Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Вопрос 40 источники радиоактивного загрязнения в мирное время и их влияние на общее облучение человека




Источники радиоактивного загрязнения Принципы нормирования и защиты окружающей среды

 

К основным источников радиоактивных загрязнений относятся:

 

• ядерные взрывы;

 

• ядерные реакторы разных типов;

 

• радионуклиды, используемые на предприятиях;

 

• предприятия ядерно-топливного цикла;

 

• места переработки и захоронения радиоактивных отходов

Добыча и переработка радиоактивного минерального сырья

Уголь как источник естественной радиации

Ядерная энергетика

Тепловые электростанции

Полигоны для испытания ядерного оружия

Ядерные взрывы в мирных целях

Загрязнение морей атомными кораблями

Аварии искусственных спутников земли и самолетов

Боеприпасы с обедненным ураном

Радиоактивные отходы

«Космический мусор».

 

Радиация: общие сведения, единицы измерения, влияние на человека

 

Радиационная безопасность населения - состояние защищенности настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения (Федеральный закон "О радиационной безопасности населения"). Основные нормативы облучения (допустимые пределы доз) конкретизируются и уточняются в санитарно-гигиенических федеральных нормах и правилах, таких как НРБ - 99/2009, ОСПОРБ - 99/2010 и др.

 

Ионизирующим считается любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков.

 

Естественный радиационный фон - доза излучения, создаваемая космическими лучами и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека. Радиоактивный фон присутствует везде и всегда - где-то его уровень больше обычной нормы, где-то меньше.

 

Человеческий организм не способен с помощью своих органов чувств воспринимать наличие радиоактивных веществ и их излучения (до несмертельных значений), поэтому необходимы специальные измерительные приборы - дозиметрическая и радиометрическая аппаратура.

 

Уровни безопасных величин поглощённой дозы излучения измеряемые радиометром или дозиметром, для населения

 

Естественный радиационный фон везде свой, в зависимости от высоты территории над уровнем моря и геологического строения каждого конкретного района.

 

Безопасным считается уровень радиации до величины, приблизительно 0.5 микрозиверт в ч а с (до 50 микрорентген в час).

 

до 0.2 микрозиверт в ч а с (соответствует значениям до 20 микрорентген в час) - это наиболее безопасный уровень внешнего облучения тела человека, когда "радиационный фон в норме".

 

Верхний предел допустимой мощности дозы – примерно 0.5 мкЗв/час (50 мкР/ч).

 

Сократив время непрерывного нахождения до нескольких часов - люди могут без особого вреда своему здоровью перенести излучение мощностью в 10 мкЗ/ч (соответствует 1 миллирентген в час), а при времени экспозиции до нескольких десятков минут - относительно безвредно облучение с интенсивностью до нескольких миллизивертов в час (при медицинских исследованиях - флюорография, небольшие рентгеновские снимки и др.).

 

Поглощённая доза облучения накапливается в организме, и за всю жизнь, сумма не должна превышать 100-700 мЗв (для жителей высокогорий и районов с повышенной естественной радиактивностью почв, подземных вод и горных пород - привычные им дозы будут находиться в верхнем пределе допустимых значений).

 

 

Средняя "годовая доза ионизирующих излучений", и внешних и внутренних источников (вдыхаемый воздух, вода, еда), на человека, приблизительно, составляет:

- солнечная радиация и космические лучи – от 0.300 миллизивертов в год (на высоте 2000м – втрое больше, чем на уровне моря)

- почва и горные породы – 0.250 - 0.600 мЗв/г (на гранитах светит больше - около 1 миллизиверт в год)

- жилище, строения – от 0.300...

- еда – от 0.020...

- вода – от 0.010 до 0.100 милли зиверт (при ежедневном потреблении воды в объёме 2 литра).

- в воздухе (радон 222Rn, торон 220Rn и короткоживущие продукты их распада) – 0.2 - 2 мЗв/год

В сумме, обычная средняя годовая эффективная эквивалентная доза от естественных ВНЕШНИХ источников радиации, действующей на одного человека, составляет 2 - 3 миллизиверта в год (третья часть, из которых, обусловлена радоном). В зависимости от высоты территории над уровнем моря и геологических условий - фактические значения могут варьировать в широком диапазоне.

