ИОНИЗАЦИЯЛЫҚ СӘУЛЕЛЕНУДЕН ҚОРҒАНУ

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

ИОНИЗАЦИЯЛЫҚ СӘУЛЕЛЕНУДЕН ҚОРҒАНУ

Жағдайды ескере отырып, ядролық энергетикада электр энергиясын өндіруде (өндіруде) барған сайын арта түсетінін ескере отырып, адамды иондаушы сәуледен қорғауға байланысты мәселелерді елемеуге болмайды. Радиациялық қауіп-қатер радиотолқындар, көрінетін жарық, ультракүлгін және инфрақызыл сәулеленуді қамтитын жалпы сәулелену тұжырымдамасының (латын тілінен radiation- сәулелену) бір бөлігін құрайтын иондаушы сәулелердің әсерімен күшейтіледі [15] .

Ионизация сәулелену деп аталады, яғни оның өзара әрекеттесуі ортада әртүрлі белгілердің иондарының пайда болуына әкеледі.

Иондаушы сәулелерге мыналар жатады:

химиялық элементтердің табиғи және жасанды радиоактивтілігіне байланысты альфа (а), бета (с) және гамма (у) сәулелену;
рентген аппараттарының жұмысынан туындайтын рентгендік (X) сәулелену, сондай-ақ радиоактивті ыдырау барысында пайда болған кейбір элементтердің ядролары;
бөлу және синтездеу нәтижесінде туындайтын нейтрондардың (л) және гамма-кванттардың ағындары;
сәулелену арқылы шығарылатын радиация;
ғарыш сәулелері және т. б.

Радиоактивтілік - кейбір химиялық элементтердің тұрақсыз атом ядроларының иондаушы бөлшектердің бір немесе бірнеше ионизация кезінде басқа химиялық элементтердің атомдары ядросына айналуы

[15] . Осындай өздігінен жүретін ядролық айналу радиоактивті ыдырау деп аталады. Сонымен қатар, жаңадан қалыптасқан (қызы) ядро түпнұсқалық (ана) ядродан гөрі тұрақты жағдайға ие.

Радиоактивтілік табиғи және жасанды болады.

Табиғаттағы тұрақсыз изотоптарда байқалған радиоактивтілік табиғи деп аталады. Бұған қорғасыннан кейінгі мерзімді жүйеде орналасқан элементтердің ауыр ядролары, сондай-ақ кейбір жеңіл және орташа ядролар, мысалы, калий ядросы - 40 кіреді. Жасанды - бұл ядролық реакторларда ядролық реакциялар, үдеткіштер, ядролық жарылыстар нәтижесінде алынған изотоптардың радиоактивтілігін және т. б. атауға болады.

Қазіргі уақытта радиоактивті изотоптар барлық элементтерге белгілі. Барлығы 2000-нан астам (табиғи және жасанды) . Күн жүйелерінің пайда болуының алдында барлық химиялық элементтердің өздерінің радиоактивті аналогтары болған, бірақ уақыт ағымына байланысты қысқа мерзімді радиоизотоптар ыдырап, ал ұзақ уақытқа созылған радиоизотоптар осы күнге дейін сақталған.

Радионуклидтер (радиоизотоптар) сипатталады:

белсенділігімен
ыдыраудың түрі (әдісімен) ;
периодтың жартылай ыдырауымен;
сәулелену энергиясымен.

СИ-дегі радионуклидтердің өлшемі бірлігі беккерель (Бк) болып табылады. Беккерель радионуклидтің белсенділігіне тең, яғни 1 с өздігінен жүретін ядролық айналу (үлгісі) болады. Жүйелік емес белсенділік бірлігі - бұл кюри (Ки), 1 Ки = 3. 7-1010 Бк [15] .

Иондаушы сәулеленудің сәулелендірілген объектілерге әсері әр түрлі сәулелену әсерін білдіреді - сәулеленудің әсер ету дәрежесіне және сәулелену жағдайларына байланысты осы объектілердегі қайтымсыз және қайтарымсыз физика-химиялық немесе биологиялық өзгерістер болып табылады.

Радиациялық әсер ету деңгейін анықтайтын негізгі физикалық шамасы - иондаушы сәулеленудің жұтылған дозасы D - иондаушы сәулелену арқылы тасымалданатын орташа энергияның осы көлемдегі заттардың массасына қарапайым көлемдегі затқа қатынасы.

