Іонізуюче випромінювання і захист від нього

Реферат на тему:

Іонізуюче випромінювання і захист від нього

Раніше вже було коротко розглянуто явище радіоактивності як природного феномена. Як відомо, радіоактивне випромінювання було відкрито А. Беккерелем. Згодом М. Складовська-Кюрі і П. Кюрі відкрили радіоактивність. Явище радіоактивності, як і самі радіоактивні елементи, почали широко використовувати в різних сферах господарської діяльності. Вершиною наукових пошуків стало відкриття штучного поділу радіоактивних елементів і, що найбільше привабило дослідників, енергії, яка виділяється при цьому. Саме її "приборкати" і примусити служити людству поставили собі за мету науковці. Щоправда, спочатку у вигляді двох атомних бомб, які було скинуто на жителів японських міст Хіросіма і Нагасакі у 1945 р.

Доречно згадати ще про одне відкриття кінця XIX ст. -- отримання В. Рентгеном так званих Jf-променів, названих у подальшому рентгенівським випромінюванням. На відміну від штучної радіоактивності останнє явище з перших його днів людство почало інтенсивно використовувати для своїх потреб. Нині це один з поширених методів діагностики ряду захворювань і лікування певних хвороб. Разом з тим дослідники невдовзі з'ясували і шкідливу дію на організм людини рентгенівського випромінювання у великих дозах і були першими жертвами його застосування. Серед рентгенологів на той час частими були пухлини шкіри на зап'ястках і пальцях рук, саркоми кісток та інші онкологічні захворювання, променеві виразки на пере-опромінених ділянках шкіри.

До відкриття рентгенівських променів безпосередній стосунок мав відомий український учений-фізик Іван Пулюй.

Отже, необхідно було вжити адекватних заходів для захисту від переопромінення, що й було зроблено в короткий термін. Використання ефективного захисту від рентгенівського опромінення сприяло тому, що професійний рак у рентгенологів практично зник (згадаймо приклади із сонячною радіацією). Тут знову наголошуємо, що має бути певна міра, межа, перевищувати яку неприпустимо. І вона має бути достатньою для захисту людської популяції. Саме в цьому напрямку і здійснювалися дослідження щодо нормування радіаційної безпеки впродовж багатьох десятиріч після того, як радіацію було поставлено на "службу людині".

У цьому зв'язку становить інтерес ретроспективний аналіз розвитку нормування, викладений Л. Тейлором у статті "Роль логічних суджень у досягненні захисту від радіації" (Див.: Бюлетень МАРАТЕ. -- Кн. 22. -- №1).

Так, до 1930 p. клінічною дозою радіації вважали так звану поро-гову еритемну дозу (ПЕД). Це була доза рентгенівського випромінювання, необхідна і достатня для виникнення почервоніння шкіри (визначалась на основі технічних характеристик рентгенівського апарату, умов опромінення тощо). За рахунок багатьох факторів, у тому числі суто біологічних, ПЕД у різних дослідників відрізнялась на 200-300 % (відмінність індивідуальної чутливості людського організму ще більша). Навіть в одного і того самого дослідника вона визначалася з похибкою до 50 %.

У 1925 р. Д. Матшеллер (США), використовуючи нові дані про поглинання рентгенівських променів у стінках і перегородках приміщень, розрахував дольові значення ПЕД для робочих місць персоналу в різних терапевтичних і діагностичних клініках, які вважалися

найдосконаліше спроектовані та захищені. Водночас вчений звернув увагу на те, що в окремих осіб на робочих місцях не проявлялися неприємні наслідки при опроміненні до рівнів, близьких до ПЕД. На основі цього він рекомендував так звану толерантну дозу на рівні 1/100 ПЕД на місяць (приблизно 1/10 ПЕД на рік) як "безпечну" для тих, хто працює з випромінюванням. Особливу увагу слід звернути на те, що таке зниження не було зумовлене виявленими клінічними проявами (вони не фіксувалися). Д. Матшеллер виходив із суто логічних міркувань: якщо існуюча до цього часу ПЕД не викликала негативних наслідків, то її десята частка буде ще безпечнішою. Це був перший приклад того, як за відсутності інформації використовувалися логічні міркування, наслідуючи основний принцип токсикології.

