Понятие о дозе облучения, уровне радиации

  ПОНЯТИЕ О ДОЗЕ ОБЛУЧЕНИЯ, УРОВНЕ РАДИАЦИИ (СТЕПЕНИ

РАДИОАКТИВНОГО  ЗАГРЯЗНЕНИЯ), ЕДИНИЦЫ  ИЗМЕРЕНИЯ;

ПОНЯТИЕ ОБ ОСТРОЙ ЛУЧЕВОЙ  БОЛЕЗНИ (ОЛБ).

Как было сказано, разные виды излучений сопровождаются высвобож-

дением разного количества энергии и обладают разной проникающей способно-

стью, поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого орга-

низма. Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем

больше, чем больше энергии оно передаст тканям. Количество такой, переданной

организму энергии, или, другими словами, количество энергии ионизирующих

излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды, называется дозой

(Д). Дозу облучения организм может получить от любого радионуклида или их

смеси независимо от того, находятся ли они вне организма или внутри его (в ре-

зультате попадания с пищей, водой или воздухом).

Различают 4 дозы облучения: экспозиционную, поглощенную, эквива-

лентную и эффективную (см.таблицу «Виды доз облучений»).

Экспозиционная  (или физическая) доза облучения – это количество

энергии рентгеновских и g-лучей, способных ионизировать сухой воздух. Чем

больше доза, тем выше степень ионизации. За единицу измерения экспозицион-

ной дозы g-излучения в воздухе принят рентген (внесистемная единица измере-

ния). Рентген (р) – это такая доза облучения, при которой в 1 см3 сухого воздуха

при Т 00С и давлении 760 мм рт. ст. образуется 2,08 млрд.пар ионов. Производ-

ными от рентгена единицами являются миллирентген (мр), равный 0,001 р и

микрорентген (мкр), равный 0,000001 р. В системе «Си» единицей измерения

экспозиционной дозы является кулон на кг (кул/кг). 1 кул/кг = 3,88 ´ 103 р.

Поглощенная доза – это количество энергии различных излучений, по-

глощенное единицей массы облучаемого тела и измеряется в радах (внесистем-

ная единица). Рад – это такая поглощенная доза, при которой количество по-

глощенной энергии в 1 гр любого вещества составляет 100 эрг независимо от

вида энергии излучения. В системе «Си» единицей измерения этой дозы является

грей (Гр). 1 рад = 0,01 Гр (1 Гр = 100 рад). Производными рада являются: мил-

лирад (мрад), и микрорад (мкрад). При дозе облучения в 1р поглощенная доза в

воздухе составит 0,87 рад, а в воде и живой ткани 0,93 рада. Поэтому о пора-

жающем действии излучения на живые ткани организма можно судить по эф-

фекту ионизации воздуха g-излучением, т.е. 1р = 0,93 рада.

Но поглощенная доза не учитывает того, что при одинаковом ее значе-

нии a-излучения гораздо опаснее b или g-излучений из-за своей выраженной

ионизирующей способности.

Если принять во внимание этот факт, то поглощенную дозу стоит умно-

жить на коэффициент, отражающий способность излучения данного вида повре-

ждать ткани организма (т.е. вызывать ионизирующий эффект): a-излучение счи-

тается при этом в 20 раз опаснее других видов излучений, т.е. установлены ко-

эффициенты для пересчета эквивалентной дозы. Так, для a-излучения К=20,

нейтронного – 10, для b и g-излучений = 1.Пересчитанную такими образом дозу

называют эквивалентной дозой. Её измеряют в бэрах (внесистемная единица) –

биологический эквивалент рентгена, 1 бэр – это эквивалентная доза излучения,

соответствующая поглощенной энергии любого вида излучения, биологическое

действие которого эквивалентно действию 1 рентгена (рада) g-излучения. В сис-

теме «Си» единицей измерения является зиверт (зв). Производным бэра является

миллибэр (мбэр) и микробэр (мкбэр). (1 бэр = 0,01 зв, 1 зв = 100 бэр). Для удоб-

ства пользования единицами измерения принято, что 1 р @ 1 рад @ 1 бэр.

Эффективная доза – величина воздействия ионизирующего излучения,

используемая  как мера риска возникновения  отдаленных последствий облучения

организма человека и отдельных его органов с  учетом их радиочувствительно-

сти. Измеряется в зивертах.

В дозиметрии кроме  термина «излучение» применяется  также термин

«облучение» («доза  облучения»), под которым понимается действие ионизирую-

щих излучений на живой организм или материалы.

Для характеристики степени загрязнения радиоактивными веществами

какой-либо поверхности (почвы, предметов и т.д.), продуктов, воды и т.д. при-

меняется мощность дозы излучения (уровень радиации – Р). Уровень радиации

равен дозе, создаваемой за единицу времени, т.е. характеризует скорость накоп-

ления дозы. Единицами измерения мощности дозы является рентген/час (р/ч),

рад/час (р/ч), бэр/час (бэр/ч), и соответственно им производные милли- и микро-

, т.е. мр /ч, мкр/ч и т.д.

Произведение  уровня радиации (Р) на время (Т) облучения  дает дозу об-

лучения (Д), т.е. Д = Р х Т (р, рад, бэр, зв).

