Зміст
Введення
Особливості іонізуючого випромінювання при дії на живий організм
Радіація від джерел, які були створені людиною
Радіаційно-небезпечні об'єкти
Радіаційна безпека населення
Список використаної літератури
Введення
Іонізуюча радіація - це особливий вид енергії, яка утворюється в результаті різних перетворень в атомах. Відрізняють цю радіацію від інших видів енергії (механічної, теплової, електричної та іншої) дві особливості. По-перше, іонізуюче випромінювання проникає в тіло людини і в будь-які інші тканини на різну глибину в залежності від виду та енергії цього випромінювання, а також щільності речовини або тканин, на які воно впливає. Звідси і термін «проникаюче випромінювання» як синонім терміна «радіація». По-друге, всі види цієї радіації не просто проходять крізь тканини, а взаємодіють з речовиною, молекулами тканин, викликаючи появи в них на короткий час електрично заряджених частинок - іонів. Звідси термін «іонізуюче випромінювання». На відміну від нього видиме світло і ультрафіолетові промені не є ні проникаючими, ні тим більше іонізуючими.
За своєю природою іонізуюче випромінювання ділять на 2 види:
1 короткохвильове електромагнітне випромінювання - рентгенівське і гамма-випромінювання;
2 корпускулярне випромінювання, що представляє собою потоки часток - альфа-часток, бета-частинок (електронів), протонів, нейтронів, важких іонів та інших.
Найбільш важливими для людини видами випромінювань, з якими він стикається в умовах повсякденного життя, професійної діяльності та у випадках виникнення радіаційних аварій, є рентгенівське і гамма-випромінювання, нейтрони, альфа-і бета-промені. Іонізуючі випромінювання є мутагенним чинником, тому питання їхнього впливу на всі прояви життя займають важливе місце серед проблем сучасного природознавства.
1 Особливості іонізуючого випромінювання при дії на живий організм
При вивченні дії випромінювання на організм були визначені наступні особливості:
1. Висока ефективність поглинутої енергії. Малі кількості поглиненої енергії випромінювання можуть викликати глибокі біологічні зміни в організмі.
2. Наявність прихованого, або інкубаційного, періоду прояви дії іонізуючого випромінювання. Цей період часто називають періодом уявного благополуччя. Тривалість його скорочується при опроміненні у великих дозах.
3. Дія від малих доз може додаватися або накопичуватися. Цей ефект називається кумуляцією.
4. Випромінювання впливає не тільки на даний живий організм, але і на його потомство. Це так званий генетичний ефект.
5. Різні органи живого організму мають свою чутливість до опромінення. При щоденному впливі дози 0.02-0.05 Р вже настають зміни в крові.
6. Не кожен організм у цілому однаково реагує на опромінення.
7. Опромінення залежить від частоти. Одноразове опромінення у великій дозі викликає більш глибокі наслідки, ніж фракціоноване.
Енергія, яку випромінює РВ, поглинається навколишнім середовищем. У результаті впливу іонізуючого випромінювання на організм людини в тканинах відбуваються складні фізичні, хімічні та біохімічні процеси.
Поглинена енергія від іонізуючих випромінювань різних видів викликає іонізацію атомів і молекул речовин, у результаті чого молекули і клітини тканини руйнуються. Іонізація є одним з основних ланок у біологічному дії випромінювання.
Відомо, що 2 / 3 загального складу тканини людини складають вода і вуглець, вода під впливом випромінювання розщеплюється на водень H і гідроксильну групу OH, які або безпосередньо, або через ланцюг вторинних перетворень утворюють продукти з високою хімічною активністю: гідратний окисел HO2 і перекис водню H2O2. Ці сполуки взаємодіють з молекулами органічної речовини тканини, окислюючи і руйнуючи її.
У результаті впливу іонізуючого випромінювання порушується нормальний плин біохімічних процесів і обмін речовини в організмі. У залежності від величини поглиненої дози випромінювання і від індивідуальних особливостей організму викликані зміни можуть бути оборотними чи необоротними. При невеликих дозах уражена тканина відновлює свою функціональну діяльність. Великі дози при тривалій дії можуть викликати незворотне ураження окремих органів або всього організму.
Будь-який вид іонізуючих випромінювань викликає біологічні зміни в організмі як при зовнішньому опроміненні (джерело знаходитися поза організмом), так і при внутрішньому опроміненні (РВ потрапляють всередину організму, наприклад пероральним або інгаляційним шляхом).
Важливим фактором при впливі іонізуючого випромінювання на організм є час опромінення. Зі збільшенням потужності дози вражаюча дія випромінювання зростає. Чим більше дробово випромінювання за часом, тим менше його вражаюча дія.
