Курс лекций по "Гражданской обороне"

Проникающая радиация ядерного взрыва - это поток γ - излучения и нейтронов , испускаемых из зоны и облака взрыва . Время действия проникающей радиации на наземные объекты составляет 15-25 с . Нейтронное излучение имеет место в момент взрыва и до 15-25 с после взрыва , а затем им можно пренебречь и на радиоактивном следе существует в основном β - и γ - излучения. Основные радиоактивные продукты ядерного взрыва , вещество ( с номером изотопа ) : период полураспада : углеpода - 14 = 5370 ; ​​цезий -137 = 27 лет ; стpонций -90 = 20 лет ; циpконий -95 = 64 суток; йод -131 = 8 суток . Основным параметром, характеризующим степень опасности поражения людей проникающей радиацией , является доза излучения ( поглощенная , экспозиционная и эквивалентная дозы) . Поражающее действие проникающей радиации заключается в том , что , распространяясь в среде , оно ионизирует его атомы , а в случае живой ткани - атомы и молекулы клеток. В результате такого биологического воздействия излучений на организм человека , в значительной степени зависящего от поглощенной энергии , нарушается нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме , может возникнуть лучевая болезнь . При однократном внешним облучении всего тела человека в зависимости от суммарной поглощенной дозы излучения ( ДВ) различают 4 степени лучевой болезни :

1 степень (легкая ) возникает при ДС = 100-200 рад = 100-200 P = (1-2 Гр) ;

2 степень ( средняя) - ДВ = 200-400 рад = 200-400 Р = (2-4 Гр) ;

3 степень ( тяжелая) наступает  при ДС = 400-600 рад = 400-600 Р = (4-6 Гр) ;

4 степень (крайне тяжелая) - при ДВ > 600 рад = > 600 P = ( > 6 ГР).

 

15. Характеристика доз ионизирующего излучения.

 

Доза ионизирующего излучения - количество энергии ионизирующего излучения, которое воспринимается некоторой средой за определенный промежуток времени. Доза ионизирующего излучения служит для оценки радиационной опасности. Величина энергии излучения, поглощённая телом либо веществом, называется поглощённой дозой. В качестве единицы измерения поглощённой дозы излучения в системе СИ принят грей (Гр). Различные дозы альфа, бета и гамма излучений вызывают различную плотнгость ионизации, что приводит к различной поглощенной дозе и разному биологическому эффекту.

1) Альфа-частицы обладают такой малой проникающей способностью, что задерживаются листом обыкновенной бумаги. Их пробег в воздухе равняется 2-9 см., в тканях животного орг-ма – долями миллиметров. Эти частицы при наружном воздействии на живой организм не способны проникнуть через слой кожи. Вместе с тем ионизир. способность этих частиц чрезвычайно велика и опасность их воздействия возрастает при попадании внутрь организма с водой, пищей, вдыхаемым воздухом, через открытую рану.

2) Бета – частицы обладают большей проникающей, но меньшей ионизирующей способностью, их пробег в воздухе до 15 метров, в ткани организма – 1-2 см. Для защиты от бета-частиц энергией до 1 МэВ достаточно алюминиевой пластины толщиной несколько мм.

3) Гамма – фотонное (электромагнитное) ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных превращениях со скоростью света. Гамма-частицы распространяются в воздухе на сотни метров и свободно проникают сквозь одежду, тело человека и значительные толщи материалов (свинцовая, бетонная стена). Это излучение считают самым опасным для человека.

 

Проникающая способность  всех видов ионизирующего излучения  зависит от энергии. Для оценки повреждающего  действия различных видов ионизирующего  излучения на биологические объекты  применяют специальную единицу  измерения – бэр (биологический  эквивалент рентгена). В системе СИ единицей этой эквивалентной дозы является зиверт (1 Зв = 100 бэр). Она используется для оценки возможного ущерба здоровью человека в условиях хронического облучения в области радиационной безопасности. Для оценки радиационной обстановки на местности, в рабочем или жилом помещении, обусловленной воздействием рентгеновского или гамма-излучения, используют экспозиционную дозу облучения. За единицу экспозиционной дозы в системе СИ принят кулон на килограмм (Кл/кг). На практике она измеряется в рентгенах (Р). Экспозиционная доза в рентгенах достаточно надёжно хар-т потенциальную опасность воздействия ионизир. излучений на тело человека. При прочих равных условиях доза ионизирующего излучения тем больше, чем больше время облучения, т.е. доза накапливается со временем. Доза, отнесённая к единице времени, называется мощностью дозы или уровнем радиации. Так, если мы говорим, что уровень радиации на местности составляет 1 Р/ ч, то это значит, что за 1 час нахождения на местности человек получит дозу, равную 1Р. Рентген является весьма крупной ед. измерения, поэтому уровни радиации обычно выражаются в долях рентгена – тысячных (миллирентген в час – мР/ч) и миллионных (микрорентген в час – мкР/ч).

