Основные понятия и определения Безопасности жизнедеятельности. Взаимодействие человека с окружающей средой

Современный мир отверг концепцию абсолютной безопасности и пришел к концепции приемлемого (допустимого) риска, суть которой − в стремлении к такой безопасности, которую приемлет общество в данный период времени.

Приемлемый риск включает технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет некоторый компромисс между уровнем безопасности и возможностями ее достижения. Различают индивидуальный и социальный риск.

Индивидуальный риск характеризует опасность определенного  вида для отдельного индивидуума.

Социальный или групповой  − это риск для группы людей. Социальный риск может быть определен как зависимость между частотой событий и числом пораженных при этом людей. Величину риска (R) можно рассчитать по формуле

где п − число несчастных случаев; N − общее количество людей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ионизирующие  излучения и обеспечение радиационной безопасности

XXI век невозможно представить без современного и постоянно совершенствуемого ядерного оружия, разбросанных по всей территории земного шара крупных объектов атомной энергетики и многих сложных промышленных производств, использующих в технологическом процессе различные радиоактивные вещества. Все это предопределило появление, а затем и нарастание интенсивности такого негативного фактора среды обитания, как ионизирующие излучения, представляющие значительную угрозу для жизнедеятельности человека и требующие проведения надежных мер по обеспечению радиационной безопасности работающих и населения.

Среди вопросов, вызывающих интерес и постоянное внимание человечества, является вопрос о действии радиации на человека и окружающую среду. Радиоактивность и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле и в космосе всегда, но стали известны человеку сравнительно недавно.

В 1895 году немецким физиком  Рентгеном были случайно открыты  лучи, названные рентгеновскими в  честь открывателя. Затем в 1896 году французский ученый Беккерель обнаружил засветившиеся фотографические пластинки, после того, как на них некоторое время пролежал кусок минерала (случайно положенный для придавливания), содержащего уран. В 1898 году химик Мария Кюри и ее муж Пьер Кюри обнаружили, что уран после излучения таинственным образом превращается в другие элементы, один из которых они назвали полонием (в память о родине Марии Кюри –Польше), а другой – радием (по латыни это слово означает «испускающий лучи»). Впервые М.Кюри ввела в обиход слово «радиоактивность». Беккерель один из первых столкнулся с самым неприятным свойством радиоактивного излучения − воздействием на ткани живого организма. Он положил пробирку с радием в карман и в результате получил ожог кожи.

Мария Кюри умерла от злокачественного заболевания крови, поскольку слишком часто подвергалась воздействию радиоактивных излучений, 336 человек, работавших с радиоактивными материалами в то время, умерли в результате облучения. Несмотря на это, ученые направили все усилия на разгадку одной из самых волнующих загадок всех времен, стремясь проникнуть в самые сокровенные тайны материи − строение атома. К сожалению, результатам их поисков суждено было воплотиться в атомную бомбу в 1945 году. Практическим воплощением их поисков в мирных целях явилось создание атомной электростанции в 1954 г. в Обнинске, в 1956 г. в Англии, в 1957 г. – в США, в 1958 – во Франции. Общий радиационный фон, в котором постоянно существует человек, складывается из естественного и техногенного радиационных фонов.

Естественный фон создается:

-  космическими излучениями;

-  земной радиацией, т.е. природными радиоактивными веществами,

содержащимися в земле, воздухе и биосфере.

Техногенный фон обуславливается:

-  работой атомных реакторов;

-  работой урановых рудников, урановой промышленности;

-  использованием радиоизотопов в народном хозяйстве;

-  местами переработки и захоронения радиоактивных отходов.

Космические лучи приходят на землю в основном из глубин Вселенной, некоторая часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Одни участки земной поверхности более подвержены их воздействию, чем другие. Северный и южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области, из-за наличия у земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы, из которых в основном состоят космические лучи. Существенно так же то, что степень облучения растет с высотой, поскольку при этом уменьшается слой воздуха, играющего роль защитного экрана.

Земная радиация Уровни земной радиации неодинаковы для  разных мест земного шара и зависят  от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. В Бразилии недалеко от Сан-Пауло есть место, где уровень радиации в 800 раз превосходит средний. Известны и другие места на земном шаре с высоким уровнем радиации, например, во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре, Иране. Наиболее весомым из всех естественных источников земной радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раз тяжелее воздуха) радон.

Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для разных точек земного шара. Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. Поступая внутрь помещения, путем просачивания через фундамент и пол из грунта или реже высвобождаясь из материалов, использованных в конструкции дома, радон накапливается в нем. В результате в помещении могут возникать довольно высокие уровни радиации. Герметизация помещений с целью утепления только усугубляет дело, поскольку при этом еще более затрудняется выход радиоактивного газа из помещения. Концентрация радона в верхних этажах многоэтажных домов, как правило, ниже, чем на первом этаже. Кроме того, источником поступления радона в жилые помещения являются вода и природный газ. Вода из некоторых источников, особенно из глубоких колодцев или артезианских скважин, содержит очень много радона.

Техногенный радиационный фон и радиоактивное загрязнение окружающей среды может обуславливаться работой атомных реакторов АЭС и НИИ, урановых рудников и урановой промышленностью, неправильным содержанием мест переработки и хранения радиоактивных отходов, использованием радиоизотопов в народном хозяйстве и последствиями ядерных взрывов (в том числе и при испытаниях ядерного оружия, несмотря на то, что в настоящее время запрещены испытания ядерного оружия в атмосфере, космосе и под водой), а также в связи с использованием радиоактивных источников в космических исследованиях и астронавтике. Наибольшее загрязнение окружающей среды создает сеть изотопных лабораторий, использующих радионуклиды для научных и производственных целей.

Радиоактивные нуклиды  в качестве закрытых источников ионизирующих излучений широко используют в промышленности, медицине, сельском хозяйстве.

Радиоактивное излучение  от этих источников может создавать опасность в окружающей среде только в результате их неудовлетворительного хранения.

Радиационно-опасные объекты (РОО) – это объекты народного хозяйства, при авариях и разрушениях которых могут произойти массовые радиационные поражения людей, животных и растений, и загрязнение окружающей среды.

К РОО относятся:

-  атомные станции (атомные электрические станции, атомные станции теплоснабжения, атомные энерготехнологические станции);

-  урановые рудники;

-  предприятия по переработке урановой руды и изготовлению ядерного топлива;

-  предприятия по переработке отработанного ядерного топлива и захоронению радиоактивных отходов;

- учреждения, имеющие исследовательские ядерные реакторы и испытательные стенды.

Радиационную опасность  также могут представлять транспортные средства, имеющие ядерно-энергетические установки, а также военные объекты, на которых находятся ядерные боеголовки. Из числа РОО наибольшую потенциальную опасность для населения представляют атомные электростанции, аварии на которых могут привести к тяжелым радиационным последствиям.

ХАРАКТЕРИСТИКА РАДИОАКТИВНЫХ  ИЗЛУЧЕНИЙ.

Ионизирующее излучение − это явление, связанное с радиоактивностью. Радиоактивность − самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений.

Радиоактивными (ионизирующими) излучениями называются излучения, возникающие при самопроизвольном распаде ядер атомов некоторых химических элементов (урана, радия и т.п.), приводящем к изменению их атомного номера и массового числа.

Радиоактивные вещества распадаются со строго определенной скоростью, измеряемой периодом полураспада, т.е. временем, в течение которого распадается половина ядер атомов данного вещества. Скорость распада не зависит от внешних условий, её нельзя замедлить или ускорить какими-либо средствами.

Период полураспада (Т  ½) данного изотопа –величина постоянная. Чем больше период полураспада, тем дольше «живет» данный радиоизотоп, создавая радиоизлучение. Например, Т ½ для йода-132 составляет 8 дней, кобальта-60  –5,3 года, стронция-90  –около 30 лет, цезия-137  –30 лет, урана-235  –710 млн. лет, плутония-234 –24 тыс. лет.

Период полураспада  характеризует скорость распада РВ, но не определяет его количество. Количество РВ принято оценивать его активностью, под которой понимают число распадов атомов в единицу времени. За единицу активности, т.е. количества РВ, принята единица, названная Кюри – это внесистемная единица, а в системе «Си» единицей является Беккерель (Бк). 1 Ku= 3,7 10¹⁰ Бк. Один беккерель соответствует одному распаду в секунду для любого радионуклида. Кюри – такое количество РВ, в котором происходит 37 млрд. распадов ядер атомов в одну секунду.

