної тривалості впливу гамма-випромінювання може викликати променеву хворобу, призвести до виникнення різних онкологічних захворювань. Перешкоджати поширенню потоку гамма-частинок можуть лише такі важкі хімічні елементи, як, наприклад, свинець, збіднений уран та вольфрам.

Нейтронне випромінювання

Джерелом виникнення нейтронного випромінювання можуть бути ядерні вибухи, ядерні реактори, лабораторні та промислові установки. Самі нейтрони є електрично нейтральні, нестабільні (період напіврозпаду вільного нейтрону становить близько 10 хвилин) частинки, які завдяки тому, що у них відсутній заряд, відрізняються великою проникаючою здатністю при слабкому ступені взаємодії з речовиною. Нейтронне випромінювання дуже небезпечне, тому для захисту від нього використовують ряд спеціальних, в основному водневмісних матеріалів. Найкраще нейтронне випромінювання поглинається звичайною водою, поліетиленом, парафіном, а також розчинами гідроксидів важких металів.

Як іонізуючі випромінювання впливають на речовини?

Усі види іонізуючих випромінювань у тому чи іншою мірою впливають різні речовини, але найсильніше воно виражено в гамма-частиц і в нейтронів. Так, при тривалому впливі можуть істотно змінити властивості різних матеріалів, змінити хімічний склад речовин, іонізувати діелектрики і руйнівний ефект на біологічні тканини. Природне радіаційне тло не завдасть людині особливої ​​шкоди, проте при поводженні зі штучними джерелами іонізуючих випромінювань варто бути дуже обережними і вживати всіх необхідних заходів, щоб до мінімуму знизити рівень впливу випромінювання на організм.

Радіація - випромінювання (від radiare - випромінювати промені) - поширення енергії у формі хвиль чи частинок. Світло, ультрафіолетові промені, інфрачервоне теплове випромінювання, мікрохвилі, радіохвилі є різновидом радіації. Частина випромінювань отримали назву іонізуючих, завдяки своїй здатності викликати іонізацію атомів і молекул в речовині, що опромінюється.

Іонізуюче випромінювання - Випромінювання, взаємодія якого з середовищем призводить до утворення іонів різних знаків. Це потік частинок чи квантів, здатних прямо чи опосередковано викликати іонізацію довкілля. Іонізуюче випромінювання поєднує різні за своєю фізичною природою види випромінювань. Серед них виділяються елементарні частки (Електрони, позитрони, протони, нейтрони, мезони та ін), більш важкі багатозарядні іони (a-частки, ядра берилію, літію та інших більш важких елементів); випромінювання, що мають електромагнітну природу (G-промені, рентгенівські промені).

Розрізняють два типи іонізуючих випромінювань: корпускулярне та електромагнітне.

Корпускулярне випромінювання - являє собою потік частинок (корпускул), які характеризуються певною масою, зарядом та швидкістю. Це електрони, позитрони, протони, нейтрони, ядра атомів гелію, дейтерію та ін.

Електромагнітне випромінювання - потік квантів чи фотонів (g-промені, рентгенівські промені). Воно немає ні маси, ні заряду.

Розрізняють також безпосередньо та опосередковано іонізуючі випромінювання.

Безпосередньо іонізуюче випромінювання - іонізуюче випромінювання, що складається із заряджених частинок, що мають кінетичну енергію, достатню для іонізації при зіткненні ( , частка та ін).

Непрямо іонізуюче випромінювання - іонізуюче випромінювання, що складається з незаряджених частинок, і фотонів, які можуть створювати безпосередньо іонізуюче випромінювання та (або) викликати ядерні перетворення (нейтрони, рентгенівські та g-випромінювання).

Основними властивостямиіонізуючих випромінювань є здатність при проходженні через будь-яку речовину викликати утворення великої кількості вільних електронів та позитивно заряджених іонів(Тобто іонізуюча здатність).

Частинки або квант високої енергії вибивають зазвичай один з електронів атома, який забирає одиничний негативний заряд. При цьому частина атома або молекули, що залишилася, придбавши позитивний заряд (через дефіцит негативно зарядженої частинки), стає позитивно зарядженим іоном. Це так звана первинна іонізація.

