Всё о радиации и ионизирующем излучении Определение, нормы, СанПиН. Польза и вред радиоактивного излучения
Ионизирующее излучение (далее - ИИ) - это излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к ионизации атомов и молекул, т.е. это взаимодействие приводит к возбуждению атома и отрыву отдельных электронов (отрицательно заряженных частиц) из атомных оболочек. В результате, лишенный одного или нескольких электронов, атом превращается в положительно заряженный ион - происходит первичная ионизация. К ИИ относят электромагнитное излучение (гамма-излучение) и потоки заряженных и нейтральных частиц - корпускулярное излучение (альфа-излучение, бета-излучение, а также нейтронное излучение).
Альфа-излучение относится к корпускулярным излучениям. Это поток тяжелых положительно заряженных а-частиц (ядер атомов гелия), возникающее в результате распада атомов тяжелых элементов, таких как уран, радий и торий. Поскольку частицы тяжелые, то пробег альфа-частиц в веществе (то есть путь, на котором они производят ионизацию) оказывается очень коротким: сотые доли миллиметра в биологических средах, 2,5—8 см в воздухе. Таким образом, задержать эти частицы способен обычный лист бумаги или внешний омертвевший слой кожи.
Однако вещества, испускающие альфа-частицы, являются долгоживущими. В результате попадания таких веществ внутрь организма с пищей, воздухом или через ранения, они разносятся по телу током крови, депонируются в органах, отвечающих за обмен веществ и защиту организма (например, селезенка или лимфатические узлы), вызывая, таким образом, внутреннее облучение организма. Опасность такого внутреннего облучения организма высока, т.к. эти альфа-частицы создают очень большое число ионов (до нескольких тысяч пар ионов на 1 микрон пути в тканях). Ионизация, в свою очередь, обуславливает ряд особенностей тех химических реакций, которые протекают в веществе, в частности, в живой ткани (образование сильных окислителей, свободного водорода и кислорода и др.).
Бета-излучение (бета-лучи, или поток бета-частиц) также относится к корпускулярному типу излучения. Это поток электронов (β--излучение, или, чаще всего, просто β -излучение) или позитронов (β+-излучение), испускаемых при радиоактивном бета-распаде ядер некоторых атомов. Электроны или позитроны образуются в ядре при превращении нейтрона в протон или протона в нейтрон соответственно.
Электроны значительно меньше альфа-частиц и могут проникать вглубь вещества (тела) на 10-15 сантиметров (ср. с сотыми долями миллиметра у а-частиц). При прохождении через вещество бета-излучение взаимодействует с электронами и ядрами его атомов, расходуя на это свою энергию и замедляя движение вплоть до полной остановки. Благодаря таким свойствам для защиты от бета-излучения достаточно иметь соответствующей толщины экран из органического стекла. На этих же свойствах основано применение бета-излучения в медицине для поверхностной, внутритканевой и внутриполостной лучевой терапии.
Нейтронное излучение - еще один вид корпускулярного типа излучений. Нейтронное излучение представляет собой поток нейтронов (элементарных частиц, не имеющих электрического заряда). Нейтроны не оказывают ионизирующего действия, однако весьма значительный ионизирующий эффект происходит за счет упругого и неупругого рассеяния на ядрах вещества.
Облучаемые нейтронами вещества могут приобретать радиоактивные свойства, то есть получать так называемую наведенную радиоактивность. Нейтронное излучение образуется при работе ускорителей элементарных частиц, в ядерных реакторах, промышленных и лабораторных установках, при ядерных взрывах и т. д. Нейтронное излучение обладает наибольшей проникающей способностью. Лучшими для защиты от нейтронного излучения являются водородсодержащие материалы.
Гамма излучение и рентгеновское излучение относятся к электромагнитным излучениям.
Принципиальная разница между двумя этими видами излучения заключается в механизме их возникновения. Рентгеновское излучение - внеядерного происхождения, гамма излучение - продукт распада ядер.
Рентгеновское излучение, открыто в 1895 году физиком Рентгеном. Это невидимое излучение, способное проникать, хотя и в разной степени, во все вещества. Представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны порядка от - от 10 -12 до 10 -7 . Источник рентгеновских лучей - рентгеновская трубка, некоторые радионуклиды (например, бета-излучатели), ускорители и накопители электронов (синхротронное излучение).
В рентгеновской трубке есть два электрода - катод и анод (отрицательный и положительный электроды соответственно). При нагреве катода происходит электронная эмиссия (явление испускания электронов поверхностью твёрдого тела или жидкости). Электроны, вылетающие из катода, ускоряются электрическим полем и ударяются о поверхность анода, где происходит их резкое торможение, вследствие чего возникает рентгеновское излучение. Как и видимый свет, рентгеновское излучение вызывает почернение фотопленки. Это одно его из свойств, основное для медицины - то, что оно является проникающим излучением и соответственно пациента можно просвечивать с его помощью, а т.к. разные по плотности ткани по-разному поглощают рентгеновское излучение - то мы можем диагностировать на самой ранней стадии многие виды заболеваний внутренних органов.
Гамма излучение имеет внутриядерное происхождение. Оно возникает при распаде радиоактивных ядер, переходе ядер из возбужденного состояния в основное, при взаимодействии быстрых заряженных частиц с веществом, аннигиляции электронно-позитронных пар и т.д.
Высокая проникающая способность гамма-излучения объясняется малой длиной волны. Для ослабления потока гамма-излучения используются вещества, отличающиеся значительным массовым числом (свинец, вольфрам, уран и др.) и всевозможные составы высокой плотности (различные бетоны с наполнителями из металла).
Что такое радиация?
Термин «радиация» происходит от лат. radius — луч, и в самом широком смысле охватывает все виды излучений вообще. Видимый свет и радиоволны – тоже, строго говоря, радиация, но принято подразумевать под радиацией только ионизирующие излучения, то есть те, взаимодействие которых с веществом приводит к образованию в нем ионов.
Различают несколько видов ионизирующих излучений:
— альфа-излучение – представляет собой поток ядер гелия
— бета-излучение – поток электронов или позитронов
— гамма-излучение – электромагнитное излучение с частотой порядка 10^20 Гц.
— рентгеновское излучение – также электромагнитное излучение с частотой порядка 10^18 Гц.
— нейтронное излучение – поток нейтронов.
Что такое альфа-излучение?
Это тяжелые положительно заряженные частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, крепко связанных между собой. В природе альфа-частицы возникают в результате распада атомов тяжелых элементов, таких как уран, радий и торий. В воздухе альфа-излучение проходит не более пяти сантиметров и, как правило, полностью задерживается листом бумаги или внешним омертвевшим слоем кожи. Однако если вещество, испускающее альфа-частицы, попадает внутрь организма с пищей или вдыхаемым воздухом, оно облучает внутренние органы и становится потенциально опасным.
Что такое бета-излучение?
Электроны либо позитроны, которые значительно меньше альфа-частиц и могут проникать вглубь тела на несколько сантиметров. От него можно защититься тонким листом металла, оконным стеклом и даже обычной одеждой. Попадая на незащищенные участки тела, бета-излучение оказывает воздействие, как правило, на верхние слои кожи. Если вещество, испускающие бета-частицы, попадет в организм, оно будет облучать внутренние ткани.
Что такое нейтронное излучение?
Поток нейтронов, нейтрально заряженных частиц. Нейтронное излучение образуется в процессе деления атомного ядра и обладает высокой проникающей способностью. Нейтроны можно остановить толстым бетонным, водяным или парафиновым барьером. К счастью, в мирной жизни нигде, кроме как непосредственно вблизи ядерных реакторов, нейтронное излучение практически не существует.
Что такое гамма-излучение?
Электромагнитная волна, несущая энергию. В воздухе оно может проходить большие расстояния, постепенно теряя энергию в результате столкновений с атомами среды. Интенсивное гамма-излучение, если от него не защититься, может повредить не только кожу, но и внутренние ткани.
А какой вид излучения используется при рентгеноскопии?