 

Внутренний фон:

- накопленные в костях организма отложения радионуклидов – 0.100 - 0.500 мЗв/г о д.

- внутреннее облучения за счет калия-40 в организме – 0,100 - 0,200 мЗв.

- вдыхаемый радон (источник альфа-излуч.) – 0.100 - 0.500 мЗв/год

 

В сумме, приблизительно – три-четыре миллизиверта в год на одного человека. Это "безопасная суммарная средняя индивидуальная эффективная эквивалентная годовая доза для населения", учитывающая и внешние и внутренние источники облучения (естественные природные, техногенные, медицинские и прочие). В СССР – её величина принималась около 4мЗв/год (приблизительно 0.4 Р/г).

 

Таблица 1

Рентгенодиагностика

 

Разовые, "вынужденные облучения" в диагностических исследованиях (средняя эффективная доза за одно обследование, с использованием медицинских источников ионизирующего излучения):

// Единицы измерения, в приведённой ниже таблице – миллизиверт на одну процедуру (однократное облучение взрослого человека)

 

- цифровая флюорограмма, 1 проекция – 0,030-0,060 мЗв (минимум и максимум, в зависимости от класса аппаратуры и применяемой методики). Это новый, наиболее безопасный метод для поведения профилактических процедур. Лучшие современные малодозовые аппараты высокого разрешения – излучают на уровне естественного природного радиационного фона – от 0,002мЗв.

 

- флюорограмма (ФГ / ФЛГ, обычная плёночная флюорография), 1 проекция – 0,150-0,250мЗв (на фоточувствительную плёнку; используют более жёсткое облучение, чем при рентгенографии). На старых рентгеновских аппаратах, доза – до 0,600–0,800мЗв.

 

- рентгенография (РГ / РТГ) органов грудной клетки ("рентген легких") – 0.150-0.400 мЗв (метод точнее и информативнее чем обычная флюор. и излучение помягче; используется широкая рентген-чувствительная пленка – снимки большие, размеры изображения соответствуют анатомическим).

 

- дентальный (зубной) рентген – 0,150-0,350мЗв (на цифр. аппарате - облучение на порядок меньше)

 

- рентгеноскопия (РС, R-обследование) области грудной клетки, в течение 5 мин – 2.5-3.5мЗв. В гастроэнтерологии, при диагностике патологии желудочно-кишечного тракта – эффективные дозы варьируют от 2 до 6 мЗв (миллизивертов) на процедуру, проводимую в течение 2-15 минут.

 

- радионуклидные исследования (РН), 1 проц. – 2-5 мЗв. Примененяются радиофармпрепараты (РФП) на основе короткоживущих радионуклидов.

 

- при рентгеновской компьютерной томографии (КТ, РКТ, Computertomographie - CT), на обычных аппаратах, доза составит: 1-2 мЗв – череп, голова; 6-11мЗв – органы грудной клетки, почки, печень (в зависимости от аппаратуры; низкодозная техника даёт меньшее облучение). В итоге, получается 3D (объёмное) изображение.

 

Максимально допустимая эффективная доза радиации – 150 мЗв в год. Её получают только люди, нуждающиеся в регулярном рентгенологическом контроле или по жизненным показаниям (авария, тяжёлая травма, внутреннее кровотечение). Если же делать только обычные диагностические обследования – флюорографию, маммографию, рентген у стоматолога – в год, в сумме, будет около 15 мЗв.

 

Проведение плановой замены старого оборудования на новую низкодозовую технику - позволит снизить "среднюю индивидуальную годовую эффективную дозу" (СИД) на одну медицинскую процедуру, при рентгенодиагностике, до 0,300-0,400мЗв/г

 