Вибиті при первинній взаємодії електрони, володіючи певною енергією, самі взаємодіють із зустрічними атомами, перетворюють їх на негативно заряджений іон (відбувається вторинна іонізація ). Електрони, які втратили внаслідок зіткнень свою енергію, залишаються вільними. Перший варіант (утворення позитивних іонів) відбувається найкраще з атомами, у яких на зовнішній оболонці є 1-3 електрони, а другий (освіта негативних іонів) - з атомами, у яких на зовнішній оболонці є 5-7 електронів.

Таким чином, іонізуючий ефект – головний прояв дії радіації високих енергій на речовину. Саме тому радіація і називається іонізуючою (іонізуючими випромінюваннями).

Іонізація виникає як у молекулах неорганічної речовини, і у біологічних системах. Для іонізації більшості елементів, що входять до складу біосубстратів (це означає для утворення однієї пари іонів) необхідно поглинання енергії в 10-12 еВ (електрон-вольт). Це так званий потенціал іонізації . Потенціал іонізації повітря дорівнює середньому 34 эВ.

Таким чином, іонізуючі випромінювання характеризуються певною енергією випромінювання, що вимірюється в еВ. Електрон-вольт (еВ) - це позасистемна одиниця енергії, яку набуває частка з елементарним електричним зарядом при переміщенні в електричному полі між двома точками з різницею потенціалів 1 вольт.

1еВ = 1,6 х 10-19 Дж = 1,6 х 10-12 ерг.

1кеВ (кілоелектрон-вольт) = 103 еВ.

1МеВ (мегаелектрон-вольт) = 106 еВ.

Знаючи енергію частинок, можна підрахувати, скільки пар іонів вони здатні утворити по дорозі пробігу. Довжина шляху - повна довжина траєкторії частинки (хоч би якою складною вона була). Так, якщо частка має енергію в 600 кеВ, то вона може утворити в повітрі близько 20000 пар іонів.

У тих випадках, коли енергії частки (фотона) недостатньо для того, щоб подолав тяжіння атомного ядра і вилетів за межі атома, (енергія випромінювань менша за потенціал іонізації) іонізація не відбувається. , придбавши надлишок енергії (так званий збуджений ), на частки секунди переходить на більш високий енергетичний рівень, а потім стрибком повертається на колишнє місце та віддає зайву енергію у вигляді кванта світіння (ультрафіолетового чи видимого). Перехід електронів із зовнішніх орбіт на внутрішні супроводжується рентгенівським випромінюванням.

Однак, роль збудження у дії радіації другорядна в порівнянні з іонізацією атомів, тому загальноприйнято назву радіації високих енергій: « іонізуюча », що підкреслює її головну властивість.

Друга назва радіації – « проникаюча » - характеризує здатність випромінювань високої енергії, насамперед, рентгенівських та
g-променів, проникати у глибину речовини, зокрема, у тіло людини. Глибина проникнення іонізуючого випромінювання залежить, з одного боку, від природи випромінювання, заряду складових його частинок і енергії, а з іншого - складу і щільності речовини, що опромінюється.

Іонізуючі випромінювання мають певну швидкість і енергію. Так, b-випромінювання та g-випромінювання поширюються зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Енергія, наприклад, a-частинок коливається в межах 4-9 МеВ.

Однією з важливих особливостей біологічної дії іонізуючої радіації є невидимість, невідчутність. У цьому полягає їх небезпека, людина ні візуально, ні органолептично неспроможна виявити вплив випромінювань. На відміну від променів оптичного діапазону і навіть радіохвиль, які викликають у певних дозах нагрівання тканин та відчуття тепла, іонізуючі випромінювання навіть у смертельних дозах нашими органами почуттів не фіксується. Щоправда, у космонавтів спостерігалися непрямі прояви дії іонізуючої радіації – відчуття спалахів при закритих очах – за рахунок масивної іонізації у сітківці ока. Таким чином, іонізація і збудження - основні процеси, в яких витрачається енергія випромінювань, що поглинається в об'єкті, що опромінюється.

Іони, що виникли, зникають в процесі рекомбінації, це означає возз'єднання позитивних і негативних іонів, в якому утворюються нейтральні атоми. Як правило, процес супроводжується утворенням атомів, що збуджуються.

