Статьи: Строительство и ремонт Всё для дома Инструменты и оборудование

Проникающая радиация

Мы все постоянно находимся под влиянием "фонового излучения" от космических лучей и от природных элементов, содержащихся в поверхностном слое почвы. Но люди подвергаются воздействию и "рукотворного" (искусственного) излучения - например, флюорографии, рентгеновского обследования, телевидения и др. Это обуславливает дополнительное радиационное влияние на человека примерно одной чет-верти радиационного фона.

В ядерных реакторах и при взрывах атомного оружия происходит деление ядер урана, что сопровождается выделением энергии и образованием большого количества радиоактивных изотопов (продуктов деления) и нейтронов. Эти нейтроны могут соединятся со стабильными атомами (их ядрами), что приводит к образованию радиоактивных изотопов. Во всех этих случаях имеет место проникающая радиация ионизирующее излучение в виде альфа частиц и гамма-излучений, нейтронов, рентгеновских лучей способная при воздействии на живые организмы разрушить молекулы белков, жиров и углеводов в клетках, органах и тканях и приводит к нарушению деятельности органов и систем организма.

Биологический эффект и реакция организма человека на воздействие ионизирующего излучения зависит от дозы облучения, типа излучения, величины поглощенной организмом энергии, времени воздействия, размеров облученной поверхности, индивидуальной чувствительности (возраст, состояние организма в момент облучения). При одном и том же количестве поглощенной энергии биологический эффект от разных видов лучистой энергии будет различным.
а (Альфа)- лучи или частицы - это ядра атомов гелия (Не), имеющие двойной положительный заряд и массу, равную 4.Альфа-лучи вы-летают из ядра атома со скоростью 14-20 тысяч км/час, обладая энергией порядка 2-9 Мэв (мегаэлектрсн - вольт ). В атомной физике за единицу энергии принят электрон-вольт (э.в.)- энергия, которую приобретает электрон при прохождении ускоряющей разности потенциалов в 1 вольт. Один Мэв = 106 эв = =1,60256'106 эрг. Альфа-излучение наблюдается в таких естественно радиоактивных элементов как уран, полоний, радий, торий и др. Эти лучи имеют пробег в воздухе 2-9 см, в воде и биологических тканях- 0,02-0,06 мм. Одно из свойств α - излучения - это более высокая плотность ионизации по сравнению с γ лучами. Альфа-излучение не представляет большой опасности как источник внешнего облучения на расстоянии 10-20 см от источника или при наличии перед ним экрана из бумаги, алюминия, стекла иди других материалов, достаточных для поглощения излучений. Основную опасность α -частицы представляют при попадании и отложении их внутри организма через неповрежденную кожу.

β (Бета) - частицы (бета-лучи) представляют собой поток электро-нов, испускаемых при ядерных процессах и искусственных радиоактивных веществ. Они имеют энергию в пределах 3 Мэв, величина пробега в воздухе - от 13 см до 14,5 м, в биологических тканях - от 0,11 мм до 12,5 мм. Воздействие Бета-частиц на организм может проявиться либо при внешнем облучении, поражающим кожу, либо при внутреннем попадании в организм человека. Защита от внешнего облучения бета-частицами достигается либо увеличением расстояния от источника излучения, либо использованием коллективных и индивидуальных средств защиты. Бета-лучи полностью задерживаются оконным стеклом, жестью, толстой кожей, значительное количество их задерживается тканью,

γ (Гамма) лучи - это поток фотонов, квантов энергии. Они относятся к электромагнитному виду излучения и обладают короткими длинами волн (0,001-0,1 Ангстрем). Энергия гамма - лучей находится в пределах от 0,01 до 10 Мзв, На следе радио¬активного облака гамма - лучи имеют пробег около 100 м от излучателя ( например) ядра Цезия и др.), а из зоны ядерной реакции, имея очень большую энергию, они могут распространяться на 1,5-2 км. и более. Проходя через тело человека и другие материалы с небольшой плотностью, γ - лучи подвергаются небольшому ослаблению, расходуя энергию на ионизацию атомов, главным образом вторичными электронами, которые выбиваются γ - квантами при прохождение через вещество. Ионизирующее действие гамма-лучей обусловлено вторичными электронами. Гамма-излучение представляет наибольшую опасность при внешнем облучении и требует устройства специальной защиты из материалов большой плотности, гамма-лучи с высокой энергией (жесткие) могут проходить сквозь слой свинца толщиной в несколько сантиметров.