Рентгеновское излучение — электромагнитное излучение с частотой порядка 10^18 Гц.
Возникает при взаимодействии электронов, движущихся с большими скоростями, с веществом. Когда электроны соударяются с атомами какого-либо вещества, они быстро теряют свою кинетическую энергию. При этом большая ее часть переходит в тепло, а небольшая доля, обычно менее 1%, преобразуется в энергию рентгеновского излучения.
В отношении рентгеновского и гамма-излучения часто употребляют определения «жёсткое» и «мягкое». Это относительная характеристика его энергии и связанной с ней проникающей способности излучения: «жёсткое» — большие энергия и проникающая способность, «мягкое» -меньшие. Рентгеновское излучение — мягкое, гамма-излучение — жесткое.
Существует ли место без радиации вообще?
Практически нет. Радиация — древний фактор окружающей среды. Существует множество естественных источников излучения: это природные радионуклиды, содержащиеся в земной коре, строительных материалах, воздухе, пище и воде, а также космические лучи. В среднем они определяют более чем 80% годовой эффективной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.
Что такое радиоактивность?
Радиоактивность – свойство атомов какого-либо элемента самопроизвольно превращаться в атомы других элементов. Этот процесс сопровождается ионизирующим излучением, т.е. радиацией.
В чем измеряется радиация?
С учетом того, что «радиация» сама по себе измеримой величиной не является, существуют различные единицы для измерения различных видов излучений, а также загрязнения.
Отдельно используются понятия поглощенной, экспозиционной, эквивалентной и эффективной дозы, а также понятие мощности эквивалентной дозы и фона.
Кроме того, для каждого радионуклида (радиоактивного изотопа элемента) измеряется активность радионуклида, удельная активность радионуклида и период полураспада.
Что такое поглощенная доза и в чем она измеряется?
Доза, поглощённая доза (от греческого — доля, порция) – определяет величину энергии ионизирующего излучения, поглощённую облучаемым веществом. Характеризует физический эффект облучения в любой среде, включая биологическую ткань, и часто рассчитывается на единицу массы этого вещества.
Измеряется в единицах энергии, которая выделяется в веществе (поглощается веществом) при прохождении через него ионизирующего излучения.
Единицы измерения рад, грэй.
Рад (rad – сокращение от radiation absorbed dose) — внесистемная единица поглощённой дозы. Соответствует энергии излучения 100 эрг, поглощённой веществом массой 1 грамм
1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр = 2,388 x 10-6 кал/г
При экспозиционной дозе в 1 рентген поглощённая доза в воздухе будет 0,85 рад (85 эрг/г).
Грэй (Гр.) — единица поглощённой дозы в системе единиц СИ. Соответствует энергии излучения в 1 Дж, поглощённой 1 кг вещества.
1 Гр. = 1 Дж/кг = 104 эрг/г = 100 рад.
Что такое экспозиционная доза и в чем она измеряется?
Экспозиционная доза определяется по ионизации воздуха, то есть по суммарному заряду ионов, образовавшихся в воздухе при прохождении через него ионизирующего излучения.
Единицы измерения рентген, кулон на килограмм.
Рентген (Р) — внесистемная единица экспозиционной дозы. Это такое количество гамма- или рентгеновского излучения, которое в 1 см3 сухого воздуха (имеющего при нормальных условиях вес 0,001293 г) образует 2,082 х 109 пар ионов. При пересчёте на 1 г воздуха это составит 1,610 х 1012 пар ионов или 85 эрг/г сухого воздуха. Таким образом физический энергетический эквивалент рентгена равен 85 эрг/г для воздуха.
1 Кл/кг — единица экспозиционной дозы в системе СИ. Это такое количество гамма- или рентгеновского излучения, которое в 1 кг сухого воздуха образует 6,24 х 1018 пар ионов, которые несут заряд в 1 кулон каждого знака. Физический эквивалент 1 Кл/кг равен 33 Дж/кг (для воздуха).
Соотношения между рентгеном и Кл/кг следующие:
1 Р = 2,58 х 10-4 Кл/кг — точно.
1 Кл/кг = 3,88 х 103 Р — приблизительно.
Что такое эквивалентная доза и в чем она измеряется?
Эквивалентная доза равна поглощенной дозе, рассчитанной для человека с учётом коэффициентов, учитывающих различную способность разных видов излучения повреждать ткани организма.
Например, для рентгеновского, гамма, бета-излучения, этот коэффициент (его называют коэффициент качества излучения) равен 1, а для альфа-излучения – 20. То есть при одной и той же поглощенной дозе альфа-излучение нанесет организму в 20 раз больший вред, чем, например гамма-излучение.
Единицы измерения бэр и зиверт.
Бэр — биологический эквивалент рада (ранее — рентгена). Внесистемная единица измерения эквивалентной дозы. В общем случае:
1 бэр = 1 рад * К = 100 эрг/г * К = 0,01 Гр * К = 0,01 Дж/кг * К = 0,01 Зиверт,
где К – коэффициент качества излучения, см. определение эквивалентной дозы
Для рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов, 1 бэр соответствует поглощённой дозе в 1 рад.
1 бэр = 1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг = 0,01 Зиверт
Учитывая, что при экспозиционной дозе в 1 рентген воздух поглощает примерно 85 эрг/г (физический эквивалент рентгена), а биологическая ткань примерно 94 эрг/г (биологический эквивалент рентгена), можно считать с минимальной погрешностью, что экспозиционная доза в 1 рентген для биологической ткани соответствует поглощённой дозе в 1 рад и эквивалентной дозе в 1 бэр (для рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов), то есть, грубо говоря — 1 рентген, 1 рад и 1 бэр — это одно и то же.
Зиверт (Зв) — единица эквивалентной и эффективной эквивалентной доз в системе СИ. 1 Зв равен эквивалентной дозе, при которой произведение величины поглощённой дозы в Грэях (в биологической ткани) на коэффициент К будет равно 1 Дж/кг. Иными словами, это такая поглощённая доза, при которой в 1 кг вещества выделяется энергия в 1 Дж.
В общем случае:
1 Зв = 1 Гр * К = 1 Дж/кг * К = 100 рад * К = 100 бэр * К
При К=1 (для рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов) 1 Зв соответствует поглощённой дозе в 1 Гр:
1 Зв = 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад = 100 бэр.
Эффективная эквивалентная доза равно эквивалентной дозе, рассчитанной с учётом разной чувствительности различных органов организма к облучению. Эффективная доза учитывает не только, что различные виды излучений обладают разной биологической эффективностью, но и то, что одни части тела человека (органы, ткани) более чувствительны к излучению, чем другие. Например, при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака легких более вероятно, чем рака щитовидной железы. Таким образом, эффективная доза отражает суммарный эффект облучения человека с точки зрения отдаленных последствий.
Для расчета эффективной дозы эквивалентную дозу, полученную конкретным органом, тканью, умножают на соответствующий коэффициент.
Для всего организма этот коэффициент равен 1, а для некоторых органов имеет следующие значения:
костный мозг (красный) — 0,12
щитовидная железа — 0,05
лёгкие, желудок, толстый кишечник — 0,12
гонады (яичники, семенники) — 0,20
кожа — 0,01
Для оценки полной эффективной эквивалентной дозы, полученной человеком, рассчитывают и суммируют указанные дозы для всех органов.
Единица измерения та же, что и у эквивалентной дозы – «бэр», «зиверт»
Что такое мощность эквивалентной дозы, и в чем она измеряется?
Доза, полученная в единицу времени, называется мощностью дозы. Чем больше мощность дозы, тем быстрее растет доза излучения.
Для эквивалентной дозы в СИ единица мощности дозы – зиверт в секунду (Зв/с), внесистемная единица – бэр в секунду (бэр/с). На практике чаще всего используются их производные (мкЗв/час, мбэр/час и т.д.)
Что такое фон, естественный фон, и в чем они измеряется?
Фон – другое название для мощности экспозиционной дозы ионизирующего излучения в данном месте.
Естественный фон — мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения в данном месте, создаваемая только природными источниками излучения.
