Виды ионизирующих элементов и их свойства (стр. 2 из 3)
, (2.6.3.)
гдеНt,т – эквивалентная доза ткани Т за время t,
Wт – взвешивающий коэффициент ткани Т, который принимается для:
гонад – 0,20;
красного костного мозга, легких, желудка – 0,12;
печени, грудной и щитовидной железы, мочевого пузыря – 0,05;
кожи, клеток и костных поверхностей – 0,05;
остальных органов и тканей – 0,05
Эффективная доза измеряется в Зв.
ИСТОЧНИКИ ЕСТЕСТВЕННОЙ И ИСКУССТВЕННОЙ(АНТРОПОГЕННОЙ) РАДИАЦИИ
В течение всей своей жизни организм человека на Земле подвергается воздействию радиоактивного излучения. Это радиоактивное излучение, которому подвергается человек, условно можно разделить на две большие группы (рис. 2.6.2.):
а) естественное излучение или излучение природного фона;
б) антропогенное излучение, то есть радиоактивное излучение, связанное с жизнедеятельностью человечества.
Естественный фон создается космическим излучением, излучением естественно распределенных радионуклидов в поверхностных слоях Земли, приземной атмосфере, продуктах питания, воде и организме человека. С точки зрения воздействия на человека, радиоактивное излучение можно разделить на две категории: внешнее и внутреннее.
Внешнее облучение - облучение тела от находящихся вне его источников ионизирующего излучения. К внешним источникам (рис. 5.2.) относятся космическое (галактическое) излучение; солнечная радиация, излучения пород земной коры и воздуха. Организм человека облучается также строительными материалами, из которых сложены здания и сооружения.
Внутреннее облучение человека, обусловлено веществами (источниками ионизирующего излучения), которые попадают внутрь организма с воздухом, водой, продуктами питания. До 1982 года среднегодовая доза естественного облучения была равна 100 мБэр/год (рис. 2.6.2).
В 1982 году Научным комитетом ООН по действию атомной радиации рекомендована величина среднегодовой дозы естественного облучения, с учетом техногенного усиленного фона, в 200мБэр/год. В зависимости от источников, величину эффективной предельной среднегодовой дозы можно распределить следующим образом (рис. 2.6.2).
На долю внеземного (космического) излучения приходится 30 + 1 мБэр/год, на долю земного излучения (внешнее + внутреннее) – 154 мБэр/год, а с другими, неучтенными источниками до – 173 мБэр/год. Если принять земное излучение за 100% (173 мБэр/год), то доля облучения в доме, с учетом ингаляции в доме, составила 71% (123 мБэр/год). Такой большой процент облучения в доме указывает на то, что материалы для строительства домов и сооружений выбирались неправильно, а вернее без учета радиационной защиты. В помещении человек должен быть защищен от фонового облучения.
Эта защита оценивается коэффициентом (Кз) защиты (коэффициентом ослабления).
, (2.6.4.)
где Зу - облучение человека на открытой местности;
Зп - облучение человека в помещении
Например, в солнечный день, на улице человек за счет фонового облучения получил 60 мкР/час, а в помещении – 30 мкР/час, тогда будет равен:
.В данном случае помещение ослабляет внешнее облучение в два раза. Однако при современном строительстве это положение никак не подтверждается, если провести оценку по среднегодовым дозам облучения. Получается, что в помещении (рис. 2.6.2.)облучение без учета ингаляции в 4,8, а с учетом ингаляции в 8,2 раза больше, чем на улице. По-видимому, такое положение способствует тому, что естественная фоновая годовая доза облучения в крупных городах в 1,5-2 раза больше, чем в сельской местности.
В результате антропогенной деятельности человека происходит радиоактивное загрязнение окружающей среды. Основными источниками загрязнения являются урановая промышленность, ядерные реакторы, места переработки и захоронения радиоактивных отходов, использование радионуклидов в народном хозяйстве, ядерные взрывы, работы с исследованием и захоронения радиоактивных отходов, использование радионуклидов в народном хозяйстве, ядерные взрывы, работы с исследованием и освоением космоса и т.д.