Реакції за участю іонів та збуджених атомів мають надзвичайно важливе значення. Вони є основою багатьох хімічних процесів, зокрема й біологічно важливих. З перебігом цих реакцій пов'язуються негативні результати впливу радіації на організм людини.

Іонізуюче випромінювання

Іонізуючі випромінювання - це електромагнітні випромінювання, які створюються при радіоактивному розпаді, ядерних перетвореннях, гальмуванні заряджених частинок у речовині та утворюють при взаємодії із середовищем іони різних знаків.

Джерела іонізуючих випромінювань. На виробництві джерелами іонізуючих випромінювань можуть бути у технологічних процесах радіоактивні ізотопи (радіонукліди) природного чи штучного походження, прискорювальні установки, рентгенівські апарати, радіолампи.

Штучні радіонукліди внаслідок ядерних перетворень у тепловиділяючих елементах ядерних реакторів після спеціального радіохімічного поділу знаходять застосування економіки країни. У промисловості штучні радіонукліди застосовуються для дефектоскопії металів, щодо структури і зносу матеріалів, в апаратах і приладах, виконують контрольно-сигнальні функції, як засіб гасіння статичної електрики тощо.

Природними радіоактивними елементами називають радіонукліди, що утворюються з радіоактивних торію, урану і актинія, що знаходяться в природі.

Види іонізуючих випромінювань. У вирішенні виробничих завдань мають місце різновиди іонізуючих випромінювань як (корпускулярні потоки альфа-часток, електронів (бета-часток), нейтронів) та фотонні (гальмівне, рентгенівське та гамма-випромінювання).

Альфа-випромінювання є потік ядер гелію, що випускаються головним чином природним радіонуклідом при радіоактивному розпаді, Пробіг альфа-часток у повітрі досягає 8-10 см, в біологічній тканині декількох десятків мікрометрів. Так як пробіг альфа-часток у речовині невеликий, а енергія дуже велика, то щільність іонізації на одиницю довжини пробігу вони дуже висока.

Бета-випромінювання - потік електронів чи позитронів при радіоактивному розпаді. Енергія бета-випромінювання вбирається у кількох Мев. Пробіг у повітрі становить від 0,5 до 2 м, у живих тканинах - 2-3 см. Їх іонізуюча здатність нижче альфа-часток.

Нейтрони - нейтральні частки, що мають масу атома водню. Вони при взаємодії з речовиною втрачають свою енергію в пружних (на кшталт взаємодії більярдних куль) і непружних зіткненнях (удар кульки в подушку).

Гамма-випромінювання - фотонне випромінювання, що виникає при зміні енергетичного стану атомних ядер, при ядерних перетвореннях або анігіляції частинок. Джерела гамма-випромінювання, які у промисловості, мають енергію від 0,01 до 3 Мев. Гамма-випромінювання має високу проникаючу здатність і малу іонізуючу дію.

Рентгенівське випромінювання - фотонне випромінювання, що складається з гальмівного та (або) характеристичного випромінювання, виникає в рентгенівських трубах, прискорювачах електронів, з енергією фотонів не більше 1 Мев. Рентгенівське випромінювання, так само як і гамма-випромінювання, має високу проникаючу здатність і малу щільність іонізації середовища.

Іонізуючого випромінювання характеризується цілою низкою спеціальних характеристик. Кількість радіонукліду прийнято називати активністю. Активність - кількість мимовільних розпадів радіонукліду за одиницю часу.

Одиницею виміру активності у системі СІ є беккерель (Бк).

1Бк = 1 розпад/с.

Позасистемною одиницею активності є раніше використовувана величина Кюрі (Кі). 1Кі = 3,7 * 10 10 Бк.

Дози випромінювання. Коли іонізуюче випромінювання проходить через речовину, то на нього впливає та частина енергії випромінювання, яка передається речовині, поглинається ним. Порція енергії, передана випромінюванням речовині, називається дозою. Кількісною характеристикою взаємодії іонізуючого випромінювання з речовиною є поглинена доза.

Поглинена доза D n - це відношення середньої енергії?

В системі СІ як одиниця поглиненої дози прийнято грей (Гр), названий на честь англійського фізика та радіобіолога Л. Грея. 1 Гр відповідає поглинанню в середньому 1 Дж енергії іонізуючого випромінювання в масі речовини, що дорівнює 1 кг; 1 Гр = 1 Дж/кг.

