Файл: Рачинский, В. В. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве учебное пособие.pdf

рующих излучений. Как и в любой отрасли, так и в атомной соблюдение правил безопасности обеспечивает нормальные, бе­ зопасные для здоровья человека условия труда. И бояться надо не радиоактивных веществ и источников ионизирующих излуче­ ний, а нарушения правил радиационной безопасности.

Все живое на Земле непрерывно подвергается воздействию излучения естественных радиоактивных элементов, рассеянных в биогеосферё, а также воздействию космического излучения. Уровень облучения от естественных радиоактивных элементов в различных географических местах неравномерен. Существуют районы, где концентрация их повышенна и соответственно по­ вышен уровень радиации. Распределение космической радиации также неодинаково на разных географических широтах и зави­ сит от высоты над уровнем моря. В моменты повышения сол­ нечной активности, сопровождающейся излучением ионизирую­ щих частиц, повышается и уровень космической радиации на Земле.

Испытания атомного оружия сопровождаются загрязнением биогеосферы продуктами ядерных реакций. В связи с этим к естественным источникам излучения прибавились искус­ ственные в виде глобальных и локальных радиоактивных за­ грязнений. Кроме того, развитие атомной промышленности, использование атомной энергии в мирных целях также приво­ дит к некоторому загрязнению биогеосферы радиоактивными веществами.

По совокупности все перечисленные источники ионизирую­ щих излучений создают естественный радиационный фон. Доля излучения, создаваемого радиоактивными загрязнениями в об­ щем естественном радиационном фоне пока незначительна и не представляет опасности для людей. Благодаря настойчивой ми­ ролюбивой политике Советского Союза и заключению договора о запрещении испытаний атомного оружия в трех средах проис­ ходит уменьшение количества радиоактивных загрязнений в биогеосфере. Кроме того, во всех странах, где проводятся ра­ боты по применению атомной энергии в мирных целях соблюда­ ются определенные правила радиационной безопасности, исклю­ чающие радиоактивное загрязнение окружающей среды выше допустимого уровня.

При работе с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений невозможно полностью защититься от искусственного загрязнения. Поэтому техника радиационной безопасности не ставит такую нереальную задачу полной за­ щиты от излучения.

В основе техники радиационной безопасности лежит единст­ венный основной принцип: обеспечить такие условия работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих из­ лучений, при которых облучение персонала и населения было бы сведено до допустимых уровней сверх естественного радиа­

134

ционного фона и уровней радиации, получаемых пациентами при медицинских обследованиях и лечении.

Выполнение этого основного принципа обеспечивается ис­ пользованием специальных средств и методов радиационной защиты, которые гарантируют снижение внешнего облучения (источники излучения находятся вне человека) и внутреннего облучения (при попадании радиоактивных веществ внутрь ор­ ганизма) до предельно допустимой дозы (ПДД) и не допуска­ ют загрязнения окружающей среды радиоактивными вещества­ ми выше допустимых концентраций.

Все работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений регламентируются Нормами радиа­ ционной безопасности и Основными санитарными правилами, имеющими силу государственного закона.

Эти правила и нормы должны соблюдаться строжайшим образом. Их нарушение влечет за собой различные меры адми­ нистративного взыскания, а в особых случаях — и меры уго­ ловной ответственности.

Перед началом работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений в зависимости от харак­ тера выполняемых работ каждый сотрудник должен пройти специальное обучение и инструктаж по технике радиационной безопасности.

При организации работ с радиоактивными веществами су­ щественное значение с точки зрения радиационной безопас­ ности имеет, в каком виде находятся радиоактивные вещест­ ва — в закрытом или открытом. Если радиоактивные вещества находятся в закрытом виде (в герметических ампулах или дру­ гой таре) и опасность нарушения герметичности отсутствует, то в этом случае опасность представляет только внешнее облуче­ ние. Если радиоактивные вещества находятся в открытом виде, то существует опасность их рассеяния в окружающей среде и попадания их внутрь организма человека. Если вследствие ка­ ких-либо причин радиоактивные вещества попадают внутрь ор­ ганизма, то возникает опасность внутреннего облучения орга­ низма.

При работе с закрытыми источниками ионизирующих излуче­ ний возникает необходимость защиты только от внешнего об­ лучения. При работе с радиоактивными веществами в открытом виде необходимо осуществлять защиту и от внешего и от внут­ реннего облучения. Защита от внутреннего облучения сводится к созданию таких методов и такого защитного оборудования и приспособлений, которые не допускали бы попадания радиоак­ тивных изотопов внутрь организма человека сверх предельно допустимого содержания (ПДС) и предельно допустимого по­ ступления (ПДП), регламентируемых нормами радиационной безопасности для каждого нуклида.

135

Работа с радиоактивными веществами в открытом виде про­ изводится в специально оборудованных радиоизотопных лабо­ раториях. Правила радиационной безопасности для работ с закрытыми источниками излучений и открытыми радиоактив­ ными веществами специфичны. К работе с радиоактивными ве­ ществами и источниками ионизирующих излучений допускаются только те лица, которые прошли специальное медицинское об­ следование и по результатам этого обследования были приз­ наны пригодными к указанной работе. Беременные женщины

ионизирующих излучений допускаются лица в возрасте не мо­ ложе 18 лет. Работа с радиоактивными веществами и ионизи­ рующими излучениями проводится под контролем санитарных органов здравоохранения, руководителей предприятий и спе­ циальной местной службы радиационной безопасности. Основ­ ная задача местной службы радиационной безопасности — кон­ троль за соблюдением правил и норм радиационной безопас­ ности и дозиметрический контроль условий работы.