Ступінь поразки організму залежить від розміру облучаемой поверхні. Зі зменшенням облучаемой поверхні зменшується і біологічний ефект.
Індивідуальні особливості організму людини виявляються лише при невеликих поглинених дозах. Чим молодша людина, тим вище його чутливість до опромінення, особливо висока вона в дітей. Доросла людина у віці 25 років і старше найбільш стійкий до опромінення.
При попаданні РВ всередину організму нищівну силу надають в основному α - джерела, а потім β - і γ-джерела. Альфа - частинки, що мають невелику щільність іонізації, руйнують слизову оболонку, яка є слабким захистом внутрішніх органів у порівнянні із зовнішнім шкірним покривом.
РВ можуть потрапити всередину організму при вдиханні повітря, зараженого радіоактивними елементами, із зараженою їжею або водою і, нарешті, через шкіру, а також при зараженні відкритих ран.
Попадання твердих часток у дихальні органи залежить від ступеня дисперсності частинок. З проводилися над тваринами досліджень встановлено, що частинки пилу розміром менше 0.1 мкм ведуть себе так само, як і молекули газу, тобто при вдиху вони потрапляють разом з повітрям в легені, а при видиху разом з повітрям видаляються. У легенях може залишатися тільки сама незначна частина твердих частинок. Великі частки розміром більше 5 мкм майже всі затримуються носовою порожниною.
Основні особливості біологічної дії іонізуючих випромінювань наступне:
1. Дія іонізуючих випромінювань на організм не відчутні людиною. У людей відсутня орган чуття, який сприймав би іонізуюче випромінювання. Тому людина може проковтнути, вдихнути радіоактивна речовина без всяких первинних відчуттів. Дозиметричні прилади є як би додатковим органом почуттів, призначеним для сприйняття іонізуючого випромінювання.
2. Видимі поразки шкірного покриву, нездужання, характерні для променевого захворювання, з'являються не відразу, а через деякий час.
3. Підсумовування доз відбувається приховано. Якщо в організм людини систематично будуть потрапляти РВ, то з часом дози сумуються, що неминуче призводить до променевим захворювань.
Дія іонізуючого випромінювання на будь-яку речовину, в тому числі і на живу тканину, супроводжується утворенням іонів та збуджених атомів.
Процес утворення іонів триває всього близько 10-13 с, після чого наступають фізико-хімічні зміни тканини.
Великий інтерес представляє рішення питання про те, чи виникають фізико-хімічні зміни в живій тканині (наприклад, в білках) в результаті іонізації молекул цієї речовини. Наступні фізико-хімічні зміни відбуваються спочатку в середовищі, в якій знаходяться білкові речовини, а вже продукти розкладання розчину (води) діють на білки, викликаючи відповідні зміни до них.
Вірогідність потрапляння іонізованої частинки в молекулу води в 104 разів більше, ніж у молекулу білка, так як в окремих тканинах організму міститься до 80% води.
До недавнього часу переважала теорія, що стверджувала, що випромінювання діє безпосередньо на білкова речовина клітини, на так звану мішень. Мішенню називається обчислений із зіставлення дози опромінення і біологічного ефекту чутливий об'єм, дія на який веде до його поразки.
Але теорія мішені виявилася незадовільною для пояснення біологічної дії випромінювання на складні сполуки, на які впливають не тільки доза випромінювання, але і фізіологічний стан об'єкта, зміна температури і водного середовища і т.д. Тому є думка, що випромінювання діє непрямим шляхом, через продукти розкладання води.
2 Радіація від джерел, створених людиною
У результаті діяльності людини у зовнішньому середовищі з'явилися штучні радіонукліди і джерела випромінювання. У довкілля стали надходити у великих кількостях природні радіонукліди, які добувають із надр Землі разом з вугіллям, газом, нафтою, мінеральними добривами, будівельними матеріалами.
За останні кілька десятиліть людина створила кілька тисяч радіонуклідів і почав використовувати їх у наукових дослідженнях, у техніці, медичних цілях та ін Це призводить до збільшення дози опромінення, що отримується як окремими людьми, так і населенням в цілому. Іноді опромінення за рахунок джерел, створених людиною, виявляється в тисячі разів інтенсивніше, ніж від природних джерел.
В даний час основний внесок у дозу від джерел, створених людиною, вносить зовнішнє радіактивно опромінення при діагностиці та лікуванні. У розвинених країнах на кожну тисячу населення припадає від 300 до 900 таких обстежень на рік не рахуючи масової флюорографії і рентгенологічних обстежень зубів.
