Физические основы радиационной безопасности

Мощность дозы Рп выражает дозу, полученную в единицу времени:

Рп=Dп/t,

где t-время облучения. Эту величину измеряют в рад/с или рад/ч:

1рад/с=0.01 Вт/кг.

Для измерения поглощенной дозы g-излучения используют непосредственно измеряемую величину экспозиционной дозы Dэ, которая выражает ту часть энергии потока g-квантов, которая пошла на образование фотоэлектронов, комптоновских электронов и электрон-позитронных пар. Единица измерения в системе СИ-Кл/кг.  Чаще измеряют экспозиционную дозу в рентгенах:

1Р=2.58.10-4 Кл/кг.

Мощность экспозиционной дозы обычно измеряют в мкР/ч.

Можно показать, что, приближенно,  поглощенная биологической тканью доза g-излучения численно равна экспозиционной дозе в воздухе [6]. Для этого необходимо соблюдения в системе “электронного равновесия" - условия, при котором все электроны, образующиеся в результате взаимодействия g-излучения со средой, полностью в ней поглощаются, что, по всей вероятности, и происходит в действительности.

 

 

Радиационно-опасные объекты

 

Радиационно-опасный объект (РОО) – предприятие, на котором при авариях могут произойти массовые радиационные поражения.

Среди техногенных источников ЧС наибольшую опасность по тяжести поражения, масштабам и долговременности действия поражающих факторов представляют радиационные катастрофы. В обычных условиях радиационная обстановка в стране определяется, во-первых, природной радиоактивностью, включая космические излучения; во-вторых, радиоактивным фоном обусловленным проведенными с 1945 по 1989 г. не менее 1820 испытаниями ядерного оружия; в-третьих, наличием территорий, загрязненных радиоактивными веществами вследствие произошедших в предыдущие годы аварий на предприятиях атомной промышленности и энергетики; в-четвертых, эксплуатацией ядерно- и радиационно - опасных объектов.

Количество отработанного ядерного топлива в РФ составляет более 10 000 тонн. Объемы его постоянно растут, а мощности по переработке остаются прежними, в итоге на АЭС отработанного топлива хранится в среднем в 1,5-2 раза больше, чем в активных зонах, а на Белоярской, Билибинской, Ленинградской и Курской АЭС – в 3 раза.

Схожее положение с радиоактивными отходам. Основные источники их образования – добыча, обогащение урановой руды и производство тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), эксплуатация АЭС, регенерация отработавшего топлива, использование радиоизотопов. Общий объем таких отходов достиг 500 млн кубических метров.

Во всем мире стремительно растут энергозатраты. Производство электроэнергии удваивается за 10-15 лет. Мировые запасы нефти и газа могут быть исчерпаны за 50-80 лет. Запасы твердых топлив также не безграничны. После нефтяного кризиса 60-х годов, когда цена на нефть подскочила в 15 раз, начался интенсивный поиск альтернативных источников энергии. Но пока использование энергии ветра, волн и солнца дает неутешительные результаты.

Единственный путь, который может отвести угрозу энергетического кризиса в настоящее время, это использование энергии атомного ядра.

ТЭС, вырабатывая энергию, сжигает уголь, остается шлак и зола. Много золы. Экибастузская ГРЭС-1, например, за один год только в воздух выбрасывает 1 млн. 281 тыс. тонн золы, 177 тыс. тонн сернистого ангидрида, 48 тыс. тонн окислов азота. Леса, луга, вода, почва вокруг оказались загрязненными на площади 5 тыс. квадратных километров.

АЭС в этом отношении чисты: ни золы, ни газов. Да, выработка тепла на АЭС сопровождается выделением опасных радиоактивных веществ, ионизирующих излучений, есть проблемы захоронения отходов топлива. Но станция будет безопасна, если в любом случае, при любой аварии радиоактивность не выйдет за пределы защитных сооружений. Атомная энергия единственно реальная замена ископаемому топливу.

В СССР на начало 1989 г. в эксплуатации находилось 15 станций с 49 работающими ядерными реакторами. В РФ сейчас 9 станций с 29 работающими ядерными реакторами. Они вырабатывают 10-12% электроэнергии, ГЭС- 20%, остальную тепловые станции.

АЭС расположены:

1. Балаковская ( г. Балаково Саратовской  обл.).

2. Белоярская (пос. Заречный Свердловской  обл.).

3. Билибинская (пос. Билибино Магаданской  обл.).

4. Калининская ( г. Удомля Тверской  обл.).

5. Кольская ( г.Полярные зори Мурманской  олбл.).