Нейтроны не обладают электрическим зарядом. Они распадаются в течении 10-30 минут на протон и электрон. Нейтроны могут быть быстрыми, "медленными и тепловыми. Нейтронное излучение обладает большой проникающей способностью. Быстрые нейтроны, взаимодействуя с ядрами атомов, передают свою энергию им и замедляются, превращаясь, в медленные. В организме на глубине 4-6 см поток быстрых нейтронов уменьшается примерно в 2 раза. Медленные и тепловые нейтроны при столкновении с атомами вступают в ядерные реакции с ними, в результате чего испускается ионизирующее излучение. При этом образуются стабильные или радиоактивные изотопы. В результате столкновения быстрых нейтронов с ядрами водорода (протонами) нейтроны передают им некоторую часть своей энергии, и эти ядра вызывают ионизацию ткани, происходит образование атомов тяжелого водорода и испускание γ - лучей. Медленные нейтроны поглощаются в тканях организма ядрами атомов (обычно водорода или кислорода). При рассмотрении апологического действия нейтронного излучения необходимо иметь в виду, что в сравнении с гамма-излучением нейтроны обладают более выраженным повреждающим действием на всех уровнях биологической организации- от молекулярного до целостного организма. Это обусловлено более глубоким поражением молекулярных механизмов генетического аппарата клеток, Под влиянием нейтронов в организме образуются радиоактивные вещества - наведенная радиоактивность. Огромное количество нейтронов образуется в зоне ядер-ной реакции при взрыве ядерных боеприпасов, особенно нейтронной бомбы, а также в атомных котлах и циклотронах. Ядерное излучение нейтронных боеприпасов примерно в 7-10 раз опаснее гамма - излучения.

Степень тяжести лучевого поражения зависит от поглощенной дозы. Для измерения этой дозы применяется условная единица "рад" - рентгеновская ассимиляционная доза. 1 "рад" - это такое количество любого вида ионизирующего излучения, при прохождении которого в 1 гр. ткани ассимилируется 100 эрг энергии. Принято считать, что 1 р (рентген) =1,12 "рад", 1,12 "рад" = 0,01 зеверт (1 зеверт = 100 Рент-ген = 100 бэр). В международной системе СИ единицей измерения поглощенной дозы принят 1 ГРЕЙ (Гр); 1 Гр=100 "рад".

Один рентген - это такая доза излучения, при прохождении которой в 1 куб. см воздуха образуется около 2 миллиардов пар ионов. Внесистемной единицей эквивалентной дозы является бэр (при вычислениях может быть приравнена к экспозиционной дозе 1 рентген). 1 мбэр (миллибар) - тысячная доля бэра. Ниже приведены значения доз облучения. Например, 2,5 мбэр - доза космического облучения пассажира гражданского самолета, которую он получает за время перелета в одну сторону от Москвы до Новосибирска; 10 мбэр - столько получает чело-век при одном медицинском обследовании грудной клетки с использованием современного флюорографического оборудования; 30 мбэр - среднегодовая доза облучения, обусловленная космическим излучением на территории России; 300 мбэр - средняя годовая доза, получаемая населением от всех источников естественного радиоактивного облучения космического, прямого излучения горных горд и минералов, влияние радиоактивного радона и продуктов его распада; 500-предельная допустимая годовая доза облучения части населения (категория Б ); 5000 мбзр ( 5 бэр )- то же самое для персонала атомной промышленности ( категория А ).

При выпадении на местности радиоактивных, химических эле-ментов в результате аварий или при выбросе РВ в атмосферу рез¬ко повышается радиационный фон местности, становится опасно для здоровья и жизни людей. Под действием проникающей радиации у пораженных развивается острая лучевая болезнь, повреждается генетический аппарат, отмечается рак печени, легких, кожи и других органов и тканей. При внешнем радиационном облучении организм человека поражают нейтроны и γ - излучение, а частицы опасности не представляют. Опасность источников α и β - излучений будет велика при попадании их на поверхность тела и, особенно, при по¬падании внутрь. Острые последствия возникают только в случае, если доза облучения превысила 50 бэр, и оно продолжалось относительно короткое время (меньше двух суток). При дозах свыше 500 бэр начинают выпадать волосы, возникают рвота, внутренние кровотечения, возрастает риск инфекционных заболеваний и смерти.

В мирное время для профессиональных работников, связанных с воздействием ионизирующего излучения, максимально допустимая доза облучения в год составляет до 5 Р. (или в течение всей трудовой деятельности не более 250 Р). Для всех остальных людей доза облучения в год не должна превышать 0,5 Р. (за период жизни суммарная доза не должна превышать 25 Р).
Облучение может быть однократным и многократным, однократным считается облучение, полученное в течение первых 4 суток (одномоментно или дробно), свыше 4 суток - многократное. При одно-кратном облучении в зависимости от полученной дозы различают 4 степени острой лучевой болезней:
- 1 степень - легкая, при дозе 1,- 2,5 Гр;
- 2 степень - средняя, при дозе 2,5 - 4 Гр;
- 3 степень - тяжелая, при дозе 4 - 6 Гр;
- 4 степень - крайне тяжелая, при дозе свыше 6 Гр; при данной степени поражения в течение двух недель может наступить смерть.
На военное время приняты допустимые дозы облучения людей, которые не приводят к развитию острой лучевой болезни и позволяют им выполнять их функциональные обязанности:
- однократные - до 50 Р. (0,5 Зв);
- за 10-30 суток - до 100 Р. (1 Зв);
- за 1 квартал - до 150 Р. (1,5 Зв);
- за год - до 200 Р. (2 Зв).
При выпадении из радиоактивного облака (при аварии иди ядер-ном взрыве, или аварийном выбросе) радиоактивных веществ на радиационных объектах происходит радиоактивное заражение местности радиоактивными элементами. Выпадение радиоактивных веществ на местность происходит неравномерно: наибольшее их количество выпадает вблизи эпицентра аварии или взрыва и по оси перемещения радиоактивного облака, чаще по ветру. След радиоактивного облака на местности обычно имеет форму неправильного эллипса (однако форма может быть самой разнообразной в зависимости от скорости и постоянства направления ветра), длина его может быть несколько десятков и даже сотни километров, а ширина его обычно составляет 1/6 часть длины. Степень радиоактивного заражения местности и объектов принято обозначать как уровень радиации или мощность дозы в р/ч (рентген/час). Чем больше времени пройдет после образования следа радиоактивного об-лака, тем меньше будет уровень радиации за счет быстрого распада РВ с коротким периодом полураспада. Особенно быстро снижается уровень радиации в первые часы и сутки. Так, если уровень радиации через 1 час принять за 100%, то через 7 часов уже будет 10 %,через 48 часов будет 1 %,а через 2 недели -0,1% от первоначального уровня.