Поэтому, чем  больше уровень радиации, тем меньше время могут нахо-

диться на загрязненном участке территории люди, чтобы полученная доза облу-

чения не превысила допустимую. Уровень радиации пропорционален активности

радиоактивного  вещества, а последнее, согласно закону радиоактивного распада

непрерывно уменьшается  во времени. Следовательно, уровень  радиации на ме-

стности после ее радиоактивного загрязнения также непрерывно снижается, т.е.

происходит спад уровня радиации.

В настоящее  время степень загрязнения (уровень  радиации) радиоактив-

ными веществами измеряют в единицах уровней радиации по гамма излучению

в микро рентгенах в час (мкр/ч). Средняя величина радиоактивного фона на тер-

ритории России и Санкт-Петербурга составляет 15 мкр/ч, специалисты считают

нормой, т.е. ПДУ (предельно допустимые уровни) от 10 до 60 мкр/ч. Во Франции

средняя величина радиоактивного фона составляет 18-35 мкр/ч, в Бразилии мак-

симальный радиоактивный фон достигает 100 мкр/ч.

В военное время  местность считается загрязненной при Р = 0,5 р/ч. Ус-

тановлено, что для продуктов питания (клюква, мясо, грибы, чай) безопасная

степень загрязнения  радиоактивными веществами допустима  до 31 мкр/ч.

Кроме того, степень  загрязнения РВ почвы, продуктов, воды и др. оце-

нивается удельной активностью: Ku/м2, Ku/км2, Ku/л. Применительно к загряз-

ненной РВ местности активность относят к размерам этой площади (м2, км2).

Путем расчетов определено, что 1 Ku/км2 =10 мкр/ч.

Допустимая доза облучения человека за свою жизнь (т.е. в среднем за 70

лет) – 35 бэр, за один год – 0,5 бэр (установлено Минздравом России), эти дан-

ные устарели. По ФЗ «О радиационной безопасности населения» 1995 г. уста-

новлены основные гигиенические нормативы (допустимые пределы доз) облуче-

ния на территории РФ: для населения средняя годовая эффективная доза равна

0,001 зиверта (0,1 бэр), или за период жизни (70 лет) – 0,07 зиверта (7 бэр). Для

работающих с источниками излучения средняя годовая доза равна 0,02 зиверта

(0,2 бэр), а за  период трудовой деятельности (50 лет) – 1 зиверт (100 бэр).

Источники возможного дополнительного облучения человека в процессе

жизни:

- просмотр одного хоккейного матча по ОВ – 1 мкбэр;

- ежедневный трехчасовой просмотр ТВ в течение года – 0,5 мбэр;

- перелет самолетом на расстоянии 2400 км – 1 мбэр;

- облучение при флюорографии (только грудная клетка) – 370 мбэр;

- облучение при рентгеноснимке зуба (местное) – 3 бэра.

Допустимые дозы облучения за все время работы на АЭС: для женщин –

30 бэр (0,3 зв), для мужчин – 60 бэр (0,6 зв).

На военное  время определены дозы облучения, которые  не приводят к

выходу людей  из строя (приказ Министра обороны № 310-1983 г.): однократная

доза за первые четверо суток – 50 рад (бэр), за один месяц – 100 рад (бэр), за 3

месяца – 200 рад (бэр), за один год – 300 рад (бэр).

В результате воздействия  радиоактивного излучения на организм чело-

века в тканях могут происходить сложные физические, химические и биохими-

ческие процессы, связанные с ионизирующей способностью этих излучений. Из-

вестно, что 2/3 общего состава ткани человека составляют вода и углерод. Вода

под воздействием излучения расщепляется на водород  Н и гидроксильную груп-

па ОН, которая образует продукты высокой химической активности: гидратный

оксид НО2 и перекись водорода Н2О2. Эти соединения взаимодействуют с моле-

кулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая её. В результате на-

рушается нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в ор-

ганизме.

В зависимости  от величины поглощенной дозы облучения  и индивиду-

альных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми

или необратимыми.

Малые дозы облучения  могут привести к развитию раковых  поражений

или к генетическим повреждениям, появляющимся через несколько  или много

лет.

Большие дозы облучения  приводят к развитию у человека острой или

хронической лучевой  болезни. Считается, что однократное  облучение в дозе ме-

нее 100 рад (бэр) не вызывает ОЛБ. Дозы, приводящие к развитию острой луче-

вой болезни  при одноразовом облучении или  облучении за короткое время (4

суток): (см. таблицу «Характеристики острой лучевой болезни»)

100 – 200 рад  – первая степень – легкая;

200 – 400 рад  – вторая степень – средняя;

400 – 600 рад  – третья степень – тяжелая;

600 – 1000 рад  – четвертая степень – крайне  тяжелая.

Характерной особенностью течения ОЛБ является фазность (стадии или

периоды в течении заболевания). Различают 4 периода в течении ОЛБ при лю-

бой степени  тяжести:

1. Начальный  период (первичная реакция на  облучение);

2. Скрытый период (период мнимого благополучия);

3. Разгар болезни  (период выраженных клинических  проявлений);

4. Период разрешения  болезни (с полным или частичным  выздоровле-

нием, а в крайне тяжелых случаях – летальным исходом).

В момент облучения  пострадавший никаких ощущений не испытывает.

Начальный период наступает либо сразу после облучения  в самых тяже-

лых случаях, либо через 1-10 часов, в зависимости от дозы облучения. Длитель-