Рдиоизлучение

Понятие о дозе излучения и единицах ее измерения.

Человеческий организм поглощает энергию ионизирующих изменений, причем от ко-личества поглощенной энергии зависит степень лучевых поражений.

Для характеристики поглощенной энергии ионизирующего излучения единицей массы вещества используется понятие поглощенная доза.

Поглощенная доза – это количество энергии, поглощенной облучаемым веществом и рассчитанной на единицу массы этого вещества. Единица поглощенной дозы в Междуна-родной системе единиц (СИ) – грей (Гр).

1 Гр = 1 Дж/кг.

Для оценки поглощенной дозы используется так же внесистемная единица – рад.

1 рад = 0,01 Дж/кг

1 Гр = 100 рад.

Для оценки радиационной обстановки на местности, в рабочем или жилом помещении используют экспозиционную дозу, т.е. дозу излучения в воздухе. Она характеризует по-тенциальную опасность воздействия излучения при общем и равномерном облучении тела человека.

В СИ единица измерения экспозиционной дозы – кулон на килограмм, (Кл/кг). Одна-ко на практике чаще всего используют внесистемную единицу – рентген (Р).

1р = 2,58 * 10-4 Кл/кг

1 Кл/кг = 3876 р.

Однако биологическое действие зависит не только от поглощенной дозы, но и от того на какую глубину это излучение может проникать в биологические ткани. Поэтому для оценки биологического действия ионизирующего излучения используется эквивалентная доза. То есть эквивалентная доза – основная дозиметрическая величина для оценки ущер-ба здоровья человека от воздействия ионизирующего излучения.

Единица измерения в СИ – Зиверт, внесистемная единица бэр – биологический экви-валент рентгена.

1 Зв = 100 бэр

1 рад = 1р = 1 бэр.

Доза, отнесенная к единице времени, называется мощностью дозы (уровнем радиа-ции). Так, если мы говорим, что мощность экспозиционной дозы – излучения составляет 1 р/ч, то это значит, что за 1 час облучения человек получит дозу, равную 1 р.

Опасные и не опасные дозы облучения.

В настоящее время хорошо известно, что в среднем доза облучения от всех естествен-ных источников ионизирующего излучения составляет в год около 200 мр (200 мбэр), хотя это значение может колебаться в разных регионах земного шара от 50 до 1000 мр (мбэр) и более.

Таблица 1. Природные источники ионизирующего излучения

Источники Средняя годовая доза

бэр Зв

1 2 3

Космос 30 0,30

Земля (грунт, вода, строительные мате-риалы) 50 – 130 0,5 – 1,3

Радиоактивные элементы, содержащие-ся в тканях человека (К, С, и др.) 30 0,30

Другие источники 2 0,02

Средняя суммарная годовая доза 200 2,0

Наши дома построены из камня, кирпича, бетона или дерева, в которых содержатся различные по виду и количеству природные радиоактивные элементы. Плохая вентиля-ция, особенно в домах с плотно закрывающимися окнами, может увеличить дозу облуче-ния, обусловленную вдыханием радиоактивного газа радона, который образуется при ес-тественном распаде радия, содержащегося во многих горных породах и строительных ма-териалах, а так же в почве. Доза, получаемая человеком в результате воздействия косми-ческого излучения, зависит так же от высоты над уровнем моря: чем выше над уровнем моря, тем больше годовая доза.

Люди, постоянно пользующиеся самолетом, дополнительно подвергаются незначи-тельному облучению. Человек подвергается облучению при использовании ионизирую-щего излучения в целях диагностики и лечения. Имеются источники излучения, создан-ные руками человека (табл. 2).

Таблица 2. Искусственные источники излучения.

Источник Годовая доза Доля от при-родного фона, % (до 200 мбэр)

мбэр мЗв

Медицинские приборы (флюорогра-фия 370 мбэр, рентгенография зуба 3 бэра, рентгеноскопия легких 2 – 8 бэр) 100 – 150 1,0 – 1,5 50 – 75

Полеты в самолеты (расстояние 2000 км, высота – 12 км) – 5 раз в год 2,5 – 5,0 0,02 – 0,05 1,0 – 2,5

Телевизор (просмотр программы по 4 часа в день) 1,0 0,01 0,05

АЭС 0,1 0,001 0,05

ТЭЦ (на угле), расстояние 20 км 0,6 – 6,0 0,006 – 0,06 0,3 – 3,0

Глобальные осадки от испытаний ядерного оружия 2,5 0,02 1,0

Нормативными документами установлены, например, для АЭС, пределы облучения персонала и населения, которые составляют соответственно 5 и 0,5 бэр за год. Эти уровни доз являются потенциально неопасными. При выполнении аварийных работ максимально накопленная доза не должна превышать 25 бэр.

