Вопрос 22. Ионизирующее излучение и обеспечение радиационной безопасности

1. Виды ионизирующих излучений и их влияние на живой организм

2. Заболевания, вызываемые действием ионизирующих излучений

3. Регламентация облучения и принципы радиационной безопасности

 

1. Ионизирующее излучение – это явление, связанное с радиоактивностью. Радиоактивность – самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающиеся испусканием ионизированных излучений.

Радиоактивные излучения (альфа, бета-частицы, нейтроны, гамма-кванты) обладают различной проникающей и ионизирующей способностью.

При взаимодействии ионизирующих излучений с веществом происходит ионизация атомов среды. Обладая относительно большой массой и зарядом, a-частицы имеют незначительную ионизирующую способность: длина их пробега в воздухе составляет 2,5см, в биологической ткани – 31мкм, в алюминии – 16мкм. Вместе с тем для a-частиц характерна высокая удельная плотность ионизации биологической ткани. Для b-частиц длина пробега в воздухе составляет 17,8м, в воде – 2,6см, а в алюминии – 9,8мм. Удельная плотность ионизации, создаваемая b-частицами, примерно в 1000 раз меньше, чем для a-частиц той же энергии. Рентгеновское и g-излучение обладают высокой проникающей способностью и длина пробега их в воздухе достигает сотен метров.

Степень, глубина и форма лучевых поражений, развивающихся среди биологических объектов при воздействии на них ионизирующего излучения, в первую очередь зависят от величины поглощенной энергии излучения. Для характеристики этого показателя используется понятие поглощенной дозы, т.е. энергии излучения, поглощенной в единице массы облучаемого вещества.

Для характеристики дозы по эффекту ионизации, вызываемому в воздухе, используется так называемая экспозиционная доза рентгеновского и g-излучений, выраженная суммарным электрическим зарядом ионов одного знака, образованных в единице объема воздуха в условиях электрического равновесия.

Поглощенная и экспозиционная дозы излучения, отнесенные к единице времени, носят название мощности поглощаемой и экспозиционных доз.

Для оценки биологического действия ионизирующего наряду с поглощенной дозой использует также понятие биологической эквивалентной дозы.

Процессы взаимодействия ионизирующих излучений с веществом клетки, в результате которых образуются ионизированные возбужденные атомы и молекулы, являются первым этапом развития лучевого поражения. Ионизированные и возбужденные атомы и молекулы в течение 10^-6с взаимодействуют между собой, давая начало химически активным центрам (свободные радикалы, ионы, ионы-радикалы и др.). Затем происходят реакции химически активных веществ с различными биологическими структурами, при которых отмечается как деструкция, так и образование новых несвойственных для облучаемого организма соединений. На следующих этапах развития лучевого поражения проявляются нарушения обмена веществ в биологических системах с изменением соответствующих функций. Эффект воздействия источников ионизирующих излучений на организм зависит от ряда причин, главным из которых принято считать уровень поглощенных доз, время облучения и мощность дозы, объем тканей и органов, вид излучения.

2. Важнейшие биологические реакции организма человека на действие ионизирующей радиации условно разделены на две группы. К первой относятся острые поражения, ко второй – отдаленные последствия, которые в свою очередь подразделяются на соматические и генетические эффекты.

Острые поражения. В случае одномоментного тотального облучения человека значительной дозой или распределение ее на короткий срок эффект от облучения наблюдается уже в первые сутки, а степень поражения зависит от величины поглощенной дозы.

При дозах облучения более 100 бэр развивается острая лучевая болезнь, тяжесть течения которой зависит от дозы облучения. Первая степень лучевой болезни (легкая) возникает при дозах 100-200 бэр, вторая (средней тяжести) – при дозах 200-300 бэр и четвертая (крайне тяжелая) – при дозах более 500 бэр.

Доза однократного облучения 500-600 бэр при отсутствии медицинской помощи считаются абсолютно смертельными.