Доза еквівалентна Н T,R - поглинена доза в органі або тканині D n помножена на відповідний зважуючий коефіцієнт для даного випромінювання W R

Н T, R = W R * D n ,

Одиницею виміру еквівалентної дози є Дж/кг, має спеціальне найменування - зіверт (Зв).

Значення W R для фотонів, електронів та мюонів будь-яких енергій становить 1, а для Ь-частинок, уламків важких ядер - 20.

Біологічна дія іонізуючих випромінювань. Біологічна дія радіації на живий організм починається на клітинному рівні. Живий організм складається із клітин. Ядро вважається найбільш чутливою життєво важливою частиною клітини, а його основними структурними елементами є хромосоми. В основі будови хромосом знаходиться молекула діоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), в якій міститься спадкова інформація організму. Гени розташовані в хромосомах у строго визначеному порядку і кожному організму відповідає певний набір хромосом у кожній клітині. У людини кожна клітина містить 23 пари хромосом. Іонізуюче випромінювання викликає поломку хромосом, за яким відбувається з'єднання розірваних кінців у нові поєднання. Це і призводить до зміни генного апарату та утворення дочірніх клітин, неоднакових із вихідними. Якщо стійкі хромосомні поломки відбуваються у статевих клітинах, це веде до мутацій, т. е. появі у опромінених особин потомства коїться з іншими ознаками. Мутації корисні, якщо вони призводять до підвищення життєстійкості організму, і шкідливі, якщо проявляються у вигляді різних вроджених вад. Практика показує, що за дії іонізуючих випромінювань ймовірність виникнення корисних мутацій мала.

Крім генетичних ефектів, які можуть позначатися на наступних поколіннях (вроджені потворності), спостерігаються і так звані соматичні (тілесні) ефекти, які небезпечні не тільки для даного організму (соматична мутація), але і його потомства. Соматична мутація поширюється тільки певне коло клітин, що утворилися шляхом звичайного поділу з первинної клітини, що зазнала мутацію.

Соматичні пошкодження організму іонізуючим випромінюванням є результатом впливу випромінювання на великий комплекс - колективи клітин, що утворюють певні тканини чи органи. Радіація гальмує чи навіть повністю зупиняє процес розподілу клітин, у якому власне і проявляється їхнє життя, а досить сильне випромінювання врешті-решт вбиває клітини. До соматичних ефектів відносять локальне ушкодження шкіри (променевий опік), катаракту очей (помутніння кришталика), ушкодження статевих органів (короткочасна чи стала стерилізація) та інших.

Встановлено, що немає мінімального рівня радіації, нижче якого мутації немає. Загальна кількість мутацій, викликаних іонізуючим випромінюванням, пропорційна чисельності населення та середній дозі опромінення. Прояв генетичних ефектів мало залежить від потужності дози, а визначається сумарною накопиченою дозою незалежно від того, чи отримана вона за 1 добу або 50 років. Вважають, що генетичні ефекти немає дозового порога. Генетичні ефекти визначаються лише ефективною колективною дозою людино-зиверти (чол-Зв), а виявлення ефекту в окремого індивідуума практично непередбачувано.

На відміну від генетичних ефектів, що викликаються малими дозами радіації, соматичні ефекти завжди починаються з певної порогової дози: при менших дозах ушкодження організму не відбувається. Інша відмінність соматичних ушкоджень від генетичних у тому, що організм здатний згодом долати наслідки опромінення, тоді як клітинні ушкодження незворотні.

До основних правових нормативів у галузі радіаційної безпеки відносяться Федеральний закон «Про радіаційну безпеку населення» №3-ФЗ від 09.01.96 р., Федеральний закон «Про санітарно-епідеміологічний благополуччя населення» № 52-ФЗ від 30.03.99 р. , Федеральний закон «Про використання атомної енергії» № 170-ФЗ від 21.11.95 р., а також Норми радіаційної безпеки (НРБ-99). Документ відноситься до категорії санітарних правил (СП 2.6.1.758 - 99), затверджений Головним державним санітарним лікарем Російської Федерації 2 липня 1999 і введений в дію з 1 січня 2000 року.