Местность считается зараженной при уровне радиации свыше 0,5 р/ч. С целью прогнозирования возможных радиационных потерь и про-ведения мероприятий по защите людей на зараженной местности выделяют 4 зоны с различной степенью заражения ( рис. 1. ):
радиоактивное заражения местности
Рис. 1. Схема радиоактивного заражения местности в районе взрыва и по следу движения облака.

- зона "А" - умеренного заражения (наружная зона) с границами:
через 1 час - 8-80 р/ч; через 10 часов - 0,5-5 р/ч; Д - 40-400
- зона "Б" - сильного заражения с границами:
через 1 час - 80-240 р/ч; через 10 часов - 5-15 р/ч; Д -400-1200 р;
- зона "В" - опасного заражения с границами:
через 1 час - 240-800 р/ч; через 10 часов - 15-50 р/ч-, Д -1200-4000 р;
- зона "Г" - чрезвычайного опасного заражения (в эпицентре) с границами:
через 1 час - свыше 800 р/ч; через 10 часов - свыше 50 р/ч; Д - более 4000 рентгенов.

При нахождении на зараженной РВ местности проникающая радиация вызывает у людей и животных острую лучевую болезнь разной степени в зависимости от полученной дозы внешнего облучения от выпавших на местность РВ.

При действии в зоне "А" в течение первых суток после образования следа вне укрытий люди могут получить облучение выше допустимой дозы, укрытия снижают дозу облучения.

При нахождении в зоне "Б" вне укрытий люди могут выйти из строя в течение 12 часов.

В зоне "В" радиационные поражения исключаются только при нахождении в противорадиационных укрытиях.

В зоне "Г" даже при кратковременном пребывании в укрытиях возникают тяжелые радиационные поражения. Доступ людей в эту зону возможен только через 3-5 суток после заражения.

Зная, в какой зоне находились люди и время их пребывания там, можно ориентировочно определить дозу, которую они получат или получили, с учетом коэффициента ослабления защитного объекта. Так, машина ослабляет уровень радиации в 2 раза, ЕМП - в 4 раза, танк - в 10 раз, окопы и траншеи - в 20 раз и т.д.

При нахождении на зараженной РВ местности человек кроме внешнего радиационного облучения может получить облучение от по-падания РВ на кожу тела и внутрь организма при вдыхании радиоактивной пыли и употреблении зараженных РВ пищи, продуктов и питьевой воды. В этих случаях основное поражение органов и тканей происходит от разрушающего воздействия и частиц. При попадании РВ на кожу развивается радиационный ожог кожи. При попадании РВ внутрь характер поражения зависит от физико-химических свойств РВ. в частности, от всасываемости, например. Cтронций, барий, цезий, йод всасываются из желудочно-кишечного тракта; другие, как церий. иттрий, цирконий всасываются незначительно, вызвав облучение и ожог слизистой кишечника, за 2-4 дня выводятся из организма с калом. При аэрогенном поступлении часть изотопов (5-15 X) задерживается в легких, часть всасывается в кровь (10-35 %),остальные отторгаются с мок-ротой. Судьба посту¬пивших в организм РВ также складывается неодинаково: часть их вступает во взаимодействие с различными компонента-ми крови, другие в силу своей тропности накапливаются в определенных органах. Так, в костях - стронций, барий, иттрий, цирконий, плутоний; в печени - лактан, церий, йод; в почках - уран, хром, мышьяк, ртуть; в щитовидной железе - йод. Соответственно, эти особенности распределения РВ в организме человека при попадании их внутрь организма откладывают свой отпечаток на характер поражения органов и тканей от внутреннего радиационного облучения.


4215 просмотров
Поделиться в социальных сетях
Подписаться на группу ВКонтакте


Читайте также:

Комментарии к статье Проникающая радиация