Врачи городской поликлиники, по итогам очередного обследования, выдают пациенту, на руки, карточку - листок с печатью, где указано, примерно, следующее: "цифровая флюорография Ф.И.О. 0,050 мЗв". В мед. карте больного - должны быть листки учёта лучевой (дозовой) нагрузки, полученной в ходе медицинских исследований. Карточки хранятся, сначала, в действующей картотеке регистратуры мед-учреждения, а затем - могут быть переданы в архив (если, раньше, не потеряют). Срок хранения персональных медицинских данных, на бумажных носителях - ограничен. В поликлинике, если не будет продления - 5 лет со дня последнего обращения, а дольше - в архивах (тоже "не вечно", 25лет). Администрация амбулаторно-поликлинического учреждения обязана выдать, по требованию пациента, копию его медицинской карты, но если поликлиника не обладает такой возможностью, нужно обратиться с письменным заявлением к главврачу, с просьбой выдать на руки медкарту для целей копирования на какой-то определённый срок. В итоге, выдаётся копия или выписка с оригинала документа, заверенная подписью и "синей" печатью (проверьте, что получены ксерокопии всех нужных вам листов из амбулаторной карты, в том числе, с результатами анализов и исследований). Современная техника позволяет надёжно сохранять свои данные в цифровом виде (электронные сканы, фотокопии, хотя бы на камеру мобильного телефона).

 

// Соотношение величин (для проведения расчётов): 10 миллизиверт = 1 бэр = 1.14 рентген

 

Параметры обследования по методу КТ-томографии

 

Диагностические контрольные уровни (объёмный CTDI и линейный DLP) и полученная доза (Е) за время всех исследований, из нескольких снимков (приведён порядок величин и их типичные числовые значения):

 

CTDI - объёмно-взвешенный компьютерно-томографический индекс дозы (характеризует тех.параметры протокола исслед-я, качество аппаратуры и её техническое состояние), десятки миллигрэй (мГр).

 

DLP - произведение дозы (суммарной, по всем снимкам) на длину зоны сканирования, сотни мГр·см

 

Е - итоговая эффективная доза облучения, полученная за время всех обследований на KT-сканере, в сумме - до нескольких миллизивертов (мЗв). Рассчитывается по формуле: "E" равняется произведению DLP на коэффициент (зависит от анатомической области исследования, телосложения и возраста обследуемого лица).

 

CTDI и DLP не являются мерой дозы облучения конкретного пациента, а служат для контроля качества процедур и технических параметров работы приборов (рентгеновских компьютерных томографов). Нужно смотреть цифровые значения итоговой "эффективной дозы (Е) облучения".

Эффекты от облучения в течение года

 

Доза облучения "накапливается" в течение времени жизни человека и за 70 лет составляет, в сумме "накопленной дозы", порядка 100-700 мЗв/70лет - это безопасные для здоровья показатели.

 

Три миллизиверт в год - нормальная годовая доза радиационного фона от естественных природных источников ионизирующего излучения (на поверхности земли, при учтённой мощности дозы от радона, равной 2 мЗв/год). Считается абсолютно безопасной.

 

Лица, подвергшиеся однократному облучению в дозе, превышающей 100 мЗв, в дальнейшей работе не должны подвергаться облучению в дозе свыше 20 мЗв/год.

 

Радиационно-опасные - работы (персонала) в условиях фактической или потенциальной радиационной опасности, когда радиационная обстановка в месте проведения работ такова, что при стандартных факторах облучения индивидуальная эффективная доза работника может превысить значение равное 20 миллизиверт в год.

 

20 мЗв/год - усредненный более чем за 5 лет предел для персонала в ядерной и горнодобывающих отраслях промышленности.

 

150 мЗв/год - облучение дозами выше этой - увеличивает вероятность онкологии.

 

1 Зиверт (1000 мЗв) - риск появления раковых заболеваний, годами позже. Если общий показатель облучения изначально здорового человека не превышает 1 тысячи миллизиверт (предельная норма за время карьеры, общая для всех профессий, которые имеют дело с радиоактивными материалами или активно облучаются радиацией, как во время работы космонавтов на орбите) — его жизнь сократится не более чем на два с половиной - три года.

 

2 - 10 грэй (2-10 зивертов в год) - острая лучевая болезнь с вероятным фатальным исходом.

 

Таблица 3

Кратковременное (до 4-х суток подряд), общее (т.е. всего тела - наиболее опасный случай), однократное облучение

 

// Доза облучения "накапливается" в организме, поэтому надо суммировать непрерывные замеры с радиометра или индивидуального дозиметра, в местах с повышенным уровнем радиации. За всю жизнь, в сумме, значения "накопленной дозы" не должны превышать 100-700 мЗв (в зависимости от местного, привычного уровня фона).