Другая форма острого лучевого поражения проявляется в виде лучевых ожогов. В зависимости от поглощенной дозы ионизирующей радиации имеют место реакции I степени (при дозе до 500 бэр), II (до 800 бэр), III (до 1200 бэр) и IV степени (при дозе свыше 1200 бэр), проявляющиеся в разных формах: от выпадения волос, шелушения и легкой пигментации кожи (I степень ожога) до язвенно-некротических поражений и образования длительно незаживающих трофических язв (IV степень лучевого поражения).

Отдаленные последствия. К отдаленным последствиям соматического характера относятся разнообразные биологические эффекты, среди которых наиболее существенным являются лейкемия, злокачественные новообразования, катаракта хрусталика глаз и сокращение продолжительности жизни.

3. С 1 января 2000г. облучения людей в РФ регламентируют Нормы радиационной безопасности (НРБ) – 96, Гигиенические нормативы (ГН) 2.6.1.054 – 96.

Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливают для следующих категорий облучаемых лиц:

· персонал – лица, работающие с техногенными источниками (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);

· население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для указанных категорий облучаемых предусматриваются три класса нормативов:

§ основные дозовые пределы (предельно допустимая доза – для категории А, предел дозы – для категории Б);

§ допустимые уровни (допустимая мощность дозы, допустимая плотность потока, допустимое содержание радио нуклидов в критическом органе и др.);

§ контрольные уровни (дозы и уровни), устанавливаемые администрацией учреждения по согласованию с Госсанэпиднадзором на уровне ниже допустимого.

Основные дозовые пределы установлены для трех групп критических органов.

Критический орган – орган, ткань, часть тела или все тело, облучение которых причиняет наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомству.

К первой группе критических органов относятся гонады, красный костный мозг и все тело, если тело облучается равномерным излучением.

Ко второй группе – все внутренние органы, эндокринные железы (за исключением гонад), нервная и мышечная ткань и другие органы, не относящиеся к первой и третьей группам.

К третьей группе – кожа, кости, предплечья, кисти, лодыжки и стопы.

В НРБ – 96 в качестве основных дозовых пределов используется эффективная доза, определяемая произведением эквивалентной дозы в органе на соответствующий взвешенный коэффициент для данного органа или ткани. Эффективная доза используется в качестве меры риска отдаленных последствий облучения человека. Эффективная доза для персонала равна 20мзв (милизиверт) в год за любые последующие 5 лет, но не более 50мзв в год; для населения – 1 мзв в год за любые последующие 5 лет, но не более 5мзв в год. Для II и III групп критических органов (соответственно): для персонала – 150-300мзв; для лица из населения – 15 и 50мзв.

Защитные мероприятия, позволяющие обеспечить радиационную безопасность при применении закрытых источников, основаны на знании законов распространения ионизирующих излучений и характера их взаимодействия с веществом. Главные из них следующие:

P доза внешнего облучения пропорциональна интенсивности излучения и времени воздействия;

P интенсивность излучений от точечного источника пропорциональна количеству квантов или частиц, возникающих в нем за единицу времени, и обратно пропорциональна квадрату расстояния;

P интенсивность излучения может быть уменьшена с помощью экранов.

Из этих закономерностей вытекают основные принципы обеспечения радиационной безопасности:

· уменьшение мощности источников до минимальных величин («защита количеством»);

· сокращение времени работы с источником («защита временем»);

· увеличение расстояния от источников до работающих («защита расстоянием»);

· экранирование источников излучений материалами, поглощающими ионизирующие излучения («защита экранами»). Гигиенические требования по защите персонала от внутреннего переоблучения при использовании открытых источников ионизирующего облучения определяется сложностью выполняемых операций при проведении работ. К ним относятся (главные принципы защиты):

· использование принципов защиты, применяемых при работе с источниками излучения в закрытом виде;

· герметизация производственного оборудования для изоляции процессов, которые могут быть источниками поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду;

· мероприятия планировочного характера;

· применение санитарно-технических устройств и оборудования, использование защитных материалов;

· использование средств индивидуальной защиты и санитарная обработка персонала;

· выполнение правил личной гигиены.