РЕФЕРАТ

на тему:

"Ионизирующие излучения"

1. Естественные ионизирующие излучение

Основную часть облучения населения земного шара получает от естественных источников излучений. Большинство из них такие, что избежать облучения от них невозможно. В течение всей истории существования Земли разные виды излучения попадают на поверхность Земли из Космоса и поступают от радиоактивных веществ, которые находятся в земной коре.

Радиационный фон, который образуется космическими лучами, дает меньше половины внешнего облучения, которое получает население от естественных источников радиации. Космические лучи преимущественно приходят к нам из глубин Вселенной, но некоторая определенная их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Космические лучи могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмосферой, породжуючи повторное излучение и приводя к образованию разнообразных радионуклидов. Облучение от естественных источников радиации испытывают все жители Земли, однако одни из них получают большие дозы, другие - более малые. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах залегания радиоактивных пород земного шара значительно выше от среднего, а в других местах - соответственно более низкий. Доза облучения зависит также и от образа жизни людей.

По подсчетам научного комитета по действия атомной радиации ООН, средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет приблизительно 350 мк Зв, то есть немного больше средней дозы облучения через радиационный фон, который образуется космическими лучами.

Человек испытывает облучение двумя способами - внешним и внутренним. Если радиоактивные вещества находятся вне организма и облучают его извне, то в этом случае, говорят о внешнем облучении. А если же они находятся в воздухе, которым дышит человек, или в еде или воде и попадают внутрь организму через органы дыхания и кишечно-желудочный тракт, то такое облучение называют внутренним.

Перед тем как попасть к организму человека, радиоактивные вещества проходят сложный маршрут в окружающей среде, и это необходимо учитывать при оценке доз облучения, полученных от того или другого источника.

Внутреннее облучение в среднем составляет 2/3 эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации. Оно поступает от радиоактивных веществ, которые попали в организм с едой, водой или воздухом. Небольшая часть этой дозы приходится на радиоактивные изотопы (типу углерод-14, тритий), которые образуются под воздействием космической радиации. Все другое поступает от источников земного происхождения. В среднем человек получает близко 180мкЗв/рік за счет калию-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивным изотопом калию, который является необходимым для жизнедеятельности человека. Однако значительно больше дозы внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшем количестве от радионуклидов ряда торию-232.

2. Искусственные источники ионизирующих излучений

Искусственными источниками ионизирующих излучений являются ядерные взрывы, ядерные установки для производства энергии, ядерные реакторы, ускорители заряженных частиц, рентгеновские аппараты, приборы аппаратуры средств связи высокого напряжения и тому подобное.

За несколько последних десятилетий человечество создало сотни искусственных радионуклидов и научилось использовать энергию атома как в военных целях - для производства оружия массового поражения, так и в мирных - для производства энергии, в медицине, поиске полезных ископаемых, диагностическом оборудовании и др. Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Индивидуальные дозы, которые получают разные люди от искусственных источников ионизирующих излучений, сильно отличаются. В большинстве случаев эти дозы незначительны, но иногда облучение за счет техногенных источников во многие тысячи раз интенсивнее, чем за счет естественных. Однако следует отметить, что порожденные техногенными источниками излучения обычно легче контролировать, чем облучения, связанные с радиоактивными осадками от ядерных взрывов и аварий на АЭС, равно как и облучения, предопределенные космическими и наземными естественными источниками.

Облучение населения Украины за последние годы за счет искусственных источников радиации, в основном связанное с последствиями аварии на Чернобыльской АЭС, а также эксплуатацией и «мелкими» авариями на других АЭС. Об этом достаточно много и обстоятельно написано в литературе.

Среди техногенных источников ионизирующего облучение на сегодня человек наиболее облучается во время медицинских процедур и лечения, связанного с применением радиоактивности, источников радиации.

Радиация используется в медицине как в диагностических целях, так и для лечения. Одним из самых распространенных медицинских приборов есть рентгеновский аппарат. Также все больше распространяются и новые сложные диагностические методы, которые опираются на использование радиоизотопов. Одним из средств борьбы с раком, как известно, является лучевая терапия. В развитых странах годовая коллективная эффективная эквивалентная доза от рентгеновских исследований составляет приблизительно 1000 Зв на 1 млн. жителей.

