Ионизирующие излучения и защита от них. Нормы радиационной безопасности

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Ионизирующие излучения и защита от них. Нормы радиационной  безопасности (НРБ – 96).

Все ионизирующие излучения  делятся на фотонные и корпускулярные.

К фотонному ионизирующему излучению  относятся:

а) Y-излучение, испускаемое при распаде радиоактивных изотопов или аннигиляции частиц. Гамма-излучение по своей природе является коротковолновым электромагнитным излучением, т.е. потоком высокоэнергетических квантов электромагнитной энергии, длина волны которых значительно меньше межатомных расстояний, т.е. y < 10 см. Не имея массы, Y-кванты двигаются со скоростью света, не теряя её в окружающей среде. Они могут лишь поглощаться ею или отклоняться в сторону, порождая пары ионов: частица- античастица, причём последнее наиболее значительно при поглощении Y- квантов в среде. Таким образом, Y- кванты при прохождении через вещество передают энергию электронам и, следовательно, вызывают ионизацию среды. Благодаря отсутствию массы, Y- кванты обладают большой проникающей способностью (до 4- 5 км в воздушной среде);

б) рентгеновское излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц и / или при изменении энергетического состояния электронов атома.

Корпускулярное ионизирующее излучение состоит из потока заряженных частиц (альфа-,бета-частиц, протонов, электронов), кинетическая энергия которых достаточна для ионизации атомов при столкновении. Нейтроны и другие элементарные частицы непосредственно не производят ионизацию, но в процессе взаимодействия со средой высвобождают заряженные частицы (электроны, протоны), способные ионизировать атомы и молекулы среды, через которую проходят:

а) нейтроны – единственные незаряженные частицы, образующиеся при некоторых реакциях деления ядер атомов урана или плутония. Поскольку эти частицы электронейтральны, они глубоко проникают во всякое вещество, включая живые ткани. Отличительной особенностью нейтронного излучения является его способность превращать атомы стабильных элементов в их радиоактивные изотопы, т.е. создавать наведённую радиацию, что резко повышает опасность нейтронного излучения. Проникающая способность нейтронов сравнима с Y- излучением. В зависимости от уровня носимой энергии условно различают нейтроны быстрые ( обладающие энергией от 0,2 до 20 Мэ В ) и тепловые ( от 0,25 до 0,5 Мэ В ). Это различие учитывается при проведении защитных мероприятий. Быстрые нейтроны замедляются, теряя энергию ионизации, веществами с малым атомным весом ( так называемыми водородосодержащими: парафин, вода, пластмассы и др.). Тепловые нейтроны поглощаются материалами, содержащими бор и кадмий (борная сталь, бораль, борный графит, сплав кадмия со свинцом).

Альфа -, бета-частицы  и гамма - кванты обладают энергией всего в несколько мегаэлектронвольт, и создавать наведённую радиацию не могут;

б) бета частицы - электроны, испускаемые во время радиоактивного распада ядерных элементов с промежуточной ионизирующей и проникающей способностью (пробег в воздухе до 10-20 м).

в) альфа частицы - положительно заряженные ядра атомов гелия, а в  космическом пространстве и атомов других элементов, испускаемые при  радиоактивном распаде изотопов тяжёлых элементов – урана или радия. Они обладают малой проникающей способностью (пробег в воздухе - не более 10 см), даже человеческая кожа является для них непреодолимым препятствием. Опасны они лишь при попадании внутрь организма, так как способны выбивать электроны из оболочки нейтрального атома любого вещества, в том числе и тела человека, и превращать его в положительно заряженный ион со всеми вытекающими последствиями, о которых будет сказано далее. Так, альфа частица с энергией 5 МэВ образует 150 000 пар ионов.

Характеристика проникающей  способности различных видов  ионизирующего излучения

          Количественное содержание радиоактивного материала в организме человека или веществе определяется термином «активность радиоактивного источника» (радиоактивность). За единицу радиоактивности в системе СИ принят беккерель (Бк), соответствующий одному распаду в 1 с. Иногда на практике применяется старая единица активности – кюри (Ки). Это активность такого количества вещества, в котором за 1с происходит распад 37 млрд. атомов. Для перевода пользуются зависимостью: 1 Бк = 2,7 х 10 Ки или 1 Ки = 3,7 х 10 Бк.

Каждый радионуклид  имеет неизменный, присущий только ему период полураспада (время, необходимое  для потери веществом половины активности). Например, у урана-235 он составляет 4 470 лет, тогда как у йода-131 – всего лишь 8 суток.

Обеспечение безопасности при работе с ионизирующими излучениями

          При организации работ используются следующие основные принципы обеспечения радиационной безопасности: выбор или уменьшение мощности источников до минимальных величин; сокращение времени работы с источниками; увеличение расстояния от источника до работающего; экранирование источников излучения материалами, поглощающими или ослабляющими ионизирующие излучения.

В помещениях, где проводится работа с радиоактивными веществами и радиоизотопными приборами, ведётся  контроль за интенсивностью различных  видов излучения. Эти помещения  должны быть изолированы от других помещений и оснащены приточно-вытяжной вентиляцией. Другими коллективными средствами защиты от ионизирующего излучения в соответствии с ГОСТ 12.4.120 являются стационарные и передвижные защитные экраны, специальные контейнеры для транспортировки и хранения источников излучения, а также для сбора и хранения радиоактивных отходов, защитные сейфы и боксы.