 

16. Активность  и единицы радиоактивности. 

 

Активностью радиоактивного элемента является количество атомных распадов, которые происходят в 1 секунду. Таким образом, активность радиоактивного элемента определяется числом распадов за единицу времени, она характеризует абсолютную скорость радиоактивного распада радионуклида. Активность радиоактивного вещества пропорциональна его количеству и обратно пропорциональна периоду полураспада. Количество радиоактивного вещества свидетельствует о его активности, т.е. о количестве атомов, которые распадаются за 1 секунду.

За  единицу активности (активность нуклида в радиоактивном источнике) принята единица в системе СИ - беккерель (Бк, Bq) - это такое количество радиоактивного вещества, в котором происходит 1 акт распада за 1 с; производные единицы: килобеккерель (кБк) – 1000 Бк, мегобеккерель (МБк) – 1000000 Бк. Внесистемная единица активности - кюри (Ки) - такое количество радиоактивного вещества, в котором происходит 37 млрд. актов распада за 1 с. и производные единицы: 1 мКи = 10^-3 Ки, 1 мкКи = 10^-6 Ки, 1 нКи = 10^-9 Ки.

Соотношение между единицами: Бк = 2,7∙10^-11 Ки; 1Бк = 1 расп/с; 1 Ки = 3,7∙10¹⁰ Бк = 3,7∙ 10¹⁰ расп/с.

За единицу  радиоактивности вещества (удельную весовую активность) принята единица беккерель на килограмм (Бк/кг), а внесистемная - кюри на килограмм (Ки/кг).

Единицей радиоактивности жидкой и газообразной среды - удельной объемной активностью – является единица в системе СИ - беккерель на литр (Бк/л), а внесистемная единица - кюри на литр (Ки/л).

За единицу  радиоактивности площади - удельную плотность загрязнения в системе СИ – принят беккерель на квадратный километр (Бк/км²), производные: кБк/м²; внесистемная единица -кюри на квадратный километр (Ки/км²).

 

17. Поглощенная, экспозиционная, эквивалентная дозы и мощности доз; определение понятий, единицы измерения в СИ и внесистемные, их соотношения.

 

Экспозиционной дозой называют дозу излучения, которая характеризует ионизационный эффект рентгеновского и гамма-излучений в воздухе. Это доза, которая характеризует источник и созданное им радиоактивное поле. Один рентген - это такая доза рентгеновского или гамма-излучения, которая в 1 см³ сухого воздуха при температуре 0 °С и давлении 760 мм рт. ст. создает 2 млрд. пар ионов.Внесистемная единица измерения - рентген, с системе СИ - КЛ/кг.

Мощность экспозиционной дозы (уровень радиации) - это интенсивность излучения, которое получается за единицу времени и характеризует скорость накопления дозы. Единицей мощности экспозиционной дозы в системе СИ является ампер на килограмм (А/кг, A/kg), а внесистемной единицей для измерения излучений в воздухе является рентген в час (Р/ч, R/h), рентген в секунду (Р/с, R/s).

Поглощенная доза - это количество энергии разных видов ионизирующих излучений, поглощенных единицей массы вещества. Единица поглощенной дозы излучения тканями организма в системе СИ - джоуль на килограмм (Дж/кг, J/kg). Дж/кг - это количество энергии любого вида ионизирующего излучения, поглощенного 1 килограммом тела. Кроме этого, единицей измерения поглощенной дозы является грей (Гр.). Еще применяют внесистемную единицу - рад (rad).

 Единицей мощности поглощенной дозы в системе СИ является грей в секунду (Гр/с) и джоуль на килограмм за секунду (Дж/(кг·с), J/(kg·s)), а внесистемной - рад в секунду (рад/с, rad/s);

Эквивалентная доза характеризует то, что разные виды ионизирующего излучения во время облучения организма одинаковыми дозами приводят к разному биологическому эффекту. Это связано с неодинаковой удельной плотностью ионизации, вызванной разными видами излучений. Единицей эквивалентной дозы в системе СИ является зиверт (Зв, Sv). Один зиверт равняется поглощенной дозе в 1 Дж/кг (для рентгеновского, гамма- и бета-излучений). Для учета биологической эффективности излучений введена внесистемная единица поглощенной дозы - биологический эквивалент рентгена (бэр).

