6. что такое доза излучения. Понятие и единицы экспозиционной, поглощенной, эквивалентной дозы. Соотношения между единицами доз.
Если количество распадающихся атомов оценивают числом распадов в единицу времени, то величину действия излучения на окружающую среду и биоту – величиной действующей на них энергии. Эту энергию характеризуют дозой облучения, в качестве которой используются различные величины. Длительное время дозу измеряли в рентгенах (р).
Рентген – доза рентгеновского или гамма-излучения, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия на 0,001293 г воздуха создает ионы, несущие заряд в 1 электрическую единицу CGSE. Это соответствует 2*109 пар ионов в 1 см3 воздуха. В настоящее время доза в воздухе называется экспозиционной дозой и измеряется в А/кг. 1 р/с = 3,3*10-10 а/см3=2,6*10-4 а/кг. Очень распространено выражение природного радиационного фона в единицах экспозиционной дозы мкр/ч.
Учитывая, что на создание 1 пары ионов в воздухе необходимо затратить энергию около 32,5 эВ, то при дозе в 1 Р в г воздуха поглощается 83,8 эрг. При облучении ткани биологического организма из-за различия в химическом составе эта величина составит 93 эрг/г. Чтобы устранить ошибки, связанные с различием энергии, затраченной на ионизацию вещества, за единицу поглощенной дозы стали принимать величину энергии 100 эрг/г, которую стали именовать рад. В системе СИ за единицу поглощенной дозы принимают Грэй (Гр). 1 Гр = 100 рентген = 100 рад = 1 дж/кг.
Экспериментальные исследования показывали, что величина биологического эффекта при облучении зависит от природы излучения (качества облучения). Сопоставление наблюдаемого биологического эффекта с поглощенной дозой требовало ввести величину, учитывающую качество облучения. Таким показателем стала относительная биологическая эффективность (ОБЭ) излучения или коэффициент качества.
ОБЭ двух излучений разного качества называют соотношение поглощенных доз, которые вызывают одинаковое биологическое действие. В качестве эталонного излучения принято рентгеновское с энергией 200 кэВ.
Величину биологически эквивалентную поглощенной дозе стали называть эквивалентной дозой, а единицей эквивалентной дозы стал 1 бэр (биологический эквивалент рада). 1 бэр=1 рад*ОБЭ.
В системе СИ за единицу эквивалентной дозы принят 1 Зв (1 Зв=100 бэр). Таблица 6. Соотношения между единицами дозы. Таблица 7.
При комбинированном (внешнем и внутреннем) облучении биологического организма часто доза облучения отдельных органов и тканей сильно различается. В этом случае проводить сравнение эффектов облучения достаточно сложно. Поэтому для целей радиационной защиты и характеристики облучения в природных условиях и аварийных ситуациях введено понятие эффективной эквивалентной дозы.
Эффективная эквивалентная доза облучения – это взвешенная сумма эквивалентных доз на различные органы и ткани, определяемая по формуле (в Зв): = сумма взвешивающих факторов, характеризующихся степень риска*эквивалентная доза в Т-огране, Зв.
Рассмотренный способ расчета доз позволяет определять индивидуальную дозу облучения и прогнозировать биологические эффекты для отдельных организмов. Однако известно, что облучение обладает значительным мутагенным эффектом, вызывающим изменения наследственной информации. При изучении генетических последствий следует ориентироваться на дозу облучения значительной общности индивидов, которые имеют возможность скрещиваться.
Для характеристики и прогнозирования генетических последствий используют понятие коллективной дозы облучения.
Коллективная доза равна сумме эквивалентных доз, полученных представителями некоторой общности людей (страны, региона, города). Коллективную дозу измеряют в человеко-зивертах. Ей принято характеризовать генетические последствия облучения.
Уровень радиации измеряют единицей мкр/час. Природный радиационный фон (ПРФ) – от 5 до 30 мкр/час. Предельно допустимая доза 0,5 р/год. Смертельная доза 600 р однократно.
Вид излучения
К
γ, β
Протоны
Нейтроны
α, ядра отдачи
ПРФ
0,05 – 0,3 мкЗв/час
Предельно допустимая доза
5 мЗв/год
Смертельная доза
6 Зв
9. расскажите о свойствах урана и радия. Для чего используются эти радионуклиды в народном хозяйстве?
Природный уран состоит из трех радионуклидов 238U (92,27%), 235U (0,72%), 234U (0,006%). Чрезвычайно широкое распространение получил из-за возможности использования в атомных реакторах и изготовлении ядерных боеголовок. Известны искусственные радиоактивные изотопы с массовыми числами 227 – 240. Естественные изотопы урана являются α-излучателями с большими периодами полураспада: 238U – 4,47*109 лет, 234U – 2,45*105 лет, 235U – 7,0*108 лет.
Величина всасывания урана зависит от пути его поступления в организм и от растворимости его соединений. Большая часть урана, поступившего в организм выделяется в первые сутки. На характер распределения урана в организме влияние оказывает валентность.
Наибольшее применение имеет изотоп урана 235U, в котором возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция. Поэтому этот изотоп используется как топливо в ядерных реакторах, а также в ядерном оружии.
Уран-233, искусственно получаемый в реакторах из тория (торий-232 захватывает нейтрон и превращается в торий-233, который распадается в протактиний-233 и затем в уран-233), может в будущем стать распространённым ядерным топливом для атомных электростанций и производства атомных бомб (критическая масса около 16 кг). Уран-233 также является наиболее перспективным топливом для газофазных ядерных ракетных двигателей. Основное применение урана в Геологии — определение возраста минералов и горных пород с целью выяснения последовательности протекания геологических процессов.
После извлечения 235U и 234U из природного урана, оставшийся материал (уран-238) носит название «обеднённый уран», так как он обеднён 235-м изотопом. Обеднённый уран в два раза менее радиоактивен, чем природный уран, в основном за счёт удаления из него 234U. Из-за того, что основное использование урана — производство энергии, обеднённый уран — малополезный продукт с низкой экономической ценностью.
Обеднённый уран используется для радиационной защиты (как это ни странно), — используется чрезвычайно высокое сечение захвата, и как балластная масса в аэрокосмических применениях, таких как рулевые поверхности летательных аппаратов. В каждом самолёте «Боинг-747» содержится 1500 кг обеднённого урана для этих целей. Ещё этот материал применяется в высокоскоростных роторах гироскопов, больших маховиках, как балласт в космических спускаемых аппаратах и гоночных яхтах, болидах формулы-1, при бурении нефтяных скважин.
Радий – блестящий серебристо-белый металл, быстро окисляется на воздухе, разлагает воду. За счет самопоглощения альфа и бета-частиц, испускаемых при радиоактивном распаде 226Ra и его дочерних продуктов, 1 г радионуклида выделяет около 550 Дж теплоты в час. Все изотопы радия радиоактивны. Практический интерес представляют 226Ra, 228Ra и 224Ra с периодами полураспада 1620 лет, 5,75 года и 3,66 суток соответственно, которые являются альфа и бета-излучателями.
Может поступать в организм через органы дыхания, ЖКТ и неповрежденную кожу. Активность колеблется от 0,004 до 0,18 Бк/кг. Содержание в воде в среднем – 0,01 до 0,3 Бк/л. Около 90% его поступает в организм с пищей и 10% с водой. В организме человека содержание 226Ra в среднем составляет 31 пг, в скелете – 27 пг. После поступления в организм всосавшийся Ra быстро покидает кровь, распределяясь по всему организму, затем он перераспределяется и депонируется в костной ткани (от 85 до 99%). Ra является очень токсичным химическим элементом. Наиболее характерным признаком радиевой интоксикации является лучевое поражение костной ткани, заключающееся в деструкции ткани, развитии радиационного остеита, приводящего к повышенной хрупкости костей. Характерным для поражения Ra является патология костного мозга.
В настоящее время радий иногда используют в компактных источниках нейтронов, для этого небольшие его количества сплавляются с бериллием. Под действием альфа-излучения (ядергелия-4) из бериллия выбиваются нейтроны: 9Be + 4He → 12C + 1n.
В медицине радий используют как источник радона для приготовления радоновых ванн (хотя в настоящее время их полезность оспаривается). Кроме того, радий применяют для кратковременного облучения при лечении злокачественных заболеваний кожи, слизистой оболочки носа, мочеполового тракта.
Однако в настоящее время существует множество более подходящих для этих целей радионуклидов с нужными свойствами, которые получают на ускорителях или в ядерных реакторах, например, 60Co (T1/2 = 5,3 года), 137Cs (T1/2 = 30,2 года), 182Ta (T1/2 = 115 сут.), 192Ir (T1/2 = 74 сут.), 198Au (T1/2 = 2,7 сут.) и т. д.
До 70-х годов XX века радий часто использовался для изготовления светящихся красок постоянного свечения (для разметки циферблатов авиационных и морских приборов, специальных часов и других приборов), однако сейчас его обычно заменяют менее опасными изотопами: тритием (T1/2 = 12,3 года) или 147Pm (T1/2 = 2,6 года). Опасность таких приборов состоит в том что они не содержали предупреждающей маркировки, выявить их можно только дозиметрами.
14. Что такое ионизация и возбуждение атомов? Чем опасно ионизирующее излучение для живого организма?
Таким образом, первичные физические процессы — ионизация и возбуждение атомов и молекул — Основное действие всех ионизирующих излучений на организм сводится к ионизации тканей тех органов и систем, которые подвергаются их облучению. Приобретенные в результате этого заряды являются причиной возникновения несвойственных для нормального состояния окислительных реакций в клетках, которые, в свою очередь, вызывают ряд ответных реакций. Таким образом, в облучаемых тканях живого организма происходит серия цепных реакций, нарушающих нормальное функциональное состояние отдельных органов, систем и организма в целом. Есть предположение, что в результате таких реакций в тканях организма образуются вредные для здоровья продукты — токсины, которые и оказывают неблагоприятное влияние.
При работе с продуктами, обладающими ионизирующими излучениями, пути воздействия последних могут быть двоякими: посредством внешнего и внутреннего облучения. Внешнее облучение может иметь место при работах на ускорителях, рентгеновских аппаратах и других установках, излучающих нейтроны и рентгеновские лучи, а также при работах с закрытыми радиоактивными источниками, то есть радиоактивными элементами, запаянными в стеклянные или другие глухие ампулы, если последние остаются неповрежденными. Источники бетта- и гамма-излучений могут представлять опасность как внешнего, так и внутреннего облучения. aльфа-излучения практически представляют опасность лишь при внутреннем облучении, так как вследствие весьма малой проникающей способности и малого пробега альфа-частиц в воздушной среде незначительное удаление от источника излучения или небольшое экранирование устраняют опасность внешнего облучения.
При внешнем облучении лучами со значительной проникающей способностью ионизация происходит не только на облучаемой поверхности кожных и других покровов, но и в более глубоких тканях, органах и системах. Период непосредственного внешнего воздействия ионизирующих излучений — экспозиция — определяется временем облучения.
Внутреннее облучение происходит при попадании радиоактивных веществ внутрь организма, что может произойти при вдыхании паров, газов и аэрозолей радиоактивных веществ, занесении их в пищеварительный тракт или попадании в ток крови (в случаях загрязнения ими поврежденных кожи и слизистых). Внутреннее облучение более опасно, так как, во-первых, при непосредственном контакте с тканями даже излучения незначительных энергий и с минимальной проникающей способностью все же оказывают действие на эти ткани; во-вторых, при нахождении радиоактивного вещества в организме продолжительность его воздействия (экспозиция), не ограничивается временем непосредственной работы с источниками, а продолжается непрерывна до его полного распада или выведения из организма. Кроме того, при попадании внутрь некоторые радиоактивные вещества, обладая определенными токсическими свойствами, кроме ионизации, оказывают местное или общее токсическое действие (см. «Вредные химические вещества») .
В организме радиоактивные вещества, как и все остальные продукты, разносятся кровотоком по всем органам и системам, после чего частично выводятся из организма через выделительные системы (желудочно-кишечный тракт, почки, потовые и молочные железы и др.), а некоторая их часть отлагается в определенных органах и системах, оказывая на них преимущественное, более выраженное действие. Некоторые же радиоактивные вещества (например, натрий — Na24) распределяются по всему организму относительно равномерно. Преимущественное отложение различных веществ в тех или иных органах и системах определяется их физико-химическими свойствами и функциями этих органов и систем.
В результате длительных воздействий значительных доз ионизирующего излучения могут развиваться злокачественные новообразования различных органов и тканей, которые: являются отдаленными последствиями этого воздействия. К числу последних можно отнести также понижение сопротивляемости организма различным инфекционным и другим заболеваниям, неблагоприятное влияние на детородную функцию и др.
принимаемым мерам защиты. Что касается такого глобального антропогенного источника радиации, как радионуклиды (в основном цезий-137 и стронций-90), выпадающие на поверхность Земли из стратосферы, где они накопились в результате испытаний атомного оружия, то их вклад в настоящее время составляет 1 - 2 % от естественного фона (0,01 - 0,02 мЗв в год). В период интенсивных испытаний атомного оружия в воздухе эффективная доза, обусловленная глобальными выпадениями, достигала 0,6 - 0,7 мЗв в год. Снижению этого фактора способствовало запрещение в 1963 г. испытаний атомного оружия в трех сферах (атмосфере, под водой и в космосе).
19. Основные источники облучения человека. Допустимая доза облучения.
Все источники радиации можно разделить на три группы: природные, которые существуют с момента образования планеты. К ним относятся космическое излучение и естественно-радиоактивные нуклиды (ЕРН), содержащиеся в земной коре и объектах окружающей среды; техногенные. Это источники, образуемые за счет локального изменения распределения естественных источников радиации, что приводит к изменению уровня радиационного воздействия в отдельных регионах или при определенных условиях жизнедеятельности; антропогенные. Это источники радиации, созданные человеком: рентгеновские аппараты, ускорители, ядерные реакторы, термоядерные установки, искусственно-радиоактивные радионуклиды.
Природный радиационный фон. Природный (естественный) радиационный фон формируется ионизирующими излучениями, приходящими на Землю из Космоса, и излучениями, возникающими
в процессе радиоактивного распада радионуклидов, содержащихся в земной коре (ЕРН).
Естественные радионуклиды, содержащиеся в земной коре и объектах окружающей природной среды, поступают в организм человека с пищей, водой и из воздуха в процессе дыхания.
Основными естественными радионуклидами, формирующими дозу внутреннего облучения, являются калий-40, а также радий и его продукты распада. В организм человека калий-40 поступает преимущественно с пищей и его вклад в дозу внутреннего облучения превышает 50 %. Годовая эффективная доза внутреннего облучения, обусловленная калием-40, составляет 0,18 мЗв. За счет полония-210 - 0,13 мЗв, а радия и продуктов его распада - 0,02 мЗв в год. Полоний и радий также поступают в организм в основном с пищей и в результате курения. Таким образом, эквивалентная доза внутреннего облучения, формируемая естественными радионуклидами, составляет 0,33 мЗв в год.
Техногенный радиационный фон. В процессе использования человеком той или иной технологии возможно локальное изменение распределения естественных источников радиации, что может повысить уровень облучения. Такое повышенное облучение наблюдается при полетах на самолете, при выбросе естественных радионуклидов при сжигании каменного угля и природного газа, при использовании фосфорных удобрений в сельском хозяйстве и продуктов переработки фосфоритов в промышленности и т.д. Наблюдаемые в этих случаях повышенные уровни излучения называются техногенным повышенным естественным радиационным фоном (ТРЕПФ). При сжигании угля, нефти и газа содержащиеся в этих продуктах естественные радионуклиды, рассеиваясь в атмосфере вместе с золой, становятся источником дополнительного облучения населения, проживающего в районе расположения тепловых электростанций, теплоцентралей и котельных, в первую очередь, за счет ингаляционного поступления при прохождении шлейфа выброса. Наряду с этим, выпадающие на поверхность земли естественные радионуклиды поступают в организм человека с пищевыми продуктами, вдыхаемым воздухом и питьевой водой.
Дополнительное облучение при использовании продуктов переработки фосфоритов обусловлено тем, что залежи фосфоритов содержат продукты распада урана-238 в сравнительно высоких концентрациях. При этом следует учесть, что добыча фосфорной руды в мире очень высока и из года в год возрастает. В процессе переработки фосфорной руды основные и побочные продукты и отходы также содержат радионуклиды повышенной концентрации. Использование фосфорных удобрений в сельском хозяйстве, приводящее к усвоению естественных радионуклидов растениями из почвы, и использование отходов фосфатного производства в качестве строительных материалов (фосфогипса) также являются возможными дополнительными техногенными источниками облучения.
Дополнительное облучение от рассмотренных техногенных источников в глобальных масштабах пока еще невелико и составляет около 2 % от годовой эффективной дозы, обусловленной естественным радиационным фоном. Однако при некоторых видах человеческой деятельности для отдельного контингента этот вклад может стать существенным, по сравнению с естественным фоном. В частности, это касается увеличения применения фосфатных удобрений, использования фосфогипса в жилищном строительстве, отвалов урановой руды в дорожном строительстве, роста использования каменного угля и т.д.
Проблема радона. Дополнительное облучение, вследствие пребывания человека в помещении,
также следует рассматривать в качестве одного из факторов ТРЕПФ. В этой связи необходимо рассмотреть проблему радона, к которой последнее время привлечено повышенное внимание общественности. Связано это с тем, что основным источником поступления радона в помещение является почва. Здание работает как насос или печная труба. В результате скорость поступления фунтового воздуха в помещение, а, следовательно, и радона возрастает в десятки раз. Если к тому же в здании отсутствует принудительная вентиляция, то создаются концентрации радона, приводящие к дополнительному облучению, опасному для здоровья.
Накоплению радона в помещениях способствует их герметизация с целью утепления. Следует отметить, что еще одним из источников поступления радона в помещения является вода и природный газ. Концентрация радона в воде, как правило, чрезвычайно мала, исключая некоторые глубокие артезианские скважины. И возможное дополнительное облучение исходит не от питья, а от попадания паров воды в легкие вместе с вдыхаемым воздухом в ванной комнате, где в среднем концентрация радона во время принятия душа примерно в 40 раз выше, чем в жилых комнатах; в кухне (газовая плита) - в 15 раз выше, чем в жилой комнате. Одним из наиболее эффективных методов борьбы с радоновой опасностью является герметизация первых этажей зданий (т.е. изоляция первых этажей от подпола), создание более эффективной вентиляции.
Концентрация радона вне помещений варьирует в довольно широких пределах от 0,1 до 10 Бк/м. Высокие концентрации наблюдаются в районах геологических разломов. Вне помещений дозовая нагрузка, обусловленная радоном и его продуктами распада, составляет всего 0,15 мЗв в год.
Антропогенные источники радиации. Наряду с естественными источниками человек подвергается дополнительному облучению за счет источников, созданных самим человеком. По мере расширения масштабов использования атомной энергии число таких источников и их мощность растет. Однако их вклад в лучевые нагрузки населения очень невелик, благодаря
3. что такое электромагнитное излучение. Спектр электромагнитного излучения. В какой области спектра находятся ионизирующие излучения.
Представляет собой волновое излучение с периодически меняющейся напряженностью магнитного и электрического полей, распространяющееся со скоростью света.
Электромагнитное поле – особая форма материи или среда, в которой распространяются электромагнитные излучения (ЭМИ). Электромагнитные волны (излучения) представляют колебания электромагнитное поля, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300 тысяч км в секунду). С помощью электромагнитных волн Солнце передает на Землю энергию и обеспечивает условия, необходимые для поддержания жизни. Кроме солнца источниками электромагнитного излучения является наша планета, установки и приборы, работающие за счет электрической энергии.
Действие ЭМИ на объект определяется величиной энергии, передаваемой объекту излучением. Для этого необходимо, чтобы волны полностью укладывались на детекторе (в объекте), на который они действуют (человек).
Однако в области промышленных волн (10 000 – 500 км) на детектор взаимодействует очень небольшая часть волны. В этом случае для ЭМИ дают характеристику напряженность электрического поля (Е) и характеристику напряженности магнитного поля (Н). Единицей напряженности Е является вольт на метр (В/м), а Н выражают в единицах ампер на метр (А/м).
Длинноволновое ЭМИ характеризуется ближней и дальней зонами. В ближней зоне, на расстоянии меньше длины волны (λ) волны не сформированы, поэтому действие волны характеризуют величинами Е и Н. В дальней зоне, на расстоянии от источника большем, чем 3λ, действие ЭМИ характеризуют обычно плотностью потока энергии (ППЭ), единицей измерения является Вт/м2. ППЭ обычно используют для частот больше 0,3 ГГц, с длиной волны короче 1 м.
7. Естественные источники радиации. Космическое излучение.
В настоящее время основную дозу облучения население Земли получает за счет естественных источников радиации. К ним относятся излучения, приходящие к нам из космоса и излучения радионуклидов, находящихся в окружающей среде. Внешнее – чаще всего, поток γ-квантов. Внутреннее – это поток α- и β-частиц от радионуклидов, поступивших тем или иным путем в организм и осевших в разных его частях.
Космические лучи. Их принято разделять на первичное космическое излучение (преобладающее на высоте 25-30 км над уровнем моря) и вторичное (на малых высотах). Первичные космические лучи состоят в основном из протонов (91,5%) и α-частиц (7,8%). Ядра остальных атомов составляют около 1%. Первичные космические лучи, сталкиваясь с ядрами атомов в стратосфере и тропосфере, образуют вторичное излучение.
Вторичное излучение подразделяют на две компоненты: мягкую (легко поглощаемую) и жесткую (мало поглощаемую). Мягкая компонента состоит в основном из электронов, позитронов и фотонов, а жесткая из μ-мезонов и π-мезонов. Большая проникающая способность жесткой компоненты связана с μ-мезонами, который обнаруживаются на глубине 1 км под землей.
Уровень космического излучения растет с высотой, и люди, проживающие в горах, получают более облучение по сравнению с живущими на уровне моря. При подъеме с высоты 4000 м до 12000 м уровень облучения увеличивается примерно в 25 раз.
Прежде чем попасть в верхние слои атмосферы, космические лучи проходят через земное магнитное поле, которое отклоняет заряженные частицы. Поэтому интенсивность излучения по мере приближения к экватору понижается (широтный эффект). Космические лучи испытывают периодические изменения интенсивности: сезонные вариации, изменения, связаннее с солнечной активностью.
8. Что такое земная радиация. Какие радионуклиды являются основными представителями радиоактивных семейств. Свойства радионуклидов.
Естественная радиоактивность Земли обусловлена совокупностью излучения радионуклидов, содержащихся в горных породах, почве, воде, атмосфере. Естественные радионуклиды принято разделять на три группы.
1) В первую основную группу входят радионуклиды семейств 238U, 235U, 232Th, а также 40K и 87Rb.
2) Ко второй группе относятся 48Ca, 96Zr, 115In, 124Sn, 130Te, 138La, 100Nb, 152Sm, 76Zn, 180W, 187Re, 209Bi. Радионуклиды второй группы не дают большого вклада в естественную радиоактивность Земли и в дальнейшем рассматриваться не будут.
3) Третью группу представляют 14С и 3H, постоянно образующиеся в атмосфере под действием космического излучения, а также ядерных взрывов и радиационных аварий.
Примерно 95% населения этих стран (Франция, Германия, Италия, Япония и США) проживает в местах, где мощность дозы облучения составляет от 0,3 до 0,6 мЗв в год. Но некоторые группы населения получают значительно больше: 3% получают около 1мЗв, а около 1,5% - более 1,4 мЗв в год.
Однако значительную часть облучения организм получает за счет радионуклидов, поступающих в организм с пищей и при дыхании.
4. Что такое ультрафиолетовое излучение, как действует на организм?
УФ-излучение в солнечном спектре составляет примерно 5%.
1) УФА с длиной волны 400-314 нм, отличается сравнительно слабым биологическим действием.
2) УФВ с длиной волны 315-280 нм, способствует возникновению пигмента меланина (загар) и оказывает оздоровительный эффект.
3) УФС с длиной волны 280-200 нм, активно действует на белки и обладает выраженным бактерицидным действием.
Оптимальные дозы УФ-излучения активизируют деятельность сердца, обмен веществ, улучшают кроветворение. Однако его высокая интенсивность приводит к серьезным поражениям организма. Наиболее уязвимы к УФ-излучению глаза и слизистая оболочка. Воздействие УФ-излучения на кожу может протекать в форме острого воспаления с покраснением, отеком и образованием пузырей. Наиболее уязвимым органом является глаз (особенно роговица и слизистая). К хроническим заболеваниям глаз относят воспаление слизистой (конъюнктивит), воспаления краев век (блефарит) и помутнение хрусталика (катаракта). Защитой от УФ-излучения является одежда, глаза хорошо защищают стеклянные очки.
Допустимая интенсивность УФИ для рабочих при наличии незащищенных участков поверхности кожи не более 0,2 м2 (лицо, шея, кисти рук и др), общей продолжительностью воздействия излучения 50% рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 мин и более не должно превышать 10 Вт/м2 для области УФА и 0,01 Вт/м2 – для области УфВ. УФС при таких условиях не допускаются.
15. Острая лучевая болезнь.
ОЛБ возникает в результате однократного тотального внешнего относительно равномерного облучения. Характерная черта – волнообразность клинического течения. Различают три периода в течение ОЛБ:
1) формирования. Фаза первичной острой реакции, фаза кажущегося клинического благополучия (скрытая), фаза выраженных клинических проявлений, фаза раннего проявления.
2) период восстановления.
3) период исходов и последствий.
По степени тяжести поражения, определяемой поглощенной дозой облучения:
1) при дозе 1-2 Гр – первая (легкая) степень;
2) при дозе 2-4 Гр – вторая (средняя) степень;
3) при дозе 4-6 Гр – третья (тяжелая) степень;
4) при дозах выше 6 Гр ОЛБ оценивают как четвертую крайне тяжелую степень.
11. Дочерние продукты радона. Их характеристика. Поступление в организм и поведение в организме.
Принципиальной особенностью дочерних продуктов радона является их различное поведение после поступления в организм животных. Радон, являясь инертным газом, из легких быстро всасывается в кровь и разноситься по всему организму. Здесь он частично распадается, но остальная часть его покидает организм с выдыхаемым воздухом. При постоянном нахождении организма в атмосфере, содержащей 222Rn, происходит насыщение организма, когда концентрация его в организме равна 1/3 концентрации в воздухе.
Продукты распада 222Rn представляют собой атомы тяжелых металлов, связанные с аэрозолями воздуха, поэтому при дыхании они оседают на стенках бронхов и в альвеолах легких. При постоянном поступлении в организм их содержание в легких увеличивается пропорционально объему воздуха, прошедшего через легкие. Поскольку они практически полностью распадаются в легких, их вклад в дозу облучения легких значительно выше вклада самого 222Rn. Таблица 11.
10. что такое радон? Образование, поступление в организм. Где применяется и какую опасность представляет?
Радон – инертный газ, не имеющий цвета, запаха, вкуса, в 7,5 раз тяжелее воздуха. В природе существует 3 естественных изотопа радона: 222Rn (радон), 220Rn (торон) и 219Rn (актинон), имеющие период полураспада 3,83 суток, 54,5 с и 3,92 с соответственно. Все они распадаются с испусканием альфа-частиц, превращаясь в атомы Ро. Искусственно получены 24 изотопа с массовыми числами 202-226. Свойство радона хорошо растворяться в воде и органических растворителях значительно расширяет его способности к миграции.
Радон вносит основной вклад в естественную радиоактивность атмосферного воздуха. Он образуется в радиоактивных рудах, из которых постоянно поступает в гидросферу и атмосферу. Выделение радона из почвы уменьшается при наличии снежного покрова, повышении атмосферного давления, во время ливневых дождей. Средняя концентрация радона с короткоживущими продуктами распада в атмосферном воздухе регистрируется в пределах от 3,7 до 11,1 мБк/л.
Радон достаточно широко используется в бальнеологической практике благодаря простому методу его получения. Для получения радона через водный раствор соли радия пропускают газ (воздух, азот), который насыщается радоном и переводит его в нужную емкость. Радон можно также получить при кипячении растворов радия и его солей. Таким образом, получают радон для медицинских процедур.
Широкое применение нашли радоновые ванны, которые назначаются преимущественно при хронических заболеваниях, а также орошение и ингаляция. Терапевтический эффект этих процедур связан с радиационным воздействием всосавшегося в организм радона и короткоживущих продуктов распада.
Радонотерапия – один из видов лучевой терапии с использование очень малых доз облучения. Поступление в организм больших количеств радона вызывает токсическое действие. Так, 26-суточное вдыхание радона в концентрации 37 Бк/л вызывает гибель мышей через 22-30 суток. При вскрытии наблюдается истощение, атрофия внутренних органов, лимфатических узлов. Однократная ингаляция в концентрации 133 Бк/л воздуха в течение 5 минут вызывает 100% гибель мышей через 40 суток. У животных развиваются токсическая пневмония, лейкоцитоз, снижение гемоглобина, а перед гибелью – лимфоцитопения. Хроническое поступление значительных концентрации радона вызывает злокачественные опухоли. 40% рака легких связано с радоновой проблемой.
5. Длина пробега частиц в веществе. Зависимость длины пробега от плотности ионизации. Прохождение в веществе гамма-излучения.
Длина пробега частиц в веществе зависит от энергии частиц. Величину энергии ионизирующего излучения принято измерять в электрон вольтах (эВ). 1 эВ – это энергия, которую приобретает электрон, ускоряясь в электрическом поле с разностью потенциалов в 1 В.
Пути ионизирующих частиц (первичных и вторичных электронов, протонов) в веществе зигзагообразны. Весь путь, пройденный частицей до полной отдачи энергии, называется длиной пробега. При этом нужно различать истинную длину пробега и практическую (кратчайшее расстояние между точками) длину пробега.
Так, α-лучи с энергией 2 МэВ проходят в ткани около 10 мк примерно длину самой крупной хромосомы человека, в то время как β-лучи с энергией 0,3 МэВ проникают на глубину 832 мк. Очень быстрые электроны (50 МэВ) в воде пробегают 19 см. Фото- и комптоновские электроны (50-500 кэВ) имеют длину пробега не более 2 мм, поэтому наиболее существенно они действуют на месте облучения (местный эффект). Энергия частиц при прохождении через вещество расходуется в основном на ионизацию и возбуждение электронов. Таблица 1.
γ-излучение испускается из ядра атома при радиоактивном распаде и является более жестким по сравнению с рентгеновским и тормозным излучением. Взаимодействие γ-лучей с веществом:
1) Фотоэффект или фотоэлектрическое поглощение. Заключается во взаимодействии γ-кванта со связанным электроном. В результате электрон выбивается с оболочки, он получил название фотоэлектрона. γ-квант исчезает. Установлено, что фотоэффект возможен лишь для γ-квантов с энергией E<0,5 мэв, т.е. для γ-квантов малых энергий. Причем вероятность фотоэффекта возрастает при уменьшении энергии γ-кванта и в тоже время при увеличении энергии связи электрона на оболочке, а она более высокая для тяжелых атомов и для самых внутренних электронных оболочек (k).
2) Комптоновский эффект. Это взаимодействие γ-кванта со свободным электроном. При столкновении γ-квант передает часть своей энергии электрону (называется комптоновским), который отклоняется от своего пути на угол δ, γ-квант, теряя часть энергии, также отклоняется от своего пути. Комптоновский эффект возможен для любых энергий, но более вероятен для средних энергий от 0,5 до 1,5 мэв. Установлено, что вероятность комптоновского эффекта зависит от плотности, вещественный состав практически не влияет.
3) Эффект образования электрон-позитронных пар. Это взаимодействие γ-кванта с ядром атома. Этот эффект возможен для γ-квантов с энергией E>1,02 мэв. Тогда γ-квант, взаимодействуя с ядром, образует пару электрон-позитрон, а сам γ-квант исчезает
12. Стронций-90 и цезий-137. Происхождение, свойства, поступление в организм.
Цезий-137. Природный цезий состоит из одного стабильного изотопа 133Cs. Известно 23 радиоактивных изотопа цезия, наиболее ярким является 137Cs, образующийся пр