Дозиметрический контроль — важнейший элемент техники радиационной безопасности. Поэтому на основах дозиметрии ионизирующих излучений следует остановиться подробнее, тем более, что дозиметрия излучений имеет также важное значение для теоретической и прикладной радиобиологии, в том числе и для сельскохозяйственной.■

§2. ДОЗИМЕТРИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИИ

Предметом дозиметрии ионизирующих излучений являются расчет и измерение дозы излучения.

В § 1 гл. 1 было дано определение понятия «доза излучения». Напомним, что дозой излучения называется величина, которая измеряется энергией излучения, поглощаемой единицей массы среды.

Таким образом, доза излучения определяет тот энергетиче­ ский эффект (поглощенная энергия излучения), который обу­ словлен взаимодействием излучения со средой.

В качестве меры дозы можно было бы взять и другие эффек­ ты, являющиеся результатом взаимодействия излучения с веще­ ством и доступные для непосредственного измерения. Однако энергетическая характеристика дозы излучения является наи­ более общей, хотя измерение поглощенной энергии сопряжено с определенными экспериментальными трудностями.

Дозу, измеряемую поглощенной энергией излучения в рас­ чете на единицу массы среды, принято называть поглощенной.

136

Задолго до введения единицы поглощенной дозы излучения 1 рад в дозиметрии ионизирующих излучений пользовались дру­

нормальных условиях. Таким образом, при измерении дозы из­ лучения в рентгенах в качестве регистрируемого эффекта взаимодействия излучения со средой взят ионизационный эффект, в качестве стандартной среды— воздух при нормальных условиях и в качестве излучения—-рентгеновское или у-излу- чение с энергией не более 3 Мэе. Преимуществом выражения дозы излучения в рентгенах является доступность прямого из­ мерения: регистрируется ионизационный эффект в воздухе. Недостаток этого способа — его неуниверсальность: измеряется ионизационный эффект в определенной среде (воздухе) и только для рентгеновского или у-излучения.

В дальнейшем, когда было введено более общее представле­

1р — единица экспозиционной дозы излучения. Можно установить и другие эквиваленты рентгена.

Рассчитаем число пар ионов, образующихся в 1 кг воздуха при дозе в 1 р. Предположим, что каждый положительный или отрицательный ион переносит элементарный электрический за­ ряд, равный заряду электрона: 4,8-10~10 CGSE = 1,6-10-19 к. Тогда придозе в 1 р образуется 2,58-10-4/ 1,6-10-19= 1,61 •1015 пар ионов/кг воздуха. Полученную величину следует рассматривать в качестве ионизационного эквивалента 1 р.

137

= 0,84-10-2 дж/кг воздуха. Таким образом энергетический экви­ валент 1 р составляет 0,84 -10-2 дж/кг воздуха, или 1 р экви­ валентен 0,84 рад.

Выпишем теперь весь ряд полученных эквивалентов рентгена:

= 0,84-10~2 дж/кг воздуха = 0,84 рад. В грубом приближении 1 р эквивалентен 1 рад. Однако нельзя забывать, что рад — универ­ сальная единица дозы излучения, а рентген —■единица дозы, предназначенная для характеристики рентгеновского или у-излучения в воздухе. Поэтому в принципе дозу других видов излучения и для других сред нельзя измерять в рентгенах.

Далее следует пояснить еще ряд важных моментов. Источник ионизирующего излучения создает в воздушном

пространстве определенное дозное поле, т. е. пространственновременное распределение дозы излучени'я. Это значит, что каж­ дая точка пространства в данный момент времени характери­ зуется определенной мощностью дозы излучения. Допустим, что имеется стационарное поле рентгеновского или у-излучения в воздушном пространстве. Детектор дозиметрического прибора, измеряющий дозу в рентгенах (рентгенметр), должен быть таким, чтобы он не искажал этого дозного поля. При этом детек­ тор, занимая определенный объем пространства, измеряет сред­ нюю дозу для заданного объема воздушного пространства. Если в область пространства, занимаемую детектором поместить какую-либо другую среду, также не искажающую дозного поля, и определить поглощенную дозу в радах для этой среды, то можно установить соответствие между результатами измерений

щий физический смысл энергетического эквивалента рентгена. Кэкв зависит от плотности и химического состава вещества, от энергии и спектра излучения. Для разных сред этот коэффи­ циент имеет разные значения. Для воздуха энергетический экви­ валент рентгена КЭкв= 0,84 рад/р, для клеток и тканей живых организмов Кэкв=0,9— 1,0 рад/р. Таким образом, для живых организмов с большей точностью можно осуществлять переход от результатов измерений в единицах экспозиционной дозы — рентгенах — к единицам поглощенной дозы — радам. Иначе го­ воря, если живой объект помещен в область дозного поля излу­ чения, где средняя экспозиционная доза за данное время равна 1 р, то за то же время он получит поглощенную дозу, прибли­

138