Для дослідження різних процесів, що протікають в організмі і для діагностики пухлин використовуються також радіоізотопи, що вводяться в організм людини. У промислово розвинених країнах орієнтовно проводиться 10 - 40 обстежень на 1 млн. жителів в рік. Колективні ефективні еквівалентні дози становлять 20 чол-Зв на 1 млн. жителів в Австралії і 150 чол-зв у США.
Середня ефективна еквівалентна доза, що отримується від всіх джерел опромінення в медицині, в промислово розвинених країнах становить 1 мЗв на рік на кожного жителя, тобто приблизно половину середньої дози від природних джерел.
3 Радіаційно-небезпечні об'єкти
В даний час практично в будь-якій галузі народного господарства і науки в усі більш зростаючих масштабах використовуються радіоактивні речовини та джерела іонізуючих випромінювань. Особливо високими темпами розвивається ядерна енергетика. Атомна наука і техніка таять у собі величезні можливості, але разом з тим і велику небезпеку для людей і навколишнього середовища.
Ядерні матеріали доводиться возити, зберігати, переробляти, що створює додатковий ризик радіоактивного забруднення навколишнього середовища, ураження людей, тварин і рослинного світу.
Радіаційно-небезпечний об'єкт (РОО) - підприємство, на якому при аваріях можуть відбутися масові радіаційні ураження.
Серед техногенних джерел НС найбільшу небезпеку за тяжкістю ураження, масштабами і довготривалості дії вражаючих факторів представляють радіаційні катастрофи. У звичайних умовах радіаційна обстановка в країні визначається, по-перше, природного радіоактивністю, включаючи космічні випромінювання, по-друге, радіоактивним фоном обумовленим проведеними з 1945 по 1989 р. не менше 1820 випробуваннями ядерної зброї, по-третє, наявністю територій, забруднених радіоактивними речовинами внаслідок відбулися в попередні роки аварій на підприємствах атомної промисловості та енергетики; по-четверте, експлуатацією ядерно-та радіаційно - небезпечних об'єктів.
Кількість відпрацьованого ядерного палива в РФ становить понад 10 000 тонн. Обсяги його постійно ростуть, а потужності з переробки залишаються колишніми, у результаті на АЕС відпрацьованого палива зберігається в середньому в 1,5-2 рази більше, ніж в активних зонах, а на Білоярської, Білібінська, Ленінградської і Курської АЕС - у 3 рази.
Схоже становище з радіоактивними відходами. Основні джерела їх утворення - видобуток, збагачення уранової руди і виробництво тепловиділяючих елементів (ТВЕЛів), експлуатація АЕС, регенерація відпрацьованого палива, використання радіоізотопів. Загальний обсяг таких відходів досяг 500 млн кубічних метрів.
У всьому світі стрімко зростають енерговитрати. Виробництво електроенергії подвоюється за 10-15 років. Світові запаси нафти і газу можуть бути вичерпані за 50-80 років. Запаси твердого палива також не безмежні. Після нафтової кризи 60-х років, коли ціна на нафту підскочила в 15 разів, почався інтенсивний пошук альтернативних джерел енергії. Але поки використання енергії вітру, хвиль і сонця дає невтішні результати.
Єдиний шлях, який може відвести загрозу енергетичної кризи в даний час, це використання енергії атомного ядра.
ТЕС, виробляючи енергію, спалює вугілля, залишається шлак і зола. Багато золи. Екібастузька ГРЕС-1, наприклад, за один рік тільки в повітря викидає 1 млн. 281 тис. тонн золи, 177 тис. тонн сірчистого ангідриду, 48 тис. тонн оксидів азоту. Ліси, луки, вода, грунт навколо виявилися забрудненими на площі 5 тис. квадратних кілометрів. Трава хрумтить на зубах. Вона як рашпіль сточує зуби у корів і овець за 2-3 роки. Підраховано, що робота подібної ГРЕС завдає шкоди природі на таку ж суму, скільки коштує паливо, а іноді і більше. 70 млн. тонн пилу і отруйних газів викидається щорічно в небо країни тепловими електростанціями.
АЕС у цьому відношенні чисті: ні золи, ні газів. Так, вироблення тепла на АЕС супроводжується виділенням небезпечних радіоактивних речовин, іонізуючих випромінювань, є проблеми захоронення відходів палива. Але станція буде безпечна, якщо в будь-якому випадку, за будь-якої аварії радіоактивність не вийде за межі захисних споруд. Атомна енергія єдино реальна заміна викопному паливу.