Таблица 2.6.2.
| Соотношение единиц измерения | |||
| Параметры ионизирующего | Внесистемные | Единицы СИ | Соотношение |
| излучения | единицы | внесистемных единиц с | |
| единицами СИ | |||
| 1. Радиоактивность, Кюри - к-во | Ки=3:7х1010р/с | Бк= 1 рас/с | 1Ки=3,7х1010Бк |
| радиоактивного вещества, в | |||
| котором происходит 37 млрд | |||
| распадов атомов в секунду | |||
| 2. Доза облучения - | (Р) рентген | (Кл/кг) | 1Р=2,58х10-4Кл/кг |
| энергия излучения, | Кулон/кг | 1Кл/кг=3876Р | |
| поглощенная единице объема | 1Р=8,8х10-3 Дж/кг (воздух) | ||
| или массы вещества за все |  Дж/кг(биотк.) ( Д3Дж/кг(биоткань) (биоткань) | ||
| время воздействия излучения | |||
| а) Экспозиционная доза, | 1Р=2,58х10-4Кл/кг | ||
| характеризует ионизационный | |||
| Эффект рентгеновского и | |||
| гамма- излучений в воздухе | |||
| б) Поглощенная доза | Рад (Дж/кг) | Гр (Грей) | 1рад= 1х10-2Дж/кг = 0,01 Гр |
| облучения – кол-во энергии | =1 Бэр =0,01 3в | ||
| различных видов | |||
| ионизирующих излучений, | |||
| поглощенное единицей массы | |||
| Данной среды | |||
| в) Эквивалентная доза | Бэр | Зв (Зиверт) | 1 Бэр= IP = 0,01 Зв |
| облучения – учитывает, что | (биологический | ||
| различные виды излучений | эквивалент | ||
| создают различный | рентгена) | ||
| биологический поражающий | |||
| эффект при одной и той же | |||
| дозе облучения | |||
| 3. Уровень радиации - | Р/ч | 1Р/с=2,58х10-4А/кг | |
| характеризует величину | 1Р/ч = 7,167x10-8 А/кг | ||
| (мощность) дозы создаваемой | 1А/кг =3876 Р/с | ||
| в единицу времени, т.е. скорость | |||
| накопления дозы | |||
МЕХАНИЗМ БИОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Биологическое воздействие ионизирующего излучения проявляется в виде первичных физико-химических процессов, возникающих в молекулах живых клеток и окружающего их субстрата, и в виде нарушения функций целого организма как следствия первичных процессов.
В результате облучения в живой ткани, как и в любой среде, поглощается энергия, возникают возбуждение, ионизация атомов облучаемого вещества. Поскольку у человека и млекопитающих основную часть массы тела составляет вода (75%), первичные процессы во многом определяются поглощением излучения водой клеток, ионизацией молекул воды с образованием высокоактивных в химическом отношении свободных радикалов типа ОН или Н и последующими цепными каталитическими реакциями (в основном окислением этими радикалами молекул белка). Это и есть косвенное (непрямое) действие излучения через продукты радиолиза воды.
Прямое воздействие ионизирующего излучения может вызвать расщепление молекул белка, разрыв наименее прочных связей, отрыв радикалов и другие процессы.
Прямая ионизация и непосредственная передача энергии тканям тела не объясняют повреждающего действия излучения. Так, при абсолютно смертельной дозе, равной 6 Гр на все тело, в 1 см 3 ткани образуются 10 15 ионов, что составляет одну ионизационную молекулу воды из 10 млн. молекул. В дальнейшем под действием первичных процессов в клетках возникают функциональные изменения, подчиняющиеся уже биологическим законам жизни клеток. Наиболее важные изменения в клетках: повреждение механизма митоза (деления) и хромосомного аппарата облученной клетки; блокирование процессов обновления и дифференцировки клеток; блокирование процессов пролиферации и последующей физиологической регенерации тканей.
Особо радиочувствительными являются клетки постоянно обновляющихся (дифференцирующихся) тканей и органов (костный мозг, половые железы, селезенка и т.д.) Изменение на клеточном уровне, гибель клеток приводят к нарушениям функций отдельных органов и межорганных, взаимосвязанных процессов в организме, а это вызывает разного рода последствия для организма или его гибель.
Медицинская практика показывает, что облучение организма человека в целом и отдельных органов приводит к разной степени поражения. Поэтому для обеспечения безопасности людей вводится понятие критический орган - часть тела, ткань, орган, при облучении которого причиняется наибольший ущерб человеку.
В порядке уменьшения радиочувствительности органы относят к I, II или III группам:
I – все тело, красный костный мозг, гонады;
II – мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка;
III – кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени, стопы.
Все последствия, которые обусловливаются облучением организма, классифицируются по следующим группам:
соматические эффекты – степень поражения и тяжесть растет по мере увеличения дозы облучения;
-стохастические эффекты – эффекты вероятности возникновения опухолей органов, тканей, злокачественных изменений кроветворных клеток (порог по этим эффектам отсутствует);
генетические эффекты – врожденные уродства в результате мутаций и других нарушений, связанных с наследственностью (порога облучения не имеют и возможны при воздействии малых доз).
Для возникновения соматических эффектов существует дозовый порог.
Рис. 2.6.2. Радиоактивное загрязнение окружающей среды