СИ-дегі сіңірілетін доза -грей (Гр) болып табылады. Грей иондаушы сәуленің дозасы сіңіріледі, онда 1 кг зат иондалатын сәулелену энергиясын 1 Дж-ге болады. 1 Гр = 1 Дж / кг [15] .

Иондаушы сәулеленудің сіңірілетін дозасы тірі және тірі емес объектілердің сәулеленуінің күткен әсерінің көрсеткіші болып табылады.

Ол иондаушы сәулелену түріне (а, р, у, Х, n және т. б. ) және оның энергиясына тәуелді емес, бірақ сол түрдегі және сәулелену энергиясы үшін заттың түріне байланысты болады.

Күнделікті өмірде иондаушы сәуленің табиғи және жасанды көздері адамға шағын мөлшерде созылмалы әсер етеді. Бұл жағдайда сәулеленудің биологиялық әсері жалпы сіңірілетін энергияға және радиацияның түріне (сапасына) байланысты. Осы себепті, шағын мөлшерде созылмалы адамның сәулеленуінде радиациялық қауіпсіздікті бағалау үшін, яғни радиациялық ауруға шалдығу мүмкін емес дозада, иондаушы сәулеленудің баламалы дозасы пайдаланылады, яғни Н- «ткандық доза» (мүшедегі доза) Dx салмақ коэффициенті WR радиация үшін R:

H= wRDт:.

Эквивалентік дозаның өлшем бірлігі-зиверт (Зв) . Зиверт эквиваленттік дозаның өлшеу коэффициенті wR(1 Зв = 1 Гр/в ) тең.

Иондаушы сәулеленудің эквивалентті дозасының қосымша жүйелік бірлігі бэр (биологиялық эквиваленті рада) болып табылады. Бэр эквиваленттік дозаға тең, яғни биологиялық ткандағы сіңірілетін дозаның өлшеу коэффициентіне wR 100 эрг / г тең болып табылады.

Осылайша, 1 бэр = 0, 01 Зв = 1 рад/wR

Өлшемсіз коэффициент бірлігі wR СИ жүйесінде-зиверттің грейге қатынасы (Зв/Гр), жүйелік емес бірліктерде- бэрдің рад-қа қатынасы (бэр/рад) .

Адамның әртүрлі органдарын немесе ткандары біркелкі сәулелендіруге болады және сәулеленуге (радиосезгіштігі) әр түрлі сезімталдығы бар. Мысалы, эквивалентті дозада, өкпедегі рак ауруының пайда болуы қалқанша безге қарағанда көбірек, ал гонадты (жыныстық) сәулелену генетикалық зақымдану қаупіне байланысты аса қауіпті болып табылады [15] .

Осы жағдайларды есепке алу үшін, адамның барлық органдарының және оның жеке органдарының сәуле сезімталдықты ескере отырып, сәуле шығарудың ұзақ мерзімді әсер ету қаупі бар өлшемі ретінде пайдаланылатын иондаушы сәуле E тиімді дозасы енгізілді.

Бұл ағзадағы немесе ткандағы HTt-ның дозасын эквивалентті мөлшерде белгілі бір органға немесе тканьға арналған тиісті өлшемдік коэффициент бойынша уақытқа шығарады:

E = ∑ 𝑤, THTr.

Тиімді дозаның бірліктері баламалы дозаның бірліктерімен сәйкес келеді.

Осылайша, wx осы органның немесе тканның салмақ үлесі адамды біркелкі сәулелену кезінде жағымсыз әсерлердің пайда болу қаупін анықтайды. Бұл жағдайда wт соммасы барлық органдарды есепке алғанда бірге тең.

Дененің біркелкі сәулеленуімен, әрбір органда немесе матада балама доза бірдей, яғни НТх = H болса, онда бұл жағдайда E = H.

W1 өлшеу коэффициенттері бүкіл дененің бірдей немесе біркелкі сәулеленбегеніне қарамастан, сәулелену қаупін «теңестіруге» мүмкіндік береді.

Демек, сәулеленудің біркелкі емес (органдар мен ткандарға сәйкес) тиімді дозасы организмнің теңдесі жоқ әсер етуі мүмкін осындай теңестірілген дозаға тең болады, онда қолайсыз әсер ету қаупі осы біркелкі сәулелену сияқты бірдей болады.

Жұтылатын, эквиваленттік және тиімді дозалар бір адам үшін сәулеленудің күтілетін әсерінің өлшемін сипаттайды.