3. Единицы измерения радиоактивных излучений

Среди разнообразных видов ионизирующих излучений, как уже отмечалось выше, чрезвычайно важными при изучении вопроса опасности для здоровья и жизни человека есть излучения, которые возникают в результате распада ядер радиоактивных элементов, то есть радиоактивное излучение.

Во избежание путаницы в сроках, стоит помнить, что радиоактивные излучения, невзирая на их огромное значение, являются одним из видов ионизирующих излучений. Радионуклиды образуют излучение в момент превращения одних атомных ядер в другие. Они характеризуются периодом полураспада (от секунд до млн. лет), активностью (числом радиоактивных превращений за единицу времени), которая характеризует их ионизирующую возможность. Активность в международной системе (СВ) измеряется в бекерелях (Бк), а внесистемной единицей является кюри (Кі). Один Кі = 37 х 109Бк. Мера действия ионизирующего излучение в любой среде зависит от энергии излучения и оценивается дозой ионизирующего излучение. Последнее определяется для воздуха, вещества и биологической ткани. Соответственно различают экспозиционная, поглощенная и эквивалентная дозы ионизирующего излучение.

Экспозиционная доза характеризует ионизирующую возможность излучения в воздухе, измеряется в кулонах на И кг (Кл/кг); внесистемная единица - рентген (Р); 1 Кл/кг = 3,88 х 103Р. За экспозиционной дозой можно определить потенциальные возможности ионизирующего излучение.

Поглощенная доза характеризует энергию ионизирующего излучение, що* поглощается единицей массы облученного вещества. Она измеряется в грейте Гр (1 Гр=1 Дж/кг). Применяется и внесистемная единица советов (1 советов = 0,01 Гр= 0,01 Дж/кг).

Доза, которую получает человек, зависит от вида излучения, энергии, плотности потока и длительности влияния. Однако поглощена доза ионизирующего излучение не учитывает того, что влияние на биологический объект одной и той же дозы разных видов излучений неодинаково. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза является мерой биологического влияния излучения на конкретного человека, то есть индивидуальным критерием опасности, предопределенным ионизирующим излучением. За единицу измерения эквивалентной дозы принят зіверт (Зв). Зиверт равняется поглощенной дозе в 1 Дж/кг (для рентгеновского и а, - излучений). Внесистемной единицей служит бэр (биологический эквивалент совет). 1 бэр = 0,01 Зв.

4. Биологическое действие ионизирующих излучений

Под воздействием ионизационного излучения атомы и молекулы живых клеток ионизируются, в результате чего происходят сложные физико-химические процессы, которые влияют на характер последующей жизнедеятельности человека.

Согласно с одними взглядами, ионизация атомов и молекул, что возникает под действием излучения, ведет к расторжению связей в белковых молекулах, что приводит к гибели клеток и поражения всего организма. Согласно с другими представлениями, в формировании биологических последствий ионизирующих излучений играют роль продукты радиолиза воды, которая, как известно, составляет до 70% массы организма человека. При ионизации воды образуются свободные радикалы Н+ и ОН-, а у присутствия кислорода - пер-оксидні соединения, которое является сильными окислителями. Последние вступают в химическое взаимодействие с молекулами белков и ферментов, разрушая их, в результате чего образуются соединения, не свойственные живому организму. Это приводит к нарушению обменных процессов, угнетения ферментных и отдельных функциональных систем, то есть нарушение жизнедеятельности всего организма.

Влияние радиоактивного излучения на организм человека можно представить в очень упрощенном виде таким образом. Допустим, что в организме человека происходит нормальный процесс пищеварения, еда, которая поступает, раскладывается на более простые соединения, которые потом поступают через мембрану внутрь каждой клетки и будут использованы в качестве строительный материал для воссоздания себе подобных, для возмещения энергетических расходов на транспортировку веществ и их переработку. Во время попадания излучения на мембрану сразу же нарушаются молекулярные связки, атомы превращаются в ионы. Сквозь разрушенную мембрану в клетку начинают поступать посторонние (токсичные) вещества, работа ее нарушается. Если доза излучения небольшая, происходит рекомбинация электронов, то есть возвращение их на свои места. Молекулярные связки возобновляются, и клетка продолжает выполнять свои функции. Если же доза облучения высока или очень многократно повторяется, то электроны не успевают рекомбинировать; молекулярные связки не возобновляются; выходит из строя большое количество клеток; работа органов разлаживается; норма^1 ьна жизнедеятельность организма становится невозможной.