Единицы измерения, соответственно – бэр и зиверт.
Часто фон и естественный фон измеряют в рентгенах (микрорентгенах и т.д.), примерно приравнивая рентген и бэр (см. вопрос об эквивалентной дозе).
Что такое активность радионуклида и в чем она измеряется?
Количество радиоактивного вещества измеряется не только единицами массы (грамм, миллиграмм и т.д.), но и активностью, которая равняются числу ядерных превращений (распадов) в единицу времени. Чем больше ядерных превращений испытывают атомы данного вещества в секунду, тем выше его активность и тем большую опасность оно может представлять для человека.
Единицей активности в СИ является распад в секунду (расп/с). Эта единица получила название беккерель (Бк). 1 Бк равняется 1 расп/с.
Наиболее употребительной внесистемной единицей активности является кюри (Ки). 1 Ки равняется 3,7* 10 в 10 Бк, что соответствует активности 1 г радия.
Что такое удельная поверхностная активность радионуклида?
Это активность радионуклида, отнесенная к единице площади. Обычно используется для характеристики радиоактивного загрязнения территории (плотности радиоактивного загрязнения).
Единицы измерения — Бк/м2, Бк/км2, Ки/м2, Ки/км2.
Что такое период полураспада и в чем он измеряется?
Период полураспада (T1/2, также обозначается греческой буквой «лямбда», half-life)- время, в течение которого половина радиоактивных атомов распадается и их количество уменьшается в 2 раза. Величина строго постоянная для каждого радионуклида. Периоды полураспада у всех радионуклидов разные — от долей секунды (короткоживущие радионуклиды) до миллиардов лет (долгоживущие).
Это не значит, что через время равное двум T1/2 радионуклид распадется полностью. Через T1/2 радионуклида станет вдвое меньше, через 2*T1/2 – вчетверо и т.д. Полностью радионуклид не распадется теоретически никогда.
Пределы и нормы облучения
(как и где можно облучиться и что мне за это будет?)
Правда ли то, что при полетах на самолете можно получить дополнительную дозу излучения?
В общем случае да. Конкретные цифры зависят от высоты полета, типа самолета, погоды и маршрута, примерно можно оценить фон в салоне самолета как 200-400 мкР/Ч.
Опасно ли делать флюорографию или рентгенографию?
Хотя снимок и занимает всего доли секунды, мощность излучения весьма велика и человек получает достаточную дозу облучения. Не зря врач-рентгенолог при снимке прячется за стальную стенку.
Примерные эффективные дозы для облучаемых органов:
флюорография в одной проекции — 1.0 мЗв
ренген легких — 0.4 мЗ
снимок черепа в двух проекциях — 0.22 мЗв
снимок зуба — 0.02мЗв
снимок носа (гайморовы пазухи) — 0.02 мЗв
снимок голени (ног в связи с переломом) — 0.08мЗв
Указанные цифры верны для одного снимка (если особо не отмечено), при исправном рентгеновском аппарате и применении средств защиты. Скажем, при снимке легких вовсе не обязательно облучать голову и все, что ниже пояса. Требуйте просвинцованный фартук и воротник, их должны вам выдать. Полученная при обследовании доза обязательно записывается в личную карточку больного.
Ну и напоследок — любой врач, отправляющий вас на рентген, обязан оценивать риск избыточного облучения по сравнению с тем, насколько помогут ему ваши снимки для более эффективного лечения.
Радиация на промышленных объектах, свалках, заброшенных зданиях?
Источники радиации можно встретить где угодно, даже в жилом здании, напр. когда-то использовались Радиоизотопные извещатели дыма (РИД) в которых использовались изотопы, излучающие Альфа, Бета и Гамма радиацию, всевозможные шкалы приборов, выпущенных до 60-х годов, на которые наносилась краска в составе которой были соли Радия-226, на свалках находили гамма-дефектоскопы, проверочные источники для дозиметров и.т.д.
Методы и приборы контроля.
Какими приборами можно измерить радиацию?
: Основные приборы – радиометр и дозиметр. Существуют комбинированные приборы – дозиметр-радиометр. Самые распространённые это бытовые дозиметры-радиометры: Терра-П, Припять, Сосна, Стора-Ту, Белла и др. Есть военные приборы типа ДП-5, ДП-2,ДП-3 и др.
А чем отличается радиометр от дозиметра?
Радиометр показывает мощность дозы излучения здесь теперь и сейчас. Но для оценки влияния радиации на организм важна не мощность, а именно полученная доза.
Дозиметр — это прибор, который, измеряя мощность дозы излучения, перемножает её на время воздействия радиации, подсчитывая тем самым полученную владельцем эквивалентную дозу. Бытовые дозиметры измеряют, как правило, только мощность дозы гамма-излучения (некоторые еще и бета-излучения), весовой множитель которых (коэффициент качества излучения) равны 1.
Поэтому даже при отсутствии в приборе функции дозиметра можно мощность дозы, измеренную в Р/ч поделить на 100 и умножить на время облучения, получив таким образом искомое значение дозы в Зивертах. Либо, что то же самое, умножив измеренную мощность дозы на время облучения, получим эквивалентную дозу в бэрах.
Простая аналогия — спидометр в машине показывает мгновенную скорость «радиометр» а счетчик километров интегрирует эту скорость по времени, показывая пройденный машиной путь («дозиметр»).
Дезактивация.
Способы дезактивации техники
Радиоактивная пыль на зараженной технике удерживается силами притяжения (адгезии); величина этих сил зависит от свойств поверхности и среды, в которой происходит притяжение. Силы адгезии в воздухе значительно больше, чем в жидкости. В случае заражения техники, покрытой маслянистыми загрязнениями, адгезия радиоактивной пыли определяется прочностью прилипания самого маслянистого слоя.
При дезактивации происходит два процесса:
· отрыв частиц радиоактивной пыли от зараженной поверхности;
· удаление их с поверхности объекта.
Исходя из этого, способы дезактивации основаны либо на механическом удалении радиоактивной пыли (сметание, сдувание, пылеотсасывание), либо на использовании физико-химических моющих процессов (смывание радиоактивной пыли растворами моющих средств).
Ввиду того, что частичная дезактивация отличается от полной только тщательностью и полнотой обработки, то и способы частичной и полной дезактивации практически одинаковы и зависят только от наличия технических средств дезактивации и дезактивирующих растворов.
Все способы дезактивации можно разделить на две группы: жидкостные и безжидкостные. Промежуточным между ними является газокапельный способ дезактивации.
К жидкостным способам относятся:
· смывание РВ дезактивирующими растворами, водой и растворителями (бензином, керосином, дизтопливом и т.п.) с использованием щеток или ветоши;
· смывание РВ струёй воды под давлением.
При обработке техники этими способами отрыв частиц РВ от поверхности происходит в жидкой среде, когда силы адгезии ослаблены. Транспортировка оторванных частиц при их удалении также обеспечивается жидкостью, стекающей с объекта.
Поскольку скорость движения слоя жидкости, непосредственно примыкающего к твердой поверхности, очень мала, то мала и скорость перемещения пылинок, особенно очень мелких, полностью утопленных в тонком пограничном слое жидкости. Поэтому для достижения достаточной полноты дезактивации приходится одновременно с подачей жидкости протирать поверхность щеткой, или ветошью, использовать растворы моющих средств, облегчающих отрыв радиоактивных загрязнений и удержание их в растворе, или же применять мощную струю воды с большим давлением и расходом жидкости на единицу поверхности.
Жидкостные способы обработки высокоэффективны и универсальны, практически все существующие табельные технические средства дезактивации рассчитаны на жидкостные способы обработки. Самым эффективным из них является способ смывания РВ дезактивирующими растворами с использованием щеток (позволяет снижать зараженность объекта в 50 — 80 раз), а самым быстрым по выполнению — способ смывания РВ струёй воды. Способ смывания РВ дезактивирующими растворами, водой и растворителями с использованием ветоши применяется главным образом для дезактивации внутренних поверхностей кабины автомобиля, различных приборов, чувствительных к большим объёмам воды и дезактивирующих растворов.