Ұжымдық тиімді доза бірлігі - адам-зиверт (чел-Зв), жүйелік емес бірлік- адам-бэр(чел-бэр) .

Қазіргі уақытта халық үшін радиациялық қауіпсіздік стандарттары табиғи фон әсерімен салыстырылады. Табиғи фон ғарыштық сәулелену және табиғи түрде бөлінген табиғи сәулелену заттардың (тау жыныстары, топырақ, атмосферадағы, сондай-ақ адам ткандары) сәулеленуіне байланысты. Табиғи фон сыртқы (~ 60%) және ішкі (~ 40%) сәулеленуді тудырады.

Сыртқы - сыртқы көздердің сәулелену әсеріне байланысты. Адамның қоршаған ортасы мен оның қызметінің өзгеруі табиғи

радионуклидтердің техногендік сәулелену фоны деп аталатын табиғи көздермен байланысты фондық сәулеленудің жаңа компонентіне әкелді:

пайдалы қазбаларды өндіру
тұрғын үй құрылысына минералды шикізаттан тұратын құрылыс материалдарын пайдалану;
уран және торийдiң радионуклидтерi бар минералдық тыңайтқыштарды қолдану;
отынның жануы соның ішінді көмір, табиғи радионуклидтердің шығаруына әкеледі (радий-226, 228, торий-232 және т. б. ) және т. б.

Фондық сәулеленудің үшінші құрамдас бөлігі адам жасаған жасанды көздермен байланысты жасанды фон болып табылады. Жасанды даму көздеріне ең көп үлес медицинада рентген диагностикалық сәулеленумен байланысты, ол 1, 4 мЗв жылдық тиімді дозаны құрайды [15] . Жасанды фон дозасының шамамен 2% ядролық қарудың жарылыстарынан жаһандық радиоактивті құлдырау салдарынан қалыптасады.

Айта кету керек, АЭС-ның қалыпты жағдайда жұмыс істеуі халықтың өте төмен дозаларын тудырады, олардың мәндері табиғи фонның ауытқуларынан әлдеқайда төмен.

Елдің барлық тұрғындары үшін радиацияның барлық көздерінің есебінен орташа жылдық тиімді дозасы E = 3, 5 мЗв құрайды.

Оның ішінде:

табиғи фонға байланысты - 1, 0 мЭв;
табиғи радионуклидтерден тұратын құрылыс материалдарын пайдалану - 1. 05 мЗв;

Медицинадағы рентгендік диагностикалық сәулелену - 1, 4 мЗв. Сонымен қатар, статистика бойынша, 1 миллион адамға жаратылыстану жағдайы қатерлі ісіктерден жылына 12, 5 өлім, табиғи радионуклидтермен құрылыс материалдарын пайдалануда - 17 оқиға, рентген диагностикасында - 19 жағдай болуы мүмкін.

Бірінші кезеңде биологиялық объектінің ткандарда атомдары мен молекулаларын ионизациялау және қозу жүзеге асырылады. Процесс жасушалық деңгейде дамиды: жасуша бөлуге қабілетін жоғалтады, жасушада миллионнан бір ғана ақуыз молекуласына әсер ететін дозаны қабылдайды. Бұл негізде радиобиологиялық парадокс тұжырымдалады:

иондаушы сәулеленудің энергиясы шамалы болса, адам ағзасында ауыр нәтижеге әкелуі мүмкін.

Мысалы, адам үшін минимальды өлімге әкелетін біркелкі доза, 6 Гр сәйкес жұтылу энергиясы 6 Дж/кг тең. Егер бұл энергияны адамға жылу түрінде жеткізілсе, ол денені шамамен 0, 001 ° C қыздырады. Осындай жылу энергиясы стақандағы ыстық шайда болады!

Иондаушы сәулеленудің жоғары тиімділігі қазіргі заманғы идеяларға сәйкес, иондаушы сәулеленудің энергиясы оның жеке бөлшектеріне немесе тірі клеткалардың макромолекулаларында әрекет ететін кванталарға, соның ішінде алып молекулаларға шоғырланған, ДНҚ (дезоксирибонуклеин қышқылы), барлық генетикалық ақпаратқа ие. Оның иондалуы салдарынан ДНҚ молекуласының бір немесе екі қыртысының жарылуы организмнің өліміне әкелетін қалыпты жасушалардың одан әрі көбеюіне жол бермейді. Бір сәулелену дозасының әсері оның жинақталу уақытына байланысты екендігін ескеру қажет. Егерде аралық үлкен болса, онда бір реттік сәулелені суммарлық дозасы жалпы аз болады. Сонымен қатар, бұл іс- әрекет, қайтымсыз генетикалық салдарларды қоспағанда, организмнің қалпына келтіретін реакциялары ішінара блокталады.