Стационарные и передвижные  защитные экраны предназначены для  снижения уровня излучения на рабочем  месте до допустимой величины. Защита от альфа излучения достигается  применением оргстекла толщиной несколько миллиметров. Для защиты от бэта-излучения экраны изготовляют из алюминия или оргстекла . От нейтронного излучения защищает вода, парафин, бериллий, графит, соединения бора, бетон. От рентгеновских и гамма-излучений защищают свинец и бетон. Для смотровых окон используют свинцовое стекло.

При работе с радионуклидами следует применять спецодежду. В  случае загрязнения рабочего помещения  радиоактивными изотопами поверх хлопчатобумажного  комбинезона следует надевать пленочную  одежду: халат, костюм, фартук, брюки, нарукавники.

Пленочная одежда изготавливается  из пластиков или резиновых тканей, легко очищаемых от радиоактивного загрязнения. В случае применения пленочной  одежды необходимо предусмотреть возможность  подачи воздуха под костюм.

В комплекты спецодежды входят респираторы, пневмошлемы и другие средства индивидуальной защиты. Для защиты глаз следует применять очки со стеклами, содержащими фосфат вольфрама или свинец. При использовании индивидуальных средств защиты необходимо строго соблюдать последовательность их надевания и снятия, и дозиметрического контроля.

Нормы радиационной безопасности (НРБ-96) применяются для обеспечения безопасности человека в условиях воздействия на него ионизирующего излучения искусственного или природного происхождения.

Требования и нормативы, установленные  НРБ-96, являются обязательными для всех юридических лиц независимо от их подчиненности и формы собственности, в результате деятельности которых возможно облучение людей, а также для местных распорядительных и исполнительных органов.

 Нормы радиационной безопасности относятся только к ионизирующему излучению. В них учтено, что ионизирующее излучение является одним из множества источников риска для здоровья человека и что риски, связанные с воздействием излучения, не должны соотноситься только с выгодами от его использования. Их следует сопоставлять с рисками нерадиационного происхождения.

Нормы распространяются на следующие  виды воздействия ионизирующего  излучения на человека:

- в условиях нормальной эксплуатации  техногенных источников излучения;

- в результате радиационной  аварии;

- от природных источников излучения;

- при медицинском облучении.

Требования по обеспечению радиационной безопасности сформулированы для каждого  вида облучения. Суммарная доза от всех видов облучения используется для оценки радиационной обстановки и ожидаемых медицинских последствий, а также для обоснования защитных мероприятий и оценки их эффективности.

Требования НРБ-96 не распространяются на источники излучения, создающие при любых условиях обращения с ними:

- индивидуальную годовую эффективную  дозу не более 10 мкЗв;

- индивидуальную годовую эквивалентную  дозу в коже не более 50 мЗв  и в хрусталике не более  15 мЗв;

- коллективную годовую эффективную  дозу не более 1 чел. Зв (либо  при коллективной дозе более 1 чел. Зв когда оценка по принципу оптимизации показывает нецелесообразность ее снижения).

Требования НРБ-96 не распространяются также на космическое излучение на поверхности Земли и внутреннее облучение человека, создаваемое природным калием, на которые практически невозможно влиять.

Перечень и порядок освобождения источников ионизирующего излучения  от радиационного контроля устанавливаются  санитарными правилами.

Для категорий облучаемых лиц устанавливаются  три класса нормативов:

- основные пределы доз (ПД);

- допустимые уровни монофакторного  воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного  вида внешнего облучения), являющиеся  производными от основных пределов  доз: пределы годового поступления  (ПГП), допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА), среднегодовые удельные активности (ДУА) и др.;

- контрольные уровни (дозы, уровни, активности, плотности потоков и  др.). Их значения должны учитывать  достигнутый в организации уровень  радиационной безопасности и  обеспечивать условия, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого.

Ионизирующая реакция при воздействии  на организм человека может вызвать  два вида эффектов, которые клинической  медициной относятся к болезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой дерматит, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.) и стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).

Для обеспечения радиационной безопасности при нормальной эксплуатации источников излучения необходимо руководствоваться принципами:

- непревышение допустимых пределов  индивидуальных доз облучения  человека от всех источников  излучения (принцип нормирования);

- запрещение всех видов деятельности  по использованию источников излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным облучением (принцип обоснования);

- поддержание на возможно низком  и достижимом уровне с учетом  экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника излучения (принцип оптимизации).

К защитным мероприятиям при использовании  закрытых источников ионизирующего  излучения относятся:

- уменьшение мощности источников до минимальных величин;

- сокращение времени работы  с источниками;

- увеличение расстояния от источника  до работающего;

- экранирование источников излучения;

- использование индивидуальных  средств защиты, применяемых при  работе с такими источниками;

- санитарная обработка обслуживающего персонала;

- личная гигиена. 

 

 

 

 

 

 

 

          Список использованной литературы:

1. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для студентов ВУЗов. Под общей редакцией Э.А. Арустамова. – М.: Издательско-торговая компания: «Дашков и К», 2003г.
2. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях. Учебное пособие для высшей школы. В.М. Емельянов, В.Н. Коханов, П.А. Некрасов. – М.: Трикста – 2004; М.: Академический Проект – 2004г.
3. Владимиров В.А., Измалков В.И.. Измалков А.В.. Оценка риска и управление техногенной безопасностью. – М.: Деловой Экспресс, 2002. – 154 с.

     4. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов /

         Д.А. Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. 

         Л.А. Муравья. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. – 447 с.

     5. Гражданский кодекс  Российской Федерации.