В СРСР на початок 1989 р. в експлуатації знаходилося 15 станцій з 49 працюючими ядерними реакторами. У США в цей же час було 137 реакторів а в даний час близько 150.В РФ зараз 9 станцій з 29 працюючими ядерними реакторами, з них: 16 РБМК і 13 ВВЕР. Вони виробляють 10-12% електроенергії, ГЕС-20%, решту теплові станції.
АЕС розташовані:
1. Балаковська (м. Балаково Саратовської обл.).
2. Белоярська (сел. Зарічний Свердловській обл.).
3. Білібінська (сел. Білібіно Магаданської обл.).
4. Калінінська (м. Удомля Тверської обл.).
5. Кольська (г.Полярние зорі Мурманської олбл.).
6. Курська (м. Курчатов Курської обл.).
7. Нововоронежська (м. Нововоронеж Ворнежской обл.).
8. Смоленська (м. Десногорськ Смоленської обл.).
9. Ленінградська (м. Сосновий Бор Ленінградської обл.).
У РФ також є 9 атомних суден з 15 реакторами. У ВМФ і Мінтрансі РФ усього близько 250 суден з ядерними енергетичними установками. У пунктах відстою в очікуванні утилізації знаходяться 183 атомних підводних човнів, причому, 120 з них з більше ніж 200 ядерними реакторами стоять з не вивантажених ядерним паливом. (Дані за станом на момент загибелі підводного човна «Курськ» осінь 2000 року). Крім того, 70% АПЛ стратегічного призначення потребують ремонту, 50% технічно і морально застаріли, будуть виведені з ладу до 2005 року. З решти 75% будуть втрачені через закінчення гарантійного терміну корабельних комплексів.
4 Радіаційна безпека населення
5 грудня 1995 Державною Думою прийнято Федеральний закон «Про радіаційної безпеки населення», який встановлює державне нормування у сфері забезпечення радіаційної безпеки. Стаття 9 визначає межі дозових навантажень для населення та персоналу, причому більш жорсткі, ніж раніше діючі. Ці норми введені в дію з 1 січня 2000 року.
Встановлюються такі основні гігієнічні нормативи (допустимі межі доз) опромінення на території Росії:
Для населення середня річна ефективна доза дорівнює 0.001 зіверт (1мЗв) чи ефективна доза за період життя (70 років) - 0.07 зіверт (70 мЗв);
Для працівників РОО середня річна ефективна доза дорівнює 0.02 зіверт (20 мЗв) чи ефективна доза за період трудової діяльності (50 років) - 1 зіверт (1 000 мЗв). Припустимо опромінення у річній ефективній дозі до 0.05 зіверт, але за умови, що вона, обчислена за п'ять послідовних років, не перевищить 0.02 зіверт.
Регламентовані значення основних меж доз опромінення не включають в себе дози, створювані природним і штучним радіаційним фоном, а також дози, одержувані громадянами при проведенні медичних рентгенорадіологічних процедур і лікування.
У разі радіаційних аварій допускається опромінення, що перевищує встановлені норми, протягом певного проміжку часу і в межах, визначених для таких надзвичайних ситуацій.
Приблизно до 50% від загального опромінення, яке отримує людина у повсякденному житті, йому дає радіоактивний радон. Саме тому в ст. 15 сказано: «Опромінення населення та працівників, обумовлене радоном, продуктами його розпаду, а також іншими довгоживучими природними радіонуклідами, в житлових і виробничих приміщеннях не повинні перевищувати встановлені нормативи».
Тому тепер, з метою забезпечення захисту населення, необхідно: ретельно підбирати ділянки для будівництва будівель та споруд, враховуючи рівні виділення радону з грунту; проводити проектування і будівництво так, щоб не допустити надходження цього газу в приміщення разом з повітрям; контролювати рівень вмісту радону в приміщеннях в процесі їх експлуатації.
І ще одна вимога, якого раніше ніколи не було. Звучить воно досить жорстко: «Забороняється використовувати будівельні матеріали і вироби, що не відповідають вимогам до забезпечення радіаційної безпеки».
Ось чому на підприємствах, що випускають цегла, керамзит, облицювальну плитку, залізобетонні вироби, повинен проводитися радіаційний контроль як сировини, що надходить, так і готової продукції.
Звернуто увагу і на медичні рентгенорадіологічного процедури. Наприклад, на вимогу громадянина йому надається повна інформація про очікувану чи одержуваної ним дозі опромінення та про можливі наслідки в результаті таких процедур або досліджень. Людина має право відмовитися від них, за винятком профілактичних досліджень, що проводяться для виявлення захворювань, небезпечних в епідеміологічному відношенні.
