Характеристики іонізуючих випромінювань. 30. Біологічна дія іонізуючих випромінювань

Джерелами іонізуючих випромінювань в промисловості є установки рентгеноструктурного аналізу, високовольтні електровакуумні системи, радіаційні дефектоскопи, товщиноміри, густиноміри та ін.

Захист від виробничих випромінювань

До іонізуючих відносяться корпускулярні випромінювання, що складаються з частинок з массою спокою, котра відрізняється від нуля (альфа-, бета-частинки, нейтрони) та електромагнітні випромінювання (рентгенівське та гамма-випромінювання), котрі при взаємодії з речовинами можуть утворювати в них іони.

Альфа-випромінювання - це потік ядер гелія, що випромінюється речовиною при радіоактивному розпаді ядер з енергією, що не перевищує кількох мегаелектровольт (МеВ). Ці частинки мають високу іонізуючу та низьку проникну здатність.

Бета-частинки - це потік електронів та протонів. Проникна здатність (2,5см в живих тканинах і в повітрі - до 18м) бета частинок вища, а іонізуюча - нижча, ніж у альфа-частинок.

Нейтрони викликають іонізацію речовини та вторинне випромінювання, яке складається із заряджених частинок І гамма-квантів. Проникна здатність залежить від енергії та від складу речовин, що взаємодіють.

Гамма-випромінювання - це електромагнітне (фотонне) випромінювання з великою проникною і малою іонізуючою здатністю з енергією 0,001 - ЗМеВ.

Рентгенівське випромінювання - випромінювання, яке виникає в середовищі, котре оточує джерело бета-випромінювання, в прискорювачах електронів і є сукупністю гальмівного та характеристичного випромінювань, енергія фотонів котрих не перевищує ІМеВ. Характеристичним називають фотонне випромінювання з дискретним спектром, що виникає при зміні енергетичного стану атома.

Гальмівне випромінювання - це фотонне випромінювання з неперервним спектром, котре виникає при зміні кінетичної енергії заряджених частинок.

Активність А радіоактивної речовини - це кількість спонтанних ядерних перетворень сШ в цій речовині за малий проміжок часу Ж, поділене на цей проміжок:

Ступінь іонізації оцінюється за експозиційною дозою рентгенівського або гамма- випромінювання.

Потужність експозиційної дози Р_ЕКСП. - це приріст експозиційної дози dX за малий проміжок часу сії, поділений на цей проміжок:

Рексп = dХ/dt!

Поглинута доза D - це середня енергія , що передається випромінюванням речовині в деякому елементарному об'ємі, поділена на масу речовини в цьому об'ємі:

Згідно з нормами радіаційної безпеки НРБУ-97 введено показник, що характеризує іонізуюче випромінювання -керма.

Вплив іонізуючих випромінювань на організм людини

Ступінь біологічного впливу іонізуючого випромінювання залежить від поглинання живою тканиною енергії та іонізації молекул, що виникає при цьому.

Під час іонізації в організмі виникає збудження молекул клітин. Це зумовлює розрив молекулярних зв'язків, невластивих здоровій тканині. Під впливом іонізуючого випромінювання в організмі порушуються функції кровотворних органів, зростає крихкість та проникність судин, порушується діяльність шлунково-кишкового тракту, знижується опірність організму, він виснажується. Нормальні клітини перероджуються в злоякісні, виникають лейкози, променева хвороба.

Одноразове опромінення дозою 25-50 бер зумовлює зворотні зміни крові. При 80-120 бер з'являються початкові ознаки променевої хвороби. Гостра променева хвороба виникає при дозі опромінення 270 - 300 бер.

Нормування іонізуючих випромінювань

Допустимі рівні іонізуючого випромінювання регламентується "Нормами радіаційної безпеки України НРБУ-97", які є основними документом, що встановлює радіаційно-гігієнічні регламенти для забезпечення прийнятих рівнів опромінення як для окремої людини, так і суспільства взагалі. НРБУ-97 поширюються на ситуації опромінення людини джерелами ІВ в умовах:

• нормальної експлуатації індивідуальних джерел ІВ;

• медичної практики;

• радіаційної аварій;

• опромінення техногенно-підсиленими джерелами природного походження.

Згідно з цими нормативними документами опромінювані особи поділяються на наступні категорії:

А — персонал - особи, котрі постійно або тимчасово працюють з джерелами іонізуючого випромінювання;

Б - обмежена частина населення - особи, що не працюють безпосередньо з джерелами випромінювань, але за умови проживання або розташування робочих місць можуть підлягати опроміненню;

В - населення області, країни.

За ступенем зниження чутливості до іонізуючого випромінювання встановлено 3 групи критичних органів, опромінення котрих спричиняє найбільший збиток здоров'ю:

І- все тіло, гонади та червоний кістковий мозок;

II - щитовидна залоза, м'язи, жирова тканина, печінка, нирки, селезінка, шлунково- кишковий тракт, легені, кришталик очей;

Ш - шкіра, кістки, передпліччя, литки, стопи Заходи та засоби від іонізуючих випромінювань

Захист від іонізуючих випромінювань може здійснюватись шляхом використання наступних принципів:

- використання джерел з мінімальним випромінюванням шляхом переходу на менш активні джерела, зменшення кількості ізотопа;

- скорочення часу роботи з джерелом іонізуючого випромінювання;

- віддалення робочого місця від джерела іонізуючого випромінювання;

екранування джерела іонізуючого випромінювання. Екрани можуть бути пересувні або

стаціонарні, призначені для поглинання або послаблення іонізуючого випромінювання. Екранами можуть бути стінки контейнерів для перевезення радіоактивних ізотопів, стінки сейфів для їх зберігання.

Альфа-частинки екрануються шаром повітря товщиною декілька сантиметрів, шаром скла товщиною декілька міліметрів. Однак, працюючи з альфа-активними ізотопами, необхідно також захищатись і від бета- або гамма-випромінювання.

З метою захисту від бета-випромінювання використовуються матеріали з малою атомною масою. Для цього використовують комбіновані екрани, у котрих з боку джерела розташовується матеріал з малою атомною масою товщиною, що дорівнює довжині пробігу бета-частинок, а за ним - з великою масою.

З метою захисту від рентгенівського та гамма-випромінювання застосовується матеріали з великою атомною масою та з високою щільністю (свинець, вольфрам).

Для захисту від нейтронного випромінювання використовують матеріали, котрі містять водень (вода, парафін), а також бор, берилій, кадмій, графіт. Враховуючи те, що нейтронні потоки супроводжуються гамма-випромінюванням, слід використовувати комбінований захист у вигляді шаруватих екранів з важких та легких матеріалів (свинець-поліетилен).