Доза, поучаемая за счет существующего фона излучения и от других источников излу-чения за 40 лет жизни, составляет около 13 – 15 бэр. Неблагоприятного действия от этого уровня излучения на здоровье детей и взрослых не установлено.

Клинически определяются кратковременные незначительные изменения состава крови лишь при однократном облучении дозой 25 – 75 бэр. Развитие лучевой болезни наблюда-ется при облучении дозой более 100 бэр.

Лучевая болезнь тяжелой степени может развиваться после однократного поглощения всем телом дозы 400 бэр и более.

Таким образом, каждый житель Земли на протяжении всей своей жизни ежегодно об-лучается дозой в среднем 250 – 400 мбэр. Это обычное состояние среды обитания челове-ка.

Совершенно иная ситуация возникает при ядерных взрывах и при авариях на атомных реакторах и объектах.

При ядерном взрыве уровень радиации резко возрастает. Источниками радиоактивного излучения становятся «осколки» деления ядерного горючего, представляющие собой смесь более 200 изотопов 34 химических элементов, а так же радиоактивные вещества не разделившейся части ядерного заряда (уран, плутоний), корпуса и механизма боеприпаса с наведенной радиоактивностью. Другим источником радиации является образование ра-диоактивных изотопов кремния, кальция, натрия, калия и других химических элементов, находящихся в почве. Наибольшее влияние на биосферу, жизнь, развитие, наследствен-ность могут оказывать йод – 131, стронций – 99, цезий – 137, плутоний – 239, углерод – 14.

В ранние сроки после аварии на атомных реакторах наибольшую опасность для здоро-вья человека представляют радионуклиды йода (йод – 131), составляющие основную мас-су радиоактивных выбросов. У человека и животных радиоактивный йод накапливается в щитовидной железе, но поскольку он выводится из организма с мочой и калом, эффектив-ный период его полураспада составляет 3 – 5 дней.

В более поздние сроки после аварии, когда радиоактивный йод практически исчезает, опасность представляет долгоживущие нуклиды – стронций – 90 и цезий – 137.

Для проведения оценки обстановки, возникающей в результате аварии на радиацион-но-опасных объектах, составляют исходные данные, которые позволяют сделать оценку методом прогнозирования:

1. Вид радиационно-опасного объекта и количество радиационных веществ (РВ), ко-торые могут быть выброшены в атмосферу при аварии. Так при оценке радиацион-ной обстановки при аварии на АЭС, считают, что может произойти разрушение од-ного реактора и при этом будет выброшено 80% РВ, т.е. максимальное количество, выбрасываемое при тепловом взрыве реактора.

2. Расстояние от радиационно-опасного объекта до того района или населенного пункта, для которого проводится оценка.

3. Защитные свойства жилых и производственных зданий и сооружений, в которых могут находиться люди.

4. Срок нахождения людей на зараженной территории. Срок этот может составлять от 2-х суток и более. Продолжительность пребывания будет зависеть от степени зара-жения и от возможностей провести эвакуацию в требуемые сроки.

5. Допустимая поглощенная доза. Для населения допустимая доза облучения при ава-рии на радиационно-опасных объектах составляет 100мГр (0,1 Гр).

Оценка радиационной обстановки заключается в определении дозы облучения, полу-чаемой людьми на открытой местности за все установленное время пребывания на зара-женной территории, сравнении величины этой дозы с величиной допустимой и расчете режимов радиационной защиты.

Доза облучения на открытой местности определяется по формуле:

Д = Рср * t,

Где Рср – средний уровень радиации за период времени t.

Так как уровень радиации непрерывно снижается во времени и график спада уровня представляет собой ветвь параболы, определитель величину Рср. за большой промежуток времени можно и поэтому значение Рср. берется с графика зависимости уровня Р от вре-мени t, который построен на основании данных, полученных после Чернобыльской ава-рии, а именно: через одни сутки после аварии уровень радиации снизился в 2 раза, через один месяц – в 5 раз, через 3 месяца – в 11 раз, через 6 месяцев – в 40 раз.

Начальное значение уровня радиации (эталонное) зависит от расстояния до радиаци-онно-опасного объекта. Так, при аварии на АЭС образуется следующие зоны заражения местности:

Г – зона чрезвычайно опасного заражения, длина зоны 28 км.

В – зона опасного заражения, длина 48 км, уровень на границе 0,03 гр/ч.

Б – зона сильного заражения, длина 80 км, уровень – 0,01 Гр/ч.

А – зона умеренного заражения, длина 200 км, уровень на границе 0,001 Гр/ч.

А’ – зона слабого заражения, длина 340 км, уровень на границе 0,00025 Гр/ч.

При расчете дозы за несколько первых суток удобнее рассчитывать дозу за каждые от-дельные сутки и затем суммировать эти величины.

После определения дозы облучения за установленный период времени, определяют коэффициент