 

Если суммарная доза кратковременного облучения - меньше 10 мкЗв (десяти микрозивертов), то считается, что излучение фактически отсутствует и его можно не учитывать.

 

Радиационно-опасные работы, проводимые профессионалами, при выполнении которых индивидуальные дозы облучения могут превысить, в течение только одной рабочей смены, 0.2 мЗв (миллизиверт) - выполняются по дозиметрическим нарядам.

 

до 100 мЗв (10 бэр) – допустимое аварийное облучение населения (разовое). Медицинскими методами не наблюдается каких-либо заметных изменений в тканях и органах.

 

 

Разовые эффективные дозы (по риску возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности) свыше 200 мЗв - являются потенциально-опасными, критичными для здоровья дозами.

 

Облучение дозой 500-1000 мЗв вызывает чувство усталости, наблюдаются умеренные изменения в составе крови. Состояние нормализуется за короткое время. Основная доля радиационного риска - возможность, в будущем, появления онкологических заболеваний (рак крови, кожи, щитовидной железы и т.д.)

 

При дозе 1 Гр (1 Зв) начинается лучевая болезнь.

 

1000-1500 мЗв - могут появиться выраженные соматические эффекты (тошното, рвота), нарушение работоспособности, возникают различные формы острой лучевой болезни.

 

1.5-2.5 грэй (1500-2500 мЗв) - наблюдается кратковременная легкая форма лучевой болезни, которая появляется в виде выраженной, продолжающейся длительное время лейкопении (снижения числа лейкоцитов). В 30-50% случаев может наблюдаться рвота в первые сутки после облучения. При дозах больше 2 грей - высок риск летального исхода.

 

2.5-4 Гр (2500-4000мЗв) - возникает лучевая болезнь средней степени тяжести. У всех облученных в первые сутки после облучения наблюдается тошнота и рвота, резко снижается содержание лейкоцитов и появляются подкожные кровоизлияния. Такие дозы - вызывают существенный, непоправимый ущерб здоровью, облысение и белокровие (лейкемия). Для лечения - требуется пересадка костного мозга и содержание в стерильном боксе.

 

Смертельные дозы проникающей радиации:

 

3-4Гр - повреждение костного мозга, в течение месяца после облучения смертельный исход возможен у 50% облученных (без медицинского вмешательства).

 

4-7 Гр (4000-7000 мЗв) - развивается тяжелая форма лучевой болезни и высока смертность.

 

свыше 7 Гр (7000 мЗв) - крайне тяжелая форма острой лучевой болезни. В крови полностью исчезают лейкоциты. Появляются множественные подкожные кровоизлияния. Смертность 100%. Причиной смерти, чаще всего являются инфекционные заболевания и кровоизлияния.

 

10Гр (10 зиверт) - смерть в течение 2-3 недель. Величина свыше десяти Грэй дозной нагрузки от облучения - считается абсолютно смертельной для человека.

 

15 Гр - 1 - 5 суток до летального исхода.

 

 

Таблица 4. Реакция организма человека на интенсивное, длительностью до нескольких минут, общее, однократное облучение, при сверхвысокой мощности дозы радиации – больше 1 грэй в минуту.

Степень лучевой болезни Экви-

валент-

ная доза, Зиверт Первичная реакция Скрытый период Разгар болезни Исход болезни

Легкая 1-2 Продолжитель-

ность 1-3 дня. Слабость, головная боль, тошнота, рвота Продолжитель-

ность 3-5 недель. Состояние вполне удовлетво-

рительное Состояние удовлетво-

рительное. Слабость, головная боль, тошнота Выздоровление через 1-2 мес., полное восстановление состава крови - через 2-4 мес.