Выбор того или иного способа жидкостной обработки зависит от наличия дезактивирующих веществ, емкости водоисточников, технических средств и вида техники, подлежащей дезактивации.
К безжидкостным способам относятся следующие:
· сметание радиоактивной пыли с объекта вениками и другими подсобными материалами;
· удаление радиоактивной пыли методом пылеотсасывания;
· сдувание радиоактивной пыли сжатым воздухом.
При осуществлении этих способов отрыв частиц радиоактивной пыли осуществляется в воздушной среде, когда силы адгезии велики. Существующими способами (пылеотсасывание, струя воздуха от компрессора автомобиля) нельзя создать достаточно мощного потока воздуха. Все эти способы эффективны при удалении сухой радиоактивной пыли с сухих не замасленных и не сильно загрязненных объектов. Табельным техническим средством дезактивации военной техники безжидкостным способом (пылеотсасыванием) в настоящее время является комплект ДК-4, с помощью которого можно обрабатывать технику и жидкостным и безжидкостным способами.
Безжидкостные способы дезактивации позволяют снижать зараженность объектов:
· обметание — в 2 — 4 раза;
· пылеотсасывание — в 5 — 10раз;
· обдувание сжатым воздухом от компрессора автомобиля – в 2-3раза.
Газокапельный способ заключается в обдувании объекта мощным газокапельным потоком.
Источником газового потока служит воздушно-реактивный двигатель, на выходе из сопла в газовый поток вводится вода, которая дробится на мелкие капли.
Сущность способа заключается в том, что на обрабатываемой поверхности образуется пленка жидкости, благодаря чему силы сцепления (адгезии) частиц пыли с поверхностью ослабляются и мощный газовый поток сдувает их с объекта.
Газокапельный способ дезактивации осуществляется с помощью тепловых машин (ТМС-65, УТМ), он позволяет исключить ручной труд при проведении специальной обработки военной техники.
Время дезактивации автомобиля КаМАЗ газокапельным потоком составляет 1 — 2 мин, расход воды — 140л, зараженность снижается в 50 — 100раз.
При дезактивации техники любым из жидкостных или безжидкостных способов необходимо соблюдать следующий порядок обработки:
· объект начинать обрабатывать с верхних частей, постепенно опускаясь вниз;
· последовательно обрабатывать всю поверхность без пропусков;
· каждый участок поверхности обработать 2-3 раза, шероховатые поверхности обработать особенно тщательно с повышенным расходом жидкости;
· при обработке растворами с использованием щёток и ветоши тщательно протирать обрабатываемую поверхность;
· при обработке струёй воды направлять струю под углом 30 — 60° к поверхности, находясь в 3 — 4м от обрабатываемого объекта;
· следить, чтобы брызги и стекающая с обрабатываемого объекта жидкость не попадала на людей, производящих дезактивацию.
Поведение в ситуации потенциальной радиационной опасности.
Если мне сказали, что недалеко взорвалась АЭС, куда бежать?
Никуда не бежать. Во-первых, вас могли обмануть. Во-вторых, в случае действительной опасности лучше всего довериться действиям профессионалов. А для того, чтобы об этих самых действиях узнать, желательно находиться дома, включить радиоприемник или телевизор. В качестве меры предосторожности можно порекомендовать плотно закрыть окна и двери, не выпускать детей и домашних животных на улицу, провести влажную уборку квартиры.
Какие лекарства нужно выпить, чтобы от радиации не было вреда?
При авариях на АЭС в атмосферу выбрасывается большое количество радиоактивного изотопа йода-131, который накапливается в щитовидной железе, что приводит к внутреннему облучению организма и может вызвать рак щитовидной железы. Поэтому в первые дни после загрязнения территории (а лучше до этого загрязнения) необходимо насытить щитовидную железу обычным йодом, тогда организм будет невосприимчив к радиоактивному его изотопу. Пить йод из пузырька исключительно вредно, существуют разнообразные таблетки — обычный йодид калия, йод-актив, йодомарин и т.п., все они представляют собой тот же калий-йод.
Если калий-йода поблизости нет, а территория загрязнена, то в крайнем случае можно капнуть пару капель обычного йода на стакан воды или киселя, и выпить.
Период полураспада йода-131 – чуть более 8 суток. Соответственно, через две недели можно в любом случае о принятии йода внутрь забыть.
Таблица доз радиации.
Основные литературные источники,
II. Что такое радиация?
III. Основные термины и единицы измерения.
IV. Влияние радиации на человеческий организм.
V. Источники радиационного излучения:
1) естественные источники
2) источники, созданные человеком (техногенные)
I. Введение
Радиация играет огромную роль в развитии цивилизации на данном историческом этапе. Благодаря явлению радиоактивности был совершен существенный прорыв в области медицины и в различных отраслях промышленности, включая энергетику. Но одновременно с этим стали всё отчётливее проявляться негативные стороны свойств радиоактивных элементов: выяснилось, что воздействие радиационного излучения на организм может иметь трагические последствия. Подобный факт не мог пройти мимо внимания общественности. И чем больше становилось известно о действии радиации на человеческий организм и окружающую среду, тем противоречивее становились мнения о том, насколько большую роль должна играть радиация в различных сферах человеческой деятельности.
К сожалению, отсутствие достоверной информации вызывает неадекватное восприятие данной проблемы. Газетные истории о шестиногих ягнятах и двухголовых младенцах сеют панику в широких кругах. Проблема радиационного загрязнения стала одной из наиболее актуальных. Поэтому необходимо прояснить обстановку и найти верный подход. Радиоактивность следует рассматривать как неотъемлемую часть нашей жизни, но без знания закономерностей процессов, связанных с радиационным излучением, невозможно реально оценить ситуацию.
Для этого создаются специальные международные организации, занимающиеся проблемами радиации, в их числе существующая с конца 1920-х годов Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ), а также созданный в 1955 году в рамках ООН Научный Комитет по действию атомной радиации (НКДАР). В данной работе автор широко использовал данные, изложенные в брошюре «Радиация. Дозы, эффекты, риск», подготовленные на основе материалов исследований комитета.
II . Что такое радиация?
Радиация существовала всегда. Радиоактивные элементы входили в состав Земли с начала ее существования и продолжают присутствовать до настоящего времени. Однако само явление радиоактивности было открыто всего сто лет назад.
В 1896 году французский ученый Анри Беккерель случайно обнаружил, что после продолжительного соприкосновения с куском минерала, содержащего уран, на фотографических пластинках после проявки появились следы излучения. Позже этим явлением заинтересовались Мария Кюри (автор термина «радиоактивность») и ее муж Пьер Кюри. В 1898 году они обнаружили, что в результате излучения уран превращается в другие элементы, которые молодые ученые назвали полонием и радием. К сожалению люди, профессионально занимающиеся радиацией, подвергали свое здоровье, и даже жизнь опасности из-за частого контакта с радиоактивными веществами. Несмотря на это исследования продолжались, и в результате человечество располагает весьма достоверными сведениями о процессе протекания реакций в радиоактивных массах, в значительной мере обусловленных особенностями строения и свойствами атома.
Известно, что в состав атома входят три типа элементов: отрицательно заряженные электроны движутся по орбитам вокруг ядра – плотно сцепленных положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов. Химические элементы различают по количеству протонов. Одинаковое количество протонов и электронов обуславливает электрическую нейтральность атома. Количество нейтронов может варьироваться, и в зависимости от этого меняется стабильность изотопов.
Большинство нуклидов (ядра всех изотопов химических элементов) нестабильны и постоянно превращаются в другие нуклиды. Цепочка превращений сопровождается излучениями: в упрощенном виде, испускание ядром двух протонов и двух нейтронов (a-частицы) называют альфа-излучением, испускание электрона – бета-излучением, причем оба этих процесса происходят с выделением энергию. Иногда дополнительно происходит выброс чистой энергии, называемый гамма-излучением.
III . Основные термины и единицы измерения.