У той же період аналогічну роботу незалежно від Д. Матшеллера виконав у Швеції вчений Зіверт. Він порівняв рівні опромінення в добре захищених радіологічних клініках з опроміненням від природної "фонової" радіації. За його оцінкою, для того щоб отримати еритемну дозу шкіри від природної радіації без урахування відновлення, потрібно опромінюватися приблизно від однієї до десяти тисяч років. На базі меншої цифри, з технічного боку, він припустив, що доза на рівні 1/10 еритемної дози на рік буде прийнятною для професійного опромінення. (Дещо згодом такі самі дослідження виконали у Сполученому Королівстві Барклай і Кокс.)

Отже, незалежність трьох досліджень з однаковим остаточним результатом дали підстави припустити їх абсолютну достовірність, незважаючи на те що єдиним спільним фактором у цих дослідженнях було логічне міркування в чистому вигляді.

Поряд з цим було зроблено спробу оцінити еритемну дозу в рентгенах (на той час існувала відповідна теоретична і методична база). Так, у 1925 р. вчені-дослідники Мейєр і Глассер (США) дійшли висновку, що доза близько 1300 рентгенів відповідає кількості радіації, необхідної для появи порогової еритеми. У 1927 р. Ф. Кустнер (Німеччина) шляхом опитування фахівців з 12 кращих радіологічних інститутів дійшов висновку, що доза близько 550 рентгенів відповідає еритемній дозі за умови вимірювання в повітрі.

Уперше толерантну дозу в рентгенах запропонувала Національна комісія захисту від опромінення США на початку 1934 р. Цілком логічно, що вона базувалася на припущеннях Д. Матшеллера щодо 1/10 еритемної дози на рік. Виміряну в повітрі дозу 550 рентгенів було

округлено до 600 рентгенів, а кількість робочих днів на рік в умовах рентгенівського випромінювання було прийнято 250. Отже, граничну дозу було обмежено -- 0,24 рентгена на день. Та оскільки значення будь-якої такої величини, імовірно, перевищує значення основних даних, а похибки у визначенні даних великі, було прийнято менше значення -- 0,1 рентгена на день.

Через півроку Міжнародна комісія з радіаційного захисту (МКРЗ) виконала аналогічні дослідження і прийняла дозу 0,25 рентгена на день. Це значення, у свою чергу, було округлено до 0,2 рентгена на день. У 1949 р. дозу професійного опромінення було зменшено до 0,3 рентгена на тиждень, а в 1956 р. -- до 5 бер на рік, що в багатьох країнах залишилося дотепер.

Отже, динаміка допустимих доз опромінення в бік їх поступового зменшення базувалася не на якихось клінічне виявлених небажаних наслідках професійного опромінення, а винятково на логічному припущенні, що розширення контингенту населення, яке зазнає додаткового опромінення, може включати осіб, чутливість яких до небажаних наслідків буде високою. Що ж до суттєвої розбіжності показника індивідуальної чутливості організму, то можна навести цікавий приклад з далекої історії: фараон Менее, що правив у Єгипті 5 тис. років тому, помер від одного ужалення бджоли. Водночас вважається, що смертельна доза бджолиної отрути -- 300-500 ужалень.

Та повернімося до проблеми впливу додаткового (техногенного) опромінення на стан здоров'я населення.

Річні індивідуальні дози опромінення персоналу АЕС України (90-97 %) -- 1-5 мЗв. Такий дозовий розподіл відповідає розподілу річних доз опромінення персоналу АЕС Європи. При цьому середньорічні індивідуальні ефективні дози опромінення персоналу АЕС станом на 1996 р. були такими: на Запорізькій АЕС -- 1,3 мЗв, Рівненській -- 2,0 мЗв, Хмельницькій -- 2,21 мЗв, Південно-Українській -- 4,46 мЗв, Чорнобильській -- 5,2 мЗв, що становить 6,5 -26 % ліміту річної дози професійного опромінення, яка згідно з НРБУ-97 дорівнює 20 мЗв.

Що ж до стану захворюваності працюючих в атомно-енергетичній промисловості, то нині він перебуває на середньому загальнодержавному рівні й не має тенденцій до аномальних проявів певних нозологічних форм, наприклад онкологічних (з огляду на канцерогенні властивості іонізуючого випромінювання).

Так, за даними Наукового центру радіаційної медицини АМН України, за роки після Чорнобильської катастрофи спостерігається

загальна тенденція до збільшення кількості захворювань крові та кровотворних органів. При цьому станом на 1996 р. на першому місці перебували учасники ліквідації аварії на ЧАЕС -- близько ЗО осіб на 10 тис. ліквідаторів. Щодо персоналу АЕС, то ця форма захворювання перебувала на рівні захворювання населення загалом і становила 13-15 осіб на 10 тис. населення. Значно менша за середню (майже у 1,5 раза) захворюваність персоналу АЕС і на злоякісні новоутворення. Не вирізняється ця категорія населення і за таким показником, як загальна захворюваність.