6. Курская (г. Курчатов Курской обл.).

7. Нововоронежская (г. Нововоронеж  Ворнежской обл.).

8. Смоленская (г. Десногорск Смоленской  обл.).

9. Ленинградская ( г. Сосновый Бор Ленинградской обл.). 

                    

 

 

 

  Радиационная безопасность населения.

 

5 декабря 1995 г. Государственной Думой  принят Федеральный закон «  О радиационной безопасности  населения», который устанавливает  государственное нормирование в сфере обеспечения радиационной безопасности. Статья 9 определяет пределы дозовых нагрузок для населения и персонала, причем более жесткие, чем ранее действующие. Эти нормы введены в действие с 1 января 2000 года.

Устанавливаются следующие основные гигиенические нормативы (допустимые пределы доз) облучения на территории России:

Для населения средняя годовая эффективная доза равна 0.001 зиверта ( 1мЗв) или эффективная доза за период жизни (70 лет) – 0.07 зиверта (70 мЗв);

Для работников РОО средняя годовая эффективная доза равна 0.02 зиверта (20 мЗв) или эффективная доза за период трудовой деятельности (50 лет) – 1 зиверту (1 000 мЗв). Допустимо облучение в годовой эффективной дозе до 0.05 зиверта, но при условии, что она, исчисленная за пять последовательных лет, не превысит 0.02 зиверта.

Регламентируемые значения основных пределов доз облучения не включают в себя дозы, создаваемые естественным и искусственным радиационным фоном, а также дозы, получаемые гражданами при проведении медицинских рентгенорадиологических процедур и лечения.

В случае радиационных аварий допускается облучение, превышающее установленные нормы, в течение определенного промежутка времени и в пределах, определенных для таких чрезвычайных ситуаций.

Примерно до 50% от общего облучения, которое получает человек в повседневной жизни, ему дает радиоактивный радон. Именно поэтому в ст. 15 сказано: «Облучение населения и работников, обусловленное радоном, продуктами его распада, а также другими долгоживущими природными радионуклидами, в жилых и производственных помещениях не должны превышать установленные нормативы».

Поэтому теперь, в целях обеспечения защиты населения, необходимо: тщательно подбирать участки для строительства зданий и сооружений, учитывая уровни выделения радона из почвы; проводить проектирование и строительство так, чтобы не допустить поступление этого газа в помещения вместе с воздухом; контролировать уровень содержания радона в помещениях в процессе их эксплуатации.

Обращено внимание и на медицинские рентгенорадиологические процедуры. Например, по требованию гражданина ему предоставляется полная информация об ожидаемой или получаемой им дозе облучения и о возможных последствиях в результате таких процедур или исследований. Человек имеет право отказаться от них, за исключением профилактических исследований, проводимых для выявления заболеваний, опасных в эпидемиологическом отношении.

Если на ликвидацию Чернобыльской катастрофы люди ехали как в обычную командировку, да еще в массовом количестве, то теперь такой самостоятельности положен конец. С атомом, да еще радиоактивным, шутить нельзя. Поэтому в ст. 21 сказано: «Облучение граждан, привлекающихся к ликвидации последствий радиационных аварий, не должно превышать более чем в 10 раз среднегодовое значение основных гигиенических нормативов облучения для работников». И такое допускается только один раз в жизни при добровольном согласии.

На основании этого закона были разработаны и постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 19 апреля 1996 г. №7 введены в действие новые Нормы радиационной безопасности – НРБ-96. Эти нормы распространяются на следующие виды воздействия ионизирующего излучения на человека:

- облучения персонала и населения  в условиях нормальной эксплуатации  техногенных источников ионизирующего  излучения (ИИИ);

- облучение населения и персонала в условиях радиационной аварии;

- облучение работников промышленных  предприятий и населения всеми  природными ИИИ;

- медицинское облучение населения.

Территории, где эффективная доза превышает 1 мЗв в год, подразделяются на четыре зоны:

- радиационного контроля – от 1 до 5 мЗв ( 100 –500 мбэр);

- ограниченного проживания населения  – от 5 до 20 мЗв (0.5-2 бэр);

- добровольного отселения –от 20 до 50 мЗв (2-5 бэр);

- отселения- более 50 мЗв ( более 5 бэр).

НРБ-96 разработаны с учетом Международных норм безопасности для защиты от ионизирующих излучений, отражают современное состояние и подходы в интересах обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия и радиационной безопасности населения.

 

                              Биологическое воздействие радиации.