(терминология НКДАР)
Радиоактивный распад – весь процесс самопроизвольного распада нестабильного нуклида
Радионуклид – нестабильный нуклид, способный к самопроизвольному распаду
Период полураспада изотопа – время, за которое распадается в среднем половина всех радионуклидов данного типа в любом радиоактивном источнике
Радиационная активность образца – число распадов в секунду в данном радиоактивном образце; единица измерения – беккерель (Бк)
«Поглощенная доза* – энергия ионизирующего излучения, поглощенная облучаемым телом (тканями организма), в пересчете на единицу массы
Эквивалентная доза** – поглощенная доза, умноженная на коэффициент, отражающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма
Эффективная эквивалентная доза*** – эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность различных тканей к облучению
Коллективная эффективная эквивалентная доза**** – эффективная эквивалентная доза, полученная группой людей от какого-либо источника радиации
Полная коллективная эффективная эквивалентная доза – коллективная эффективная эквивалентная доза, которую получат поколения людей от какого-либо источника за все время его дальнейшего существования» («Радиация…», с.13)
IV . Влияние радиации на человеческий организм
Воздействие радиации на организм может быть различным, но почти всегда оно негативно. В малых дозах радиационное излучение может стать катализатором процессов, приводящих к раку или генетическим нарушениям, а в больших дозах часто приводит к полной или частичной гибели организма вследствие разрушения клеток тканей.
————————————————————————————–
* грэй (Гр)
** единица измерения в системе СИ – зиверт (Зв)
*** единица измерения в системе СИ – зиверт (Зв)
**** единица измерения в системе СИ – человеко-зиверт (чел-Зв)
Сложность в отслеживании последовательности процессов, вызванных облучением, объясняется тем, что последствия облучения, особенно при небольших дозах, могут проявиться не сразу, и зачастую для развития болезни требуются годы или даже десятилетия. Кроме того, вследствие различной проникающей способности разных видов радиоактивных излучений они оказывают неодинаковое воздействие на организм: альфа-частицы наиболее опасны, однако для альфа-излучения даже лист бумаги является непреодолимой преградой; бета-излучение способно проходить в ткани организма на глубину один-два сантиметра; наиболее безобидное гамма-излучение характеризуется наибольшей проникающей способностью: его может задержать лишь толстая плита из материалов, имеющих высокий коэффициент поглощения, например, из бетона или свинца.
Также различается чувствительность отдельных органов к радиоактивному излучению. Поэтому, чтобы получить наиболее достоверную информацию о степени риска, необходимо учитывать соответствующие коэффициенты чувствительности тканей при расчете эквивалентной дозы облучения:
0,03 – костная ткань
0,03 – щитовидная железа
0,12 – красный костный мозг
0,12 – легкие
0,15 – молочная железа
0,25 – яичники или семенники
0,30 – другие ткани
1,00 – организм в целом.
Вероятность повреждения тканей зависит от суммарной дозы и от величины дозировки, так как благодаря репарационным способностям большинство органов имеют возможность восстановиться после серии мелких доз.
Тем не менее, существуют дозы, при которых летальный исход практически неизбежен. Так, например, дозы порядка 100 Гр приводят к смерти через несколько дней или даже часов вследствие повреждения центральной нервной системы, от кровоизлияния в результате дозы облучения в 10-50 Гр смерть наступает через одну-две недели, а доза в 3-5 Гр грозит обернуться летальным исходом примерно половине облученных. Знания конкретной реакции организма на те или иные дозы необходимы для оценки последствий действия больших доз облучения при авариях ядерных установок и устройств или опасности облучения при длительном нахождении в районах повышенного радиационного излучения, как от естественных источников, так и в случае радиоактивного загрязнения.
Следует более подробно рассмотреть наиболее распространенные и серьезные повреждения, вызванные облучением, а именно рак и генетические нарушения.
В случае рака трудно оценить вероятность заболевания как следствия облучения. Любая, даже самая малая доза, может привести к необратимым последствиям, но это не предопределено. Тем не менее, установлено, что вероятность заболевания возрастает прямо пропорционально дозе облучения.
Среди наиболее распространенных раковых заболеваний, вызванных облучением, выделяются лейкозы. Оценка вероятности летального исхода при лейкозе более надежна, чем аналогичные оценки для других видов раковых заболеваний. Это можно объяснить тем, что лейкозы первыми проявляют себя, вызывая смерть в среднем через 10 лет после момента облучения. За лейкозами «по популярности» следуют: рак молочной железы, рак щитовидной железы и рак легких. Менее чувствительны желудок, печень, кишечник и другие органы и ткани.
Воздействие радиологического излучения резко усиливается другими неблагоприятными экологическими факторами (явление синергизма). Так, смертность от радиации у курильщиков заметно выше.
Что касается генетических последствий радиации, то они проявляются в виде хромосомных аберраций (в том числе изменения числа или структуры хромосом) и генных мутаций. Генные мутации проявляются сразу в первом поколении (доминантные мутации) или только при условии, если у обоих родителей мутантным является один и тот же ген (рецессивные мутации), что является маловероятным.
Изучение генетических последствий облучения еще более затруднено, чем в случае рака. Неизвестно, каковы генетические повреждения при облучении, проявляться они могут на протяжении многих поколений, невозможно отличить их от тех, что вызваны другими причинами.
Приходится оценивать появление наследственных дефектов у человека по результатам экспериментов на животных.
При оценке риска НКДАР использует два подхода: при одном определяют непосредственный эффект данной дозы, при другом – дозу, при которой удваивается частота появления потомков с той или иной аномалией по сравнению с нормальными радиационными условиями.
Так, при первом подходе установлено, что доза в 1 Гр, полученная при низком радиационном фоне особями мужского пола (для женщин оценки менее определенны), вызывает появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к серьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллион живых новорожденных.
При втором подходе получены следующие результаты: хроническое облучение при мощности дозы в 1 Гр на одно поколение приведет к появлению около 2000 серьезных генетических заболеваний на каждый миллион живых новорожденных среди детей тех, кто подвергся такому облучению.
Оценки эти ненадежны, но необходимы. Генетические последствия облучения выражаются такими количественными параметрами, как сокращение продолжительности жизни и периода нетрудоспособности, хотя при этом признается, что эти оценки не более чем первая грубая прикидка. Так, хроническое облучение населения с мощностью дозы в 1 Гр на поколение сокращает период трудоспособности на 50000 лет, а продолжительность жизни – также на 50000 лет на каждый миллион живых новорожденных среди детей первого облученного поколения; при постоянном облучении многих поколений выходят на следующие оценки: соответственно 340000 лет и 286000 лет.
V. Источники радиационного излучения
Теперь, имея представление о воздействии радиационного облучения на живые ткани, необходимо выяснить, в каких ситуациях мы наиболее подвержены этому воздействию.
Существует два способа облучения: если радиоактивные вещества находятся вне организма и облучают его снаружи, то речь идет о внешнем облучении. Другой способ облучения – при попадании радионуклидов внутрь организма с воздухом, пищей и водой – называют внутренним.
Источники радиоактивного излучения весьма разнообразны, но их можно объединить в две большие группы: естественные и искусственные (созданные человеком). Причем основная доля облучения (более 75% годовой эффективной эквивалентной дозы) приходится на естественный фон.
Естественные источники радиации
Естественные радионуклиды делятся на четыре группы: долгоживущие (уран-238, уран-235, торий-232); короткоживущие (радий, радон); долгоживущие одиночные, не образующие семейств (калий-40); радионуклиды, возникающие в результате взаимодействия космических частиц с атомными ядрами вещества Земли (углерод-14).
Разные виды излучения попадают на поверхность Земли либо из космоса, либо поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, причем земные источники ответственны в среднем за 5/6 годовой эффективной эквивалентной доз, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.
Уровни радиационного излучения неодинаковы для различных областей. Так, Северный и Южный полюсы более, чем экваториальная зона, подвержены воздействию космических лучей из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные радиоактивные частицы. Кроме того, чем больше удаление от земной поверхности, тем интенсивнее космическое излучение.