Единицей мощности эквивалентной дозы в системе СИ является зиверт в секунду (Зв/с, Sv/s), а внесистемной единицей является бэр в секунду (бэр/с)

Физические  величины, символы	СИ	Внесистемная	Соотношение между ними
Поглощенная доза, Д	Гр – грей; Gy Дж/кг; J/kg	Рад – рад; rad	1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад  1 рад = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг = 100Эрг/г
Мощность поглощенной дозы:	Гр/с; Дж/(кг∙с) Gy/s; J/(kg∙s)	Рад/с; rad/s	1 Гр/с = 1 Дж/(кг∙с); 1 Гр/с = 100 рад/с; 1 рад/с = 0,01 Гр/с.
Эквивалентная доза, Н	Зв – зиверт	Бэр – бэр	1 Зв = 100 бэр; 1 бэр = 0,01 Зв
Мощность эквивалентной дозы:	Зв/с; Sv/s	Бэр/с	1 Зв/с = 100 бер/с, 1 бер/с = 0,01 Зв/с.
Экспозиционная доза, Х	Кл/кг – кулон на килограмм	Р, мР, мкР -рентген, мили-, микрорентген	1 Кл/кг = 3876 Р = 3,88∙103 Р 1 Р = 2,58∙10-4 Кл/кг
Мощность экспозиционной дозы:	А/кг, A/kg	Р/час, Р/с, мР/час, мкР/час	1 А/кг = 1 Кл/(кг∙с) = 3876 Р/с; 1 Р/с = 2,58∙10–4 А/кг = 2,58∙10–4 Кл/(кг∙с).

 

18.  Нормы облучения, ПДД и летальные дозы для человека.

 

В настоящее  время приняты следующие нормы облучения (предельно допустимые дозы – ПДД):

- естественный радиационный  фон земли – 0,01 миллирентген/час;

- допускается однократная  доза внешнего облучения 3 БЭР  в любые 13 недель при условии,  что годовая норма не будет  превышать 5 БЭР;

- суммарная доза к 30 годам не должна превышать  60 БЭР;

- каждое внешнее облучение  дозой до 10 БЭР подлежит внимательному  медицинскому рассмотрению;

- при дозе облучения  до 25 БЭР человек направляется  на медицинское обследование.

После Чернобольской аварии дозы были изменены : 350 мЗв(35 бэр)

В 1990г была выведена концепция  безопасного проживания и установлена  максимальная доза радиации 1мЗв в  год ( 70 мЗв или 7 бэр к 70-ти годам)

Вооруженные силы Украины  установлены предельно допустимые дозы однократное облучение до 4 сут не более 50 рад (или 50Р).

При многократном облучении  в течение месяца : до 100рад (100 Р)

В течении 3 месяцев : 200рад (200 Р).  В течении года : не более 300рад (зоо Р).

Летальные дозы: аммиак – 7мг/л, Водород хлористый – 5мг/л, сероводород -1мг/л.

 

19. Влияние радиоактивных излучений на организм человека.

 

Большая опасность радиоактивного излучения заключается в том, что оно не обнаруживается органами чувств человека. Человек в течение  долгого времени может находиться под действием опасной радиации, не испытывая никаких явных неприятных ощущений.

Ионизирующее излучение  оказывает биологическое действие на живые клетки, ткани и на весь организм человека в целом. Биологическое  действие ионизирующего излучения  по силе и характеру значительно  превышает биологические эффекты  других видов излучений - светового  или теплового.

Первый этап биологического действия начинается с поглощения энергии ионизирующего излучения тканями организма. Этот физический процесс взаимодействия излучения с тканями протекает в очень короткое время, порядка миллионных долей секунды при ядерном взрыве, за счет мощного нейтронного потока и гамма-излучения; и может протекать длительное время при достаточно близком контакте человека с радиоактивными веществами за счет альфа-, бета- и гамма-излучения.

При поглощении энергии ионизирующего излучения в тканях живых организмов возникают химически активные радикалы, претерпевают изменения белковые молекулы, происходят изменения в структуре молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Белки, расщепляясь, создают новые формы белков, которые являются токсичными для организма и даже при прекращении действия ионизирующего излучения организм продолжает создавать эти новые формы. Изменение строения генов, отвечающих за наследственные признаки организма, приводит к формированию генетически неправильных кодов, которое сказывается на будущем потомстве, приводя к рождению физически и умственно неполноценных детей. Изменения в структуре молекул белков приводят к раковым заболеваниям различных органов человеческого тела, в том числе и крови (лейкомия).