Фондық радиациядан басқа, халықтың кейбір бөлігі (мүмкін елеулі) ядролық отын циклы кәсіпорындарында (мысалы, АЭС) және басқа жағдайларда апаттардың салдарынан радиацияға ұшырауы мүмкін.

Сыртқы радиацияның әсеріне ұшыраған кезде, адам фотонды сәулеленуге ұшырайды, ол жердің бетіне және айналасындағы объектілерге түсіп кеткен радионуклидтерден, сондай-ақ, қалдықтардан немесе радиоактивті бұлттан түседі. Сонымен қатар, теріге альфа және бета-бөлшектердің көп мөлшерін алу радиациялық күйіктің пайда болуына себеп болады.

Ішкі сәулелену радионуклидтерді ингаляция арқылы (тыныс жолымен) немесе ауызша (су мен тағаммен жұтып қойғанда) ішке қабылдау арқылы туындайды.

Адам организміне ұшыраған кезде иондаушы сәуле екі түрлі әсер етуі мүмкін:

детерминистік шекті және стохастикалық шекті емес әсерлер болады.
өткір және созылмалы радиациялық ауру;

сәулелік күйік;
сәулелік катаракта;
сәулелік бедеулік;
ұрықтың дамуындағы номалий және т. б.

Бұл әсерлер сіңірілген дозаның мәндерімен бағаланады. Өткір сәулелік ауру (ӨСА) сыртқы және ішкі сәулелену байқалады.

Бірыңғай сыртқы фотонды эмиссиясы болған жағдайда, ӨСА сіңіргіш D≥ 1 Гр дозасында пайда болады және төрт сатыға бөлінеді:

- жеңіл (D = 1 - 2 Гр) ;
- орташа (D = 2 - 4 Гр) ; III - ауыр (D = 4 - 6 Гр) ;

IV- аса ауыр (D> 6 Гр) .

Өткір сәулелік аурудың негізгі белгілері- жүрек айнуы және құсуы. Жеңіл сатыда ӨСА-да өлімге әкелетін нәтижелер болмайды. Орташа сатыда- 20% жағдайда өліммен аяқталғаннан кейін 2-6 апта ішінде өлімге әкелуі мүмкін. Ауыр жағдайларда, 50% жағдайда өліммен аяқталғаннан кейін бір ай ішінде (30 күн) өлімге әкелуі мүмкін. ӨСА- ның ауыр дәрежесіне әкелетін доза орташа өлім дозасы деп аталады және ЛД50 (30) деп аталады. Бір немесе одан да көп доза 6 Гр, немесе одан да көп, өлімге әкеледі: өлімнің 100% иммунитеттің жоғалуы салдарынан қан кетулерден немесе жұқпалы аурулардан пайда болады [15] .

Берілген деректер емделмеген жағдайда жатады. Қазіргі уақытта шамамен 10 Гр дозада өлімге әкелетін нәтижені жоюға мүмкіндік беретін бірқатар сәулеленуге қарсы құрал (радиопротекторлар) және өткір радиациялық аурудың кешенді емдеу тәжірибесі бар.

Созылмалы сәулелену ауруы біртіндеп дозалармен ұзақ уақыт сәулелену арқылы қалыптасады, олардың шамалары ССА-ке себепші болатын дозалардан төмен, бірақ кәсіби әсер ету үшін рұқсат етілген шектеуі мөлшерден жоғары. ССА бүкіл дененің жалпы (сыртқы немесе ішкі) сәулеленуі, сондай-ақ жекелеген мүшелердің зиянды зақымдары нәтижесінде пайда болуы мүмкін. CСА қалыптастыру кезеңі сәуле дозасын жинақтау уақытына сәйкес келеді. ССА белгілері

(лейкоциттердің, анемияның азаюы және т. б. ) ерекше емес және басқа себептерге байланысты дамып жатқан ауруларда пайда болады. ССА- ның ұзақ мерзімді салдары лейкемия, ісік және т. б. әкеліп соғуы мүмкін, бұл сәулеленуден кейін 10-25 жыл ішінде өлімге әкеледі.