Иными словами, проживая в горных районах и постоянно пользуясь воздушным транспортом, мы подвергаемся дополнительному риску облучения. Люди, живущие выше 2000м над уровнем моря, получают в среднем из-за космических лучей эффективную эквивалентную дозу в несколько раз большую, чем те, кто живет на уровне моря. При подъеме с высоты 4000м (максимальная высота проживания людей) до 12000м (максимальная высота полета пассажирского авиатранспорта) уровень облучения возрастает в 25 раз. Примерная доза за рейс Нью-Йорк – Париж по данным НКДАР ООН в 1985 году составляла 50 микрозивертов за 7,5 часов полета.
Всего за счет использование воздушного транспорта население Земли получало в год эффективную эквивалентную дозу около 2000 чел-Зв.
Уровни земной радиации также распределяются неравномерно по поверхности Земли и зависят от состава и концентрации радиоактивных веществ в земной коре. Так называемые аномальные радиационные поля природного происхождения образуются в случае обогащения некоторых типов горных пород ураном, торием, на месторождениях радиоактивных элементов в различных породах, при современном привносе урана, радия, радона в поверхностные и подземные воды, геологическую среду.
По данным исследований, проведенных во Франции, Германии, Италии, Японии и США, около 95% населения этих стран проживает в районах, где мощность дозы облучения колеблется в среднем от 0,3 до 0,6 миллизиверта в год. Эти данные можно принять за средние по миру, поскольку природные условия в вышеперечисленных странах различны.
Есть, однако, несколько «горячих точек», где уровень радиации намного выше. К ним относятся несколько районов в Бразилии: окрестности города Посус-ди-Калдас и пляжи близ Гуарапари, города с населением 12000 человек, куда ежегодно приезжают отдыхать примерно 30000 курортников, где уровень радиации достигает 250 и 175 миллизивертов в год соответственно. Это превышает средние показатели в 500-800 раз. Здесь, а также в другой части света, на юго-западном побережье Индии, подобное явление обусловлено повышенным содержанием тория в песках. Вышеперечисленные территории в Бразилии и Индии являются наиболее изученными в данном аспекте, но существует множество других мест с высоким уровнем радиации, например во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре.
По территории России зоны повышенной радиоактивности также распределены неравномерно и известны как в европейской части страны, так и в Зауралье, на Полярном Урале, в Западной Сибири, Прибайкалье, на Дальнем Востоке, Камчатке, Северо-востоке.
Среди естественных радионуклидов наибольший вклад (более 50%) в суммарную дозу облучения несет радон и его дочерние продукты распада (в т.ч. радий). Опасность радона заключается в его широком распространении, высокой проникающей способности и миграционной подвижности (активности), распаде с образованием радия и других высокоактивных радионуклидов. Период полураспада радона сравнительно невелик и составляет 3,823 суток. Радон трудно идентифицировать без использования специальных приборов, так как он не имеет цвета или запаха.
Одним из важнейших аспектов радоновой проблемы является внутреннее облучение радоном: образующиеся при его распаде продукты в виде мельчайших частиц проникают в органы дыхания, и их существование в организме сопровождается альфа-излучением. И в России, и на западе радоновой проблеме уделяется много внимания, так как в результате проведенных исследований выяснилось, что в большинстве случаев содержание радона в воздухе в помещениях и в водопроводной воде превышает ПДК. Так, наибольшая концентрация радона и продуктов его распада, зафиксированная в нашей стране, соответствует дозе облучения 3000-4000 бэр в год, что превышает ПДК на два-три порядка. Полученная в последние десятилетия информация показывает, что в Российской федерации радон широко распространен также в приземном слое атмосферы, подпочвенном воздухе и подземных водах.
В России проблема радона еще слабо изучена, но достоверно известно, что в некоторых регионах его концентрация особенно высока. К их числу относятся так называемое радоновое «пятно», охватывающее Онежское, Ладожское озера и Финский залив, широкая зона, простирающаяся от Среднего Урала к западу, южная часть Западного Приуралья, Полярный Урал, Енисейский кряж, Западное Прибайкалье, Амурская область, север Хабаровского края, Полуостров Чукотка («Экология,…», 263).
Источники радиации, созданные человеком (техногенные)
Искусственные источники радиационного облучения существенно отличаются от естественных не только происхождением. Во-первых, сильно различаются индивидуальные дозы, полученные разными людьми от искусственных радионуклидов. В большинстве случаев эти дозы невелики, но иногда облучение за счет техногенных источников гораздо более интенсивно, чем за счет естественных. Во-вторых, для техногенных источников упомянутая вариабельность выражена гораздо сильнее, чем для естественных. Наконец, загрязнение от искусственных источников радиационного излучения (кроме радиоактивных осадков в результате ядерных взрывов) легче контролировать, чем природно обусловленное загрязнение.
Энергия атома используется человеком в различных целях: в медицине, для производства энергии и обнаружения пожаров, для изготовления светящихся циферблатов часов, для поиска полезных ископаемых и, наконец, для создания атомного оружия.
Основной вклад в загрязнение от искусственных источников вносят различные медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Основной прибор, без которого не может обойтись ни одна крупная клиника – рентгеновский аппарат, но существует множество других методов диагностики и лечения, связанных с использованием радиоизотопов.
Неизвестно точное количество людей, подвергающихся подобным обследованиям и лечению, и дозы, получаемые ими, но можно утверждать, что для многих стран использование явления радиоактивности в медицине остается чуть ли не единственным техногенным источником облучения.
В принципе облучение в медицине не столь опасно, если им не злоупотреблять. Но, к сожалению, часто к пациенту применяются неоправданно большие дозы. Среди методов, способствующих снижению риска, — уменьшение площади рентгеновского пучка, его фильтрация, убирающая лишнее излучение, правильная экранировка и самое банальное, а именно исправность оборудования и грамотная его эксплуатация.
Из-за отсутствия более полных данных НКДАР ООН был вынужден принять за общую оценку годовой коллективной эффективной эквивалентной дозы, по крайней мере, от рентгенологических обследований в развитых странах на основе данных, представленных в комитет Польшей и Японией к 1985 году, значение 1000 чел-Зв на 1 млн. жителей. Скорее всего, для развивающихся стран эта величина окажется ниже, но индивидуальные дозы могут быть значительнее. Подсчитано также, что коллективная эффективная эквивалентная доза от облучения в медицинских целях в целом (включая использование лучевой терапии для лечения рака) для всего населения Земли равна примерно 1 600 000 чел-Зв в год.
Следующий источник облучения, созданный руками человека – радиоактивные осадки, выпавшие в результате испытания ядерного оружия в атмосфере, и, несмотря на то, что основная часть взрывов была произведена еще в 1950-60е годы, их последствия мы испытываем на себе и сейчас.
В результате взрыва часть радиоактивных веществ выпадает неподалеку от полигона, часть задерживается в тропосфере и затем в течение месяца перемещается ветром на большие расстояния, постепенно оседая на землю, при этом оставаясь примерно на одной и той же широте. Однако большая доля радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу и остается там более продолжительное время, также рассеиваясь по земной поверхности.
Радиоактивные осадки содержат большое количество различных радионуклидов, но из них наибольшую роль играют цирконий-95, цезий-137, стронций-90 и углерод-14, периоды полураспада которых составляют соответственно 64 суток, 30 лет (цезий и стронций) и 5730 лет.
По данным НКДАР, ожидаемая суммарная коллективная эффективная эквивалентная доза от всех ядерных взрывов, произведенных к 1985 году, составляла 30 000 000 чел-Зв. К 1980 году население Земли получило лишь 12% этой дозы, а остальную часть получает до сих пор и будет получать еще миллионы лет.
Один из наиболее обсуждаемых сегодня источников радиационного излучения является атомная энергетика. На самом деле, при нормальной работе ядерных установок ущерб от них незначительный. Дело в том, что процесс производства энергии из ядерного топлива сложен и проходит в несколько стадий.