По своей физической природе радиоактивные излучения  представляют собой потоки быстро движущихся частиц (α и β частицы), входящих в состав атомных ядер, а также электромагнитное излучение этих ядер (гамма-лучи). Все радиоактивные излучения обладают большими энергиями и могут ионизировать вещество, в котором они распространяются.

Сущность ионизации  заключается в том, что под воздействием радиоактивных излучений электрически нейтральные атомы и молекулы вещества распадаются на пары положительно и отрицательно заряженных частиц – ионов.

Ионизация вещества всегда сопровождается изменением его основных физико-химических свойств, а для биологической ткани – нарушением ее жизнедеятельности. Поэтому радиоактивные излучения и оказывают на живой организм поражающее действие. Ионизирующая способность радиоактивного излучения может быть оценена показателем удельной ионизации, измеряемой числом пар ионов вещества, создаваемых излучением на пути в один см. Чем больше величина удельной ионизации, тем быстрее расходуется энергия излучения (тем меньший путь пройдет излучение в веществе до полной потери своей энергии).

Поэтому, чем больше ионизирующая способность излучения, тем меньше проникающая способность и наоборот. Поражение человека и животных радиоактивными изучениями возможно в результате как внешнего, так и внутреннего облучения. Внутреннее облучение создается радиоактивными веществами, попавшими внутрь организма с воздухом, водой и пищей. При внешнем облучении наиболее опасны излучения, обладающие высокой проникающей способностью и находящиеся вне человека, а при внутреннем – обладающие высокой ионизирующей способностью (см.таблицу «Характеристика ионизирующих излучений»).

К основным видам радиоактивных  излучений относятся α, β, γ-излучения, а также нейтронное излучение.

α –излучение представляет собой поток положительно заряженных частиц (α -частица – это ядро гелия, состоящее из 2-х протонов и 2 нейтронов), обладает наибольшей ионизирующей и наименьшей проникающей способностью, внешнее облучение практически безвредно, попадание этих частиц внутрь организма очень опасно. Длина их пробега в воздухе составляет 2,5 см, в биологической ткани − 31 мкм, в алюминии − 16 мкм. Вместе с тем для α-частиц характерна высокая удельная плотность ионизации биологической ткани.

Альфа-излучение, которое  представляет собой поток тяжелых  частиц, состоящих из нейтронов и  протонов, задерживается, например, листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие α-частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей или с вдыхаемым воздухом; тогда они становятся чрезвычайно опасными.

β -излучениепредставляет собой поток частиц, отрицательно заряжен-ных. (β -частица – это излученные электрон или позитрон). Ткань одежды задерживает до 50%  β -частиц; на глубину до 1 мм проникает 20-25% частиц, попавших непосредственно на кожу. Для β-частиц длина пробега в воздухе составляет 17,8 м, в воде − 2,6 см, а в алюминии − 9,8 мм. При попадании их внутрь – опасно.

Удельная плотность ионизации, создаваемая γ-частицами, примерно в 1000 раз меньше, чем для α-частиц той же энергии. Рентгеновское и γ-излучения обладают высокой проникающей способностью, и длина пробега их в воздухе достигает сотен метров.

γ -излучения – это электромагнитное излучение, выпускаемое ядрами атомов при радиоактивных превращениях. γ -лучи испускаются квантами (порциями), не имеют электрического заряда, поэтому ионизирующая способность значительно ниже, чем у предыдущих излучений. Но зато обладают большой проникающей способностью и распространяются на расстоянии до 1000 м и поэтому очень опасны при внешнем облучении.

Нейтронное излучение представляет собой поток нейтронов. Скорость их распространения может достигать 20 000 км/сек. Так как нейтроны не несут электрического заряда, они легко проникают в ядро атомов и захватываются ими. Нейтроны легко проникают в живые ткани и поэтому оказывают сильное поражающее действие при внешнем и внутреннем облучении.

ПОНЯТИЕ О ДОЗЕ ОБЛУЧЕНИЯ, УРОВНЕ РАДИАЦИИ

Как было сказано, разные виды излучений сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают разной проникающей способностью, поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма. Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям. Количество такой, переданной организму энергии, или, другими словами, количество энергии ионизирующих излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды, называется дозой (Д). Дозу облучения организм может получить от любого радионуклида или их смеси независимо от того, находятся ли они вне организма или внутри его (в результате попадания с пищей, водой или воздухом).