Ионизирующее излучение в основном носит вред тем, что под его воздействием происходит разрушение генетического аппарата клеток, что приводит либо к их гибели, либо, что хуже для организма в целом, к трансформации с утраченной дифференцировкой. Такие клетки могут образовать злокачественную опухоль, прорастающую в органы и нарушающие их работу. При получении  определенной дозы облучения возникает так называемая лучевая болезнь [2], которая характеризуется поражением кроветворной системы, поражением слизистой оболочки тонкой кишки, нервной системы.

Степени тяжести лучевой болезни зависят от полученной организмом дозы. Существует острая и хроническая формы лучевой болезни.

Острая лучевая болезнь.

Острая лучевая болезнь развивается при кратковременном облучении всего организма, при получении им дозы от 1 до 100 и более Гр, а 1-3 дня. Летальным исходом, как правило, заканчиваются случаи, в которых организм получил более 10 Гр за 1-3 дня. При получении дозы до 10 Гр развивается острая лучевая болезнь 4-х степеней тяжести.

Острая лучевая болезнь легкой степени тяжести развивается при воздействии излучения в дозе 1-2.5 Гр. Первичная реакция (первые 2-3 дня) - головокружение, тошнота. Латентный период (около 1 месяца) - постепенное снижение первичных признаков. Восстановление полное.

Острая лучевая болезнь средней степени тяжести развивается при воздействии излучения в дозе 2.5-4 Гр. Первичная реакция (первые 1-2 часа) - головокружение, тошнота, рвота. Латентный период (около 25 дней) наличие изменения слизистых оболочек, инфекционных осложнений, возможен летальный исход.

Острая лучевая болезнь тяжелой степени развивается при воздействии излучения в дозе 4-10 Гр. Первичная реакция (первые 30-60 минут) - головная боль, повторная рвота, повышение температуры тела. Латентный период (около 15 дней) - инфекционные поражения, поражения слизистых оболочек, лихорадка. Частота летальных исходов выше, чем при средней степени тяжести.

Острая лучевая болезнь крайне тяжелой степени развивается при воздействии излучения в дозе более 10 Гр. Летальный исход почти неизбежен.

Лечение острой лучевой болезни заключается во введении в организм антибиотиков, с целью предотвратить инфекционные осложнения, введении в организм донорских тромбоцитов, пересадке костного мозга.

Хроническая лучевая болезнь возникает при ежедневном получении дозы в 0.005 Гр. Наблюдается развитие различных заболеваний, связанных с дисфункцией желез внутренней секреции, нарушение АД. Профилактика хронической лучевой болезни заключается в неукоснительном соблюдении принятых норм радиационной безопасности.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Несмотря на ту опасность, которую представляет атомная энергетика, она является той  экологически чистой индустрией, на которую возлагает свои надежды все передовое человечество. Маяки на трассе Северного морского пути и кардиостимуляторы сердца, АЭС и  ледоколы, системы пожарной охраны... вот, лишь далеко не полный список благ, где атомная энергетика успешно себя проявила. А сколько еще ждет впереди атомную энергетику трудно представить.

Не надо бояться радиации, но и не следует ею пренебрегать. В малых дозах она безвредна и легко переносится человеческим организмом, в больших дозах бывает смертельно опасна.

Мы едим, пьем, дышим, – все это сказывается на дозах, которые получаем от естественных источников. Например, хлебобулочные изделия имеют большую радиоактивность, чем молоко, сметана, масло, кефир, овощи и фрукты. Любимый цветной телевизор это источник рентгеновского излучения. Самым распространенным источником облучения являются часы со светящимся циферблатом. Они дают годовую дозу, в 4 раза превышающую ту, которая обусловлена утечками на АЭС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Федеральный закон « О радиационной безопасности населения»

2. Нормы радиационной безопасности (НРБ-76.87) и Основы санитарных правил (ОСП-72/87). М., Энергоатомиздат, 1988г.

3. У.Я.Маргулис. Атомная энергия  и радиационная безопасность. М., Энергоатомиздат, 1988г.

4. Краткая медицинская энциклопедия. В 2-хтомах /Под ред. академика РАМН  В.И.Покровского. М.: НПО “Медицинская  энциклопедия”, “Крон-Пресс” 1994.-Т.I.

5. Б.Льюин. Гены: Пер. с англ.-М.: Мир, 1987.

         6. Радиоактивные  индикаторы в химии. Основы метода: Учебное пособие для ун-тов/Лукьянов  В.Б., Бердоносов С.С., Богатырев И.О. и др.; Под ред. Лукьянова В.Б.-3-е  изд.-М.: Высш. шк.,  1985.