Ядерный топливный цикл начинается с добычи и обогащения урановой руды, затем производится само ядерное топливо, а после отработки топлива на АЭС иногда возможно вторичное его использование через извлечение из него урана и плутония. Завершающей стадией цикла является, как правило, захоронение радиоактивных отходов.
На каждом этапе происходит выделение в окружающую среду радиоактивных веществ, причем их объем может сильно варьироваться в зависимости от конструкции реактора и других условий. Кроме того, серьезной проблемой является захоронение радиоактивных отходов, которые еще на протяжении тысяч и миллионов лет будут продолжать служить источником загрязнения.
Дозы облучения различаются в зависимости от времени и расстояния. Чем дальше от станции живет человек, тем меньшую дозу он получает.
Из продуктов деятельности АЭС наибольшую опасность представляет тритий. Благодаря своей способности хорошо растворяться в воде и интенсивно испаряться тритий накапливается в использованной в процессе производства энергии воде и затем поступает в водоем-охладитель, а соответственно в близлежащие бессточные водоемы, подземные воды, приземной слой атмосферы. Период его полураспада равен 3,82 суток. Распад его сопровождается альфа-излучением. Повышенные концентрации этого радиоизотопа зафиксированы в природных средах многих АЭС.
До сих пор речь шла о нормальной работе атомных электростанций, но на примере Чернобыльской трагедии мы можем сделать вывод о чрезвычайно большой потенциальной опасности атомной энергетики: при любом минимальном сбое АЭС, особенно крупная, может оказать непоправимое воздействие на всю экосистему Земли.
Масштабы Чернобыльской аварии не могли не вызвать оживленного интереса со стороны общественности. Но мало кто догадывается о количестве мелких неполадок в работе АЭС в разных странах мира.
Так, в статье М.Пронина, подготовленной по материалам отечественной и зарубежной печати в 1992 году, содержатся следующие данные:
«…С 1971 по 1984 гг. На атомных станциях ФРГ произошла 151 авария. В Японии на 37 действующих АЭС с 1981 по 1985 гг. зарегистрировано 390 аварий, 69% которых сопровождались утечкой радиоактивных веществ.… В 1985 г. в США зафиксировано 3 000 неисправностей в системах и 764 временные остановки АЭС…» и т.д.
Кроме того, автор статьи указывает на актуальность, по крайней мере на 1992 год, проблемы намеренного разрушения предприятий ядерного топливного энергетического цикла, что связано с неблагоприятной политической обстановкой в ряде регионов. Остается надеяться на будущую сознательность тех, кто таким образом «копает под себя».
Осталось указать несколько искусственных источников радиационного загрязнения, с которыми каждый из нас сталкивается повседневно.
Это, прежде всего, строительные материалы, отличающиеся повышенной радиоактивностью. Среди таких материалов – некоторые разновидности гранитов, пемзы и бетона, при производстве которого использовались глинозем, фосфогипс и кальциево-силикатный шлак. Известны случаи, когда стройматериалы производились из отходов ядерной энергетики, что противоречит всем нормам. К излучению, исходящему от самой постройки, добавляется естественное излучение земного происхождения. Самый простой и доступный способ хотя бы частично защититься от облучения дома или на работе – чаще проветривать помещение.
Повышенная ураноносность некоторых углей может приводить к значительным выбросам в атмосферу урана и других радионуклидов в результате сжигания топлива на ТЭЦ, в котельных, при работе автотранспорта.
Существует огромное количество общеупотребительных предметов, являющихся источником облучения. Это, прежде всего, часы со светящимся циферблатом, которые дают годовую ожидаемую эффективную эквивалентную дозу, в 4 раза превышающую ту, что обусловлена утечками на АЭС, а именно 2 000 чел-Зв («Радиация…», 55). Равносильную дозу получают работники предприятий атомной промышленности и экипажи авиалайнеров.
При изготовлении таких часов используют радий. Наибольшему риску при этом подвергается, прежде всего, владелец часов.
Радиоактивные изотопы используются также в других светящихся устройствах: указателях входа-выхода, в компасах, телефонных дисках, прицелах, в дросселях флуоресцентных светильников и других электроприборах и т.д.
При производстве детекторов дыма принцип их действия часто основан на использовании альфа-излучения. При изготовлении особо тонких оптических линз применяется торий, а для придания искусственного блеска зубам используют уран.
Очень незначительны дозы облучения от цветных телевизоров и рентгеновских аппаратов для проверки багажа пассажиров в аэропортах.
VI. Заключение
Во вступлении автор указывал на тот факт, что одним из серьезнейших упущений сегодня является отсутствие объективной информации. Тем не менее, уже проделана огромная работа по оценке радиационного загрязнения, и результаты исследований время от времени публикуются как в специальной литературе, так и в прессе. Но для понимания проблемы необходимо располагать не обрывочными данными, а ясно представлять целостную картину.
А она такова.
Мы не имеем права и возможности уничтожить основной источник радиационного излучения, а именно природу, а также не можем и не должны отказываться от тех преимуществ, которые нам дает наше знание законов природы и умение ими воспользоваться. Но необходимо
Список использованной литературы
1. Лисичкин В.А., Шелепин Л.А., Боев Б.В. Закат цивилизации или движение к ноосфере (экология с разных сторон). М.; «ИЦ-Гарант», 1997. 352 с.
2. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде/Пер. с англ. В 3 т. Т.1. М., 1993; Т.2. М., 1994.
3. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир. В 2 т./Пер. с англ. Т. 2. М., 1993.
4. Пронин М. Бойтесь! Химия и жизнь. 1992. №4. С.58.
5. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания. В 4 кн. Кн. 3. Энергетические проблемы человечества/Пер. с англ. М.; Наука, 1995. 296с.
6. Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать?: Учебное пособие/Под ред. проф. В.И. Данилова-Данильяна. М.: Изд-во МНЭПУ, 1997. 332 с.
7. Экология, охрана природы и экологическая безопасность.: Учебное пособие/Под ред. проф. В.И.Данилова-Данильяна. В 2 кн. Кн. 1. — М.: Изд-во МНЭПУ, 1997. – 424 с.
Международный Независимый
Эколого-Политологический Университет
А.А. Игнатьева
РАДИАЦИОННАЯ ОПАСНОСТЬ
И ПРОБЛЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЭС.
Очное отделение экологического факультета
Москва 1997
Радиация ассоциируется у многих с неизбежными болезнями, которые трудно поддаются лечению. И это отчасти, правда. Самое страшное и смертоносное оружие называется ядерным. Поэтому не без оснований считают радиацию одним из самых больших бедствий на земле. Что такое радиация и каковы ее последствия? Рассмотрим эти вопросы в данной статье.
Радиоактивность - это ядра некоторых атомов, которые отличаются неустойчивостью. В результате этого свойства происходит распад ядра, который обусловлен ионизирующим излучением. Это излучение называют радиацией. Она обладает энергией большой мощности. заключается в изменении состава клеток.
Различают несколько видов радиации в зависимости от уровня ее влияния на
Последние два вида - это нейтроны и С этим видом радиационного излучения мы встречаемся в повседневной жизни. Оно самое безопасное для человеческого организма.
Поэтому говоря о том, что такое радиация, нужно учитывать уровень ее излучения и вред наносимый живым организмам.
Радиоактивные частицы имеют огромную энергетическую мощность. Они проникают в организм и сталкиваются с его молекулами и атомами. В результате этого процесса происходит их разрушение. Особенностью организма человека является то, что он в большинстве своем состоит из воды. Поэтому воздействию радиоактивных частиц подвергаются молекулы именно этого вещества. В итоге, возникают очень вредные для организма человека соединения. Они становятся частью всех химических процессов, происходящих в живом организме. Все это приводит к разрушению и уничтожению клеток.
Зная, что такое радиация, нужно также знать, какой вред она наносит организму.
Воздействие радиации на человека делится на три основных категории.