Специфичность действия ионизирующего излучение заключается в том, что интенсивность химических реакций, індуційованих свободными радикалами, повышается, и у них втягиваются много сотен и тысячи молекул, не нарушенных облучением. Таким образом, эффект действия ионизирующего излучение предопределенный не количеством поглощенной объектом, который облучается, энергии, а формой, в которой эта энергия передается. Никакой другой вид энергии (тепловая, электрическая и др.), которая поглощается биологическим объектом в том же количестве, не приводит к таким изменениям, которые влечет ионизирующее излучение.

Также необходимо отметить некоторые особенности действия ионизирующего излучение на организм человека:

органы чувств не реагируют на излучение;

малые дозы излучения могут подытоживаться и накапливаться в организме (кумулятивный эффект);

излучение действует не только на данный живой организм, но и на его наследников (генетический эффект);

разные органы организма имеют разную чувствительность к излучению.

Самое сильное влияние испытывают клетки красного костного мозга, щитовидная железа, легкие, внутренние органы, то есть органы, клетки которых имеют высокий уровень деления. При одной и той же дозе излучения у детей поражаются больше клеток, чем у взрослых, потому что у детей все клетки находятся в стадии деления.

Опасность разных радиоактивных элементов для человека определяется возможностью организма их поглощать и накапливать.

Радиоактивные изотопы поступают внутрь организму с пылью, воздухом, едой или водой и поводят себя по-разному: некоторые изотопы распределяются равномерно в организме человека (тритий, углерод, железо, полоній), некоторые накапливаются в костях (радий, фосфор, стронций), другие остаются в мышцах (калий, рубидий, цезий), накапливаются в щитовидной железе (йод), в печенке, почках, селезенке (рутений, полоній, ниобий) и тому подобное.

Эффекты, вызванные действием ионизирующих излучений (радиации), систематизируют за видами повреждений и временами проявления. За видами повреждений их разделяют на три группы: соматические, соматико-стохатичні (случайные, вероятные), генетические. По времени проявлению выделяют две группы - ранние (или острые) и поздние. Ранние поражения бывают только соматические. Это приводит до смерти или лучевой болезни. Поставщиком таких частиц являются в основном изотопы, которые имеют короткую продолжительность жизни, - излучение, потек нейтронов.

Острая форма возникает в результате облучения большими дозами за короткий промежуток времени. При дозах порядка тысяч советов поражения организма может быть мгновенным. Хроническая форма развивается в результате длительного облучения дозами, которые превышают лимиты дозы (ЛД). Более отдаленными последствиями лучевого поражения могут быть * лучевая катаракта * злокачественные опухоли и другое.

Для решения вопросов радиационной безопасности населения прежде всего вызывают интерес эффекты, которые наблюдаются при малых дозах облучения - порядке несколько сантизиверів на час, что реально случаются при практическом использовании атомной энергии. В нормах радиационной безопасности НРБУ-97, введенных в 1998 г., как единице времени используется год или понятие годовой дозы облучения. Это вызвано, как отмечалось раньше, эффектом накопления «малых» доз и их суммарного влияния на организм человека.

Существуют разнообразные нормы радиоактивного заражения: разовые, суммарные, предельно допустимые и другое. Все они описаны в специальных справочниках.

ЛД общего облучения человека считается доза, которая в свете современных знаний не должна вызывать значительных повреждений организма в течение жизни.

ГПД для людей, которые постоянно работают с радиоактивными веществами, составляет 2 бэр на год. При этой дозе не наблюдается соматических поражений, однако достоверно пока неизвестно, каким образом реализуются канцерогенный и генетический эффекты действия. Эту дозу следует рассматривать как верхнюю границу, к которой не стоит приближаться.

5. Радиационная безопасность

Вопрос защиты человека от негативного влияния ионизирующего излучения появились почти одновременно с А открытием рентгеновского излучения и радіо-* активного распада. Это предопределено такими факторами: по-у первое, чрезвычайно быстрым развитием применения открытых излучений в науке и на практике, и, во-вторых, выявлением негативного влияния излучения на организм.

Меры радиационной безопасности используются на предприятиях и, как правило, требуют проведения целого комплекса разнообразишь защитных мероприятий, которые зависят от конкретных условий работы с источниками ионизирующих излучений и, прежде всего, от типа источника излучения.