Звернемо увагу на стан захворюваності серед населення м. Жовті Води, яке характеризується підвищеним природно-техногенним радіаційним фоном. Рівень захворюваності в цьому місті дещо нижчий, ніж загалом по Дніпропетровській області.

Динаміка загальної професійної захворюваності в Україні за 1986-1995 pp. мала стійку тенденцію до зростання (кількість захворювань збільшилася приблизно у 5 разів). При цьому органи санітарно-епідеміологічного нагляду не вирізняють атомно-енергетичної галузі. Як у структурі галузей, так і в структурі професійних хвороб вона фігурує як "інші".

Як зазначалося, особливість іонізуючого випромінювання (у тому числі й корпускулярного) полягає в тому, що воно не відчувається людиною, його неможливо ні виявити, ні ідентифікувати. Відтак робота з джерелами іонізуючого випромінювання (ДІВ), радіоактивними речовинами і матеріалами потребує вжиття відповідних заходів, спрямованих на зменшення опромінення персоналу, сторонніх осіб, довкілля.

Більшість тканин дорослої людини малочутливі до дії радіації Так, нирки витримують сумарну дозу до 23 Грей, отриману протягом 5 тижнів, печінка -- щонайменше 40 Грей за місяць, сечовий міхур -- 55 Грей за 4 тижні, а зріла хрящова тканина -- до 70 Грей Найуразлившп кровотворна система, кровоносні судини та легені Червоний кістковий мозок та Інші елементи кровотворної системи втрачають можливість нормально функціонувати при дозах опромінення 0,5-1,0 Грей Але при цьому слід зазначити високу регенеративну здатність цієї системи Підвищену радіочутливість мають також репродуктивні органи й очі Одноразове опромінення сім'яників у дозі лише 0,1 Грей може призвести до тимчасової стерилізації, а дози 2 Грей І більше достатньо для повної стерилізації чоловіків Загалом радіація поєднує в собі добро І зло, що цілком природно

Достатнього рівня безпеки досягають за допомогою відповідних нормативно-правових, організаційних та технічних заходів. Основ-

ним документом, що регламентує роботу з ДІВ, є Норми радіаційної безпеки України (НРБУ-97), які охоплюють систему принципів, критеріїв, нормативів і правил, виконання яких є обов'язковою нормою в політиці держави щодо забезпечення протирадіаційного захисту людини та радіаційної безпеки. Ці норми розроблені згідно з основними положеннями Конституції та законів України "Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення", "Про використання ядерної енергії та радіаційну безпеку", "Про поводження з радіоактивними відходами".

Радіаційна безпека та протирадіаційний захист у практичній діяльності виходять з таких основних принципів:

* принципу виправданості -- будь-яка практична діяльність, що супроводжується опроміненням людей, не повинна здійснюватися, якщо вона не приносить більшої користі опроміненим особам або суспільству загалом порівняно зі шкодою, яку вона заподіює;

* принципу неперевищення -- рівні опромінення від усіх значущих видів практичної діяльності не повинні перевищувати встановлених лімітів;

* принципу оптимізації -- рівні індивідуальних доз та/або кількість опромінених осіб кожним ДІВ повинні бути такими малими, яких тільки можна досягти з урахуванням економічних та соціальних факторів.

Ліміти доз встановлені на рівнях, що виключають можливість виникнення детерміністичних ефектів опромінення і водночас гарантують таку низьку ймовірність виникнення стохастичних ефектів опромінення, що вона прийнятна як для окремих осіб, так і для суспільства загалом.

Нормування радіаційної безпеки здійснюють для таких категорій осіб (табл. 17):

А (персонал) -- особи, які постійно або тимчасово працюють безпосередньо з ДІВ;

Б (персонал) -- особи, які безпосередньо не зайняті на роботах з ДІВ, але у зв'язку з розташуванням робочих місць у приміщеннях та на промислових майданчиках об'єктів з радіаційно-ядерними технологіями можуть додатково опромінитись;

В -- населення загалом.

Окрім наведених лімітів для персоналу категорії А НРБУ-97 встановлено такі допустимі рівні:

* надходження радіонуклідів через органи дихання;

Примітка, а -- розподш дози опромінення протягом календарного року не регламентується, б -- для жінок дітородного віку (до 45 років) І вагітних діють окремі обмеження, в -- у середньому за будь-які послідовні 5 років, але щонайбільше 50 мЗв за окремий рік.

