Общие сведения о ионизирующих излучениях и их источниках

 

Ионизирующие излучения — электромагнитные излучения, которые возни- кают при радиоактивном распаде или ядерных превращениях и вызывают ио- низацию среды (распад молекул облученного вещества на ионы и электроны). К ионизирующим излучениям относят радиоактивность и ультрафиолетовое излучение высокой мощности.

 

Известно, что в природе существуют устойчивые и неустойчивые химиче- ские элементы (уран, торий, радий и др.). У неустойчивых химических эле- ментов недостаточно внутриядерных сил для сохранения целостности ядра. Ядра атомов этих элементов, распадаясь, превращаются в ядра атомов других элементов. Такой процесс самопроизвольного распада ядер атомов неустойчи- вых элементов, сопровождающийся испусканием ионизирующего излучения, называют радиоактивным распадом, или радиоактивностью. Распад сопро- вождается радиоактивными излучениями (альфа-излучение, бета-излучение, гамма-излучение, нейтроны). Радиоактивные излучения характеризуются раз- личными проникающими и ионизирующими (повреждающими) способностями.

Альфа-частицы обладают относительно большой массой и зарядом, вызыва- ют интенсивную ионизацию, но при этом имеют малую проникающую способ- ность (малый радиус действия). Они могут быть остановлены кожей человека или листом обыкновенной бумаги. Их пробег в воздухе не превышает 9 см, а в тканях живого организма исчисляется тремя десятками микрометров. Опасно их воздействие при попадании в организм с водой, пищей, вдыхаемым возду- хом, через открытую рану.

Бета-частицы обладают большей, чем альфа-частицы, проникающей, но

меньшей ионизирующей способностью, их пробег в воздухе составляет до 15 м,

 

а в ткани организма — 1…2 см. Они проходят сквозь лист алюминия толщиной чуть менее 10 см.

Гамма-излучение создает слабую ионизацию, но, распространяясь со скоро-

стью света, обладает высокой проникающей способностью (наибольшей глуби- ной проникновения). Его проникающую способность может ослабить только толстая свинцовая или бетонная стена.

Нейтроны при столкновении с атомами другого вещества теряют свою энер-

гию.

При радиоактивном распаде все ядра радиоактивного вещества распадаются не одновременно. Различные радиоактивные вещества распадаются в различ- ной степени и за разные интервалы времени. Интервал времени, в течение ко- торого распадается половина атомов радиоактивных веществ (РВ), называется периодом полураспада.

Взависимости от периода полураспада различают короткоживущие изото-

пы, период полураспада которых исчисляется долями секунды, секундами, ми- нутами, часами, сутками, и долгоживущие изотопы, период полураспада кото- рых — от нескольких месяцев до миллиардов лет. Например, период полурас- пада тория — 10 млн лет, радия — 1620 лет, висмута-210 — 5 дней, полония-218 — 3 минуты, полония-214 — одна миллионная доля секунды.

 

Работник, находясь на своем рабочем месте на предприятии, применяющем в своих технологиях ионизирующие излучения, находится одновременно под сочетанным воздействием радиационного фона и излучений от производствен- ных источников.

Под радиационным фоном принято понимать ионизирующие излучения от

природных источников космического и земного происхождения — естествен- ного радиационного фона (ЕРФ), а также от искусственных радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека.

Все живое на планете, в том числе и человек, в течение всего периода суще-

ствования подвергалось и подвергается воздействию ионизирующего излуче- ния — естественного радиационного фона нашей планеты и в результате хорошо адаптировано к нему. Отдельно эта составляющая угрозы для человека не несет.

ВХХ веке человек встретился с новым фактором — искусственными (техно-

генными) источниками излучения. К радиационному фону добавилась новая составляющая. Человек и его среда обитания оказались под суммированным воздействием источников различного происхождения. Источниками искусст- венной составляющей радиационного фона стали: большое количество про- мышленных предприятий, использующих в своих технологиях радиоактивные вещества; испытательные полигоны ядерного оружия; крупные объекты атом- ной энергетики; производства, занятые добычей или обогащением ядерного то-

 

плива; медицинское оборудование, использующее радионуклиды, могильники радиоактивных отходов и др. Излучение рассеянных в биосфере искусствен- ных радионуклидов представляет собой искусственный радиационный фон (ИРФ), который в настоящее время в целом по земному шару добавляет к ЕРФ около 3 %. Такой фон, по мнению ученых, также угрозы не несет. Однако имеются регионы, где угроза от высокого радиоактивного фона более чем су- щественна.