Норми радіаційної безпеки включають терміни та визначення, які необхідно використовувати у вирішенні проблем радіаційної безпеки. Вони також встановлюють три класи нормативів: - основні дозові межі; допустимі рівні, що є похідними від дозових меж; межі річного надходження, об'ємні допустимі середньорічні надходження, питомі активності, допустимі рівні забруднення робочих поверхонь тощо; контрольні рівні.

Нормування іонізуючих випромінювань визначається характером впливу іонізуючої радіації на організм людини. При цьому виділяються два види ефектів, що відносяться в медичній практиці до хвороб: детерміновані порогові ефекти (променева хвороба, променевий опік, променева катаракта, аномалії розвитку плода та ін.) та стохастичні (імовірнісні) безпорогові ефекти (злоякісні пухлини, лей .

Забезпечення радіаційної безпеки визначається такими основними принципами:

1. Принцип нормування - неперевищення допустимих меж індивідуальних доз опромінення громадян від джерел іонізуючого випромінювання.

2. Принцип обгрунтування - заборона всіх видів діяльності з використання джерел іонізуючого випромінювання, у яких отримана людини і суспільства користь вбирається у ризик можливої ​​шкоди, заподіяної додатковим до природного радіаційного фону опромінення.

3. Принцип оптимізації - підтримка на можливо низькому і досяжному рівні з урахуванням економічних і соціальних факторів індивідуальних доз опромінення та числа осіб, що опромінюються при використанні будь-якого джерела іонізуючого випромінювання.

Прилади контролю іонізуючих випромінювань. Всі прилади, що використовуються в даний час, можна розбити на три основні групи: радіометри, дозиметри і спектрометри. Радіометри призначені для вимірювання щільності потоку іонізуючого випромінювання (альфа або бета-), а також нейтронів. Ці прилади широко використовуються для вимірювання забруднень робочих поверхонь, обладнання, шкірних покривів та одягу персоналу. Дозиметри призначені для зміни дози та потужності дози, що отримується персоналом при зовнішньому опроміненні головним чином гамма-випромінюванням. Спектрометри призначені для ідентифікації забруднень за їх енергетичними характеристиками. У практиці застосовуються гамма-, бета- та альфа-спектрометри.

Забезпечення безпеки під час роботи з іонізуючими випромінюваннями. Усі роботи з радіонуклідами правила поділяють на два види: на роботу із закритими джерелами іонізуючих випромінювань та роботу з відкритими радіоактивними джерелами.

Закритими джерелами іонізуючих випромінювань називаються будь-які джерела, пристрій яких виключає потрапляння радіоактивних речовин повітря робочої зони. Відкриті джерела іонізуючих випромінювань здатні забруднювати повітря робочої зони. Тому окремо розроблено вимоги до безпечної роботи із закритими та відкритими джерелами іонізуючих випромінювань на виробництві.

Головною небезпекою закритих джерел іонізуючих випромінювань є зовнішнє опромінення, яке визначається видом випромінювання, активністю джерела, щільністю потоку випромінювання і створюваною ним дозою опромінення і поглиненою дозою. Основні засади забезпечення радіаційної безпеки:

зменшення потужності джерел до мінімальних величин (захист, кількістю); скорочення часу роботи із джерелами (захист часом); збільшення відстані від джерела до працюючих (захист відстанню) та екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають іонізуючі випромінювання (захист екранами).

Захист екранами – найбільш ефективний спосіб захисту від випромінювань. Залежно від виду іонізуючих випромінювань виготовлення екранів застосовують різні матеріали, які товщина визначається потужністю випромінювання. Кращими екранами для захисту від рентгенівського та гамма-випромінювань є свинець, що дозволяє досягти потрібного ефекту за кратністю ослаблення при найменшій товщині екрану. Дешевші екрани виготовляються з просвинцованого скла, заліза, бетону, баритобетону, залізобетону та води.

Захист від відкритих джерел іонізуючих випромінювань передбачає захист від зовнішнього опромінення, так і захист персоналу від внутрішнього опромінення, пов'язаного з можливим проникненням радіоактивних речовин в організм через органи дихання, травлення або через шкіру. Способи захисту персоналу у своїй такі.