Основной вред наносится генетическому фону. То есть, в результате заражения происходит изменение и уничтожение половых клеток и их структуры. Это отражается на потомстве. Очень много рождается детей с отклонениями и уродствами. В основном это происходит в тех районах, которые подвержены радиационному заражению, то есть находятся рядом с и другими предприятиями такого уровня.
Второй вид заболеваний, возникающих под воздействием радиации, это наследственные заболевания на генетическом уровне, которые появляются через некоторое время.
Третий вид - это иммунные заболевания. Организм под влиянием радиоактивного излучения становится подвержен вирусам и болезням. То есть снижается иммунитет.
Спасением от радиации является расстояние. Допустимый уровень радиации для человека равен 20 микрорентген. В этом случае она не оказывает влияния на организм человека.
Зная, что такое радиация, можно в определенной мере обезопасить себя от ее воздействия.
О существовании невидимых смертоносных лучей сегодня осведомлены даже малые дети. С экранов компьютеров и телевизоров нас пугают страшными последствиями радиации: постапокалипсические фильмы и игры по-прежнему остаются модными. Однако лишь немногие могут дать внятный ответ на вопрос "что такое радиация?". И еще меньше людей осознают, насколько реальна угроза облучения. Причем, не где-то в Чернобыле или Хиросиме, а в своем собственном доме.
Что такое радиация?
На самом деле термин "радиация" не обязательно подразумевает "смертоносные лучи". Тепловая или, к примеру, солнечная радиация не несет практически никакой угрозы жизни и здоровью обитающих на поверхности Земли живых организмов. Из всех известных видов радиации реальную опасность представляет только ионизирующее излучение , которое физики также называют электромагнитным или корпускулярным. Вот оно-то и является той самой "радиацией", об опасности которой говорят с экранов телевизоров.
Ионизирующее гамма- и рентгеновское излучение — та "радиация", о которой говорят с экранов телевизоров
Особенность ионизирующего излучения состоит в том, что, в отличие от других видов излучения, оно обладает исключительно большой энергией и при взаимодействии с веществом вызывает ионизацию его молекул и атомов. Электрически нейтральные до облучения частицы вещества возбуждаются, вследствие чего образуются свободные электроны, а также положительно и отрицательно заряженные ионы.
Наиболее распространены четыре типа ионизирующего излучения: альфа, бета, гамма и рентгеновское (обладает теми же свойствами, что и гамма). Они состоят из разных частиц, а потому обладают разной энергией и, соответственно, разной проникающей способностью. Самое "слабое" в этом смысле альфа-излучение, которое представляет собой поток положительно заряженных альфа-частиц, неспособный "просочиться" даже через обычный лист бумаги (или кожу человека). Бета-излучение, состоящее из электронов, проникает сквозь кожу уже на 1-2 см, но и от него вполне реально защититься. А вот от гамма-радиации практически нет спасения: задержать высокоэнергичные фотоны (или гамма-кванты) может, разве что, толстая свинцовая или железобетонная стена. Впрочем, то, что альфа и бета-частицы легко остановить даже незначительной преградой вроде бумаги, вовсе не означает, что они никак не попадут в организм. Органы дыхания, микротравмы на коже и слизистых оболочках — "открытые ворота" для радиации с низкой проникающей способностью.
Единицы измерения и норма радиации
Основной мерой воздействия радиации принято считать экспозиционную дозу. Она измеряется в Р (рентгенах) или производных (мР, мкР) и представляет собой общее количество энергии, которое источник ионизирующего излучения успел передать предмету или организму в процессе облучения. Так как разные виды радиации обладают разной степенью опасности при одном и том же количестве переданной энергии, принято рассчитывать еще один показатель — эквивалентную дозу. Она измеряется в Б (бэрах), Зв (зивертах) или их производных и рассчитывается, как произведение экспозиционной дозы на коэффициент, характеризующий качество излучения (для бета и гамма-излучения коэффициент качества равен 1, для альфа — 20). Для оценки силы самого ионизирующего излучения используют другие показатели: мощность экспозиционной и эквивалентной дозы (измеряется в Р/сек или производных: мР/сек, мкР/час, мР/час), а также плотность потока (измеряется в (см 2 ·мин) -1) для альфа и бета-излучения.
Сегодня принято считать, что ионизирующее излучение с мощностью дозы ниже 30 мкР/час абсолютно безопасно для здоровья. Но все относительно… Как показали последние исследования, разные люди обладают разной устойчивостью к воздействию ионизирующего излучения. Примерно 20% обладают повышенной чувствительностью, столько же — пониженной. Последствия облучения малыми дозами обычно проявляются спустя годы или не проявляются вовсе, сказываясь только на потомках пораженного радиацией человека. Так что, безопасность малых доз (незначительно превышающих норму) до сих пор остается одним из самых обсуждаемых вопросов.
Радиация и человек
Итак, в чем же состоит влияние радиации на здоровье человека и других живых существ? Как уже было отмечено, ионизирующее излучение различными путями проникает в организм и вызывает ионизацию (возбуждение) атомов и молекул. Далее, под воздействием ионизации в клетках живого организма образуются свободные радикалы, которые нарушают целостность белков, ДНК, РНК и др. сложных биологических соединений. Что в свою очередь приводит к массовой гибели клеток, канцеро- и мутагенезу.
Другими словами, влияние радиации на организм человека разрушительно. При сильном облучении негативные последствия проявляются практически сразу: высокие дозы вызывают лучевую болезнь разных степеней тяжести, ожоги, слепоту, возникновение злокачественных новообразований. Но не менее опасны и малые дозы, до недавних пор считавшиеся "безвредными" (сегодня к такому выводу приходит все большее число исследователей). Отличие состоит лишь в том, что последствия радиации сказываются не сразу, а по прошествии нескольких лет, иногда десятилетий. Лейкозы, раковые опухоли, мутации, уродства, нарушения ЖКТ, системы кровообращения, психического и умственного развития, шизофрения — вот далеко не полный список заболеваний, которые способны вызвать малые дозы ионизирующего излучения.
Даже небольшое облучение приводит к катастрофическим последствиям. Но особенно опасна радиация для маленьких детей и пожилых людей. Так, по данным специалистов нашего сайта www.сайт, вероятность возникновения лейкемии при облучении малыми дозами увеличивается в 2 раза для детей младше 10 лет и в 4 раза для младенцев, находившихся на момент облучения в утробе матери. Радиация и здоровье в буквальном смысле слова не совместимы!
Защита от радиации
Характерная особенность радиации состоит в том, что она не "растворяется" в окружающей среде, подобно вредным химическим соединениям. Даже после устранения источника излучения, фон долгое время остается повышенным. Поэтому ясного и однозначного ответа на вопрос "как бороться с радиацией?" не существует до сих пор. Понятно, что на случай ядерной войны (к примеру) придуманы специальные средства защиты от радиации: спецкостюмы, бункеры и пр. Но это для "чрезвычайных ситуаций". А как быть с малыми дозами, которые до сих пор многие считают "практически безопасными"?
Известно, "спасение утопающих — дело рук самих утопающих". Пока исследователи решают, какую дозу следует признать опасной, а какую — нет, лучше самому купить прибор, измеряющий радиацию и за версту обходить территории и предметы, даже если они "фонят" совсем немного (заодно решится вопрос "как распознать радиацию?", ведь с дозиметром в руках Вы всегда будете в курсе окружающего фона). Тем более что в современном городе радиацию можно встретить в любых, даже самых неожиданных местах.
И напоследок пара слов о том, как вывести радиацию из организма. Чтобы максимально ускорить очищение, врачи рекомендуют:
1. Физические нагрузки, баня и сауна — ускоряют обмен веществ, стимулируют кровообращение и, следовательно, способствуют выведению любых вредных веществ из организма естественным путем.
2. Здоровое питание — особенное внимание следует уделить овощам и фруктам, богатым антиоксидантами (именно такую диету прописывают онкологическим больным после химиотерапии). Целые "залежи" антиоксидантов содержатся в чернике, клюкве, винограде, рябине, смородине, свекле, гранатах и других кислых и кисло-сладких плодах красных оттенков.