Закрытыми называются любые источники ионизирующего излучения, уклад которых исключает проникновение радиоактивных веществ в окружающую среду при предусмотренных условиях их эксплуатации и сноса.

Это - установки гаммы разнообразного назначения; нейтронные, бета- и излучатели гаммы; рентгеновские аппараты и ускорители зарядженю частиц. При работе с закрытыми источниками ионизирующего излучение персонал может испытывать только внешнего облучения.

Защитные мероприятия, которые позволяют обеспечить условия радиационной безопасности при применении закрытых источников, основаны на знании законов распространения ионизирующих излучений и характера их взаимодействия с веществом. Главные из них такие:

доза внешнего облучения пропорциональна интенсивности излучения и времени влияния;

интенсивность излучения от точечного источника пропорциональное количеству квантов или частиц, которые возникают в нем за единицу времени и обратно пропорциональная квадрату расстояния;

интенсивность излучения может быть уменьшена с помощью экранов.

Из этих закономерностей выплывают основные принципы обеспечения радиационной безопасности:

1. уменьшение мощности источников до минимальных размеров («защита количеством»);

2. сокращение времени работы с источником («защита временами»);

3. увеличение расстояния от источников к людям («защита расстоянием»);

4. экранирование источников излучения материалами, которые поглощают ионизирующее излучение («защита экраном»).

Наилучшими для защиты от рентгеновского и гамма-излучение является свинцом и ураном. Однако учитывая высокую стоимость свинца и урана, могут применяться экраны из более легких материалов - просвинцьованого стекла, железа, бетона, железобетона и даже воды. В этом случае, естественно, эквивалентная толща экрана значительно увеличивается.

Для защиты от потоков беты целесообразно применять экраны, которые изготовлены из материалов с малым атомным числом. В этом случае выход тормозного излучения небольшой. Обычно как экраны для защиты от бет используют органическое стекло, пластмассу, алюминий.

Открытыми называются такие источники ионизирующего излучения, при использовании которых возможно попадание радиоактивных веществ в окружающую среду.

При этом может происходить не только внешнее, но и дополнительное внутреннее облучение персонала. Это может состояться при поступлении радиоактивных изотопов в окружающую рабочую среду в виде газов, аэрозолей, а также твердых и жидких радиоактивных отходов. Источниками аэрозолей могут быть не только выполняемые производственные операции, но и загрязнены радиоактивными веществами рабочие поверхности, спецодежда и обувь.

Основные принципы защиты:

использование принципов защиты, которые применяются при работе с источниками излучения в закрытом виде;

герметизация производственного оборудования с целью изоляции процессов, которые могут стать источниками поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду;

мероприятия планировочного характера;

применение санитарно-технических средств и оборудование, использование специальных защитных материалов;

использование средств индивидуальной защиты и санитарной обработки персонажу;

соблюдение правом личной гигиены;

очистка от радиоактивных загрязнений поверхностей строительных конструкций, аппаратуры и средств индивидуальной защиты;

использование радиопротекторов (биологическая защита).

Радиоактивное загрязнение спецодежды, средств индивидуальной защиты и кожи персонала не должно превышать допустимых уровней, предусмотренных Нормами радиационной безопасности НРБУ-97.

Рентгенорадиологические процедуры принадлежат к наиболее эффективным методам диагностики заболеваний человека. Это определяет последующий рост применения рентгено- и радиологических процедур или использования их в более широких масштабах. Однако интересы безопасности пациентов обязывают стремиться к максимально возможному снижению уровней облучения, поскольку влияние ионизирующего излучение в любой дозе совмещенный с дополнительным, отличающимся от нуля риском возникновения отдаленных стохастических эффектов. Сделано вид время с целью снижения индивидуальных и коллективных доз облучения населения за счет диагностики широко применяются организационные и технические мероприятия:

* в виде исключения необоснованы (то есть без доведений) исследования;

* изменение структуры исследований в интересах тех, которые дают меньше дозовую нагрузку;

* внедрение новой аппаратуры, оснащенной современной электронной техникой усиленного визуального изображения;

* применение экранов для защиты участков тела, которые подлежат исследованию, и тому подобное.

Эти мероприятия, однако, не вычерпывают проблемы обеспечения максимальной безопасности пациентов и оптимального использования этих диагностических методов. Система обеспечения радиационной безопасности пациентов может быть полной и эффективной, если она будет дополнена гигиеническими регламентами допустимых доз облучения.