Средняя 1,5-3 То же; эмоциональное возбуждение, переходящее в депрессию Продолжитель-

ность 2-3 недели. Состояние удовлетво-

рительное, но отмечается слабость, бессонница Продолжитель-

ность 2-3 недели. Общая слабость, бессонница, повышение температуры до 38 °С, кожные кровотечения, инфекционные осложнения Выздоровление через 2-3 месяца, восстановление крови через 3-5мес. В результате осложнений может быть смертельный исход

Тяжелая 3-6 Продолжитель-

ность2-4 суток. Через 10-60 минут многократная неукротимая рвота в течение 4-8часов, резкая слабость, жажда, расстройство желудка, повышение температуры 39 °С Продолжитель-

ность до 10 суток. Слабость, бессонница, головная боль Продолжитель-

ность 2-3 недели. Состояние тяжелое, озноб, температура до 40 °С, кровоизлияния и кровотечения, истощение, инфекционные септические осложнения Выздоровление возможно при своевременном лечении через 5-10месяцев. При осложнениях смерть наступает через 10-35 суток

Крайне тяжелая Свыше 6-7 Через 10-15 минут неукротимая рвота в течение 5-6 часов, затемнение сознания, понос, высокая температура Отсутствует Усиление первичных реакций, непроходимость кишечника, перитонит, нарушение водно-солевого обмена. Смерть через 5-10 суток

 

 

Проверка продуктов питания на радиацию

 

На зараженных территориях радиация может накапливаться в растениях, в рыбе и дичи.

 

У корнеплодов (свекла, морковь) рекомендуется удалять, срезать на 1,5 сантиметра верхнюю часть, в которой сконцентрированы радиоактивные и токсичные вещества (свинец, кадмий и т.д). Капуста накапливает их в кочерыжке и между листьями (в виде осевшей там пыли).

 

При варке - до половины радионуклидов оказывается в бульоне, поэтому его лучше вылить (в соленой воде - вытягивает сильнее, до 50%). Цезий вымывается - больше, стронций - очень мало). Если бульон, всё-таки, нужен - слить первый, десятиминутный, а дальше - варить до готовности. Мясо, прежде чем готовить, можно вымачивать в воде - примерно час (порезать, сначала, на мелкие кусочки), с достаточным количеством уксуса.

 

Практически отсутствуют радиоактивные элементы в крахмале, сахаре, рафинированном растительном масле.

 

Растения и плоды, которые не накапливают и не содержат радиоактивные элементы: топинамбур.

 

Стронций-90 накапливается в рыбе - в костях, плавниках и чешуе. Для выявления стронция нужен радиометр, мерящий не только гамма-, но и бетта-излучение.

 

Для проверки, в домашних условиях, продуктов питания на радиацию - нужен прибор, который называется "бытовой радиометр" (если ещё не купили себе персональный - попросите, на время, у друзей, у кого есть). Им можно померить, по мощности, "гамма-излучение" (должно быть не больше 50 микрорентген в час). Более серьёзной аппаратурой можно мерить плотность потока "Бета-излучения" с поверхности продуктов, для выявления изотопов Стронция (в норме, прибор покажет меньше 50 частиц с квадратного сантиметра в минуту) и удельную активность радионуклида цезий-137 (допустимые, разрешённые значения активности пробы в беккерелях - до 3.7 х 103 Бк/кг). "Альфа-частицы" (< 5 ч/мин. см2) - регистрируются только профессиональной аппаратурой, непосредственно рядом с источником (на расстоянии в несколько сантиметров).

 

 

Опасны ли метеориты для экологии?

 

Возраст большинства метеоритов (исчисляется от времени их образования из магмы, с момента затвердевания вещества) - составляет от сотен миллионов до нескольких миллиардов лет, в течение которых, все радиоактивные вещества, излучая, уже давно и почти полностью поделились бы и распались. Поэтому, в отношении радиации, метеороиды и астероиды - безопасны, в том числе и каменная глыба, пролетевшая 15 февраля 2013 года над Челябинской областью. Учёные узучили метеорные осколки, найденные, в ходе экспедиции, на льду озера Чебаркуль, куда прилетел большой фрагмент болида. Его смогли найти и достать со дна водоёма. Сейчас, большой осколок метеорита находится в экспозиции областного краеведческого музея. Химический анализ показал, что на Урале упал обыкновенный каменный метеорит типа хондрит, с 10-процентным содержанием железа и корой плавления. Частицы этого космического пришельца - не представляют никакой опасности.

