Характер воздействия ионизирующего излучения

В целях сокращения поступления 90Sr и некоторых других радионуклидов в организм человека и животных необходимо снижать интенсивность  их вовлечения в биологический круговорот через растения. Поскольку 90Sr концентрируется, как правило, в верхнем слое почвы  толщиной около 5 см (до 70% - 80%), его можно  перевести глубокой вспашкой в нижние слои почвенного слоя, до которых не доходит корневая система растений. На глубине 25-30 см он не будет сильно влиять на жизнь растений. Необходимо отметить также, что применение некоторых агротехнических мероприятий, таких, как внесение в почву органических удобрений и извести снижает поступление в растения 90Sr.

Необходимо также  принять меры, предотвращающие поступление  в организм радиоактивных веществ с продовольствием и водой.

Запасы продовольствия и воды следует хранить в пыле- водонепроницаемых емкостях. Если запасы продовольствия оказались зараженными и возникла необходимость потребления зараженных продуктов, то их необходимо подвергнуть дезактивации. Например, достаточно многие свежие фрукты и овощи обмыть или снять с них кожуру. Плохо дезактивируются продукты, имеющие пористую поверхность, они подлежат уничтожению или отлеживанию. Молоко от коров, находящихся в зоне радиоактивного заражения, в связи с наличием в нем радиоактивного йода, возможно, окажется непригодным для употребления в пищу, так как радиоактивность молока может сохраняться в течении нескольких недель.

При заражении  водоемов радиоактивные вещества могут  поступать в организм человека по биологическим цепочкам вода - водоросли, планктон - рыба - человек или, если водоем служит для питьевого водоснабжения  непосредственно по цепочке вода - человек. На водопроводных станциях питьевая вода, забираемая из подземных  источников, может быть очищена от радиоактивных веществ осаждением коллоидных частиц с последующей  фильтрацией. Питьевая вода, получаемая из подземных скважин либо хранящаяся в герметических емкостях, обычно не подвергается заражению радиоактивными веществами.

Среди мероприятий  по сокращению поступления активных веществ в организм человека важное место отводится использованию  средств защиты органов дыхания. Для этой цели пригодны в первую очередь респираторы различных  типов (Р-2, Р-2д, "Лепесток", "Астра" и другие). При отсутствии респираторов могут быть использованы противогазы  и простейшие средства защиты органов  дыхания, такие, как противопыльная тканевая маска, ватно-марлевая повязка и другие. Применяются эти средства в период выпадения радиоактивных веществ и в течение нескольких последующих суток, когда радиоактивные вещества могут попадать в воздух в результате вторичного пылеобразования, обладая при этом высокой активностью.

Основными положениями, определяющими характер защиты от Y - излучения на загрязненной территории являются:

• Мощность дозы Y - излучения наиболее высока в первое время после выпадения радиоактивных осадков, поэтому защиту от Y - излучения необходимо осуществлять буквально с первого часа, даже с первых минут выпадения радиоактивных осадков. Начало выпадения проявляется резким повышением уровня радиации.
• - Пребывание в любом здании или сооружении снижает дозу Y - облучения, т.к. радиоактивные осадки, загрязнившие местность, пропорциональны коэффициенту ослабленияY - излучения, свойственного строению этого типа.
• - Вследствие того, что мощность дозы Y - излучения снижается быстрее вначале, укрытие человека в сооружениях с определенным коэффициентом ослабления на один и тот же срок не всегда равноценно. В первые сутки после выпадения радиоактивных осадков укрытие избавляет человека от действия излучения в значительно большей дозе, чем во вторые и тем более в последующие сутки.

На основе вышесказанного для защиты от внешнего Y - излучения на загрязненной территории разработана практически важная рекомендация, заключающаяся в том, что первое время после выпадения радиоактивных осадков рационально рекомендовать такой режим радиационной защиты, чтобы при нем коэффициент ослабления Y - излучения укрытиями или средняя суточная защищенность были выше, чем в дальнейшем.  
 
 
 
 
 
 
 

5.4. Расчет защиты и защитные материалы

Работа с радиоактивными веществами должна выполняться в  отдельных специально оборудованных  помещениях. Для работы с газообразными  и летучими веществами используются боксы (шкафы) с вмонтированными  в них резиновыми перчатками или  механическими манипуляторами. Такие  боксы имеют закрытую систему  вентиляции. Работы с открытыми источниками (например, радиоактивными пробами  грунта и т.п.) также проводят в  боксах, либо используют индивидуальные защитные средства, такие как пневмошлемы, противогазы, резиновые перчатки и т.п.

Источники большой  активности, уровни дозы, превышающие  предел дозы, закрывают защитными  экранами. Выбор материала и толщины  защитного экрана зависит от вида излучения, его энергии и активности источника.

Наиболее распространенным методом расчета защиты является метод расчета по необходимой  кратности ослабления. Необходимая  кратность ослабления определяется отношением дозы излучения в рассматриваемой  точке к пределу дозы и показывает во сколько раз необходимо понизить уровень радиации с помощью защитных средств, чтобы обеспечить безопасные условия работы:

На основании  расчетных и экспериментальных  данных созданы таблицы и номограммы для определения толщины защиты от Y - излучения из различных материалов.