Якщо на ліквідацію Чорнобильської катастрофи люди їхали як у звичайне відрядження, та ще й у масовій кількості, то тепер такої самостійності покладено край. З атомом, та ще радіоактивним, жартувати не можна. Тому у ст. 21 сказано: «Опромінення громадян, які залучаються до ліквідації наслідків радіаційних аварій, не повинно перевищувати більш ніж у 10 разів середньорічне значення основних гігієнічних нормативів опромінення для працівників». І таке допускається тільки один раз в житті за добровільної згоди.
На підставі цього закону були розроблені та постановою Госкомсанепіднадзора РФ від 19 квітня 1996 р. № 7 введено в дію нові Норми радіаційної безпеки - НРБ-96. Ці норми поширюються на такі види впливу іонізуючого випромінювання на людину:
- Опромінення персоналу та населення в умовах нормальної експлуатації техногенних джерел іонізуючого випромінювання (ДІВ);
- Опромінення населення та персоналу в умовах радіаційної аварії;
- Опромінення працівників промислових підприємств і населення всіма природними ДІВ;
- Медичне опромінення населення.
У порівнянні з НРБ-76/87 виключені такі терміни та визначення, як «коефіцієнт якості випромінювання», «експозиційна доза», позасистемні одиниці вимірювання доз (рентген, бер та їх похідні), позасистемна одиниця кюрі. Однак на практиці все ще доводиться користуватися і старими, звичними одиницями виміру.
У нових Нормах радіаційної безпеки змінена класифікація опромінюваних осіб, відповідно, з якою прийнято дві категорії:
- Персонал - особи, які працюють з техногенними джерелами (група А) або знаходяться за умовами роботи у сфері їх впливу (група Б);
- Населення - не зайняте у сферах виробництва та обслуговування.
При проектуванні будинків слід передбачати, щоб об'ємна активність ізотопів радону і торону не перевищувала 100 Бк/м3, а в експлуатованих приміщеннях радону повинно бути не більше 200 Бк/м3. Потужність дози гамма-випромінювання при цьому не може перевищувати потужність на відкритій місцевості більш ніж на 0.3 мкЗв / год (30 мкР / год). Якщо об'ємну активність ізотопів радону знизити до 400 Бк/м3 і потужність дози гамма-випромінювання менше ніж 0.6 мкЗв / год не вдається, то мешканців з цих будівель відселяють.
Території, де ефективна доза перевищує 1 мЗв на рік, поділяються на чотири зони:
- Радіаційного контролю - від 1 до 5 мЗв (100 -500 мбер);
- Обмеженого проживання населення - від 5 до 20 мЗв (0.5-2 бер);
- Добровільного відселення-від 20 до 50 мЗв (2-5 бер);
- Відселення-понад 50 мЗв (більше 5 бер).
НРБ-96 розроблені з урахуванням Міжнародних норм безпеки для захисту від іонізуючих випромінювань, відображають сучасний стан та підходи в інтересах забезпечення санітарно-епідеміологічного благополуччя та радіаційної безпеки населення.
Висновок
Не треба боятися радіації, але і не слід нею нехтувати. У малих дозах вона нешкідлива і легко переноситься людським організмом, у великих дозах буває смертельно небезпечна. У той же час пора зрозуміти - з радіацією не жартують, вона мстить за це людям.
Ми їмо, п'ємо, дихаємо, - усе це позначається на дозах, які отримуємо від природних джерел. Наприклад, хлібобулочні вироби мають більшу радіоактивність, ніж молоко, сметана, масло, кефір, овочі і фрукти. Улюблений кольоровий телевізор це джерело рентгенівського випромінювання. Найпоширенішим джерелом опромінення є годинник зі світловим циферблатом. Вони дають річну дозу, в 4 рази більшу за ту, яка обумовлено витоками на АЕС.
Треба зрозуміти, що радіація скрізь і всюди оточує нас, ми зародилися, живемо в цьому середовищі, і нічого тут дивного немає. Тільки знання основ природи іонізуючих випромінювань, їх вплив на людину і ступінь небезпеки можуть вилікувати людей від радіофобії, хвороби, на жаль, ще так поширеною. Радіофобія - це хвороба нашого невігластва. Зцілюється тільки знаннями.
Список використаної літератури
http://www.eco.nw.ru/lib/data/07/4/070407.htm
http://razvlekon.h1.ru/Radioaktivnost.htm
http://nuclphys.sinp.msu.ru/radiation/rad_7.htm
http://www.sgu.ru/files/nodes/10446/1.html