 

Основные единицы измерения ионизирующих излучений

 

Рентген (Р, R) - внесистемная единица экспозиционной дозы фотонного (гамма- и рентгеновского) излучений. Микрорентген - миллионная часть рентгена, мкР

 

Поглощённая доза (сокращённое обозначение - д о з а) - определяется двумя основными способами. Для малых и средних уровней облучения - применяют единицы Зиверт. Дальше - считают в единицах Грэй. По цифрам, эти ед-цы примерно равны.

 

Зиверт (Зв, Sv) - в системе единиц СИ, поглощенная доза с учётом, в виде коэффициентов, энергии и типов излучения (эквивалентная) и радиочувствительности живых органов и тканей в теле человека (эффективная). Данная ед-ца используется до величин дозы - порядка 1.5 зиверта, для более высоких значений облучения - используют Грэи.

 

1 миллизиверт (мЗв. mSv) = 0.001 зиверт

1 микрозиверт (мкЗв. µSv) = 0.001 милизиверт

 

Для оценки влияния ионизирующего облучения на человека - служит величина индивидуальной эффективной дозы (ИЭД, мЗв/чел.) Медицинская компонента, обусловленная использованием ИИИ (источников ион. излучения) в медицинских целях - составляет от 20 до 30%.

 

бэр - биологический эквивалент рентгена; это старая, внесистемная единица поглощённой дозы; современная - Зиверт.

 

1 бэр ~ 1 сЗв (сантизиверт).

 

1 Зв ~ 100 бэр

 

Мощность дозы - д о з а излучения за единицу времени:

0.10 мкЗв/час == 10 мкР/час (двойной знак равенства означает здесь "примерно")

1 зиверт == 100 рентген

Коэффициент качества излучения для гамма-квантов и бета-частиц равен единице (Q=1), для быстрых нейтронов Q=10, для альфа-частиц Q=20 и т.д.

 

 

Активность (А) радиоактивного вещества - число спонтанных ядерных превращений в этом вещ-ве на определённой площади, в единичном кубическом объёме ("объёмная активность") или в единице веса ("удельная активность") за малый промежуток времени (в секунду). Единицей измерения активности, в системе СИ, является:

1 беккерель (Бк, Bq) = 1 ядерное превращение в секунду

109 Бк = 1 гигабеккерель (ГБк, GBq)

До сих пор ещё используется (особенно часто - на экологических картах радиоактивного заражения, в расчёте на квадратный километр) старая внесистемная единица измерения активности рад.вещ. в сист. СГС - К ю р и:

1 кюри (Ки, Ci) = 3,7 х 1010 беккерель = 37 гигабеккерель (ГБк, GBq)

 

1 мкКи (микрокюри) = 3,7 х 104 распадов в секунду = 2,22 х 106 расп. в минуту.

 

Человеческий организм содержит примерно 0,1 мкКи калия-40 натурального происхождения.

 

Верхнее значение безопасной (то есть, на уровне естественной) "минимально значимой активности" (МЗА) - находится в пределах от 3.7 кБк (килобеккерель) до 37 МБк (мегабеккерель), в зависимости от вида излучения (до удельных 74 кБк/кг - для твёрдых бета-активных, менее 3.7 кБк/кг - для гаммаактивных, меньше 7.4 кБк/кг - для альфаактивных веществ, до 0.37 кБк/кг - для трансурановых).

 

 

Грэй (Гр, Gy) - в системе СИ, величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу.

 

1 Гр (ед. СИ) = 100 рад (внесистемная единица) == 100 рентген (с точностью 15-20%, для энергий 0.1 - 5 МэВ)

 

5 мГр == 500 мР = 0.5 Р (безопасная доза общего кратковременного облучения - исключаются клинически выраженные соматические эффекты; при медицинском обследовании или лечении - это как снимок флюорографии, сделанный на старом аппарате, раз в год).

 

При экспозиционной дозе в 1 рентген поглощённая доза в воздухе будет 0,85 рад

Виды излучений:

Электромагнитные (фотонные) излуч-я: Гамма-излучение, Рентгеновское.

 

Корпускулярные излучения - состоящие из частиц (протонов, нейтронов, альфа-частиц и др.)

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...