Для защиты от g - излучения используют свинец, бетон, железо, воду, вольфрам, объединенный уран и осмий. Защита из бетона (r = 2.3 г/см3) прочна, дешева, но весьма громоздка и тяжела. Свинец (r = 11.34 г/см3) эффективен, но имеет плохие механические свойства. Его используют для изготовления контейнеров (в оболочках из железа) для транспортировки изотопов. Вольфрам (r = 19.3 г/см3) и объединенный уран (r = 18.7 г/см3) используют в особо ответственных приборах для обеспечения минимального веса защиты.

Для защиты от a - излучения достаточен слой воздуха в несколько сантиметров или экран из плексигласа или стекла толщиной в несколько миллиметров.

При работе с b - излучением необходимо предусмотреть защиту непосредственно от b - частиц и защиту от тормозного излучения, возникающего при торможении b - частиц в защитном экране. Тормозное излучение представляет собой кванты энергии, аналогичные Y- квантам.

Поэтому для  защиты от b - частиц используют комбинированные экраны. В таком экране со стороны источника располагают слой из материалов с малой атомной массой (плексиглас, карболит и т.п.), которые дают низкоэнергетическое тормозное излучение. Толщина этого слоя должна соответствовать длине максимального пробега b - частиц в данном материале. За ним следует слой из материала с большой атомной массой, обеспечивающий ослабление наведенного тормозного излучения.

Для защиты от нейтронного  излучения применяют различные  материалы в зависимости от его  энергии. Нейтроны с энергией более 0.5 МэВ хорошо ослабляются в результате процессов неупругого рассеяния  защитой, состоящей из железа. Нейтроны с энергией менее 0.5 МэВ эффективно ослабляются защитой, содержащей водород (вода, парафин), а также материалы, содержащие бериллий, графит. Наиболее эффективные поглотители тепловых нейтронов - кадмий, бор и железо. Процесс захвата тепловых нейтронов  сопровождается испусканием Y - излучения. Для комбинированной защиты от нейтронного и Y - излучения применяют слоевые экраны из тяжелых и легких материалов.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Биологическое действие ионизирующих излучений и способы защиты от них

Различают два вида эффекта воздействия  на организм ионизирующих излучений: соматический и генетический. При соматическом эффекте последствия проявляются непосредственно у облучаемого, при генетическом - у его потомства. Соматические эффекты могут быть ранними или отдалёнными. Ранние возникают в период от нескольких минут до 30-60 суток после облучения. К ним относят покраснение и шелушение кожи, помутнение хрусталика глаза, поражение кроветворной системы, лучевая болезнь, летальный исход. Отдалённые соматические эффекты проявляются через несколько месяцев или лет после облучения в виде стойких изменений кожи, злокачественных новообразований, снижения иммунитета, сокращения продолжительности жизни.

При изучении действия излучения на организм были выявлены следующие особенности:

1. Высокая эффективность поглощённой энергии, даже малые её количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме.
2. Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующих излучений.
3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.
4. Генетический эффект - воздействие на потомство.
5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению.
6. Не каждый организм (человек) в целом одинаково реагирует на облучение.
7. Облучение зависит от частоты воздействия. При одной и той же дозе облучения вредные последствия будут тем меньше, чем более дробно оно получено во времени.

Ионизирующее  излучение может оказывать влияние  на организм как при внешнем (особенно рентгеновское и гамма-излучение), так и при внутреннем (особенно альфа-частицы) облучении. Внутреннее облучение происходит при попадании  внутрь организма через лёгкие, кожу и органы пищеварения источников ионизирующего излучения. Внутреннее облучение более опасно, чем внешнее, так как попавшие внутрь ИИИ подвергают непрерывному облучению ничем не защищённые внутренние органы.

Под действием  ионизирующего излучения вода, являющаяся составной частью организма человека, расщепляется и образуются ионы с разными зарядами. Полученные свободные радикалы и окислители взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая её. Нарушается обмен веществ. Происходят изменения в составе крови - снижается уровень эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов. Поражение органов кроветворения разрушает иммунную систему человека и приводит к инфекционным осложнениям.

Местные поражения характеризуются лучевыми ожогами кожи и слизистых оболочек. При сильных ожогах образуются отёки, пузыри, возможно отмирание тканей (некрозы).

Смертельные поглощённые дозы для отдельных  частей тела следующие:

• голова - 20 Гр;
• нижняя часть живота - 50 Гр;
• грудная клетка -100 Гр;

конечности - 200 Гр.

При облучении  дозами, в 100-1000 раз превышающую смертельную  дозу, человек может погибнуть  во время облучения ("смерть под  лучом").

Биологические нарушения в зависимости от суммарной  поглощённой дозы излучения представлены в (табл. 3.4).

В зависимости  от типа ионизирующего излучения  могут быть разные меры защиты: уменьшение времени облучения, увеличение расстояния до источников ионизирующего излучения, ограждение источников ионизирующего  излучения, герметизация источников ионизирующего  излучения, оборудование и устройство защитных средств, организация дозиметрического контроля, меры гигиены и санитарии.

В России, на основе рекомендаций Международной  комиссии по радиационной защите, применяется  метод защиты населения нормированием. Разработанные нормы радиационной безопасности учитывают три категории облучаемых лиц: 
А - персонал, т.е. лица, постоянно или временно работающие с источниками ионизирующего излучения; 
Б - ограниченная часть населения, т.е. лица, непосредственно не занятые на работе с источниками ионизирующих излучений, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могущие подвергаться воздействию ионизирующих излучений; 
В - всё население.