Кроме перечисленных техногенных источников радиационного фона, име-

ются и такие, как перелеты на самолетах. На высоте полета рейсовых самоле- тов фон превышает его параметры на поверхности Земли в 10...15 раз. При по- ездках по железной дороге, просмотре телепередач, работе за компьютером, при получении ряда медицинских процедур радиационные фоновые значения также значительно повышаются.

Ионизирующие излучения на предприятиях представляют значительную уг-

розу для жизнедеятельности человека и требуют разработки и внедрения на- дежных мер по обеспечению радиационной безопасности.

На рабочих местах, кроме радиационного фона, источниками ионизирую-

щих излучений могут быть: ускорительные установки, рентгеновские аппара- ты, радиолампы, дефектоскопы (аппараты для определения нарушений струк-

 

туры металла внутри изделий), аппараты и приборы, выполняющие контроль- но-сигнальные функции, средства гашения статического электричества и т.п.

На объектах железнодорожного транспорта источником ионизирующих

излучений являются: зоны вблизи транспортных средств, перевозящих радио- активные грузы и ядерное топливо; источники радиоактивных излучений, при- меняемые в различных приборах, например в рельсовых дефектоскопах, и при научных исследованиях.

Техногенный повышенный фон при строительстве и эксплуатации железно-

дорожного транспорта может быть обусловлен:

• применением при строительстве пути щебня и песка (для балластной призмы и насыпи) с повышенным содержанием радионуклидов;

• радиоактивными загрязнениями при плохой (или недостаточной) очистке подвижного состава и тары в пунктах подготовки вагонов;

• радиоактивными загрязнениями при перевозке, погрузке, выгрузке и хра- нении радиоактивных материалов.

Повышенный фон достаточно часто фиксируется в местах складирования загрязненных конструкций и тары, в местах радиоактивного заражения мест- ности, по которым проходят транспортные магистрали.

Радиационная обстановка на железнодорожном транспорте. Образование

зон радиоактивного загрязнения вдоль линий железных дорог вследствие ава-

 

рии на Чернобыльской АЭС вызвало необходимость проведения работы по оп- ределению радиационной обстановки на железнодорожном транспорте. Вэтой связи было сделано гамма-спектрометрическое обследование сети железных дорог, полосы отвода на протяжении более 90 тыс. км. Выявлены многочис- ленные случаи изменения радиационного фона, обусловленные применением строительных конструкций и материалов с повышенным содержанием естест- венных радионуклидов.

По результатам обследования был создан банк данных о степени радиацион- ного загрязнения железных дорог России — «Магистраль» и издан Атлас ра- диационной обстановки на железных дорогах России. Помимо приведенных выше данных Атлас содержит общие сведения о расположении радиационно опасных объектов с зонами их влияния на предприятия железнодорожного транспорта.

На железнодорожном транспорте считаются радиоактивными материалы:

с удельной активностью более 70 кБк/кг;

в количествах, суммарная активность которых превышает значения пре- дельно допустимой активности (ПДА);

радиоактивные делящиеся материалы (уран-233, уран-235, плутоний-238,

плутоний-239, плутоний-241) или их смеси в количестве до 0,015 кг;

• нейтронные источники на основе этих радиоактивных веществ в количест- ве не более 0,1 кг.

 

3.4.2. Дозы ионизирующих излучений

 

С точки зрения воздействия ионизирующих излучений на человека наиболее важными величинами являются: активность (радиоактивность), удельная ак- тивность (радиоактивное загрязнение), дозы (поглощенная, эквивалентная, эффективная).

Активность — число самопроизвольных распадов радионуклида за едини-

цу времени. Единицей измерения активности в системе СИ является один бек- керель (Бк). Один беккерель равен одному распаду в секунду (Бк = рас- пад/с). Единицей измерения активности в практической системе (временно допущенной к применению наравне с системой СИ) является один кюри (Ки).

 

 

1 Ки = 3,7·1010 Бк.

 

 

Удельная активность используется для оценки степени заражения (радио- активного загрязнения) человека, территории, оборудования, вещества, пищи. Определяется удельная активность отношением активности к единице площа- ди поверхности, объема, массы (1 Ки/км2, 1 Ки/м3, 1 Ки/л, 1 Ки/кг). Для примера в табл. 3.8 даны предельно допустимые уровни загрязнения продук- тов питания радионуклидами цезия-137.

 

Т а б л и ц а 3.8