* концентрація радіонукліду в повітрі робочої зони;

* щільність потоку радіоактивних частинок;

* потужність дози зовнішнього опромінення;

* забруднення шкіри, спецодягу та робочих поверхонь.

Для персоналу категорії Б діють перші два з наведених рівнів. Щодо населення (категорія В) регламентуються:

* допустиме надходження радіонуклідів через органи дихання і травлення;

* допустимі концентрації радіонуклідів у повітрі та питній воді, допустимий скид і викид у довкілля.

Друга група регламентів передбачає обмеження опромінення людини від медичних джерел. Ідеться про рентгенологічні та радіоізотопні обстеження, медичне опромінення добровольців.

Третя група стосується відвернутої внаслідок втручання дози опромінення населення в умовах радіаційної аварії.

Найбільший інтерес для широкого загалу становить четверта група регламентів щодо відвернутої внаслідок втручання дози опромінення населення від техногенне підсилених джерел природного походження.

Регламенти цієї групи спрямовані на зменшення доз хронічного опромінення людини від техногенне підсилених джерел природного походження. Протирадіаційний захист в умовах хронічного опромінення

базується на системі заходів (контрзаходів), які завжди є втручанням у життєдіяльність людини чи сферу господарського та соціально-побутового функціонування території.

Підставою для рішення про доцільність вжиття того чи іншого контрзаходу є оцінка й порівняння користі для здоров'я людей за рахунок відвернутої втручанням дози та шкоди, що може бути заподіяна цим втручанням при реалізації контрзаходу.

Кількісними критеріями, що забезпечують виконання цих вимог, є рівні втручання та рівні дій.

Рівні втручання виражаються в термінах відвернутої дози, тобто дози, яку передбачається відвернути за час дії контрзаходу, пов'язаного з втручанням. Рівні дій виражаються в термінах таких показників радіаційної ситуації, які можна вимірювати, зокрема:

* ефективної питомої активності (Аеф) природних радіонуклідів у мінеральній сировині та будівельних матеріалах;

* потужності поглиненої в повітрі дози (ППД гамма-випромінювання);

* середньорічної еквівалентної рівноважної об'ємної активності (ЕРОА) ізотопів радону в повітрі приміщень і робочих місцях;

* питомої активності природних радіонуклідів у питній воді;

* питомої активності природних радіонуклідів у мінеральних добривах;

* питомої активності природних радіонуклідів у виробах з порцеляни, фаянсу та глини;

* питомої активності природних радіонуклідів у мінеральних барвниках.

Список використаної літератури

1. Безпека життєдіяльності / За ред. Я. І. Бедрія. -- Львів, 2000.

2. Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. -- К.. Либідь, 1995.

3. Будыко М.И. Глобальная экология. -- М.. Мысль, 1977.

4. Величковский Б.Т., Кирпичев В.И., Суравегина И.Т. Здоровье человека и окружающая среда. -- М.. Новая шк., 1997.

5. Гігієна праці / А.М. Шевченко, О.П. Яворовський, Г.О. Гончарук та ін. -- К.. Інфотекс, 2000.

6. Єлісєєв А.Т. Охорона праці. -- К., 1995.

7. Каспаров А.А. Гигиена труда и промышленная санитария. -- М.. Медицина, 1981.

8. Кириллов В.Ф., Книжников В.А. , Коренков И.П. Радиационная гигиена. -- М.. Медицина, 1988.

9. Корсак К.В., Плахоттк О.В. Основи екології. -- 2-ге вид. -- К.. МАУП, 2000.

10. Лапт В М Безпека життєдіяльності людини. -- К.. Знання, Л.. Вид-во ЛБК НБУ, 1999.

11. Окружающая среда (споры о будущем) / А.М. Рябчиков, И.И. Альт-шулер, С.П. Горшков и др. -- М.. Мысль, 1983.

12. Основы сельскохозяйственной радиологии / Б.С. Пристер, Н.А. Лощилов, О.Ф. Немец, В.А. Поярков. -- К.. Урожай, 1991.

13. Пістун І.П. Безпека життєдіяльності. -- Суми. Університет, книга, 1999.

14. Смит Р.Л. Наш дом -- планета Земля. -- М.. Мысль, 1982.

15. Солтовський О.І. Основи соціальної екології. -- К.. МАУП, 1997.

16. Ткачук В.Г., Хапко В.Е. Медико-социальные основы здоровья. -- К.. МАУП, 1999.

17. Хижняк М.І., Нагарна А.М. Здоров'я людини та екологія. -- К.. Здоров'я, 1995.