1. Використання принципів захисту, що застосовуються під час роботи з джерелами випромінювання у закритому вигляді.

2. Герметизація виробничого обладнання з метою ізоляції процесів, які можуть стати джерелами надходження радіоактивних речовин у зовнішнє середовище.

3. Заходи планувального характеру. Планування приміщенні передбачає максимальну ізоляцію робіт із радіоактивними речовинами від інших приміщень та ділянок, що мають інше функціональне призначення.

4. Застосування санітарно-гігієнічних пристроїв та обладнання, використання спеціальних захисних матеріалів.

5. Використання засобів індивідуального захисту персоналу. Усі засоби індивідуального захисту, що використовуються для роботи з відкритими джерелами, поділяються на п'ять видів: спецодяг, спецвзуття, засоби захисту органів дихання, ізолюючі костюми, додаткові захисні пристрої.

6. Виконання правил особистої гігієни. Ці правила передбачають особисті вимоги до працюючих з джерелами іонізуючих випромінювань: заборона куріння в робочій зоні, ретельне очищення (дезактивація) шкірних покривів після закінчення роботи, проведення дозиметричного контролю забруднення спецодягу, спецвзуття та шкірних покривів. Всі ці заходи передбачають виключення можливості проникнення радіоактивних речовин усередину організму.

Служби радіаційної безпеки. Безпека роботи з джерелами іонізуючих випромінювань на підприємствах контролюють спеціалізовані служби - служби радіаційної безпеки комплектуються з осіб, які пройшли спеціальну підготовку в середніх, вищих навчальних закладах або спеціалізованих курсах Мінатома РФ. Ці служби оснащені необхідними приладами та обладнанням, що дозволяють вирішувати поставлені перед ними завдання.

Основні завдання, що визначаються національним законодавством з контролю радіаційної обстановки залежно від характеру робіт, що проводяться, наступні:

Контроль потужності дози рентгенівського та гамма-випромінювань, потоків бета-часток, нітронів, корпускулярних випромінювань на робочих місцях, суміжних приміщеннях та на території підприємства та зони, що спостерігається;

Контроль за вмістом радіоактивних газів та аерозолів у повітрі робітників та інших приміщень підприємства;

Контроль індивідуального опромінення залежно від характеру робіт: індивідуальний контроль зовнішнього опромінення, контроль за вмістом радіоактивних речовин в організмі або окремому критичному органі;

Контроль за величиною викиду радіоактивних речовин у повітря;

Контроль за вмістом радіоактивних речовин у стічних водах, що скидаються безпосередньо у каналізацію;

Контроль за збиранням, видаленням та знешкодженням радіоактивних твердих та рідких відходів;

Контролює рівень забруднення об'єктів довкілля за межами підприємства.

Іонізуюче випромінювання– вид радіації, яка у всіх асоціюється виключно із вибухами атомних бомб та аваріями на АЕС.

Однак насправді іонізуюче випромінювання оточує людину і є природним радіаційним тлом: воно утворюється в побутових приладах, на електричних вишках і т.д. При дії з джерелами відбувається опромінення людини даним випромінюванням.

Чи варто боятися серйозних наслідків – променевої хвороби чи поразки органів?

Сила дії випромінювання залежить від тривалості контакту з джерелом та його радіоактивності. Побутові прилади, що створюють незначний «шум», не є небезпечними для людини.

Але деякі типи джерел можуть завдати серйозної шкоди організму. Щоб запобігти негативному впливу, потрібно знати базову інформацію: що таке іонізуюче випромінювання та звідки воно походить, а також як впливає на людину.

Природа іонізуючого випромінювання

Іонізуюче випромінювання виникає під час розпаду радіоактивних ізотопів.

Таких ізотопів безліч, вони використовуються в електроніці, атомній промисловості, видобутку енергії:

1. уран-238;
2. торій-234;
3. уран-235 і т.д.

Ізотопи радіоактивного характеру природно розпадаються з часом. Швидкість розпаду залежить від виду ізотопу та обчислюється в періоді напіврозпаду.

Після закінчення певного терміну часу (в одних елементів може бути кілька секунд, в інших – сотні років) кількість радіоактивних атомів знижується рівно вдвічі.