Жергілікті радиацияның зақымдануы ұзақ мерзімді аурумен сипатталады және терінің сәулеленуіне және некрозға (рак) көздің бұлдырауына және т. б. әкелуі мүмкін. Дененің немесе жекелеген органдардың жекелеген бөліктерін жергілікті сәулелендіру көптеген радиосезгіштік органдардың (гонад - гонад, сүйек кемігі, көкбауыр) зақымдану дәрежесіне байланысты салдарын туғызады. Бұл ісіктің сәулелік терапиясына негізделген, жергілікті жерде орналасқан ісіктер үлкен мөлшерде (10 . . . 102 гр) сәулеленіп, содан кейін адам сәулелену ауруларын жұмсақ түрінде өткізеді [15] .

Иондаушы сәулеленуді анықтау және олардың параметрлерін өлшеу үшін иондалу, сцинтилляция, люминесценция, фотографиялық, химиялық және басқа әдістерге негізделген құрылғылар қолданылады [15] .

Ионизациялық сәулеленудің өлшеу параметрлерін анықтайтын аспап детектордан (лат. detection - анықтау) және өлшеу аппаратурасынан тұрады. Детектордың негізі газ болуы мүмкін, сұйық және қатты дене, яғни детекторға тиісті атау береді(газ, сұйық, қатты) .

Радиациялық бақылау құрылғылары:

тағайындалу бойынша;
детектордің түрі;
тіркелген сәулелену бағыты бойынша;
индикаторлық көмекпен; қолдану ауқымы және басқа әсерлері Тағайындалуы бойынша, құрылғылар дозиметрлерге,

радиометрлерге, спектрометрлерге және комбинирленген құралдарға бөлінеді.

Қазіргі уақытта қоршаған ортаның радиоактивті ластануы негізінен ядролық отын циклінің (ЯОЦ) кәсіпорындарының қызметіне байланысты болады.

Радиациялық дозаны азайту және әрбір ЯОЦ қондырғысы үшін қоршаған ортаны қорғау үшін, қалыпты жағдайларда жұмыс істеген кезде, нормативтік актілер санитарлық қорғау аймағын және бақылау аймағын құрады.

Санитарлық қорғау аймағы - қоршаған ортаға кіретін кәсіпорын немесе радиоактивтік қалдықтардың көздері, онда әсер ету деңгейі халықтың жыл сайынғы дозасынан асып кетуі мүмкін. СҚА шектеу режимін белгілейді: кәсіпорынның қызметіне қатысы жоқ тұрғын үйлерді, балалар мен медициналық мекемелерді және басқа да объектілерді орналастыруға тыйым салынады. СҚА көлемі оның түріне және қуатына, сондай-ақ климаттық, метеорологиялық, топографиялық және басқа жағдайларға байланысты әр нақты кәсіпорын үшін анықталады. Осылайша АЭС-на арналған СҚА радиусы 3-тен 5 км-ге дейін болуы мүмкін.

Байқау аймағы (БА) - радиоактивті газ-аэрозолды шығаратын және мекеменің сұйық шығарындыларына әсер ететін аумақ және сәулеленудің ПГДНАС-ға жетуі мүмкін аумақ.

БА минимальды радиусы АЭС үшін 30 км кем болмауы керек.

СҚА және БА аумақтарында атмосфералық ауаның, топырақтың, өсімдіктердің, ашық судың, азық-түліктердің және жергілікті өндірістегі азықтардың ластануын бақылауды қамтитын радиациялық мониторинг жүргізіледі.

Иондаушы сәулеленуден қорғауды ұйымдастыру кезінде әртүрлі типтегі радиацияның түрлі ену қабілеттілігін ескеру қажет.

Осылайша, α-бөлшектердің мұндай енбейтін қабілеті бар, тіпті қағаз парағы да оларды жұтып тастайды.

Р-бөлшектердің ену әлдеқайда үлкен, бірақ қалыңдығы 1 мм-нен астам свинецтен жасалған плитасы оларды толығымен сіңіреді.

Ең үлкен ену қабілеті фотонды (y-сәулелену) және нейтрондарға ие, өйткені оларда электр заряды жоқ. Олардың ену қуаты сәулелердің энергиясына байланысты болуы керек.

У-сәулеленуін қорғау үшін үлкен атомдық номері бар (мысалы, свинец) ал нейтрон ағынынан сутегі бар материалдар(су, полиэтилен, парафин, каучук және т. б. ) қолданылады.

Радиациялық қауіпсіздікті қамтамасыз етудің негізгі принциптері ретінде мыналарды қабылдау қажет: