Файл: Цели, задачи и объекты радиационной гигиены. Основные принципы обеспечения радиационной безопасности.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 21
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
Цели, задачи и объекты радиационной гигиены. Основные принципы обеспечения радиационной безопасности
Радиационная гигиена - это отрасль гигиенических знаний, разрабатывающая на основе изучения действия радиоактивных веществ и ионизирующих излучений на организм нормативы и мероприятия, осуществление которых обеспечивает защиту от их вредного действия и создает оптимальные условия для жизнедеятельности и самочувствия людей.
Задачи радиационной гигиены.
-
Паспортизация источников радиоактивности в ходе предупредительного й текущего санитарного надзора. Нужно знать, какие источники имеются, чтобы дальше проследить их судьбу. -
Контроль и разработка мероприятий по снижению доз ионизирующих излучений, воздействующих на различные группы населения. -
Контроль за содержанием радиоактивных веществ в различных объектах окружающей среды. -
Контроль за хранением, транспортировкой и захоронением радиоактивных веществ. -
Контроль за условиями труда с источниками ионизирующей радиации. -
Контроль за здоровьем персонала и населения, подвергающегося воздействию ИИ (ионизирующих излучений).
Существует три принципа радиационной безопасности.
-
Принцип нормирования подразумевает соблюдение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующих излучений. -
Принцип обоснования запрещает все виды деятельности по использованию ионизирующих излучений, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному радиационному фону облучением. -
Принцип оптимизации означает поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующих излучений.
При реализации этого принципа принимается, что облучение в коллективной эффективной дозе в 1 человеко-зиверт (чел.-Зв) приводит к потере 1 человеко-года жизни.
Нормами радиационной безопасности устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:
-
персонал (группа А) — лица, работающие с техногенными источниками излучения; -
персонал (группа Б) — лица, находящиеся по условиям работы в сфере воздействия излучения; -
население — все лица, включая персонал вне работы с источниками ионизирующего излучения.
Существует также опасность возникновения отдаленных эффектов и генетических последствий от воздействия радиации. Поэтому должны приниматься меры по максимально возможному ограничению облучения населения (в частности, при рентгенорадиологических исследованиях).
Доза внешнего облучения, полученного при работе с источником, зависит от активности источника, расстояния от него, времени облучения. Это создает возможность использовать указанные факторы для защиты от внешнего облучения. Правильное решение вопросов защиты возможно лишь на основании знания методов дозиметрии и принципов защиты.
-
Виды и источники ионизирующих излучений. Взаимодействие ИИ с веществом. Понятие о базовых дозиметрических величинах
Ионизирующими излучениями называют поток частиц или квантов, способных прямо или косвенно вызывать возбуждение и ионизацию атомов и молекул в облученном объекте. Ионизацией называется отрыв электронов от атома, при котором образуется пара ионов (+ и -).
Различают следующие виды ионизирующих излучений.
I. По наличию массы покоя:
1. Электромагнитные излучения (не имеют массы покоя):
рентгеновское излучение,
гамма-излучение.
2. Корпускулярные излучения (имеют массу покоя):
- бета-частицы (позитроны, электроны);
- протоны (ядра водорода);
- альфа-частицы (ядра атома гелия);
- нейтроны;
II. По наличию заряда:
1. Электрически нейтральные излучения:
- рентгеновское излучение;
- гамма-излучение;
- нейтроны.
2. Потоки заряженных частиц
- альфа,
- бета-частицы.
III. По плотности ионизации (то есть, по количеству ионов, образующихся в облученном объекте под действием излучения):
Редкоионизирующие (рентгеновское, гамма-излучение, бета-излучение).
Плотноионизирующие (альфа-частицы, нейтроны).
Взаимодействие ИИ с веществом
Ионизирующее излучение (ИИ), состоящее из заряженных частиц (электроны, протоны, a-частицы), имеющих кинетическую энергию, достаточную для ионизации при столкновении, называют непосредственно ионизирующим излучением. Ионизирующее излучение, состоящее из незаряженных частиц (нейтроны, фотоны), которые могут создавать непосредственно ИИ и /или вызывать ядерные превращения, называют косвенно ионизирующим излучением.
К фотонному ИИ относят :
§ - излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер или при аннигиляции частиц;
§ тормозное излучение с непрерывным энергетическим спектром, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц;
§ характеристическое излучение с дискретным энергетическим спектром, возникающее при изменении энергетического состояния атома;
§ рентгеновское излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучений.
К корпускулярному излучению относят: a-излучение, электронное, протонное, нейтронное, мезонное излучения. Частицы корпускулярного излучения или фотоны принято называть ионизирующими частицами. Смешанным ИИ называют излучение, состоящее из частиц различного вида или частиц и фотонов.
При прохождении ионизирующей частицы через вещество она может испытать рассеяние, поглощение (захват), деление или без взаимодействия пройти вещество.
Заряженные частицы, проходя через вещество, расходуют свою кинетическую энергию в основном при взаимодействии с электронами вещества, вызывая возбуждение атома (переход электронов на возбужденный уровень) или его ионизацию (отрыв электрона от атома), и с кулоновским полем ядра (образование тормозного излучения).
Взаимодействия заряженных частиц разделяют на упругие и неупругие. К упругим относят такие взаимодействия, при которых сумма кинетических энергий взаимодействующих частиц до взаимодействия и после сохраняется неизменной. Таким процессом является упругое рассеяние. При неупругом взаимодействии часть кинетической энергии заряженной частицы передается образовавшимся частицам или фотонам; другая часть кинетической энергии передается атому или ядру на их возбуждение или перестройку. К таким взаимодействиям относятся неупругое рассеяние, ионизация и возбуждение атомов, образование тормозного излучения.
Основными процессами передачи энергии заряженной частицей веществу в широком диапазоне энергий (примерно до 20 МэВ) являются возбуждение и ионизация атомов.
Взаимодействие фотонов с веществом. В диапазоне энергий фотонов 20 кэВ - 10 МэВ может наблюдаться более десяти различных типов взаимодействия фотонов с веществом. Для защиты от фотонного излучения радионуклидных и реакторных источников наиболее важными из них являются фотоэлектрический эффект, комптон-эффекти эффект образования электронно-позитронных пар.
Фотоэффект. При фотоэффекте фотон поглощается атомом, передает свою энергию одному из орбитальных электронов и выбивает его из атома (рис. 2). При этом кинетическая энергия этого электрона (фотоэлектрона) равна где Е0 - энергия первичного поглощенного фотона; Еi- энергия связи орбитального электрона на i-ой оболочке атома.
Комптон-эффект представляет собой рассеяние фотона на свободном электроне (рис.2.). Фотон при этом не поглощается, а лишь изменяет свою энергию и направление движения.
Эффект образования электронно-позитронной пары. Фотон с энергий превышающей удвоенную энергию покоя электрона 2 m0c2 = 1, 022 МэВ, может образовать в поле ядра электронно-позитронную пару (рис.2). Кинетическая энергия пары равна Еп = Е0 - 2m0c2, где Е0 - энергия фотона. Электронно-позитронная пара может быть также образована в поле атомного электрона. Однако вероятность этого процесса примерно в Z раз меньше, чем образование пары в поле ядра. Поэтому в задачах переноса фотонов в веществе его роль незначительна.
Взаимодействие нейтронов с веществом.
Упругое рассеяние. В этом виде взаимодействия нейтрон рассеивается ядром, изменяет направление движения, теряя часть своей энергии. Упругое рассеяние играет большую роль в ослаблении потока быстрых нейтронов. Наиболее эффективное ослабление на единицу массы наблюдается в водородсодержащих средах. Так как массы протона и нейтрона практически одинаковы, то при столкновении с ядром водорода нейтрон в среднем теряет половину своей энергии.
Неупругое рассеяние. Неупругое рассеяние нейтронов имеет пороговый характер. Оно может произойти лишь в том случае, если энергия падающего нейтрона Е0 превысит энергию Е* первого возбужденного состояния ядра-мишени. После неупругого рассеяния ядро-мишень остается в возбужденном состоянии, а энергия нейтрона равна Е0 - Е*.
Поглощение нейтронов. Поглощение нейтронов относится к классу неупругих взаимодействий и для большинства элементов происходит в области малых энергий нейтронов. После поглощения (захвата) нейтрона ядро находится в возбужденном состоянии, переход из которого в нормальное состояние сопровождается испусканием одного или нескольких фотонов. Подавляющее большинство нейтронов поглощается в тепловой области энергий. Фотонное излучение, возникающее при радиационном захвате, имеет весьма высокую энергию (6 - 8 МэВ) и часто играет определяющую роль в формировании поля излучения под защитой. Это следует учитывать при выборе конструкционных материалов при выборе защиты - некоторые легкие элементы (Li, B) при захвате нейтронов испускают заряженные частицы, защита от которых не представляет серьезной сложности.
Понятие о базовых дозиметрических величинах
Поглощенная доза.— D, или просто доза излучения. Дозой излучения называют отношение количества энергии dE любого вида ионизирующего излучения, переданного определѐнному объему вещества к величине массы dm вещества, заключѐнного в этом объѐме.
D = dE/dm. (1) 1 Гр (грей).
Керма. Помимо поглощенной дозы, в дозиметрии рассматривают также величину энергии, переданную заряженным частицам, в рассматриваемом объеме. Эта величина называется керма — К (от английского KERMA —
[K] = 1 Гр. На практике обычно приближенно принимают D ≈ K.
Мощность дозы. Доза излучения зависит от времени облучения. С течением времени доза накапливается. Изменение дозы в единицу времени называется мощностью дозы:
Экспозиционная доза- равна абсолютному значению полного заряда ионов одного знака, которые образуются в воздухе при нормальных условиях при полном торможении всех электронов и позитронов, освобождѐнных фотонным излучением в определѐнном объѐме воздуха, отнесѐнному к массе этого воздуха: X dQ/ dm , где
dQ — суммарный заряд ионов одного знака, образовавшихся в воздухе при полном торможении всех электронов и позитронов, освобождѐнных фотонным излучением в объѐме воздуха массой
dm при нормальных условиях.
-
Биологическое действие ИИ. Выявление причинно-следственных связей в системе «факторы среды обитания человека – здоровье населения»: стохастические и детерминированные эффекты ИИ. Концепция беспорогового радиационного действия
Биологическое действие ионизирующих излучений обусловлено энергией, отдаваемой излучениями разных видов (альфа, бета-частицами, нейтронами, гамма-квантами) тканям и органам. Несмотря на неодинаковую физическую природу различных видов ионизирующих излучений, существует определенная общность их биологического действия, обусловленная их ионизирующим действием на биосубстраты.
Различают два вида радиобиологических эффектов: детерминированные (нестохастические) и стохастические.
1. Детерминированные - клинически выявляемые вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующими излучениями, в отношении которых предполагается существование порога, ниже которого эффект отсутствует, а выше – тяжесть эффекта зависит от полученной дозы. Клиническая медицина к таким эффектам относит: лучевую болезнь, лучевой дерматит, лучевую катаракту, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.