Енергія, що вивільняється при розпаді та знищенні ядер, вивільняється у вигляді іонізуючого випромінювання. Воно проникає у різні структури, вибиваючи їх іони.

Іонізуючі хвилі засновані на гамма-випромінюванні, вимірюються в гамма-квантах. Під час передачі енергії не виділяються жодні частки: атоми, молекули, нейтрони, протони, електрони чи ядра. Вплив іонізуючого випромінювання суто хвильовий.

Проникаюча здатність випромінювання

Всі види різняться по проникаючій здатності, тобто здатність швидко долати відстані та проходити крізь різні фізичні перепони.

Найменшим показником відрізняється альфа-випромінювання, а в основі іонізуючого випромінювання лежать гамма-промені - проникні з трьох типів хвиль. При цьому альфа-випромінювання має негативну дію.

Що відрізняє гамма-випромінювання?

Воно небезпечне через такі характеристики:

• поширюється зі швидкістю світла;
• проходить через м'які тканини, дерево, папір, гіпсокартон;
• зупиняється лише товстим шаром бетону та металевим листом.

Для затримки хвиль, якими поширюється це випромінювання, на АЕС ставлять спеціальні короби. Завдяки їм радіації неспроможна іонізувати живі організми, тобто порушувати молекулярну структуру людей.

Зовні короби складаються з товстого бетону, внутрішня частина оббита листом чистого свинцю. Свинець і бетон відбивають промені або затримують їх у своїй структурі, не дозволяючи поширитися та завдати шкоди живому оточенню.

Види джерел радіації

Думка, що радіація виникає лише внаслідок життєдіяльності людини, є помилковою. Слабке радіаційне тло є майже у всіх живих об'єктів і в самої планети відповідно. Тому уникнути іонізуючого випромінювання дуже складно.

На основі природи виникнення всі джерела поділяються на природні та антропогенні. Найбільш небезпечні антропогенні, такі як викид відходів в атмосферу і водоймища, аварійна ситуація або дія електроприладу.

Небезпека останнього джерела є спірною: вважається, що невеликі випромінюючі пристрої не створюють серйозної загрози для людини.

Дія індивідуальна: хтось може відчути погіршення самопочуття на тлі слабкого випромінювання, інший же індивід виявиться абсолютно не схильний до природного фону.

Природні джерела радіації

Основну небезпеку для людини становлять мінеральні породи. У порожнинах накопичується найбільше непомітного для людських рецепторів радіоактивного газу – радону.

Він природно виділяється із земної кори і погано реєструється перевірочними приладами. При постачанні будівельних матеріалів можливий контакт із радіоактивними породами, і як результат – процес іонізації організму.

Побоюватися слід:

1. граніту;
2. пемзи;
3. мармуру;
4. фосфогіпсу;
5. глинозему.

Це найбільш пористі матеріали, які найкраще затримують у собі радон. Даний газ виділяється з будівельних матеріалів чи ґрунту.

Він легший за повітря, тому піднімається на велику висоту. Якщо замість відкритого неба над землею виявлено перешкоду (навіс, дах приміщення), газ накопичуватиметься.

Велика насиченість повітря його елементами призводить до опромінення людей, компенсувати яке можна лише виведенням радону з житлових зон.

Щоб позбавитися радону, потрібно почати просте провітрювання. Потрібно намагатися не вдихати повітря у приміщенні, де відбулося зараження.

Реєстрація виникнення накопиченого радону здійснюється лише за допомогою спеціалізованих симптомів. Без них зробити висновок про скупчення радону можна тільки на основі неспецифічних реакцій людського організму (головний біль, нудота, блювання, запаморочення, потемніння в очах, слабкість та печіння).

При виявленні радону викликається бригада МНС, яка усуває радіацію та перевіряє ефективність проведених процедур.

Джерела антропогенного походження

Інша назва створених людиною джерел – техногенні. Основне вогнище випромінювання – АЕС, розташовані по всьому світу. Знаходження в зонах станцій без захисного одягу спричиняє початок серйозних захворювань і летальний кінець.

На відстані кількох кілометрів від АЕС ризик зводиться нанівець. При правильній ізоляції всі іонізуючі випромінювання залишаються всередині станції, і можна перебувати в безпосередній близькості від робочої зони, не отримуючи ніякої дози опромінення.

У всіх сферах життєдіяльності можна зіткнутися з джерелом випромінювання, навіть не мешкаючи у місті поблизу АЕС.

Штучна іонізуюча радіація повсюдно використовується у різних галузях:

• медицині;
• промисловості;
• сільське господарство;
• наукомістких галузях.

Однак отримати опромінення від апаратів, що виготовляються для цих галузей, неможливо.

Єдине, що допустимо – мінімальне проникнення іонних хвиль, яке не завдає шкоди за малої тривалості впливу.

Радіоактивні опади

Серйозна проблема сучасності, пов'язана із недавніми трагедіями на АЕС – поширення радіоактивних дощів. Викиди в атмосферу радіації закінчуються накопиченням ізотопів у атмосферній рідині – хмарах. При надлишку рідини починаються опади, які становлять серйозну загрозу для сільськогосподарських культур та людини.

Рідина вбирається в землі сільськогосподарських угідь, де зростає рис, чай, кукурудза, очерет. Дані культури характерні для східної частини планети, де є найбільш актуальною проблема радіоактивних дощів.

Іонне випромінювання менший вплив на інші частини світу, тому що опади не доходять до Європи та острівних держав в області Великобританії. Однак у США та Австралії дощі іноді виявляються радіаційними властивостями, тому при купівлі овочів та фруктів звідти потрібно виявляти обережність.

Радіоактивні опади можуть випадати над водоймищами, і тоді рідина по каналах водоочищення та водопровідних систем може потрапити в житлові будинки. Очисні споруди не мають достатньої для зниження радіації апаратурою. Завжди є ризик, що вода - іонна.

Як убезпечити себе від радіації

Прилад, який вимірює, чи є у фоні продукту іонні випромінювання, у вільному доступі. Його можна придбати за невеликі гроші та використовувати для перевірки покупок. Назва перевірочного пристрою – дозиметр.

Навряд чи домогосподарка перевірятиме покупки прямо в магазині. Зазвичай заважає сором перед сторонніми. Але хоча б удома ті продукти, що надійшли зі схильних до радіоактивних дощів зон, потрібно перевіряти. Достатньо піднести лічильник до предмета, і він покаже рівень випромінювання небезпечних хвиль.

Вплив іонізуючого випромінювання на організм людини

Науково доведено, що радіація має на людину негативну дію. Це було з'ясовано і на реальному досвіді: на жаль, аварії на Чорнобильській АЕС, Хіросімі тощо. довели біологічну та випромінювання.

Вплив радіації ґрунтується на отриманій «дозі» — кількості переданої енергії. Радіонуклід (який випускає хвилі елементи) може впливати як зсередини, так і зовні організму.

Отримана доза вимірюється в умовних одиницях – греях. Потрібно враховувати, що доза може бути рівною, а от вплив радіації – різним. Це з тим, що різні випромінювання викликають різні за силою реакції (найвираженіша у альфа-частиц).

Також на силу впливу впливає і те, яку частину організму довелося попадання хвиль. Найбільш схильні до структурних змін статеві органи та легені, менше – щитовидна залоза.

Результат біохімічної дії

Радіація впливає на структуру клітин організму, викликаючи біохімічні зміни: порушення у циркуляції хімічних речовин та у функціях організму. Вплив хвиль проявляється поступово, а чи не відразу після опромінення.

Якщо людина потрапила під допустиму дозу (150 бер), то негативні ефекти не будуть виражені. При більшому опроміненні іонізаційний ефект збільшується.

Природне випромінювання дорівнює приблизно 44 бер на рік, максимум – 175. Максимальне число лише трохи виходить за рамки норми і не викликає негативних змін в організмі, крім головного болю або слабкої нудоти у гіперчутливих людей.

Природне випромінювання складається з урахуванням радіаційного фону Землі, вживання заражених продуктів, використання техніки.

Якщо частка перевищена, розвиваються такі захворювання:

1. генетичні зміни організму;
2. порушення статевої функції;
3. ракові утворення мозку;
4. дисфункції щитовидної залози;
5. рак легень та дихальної системи;
6. променева хвороба.

Променева хвороба є крайньою стадією всіх пов'язаних із радіонуклідами захворювань і проявляється лише у тих, хто потрапив до зони аварії.