Лекція №1 Тема: Категорійно-понятійний апарат з безпеки життєдіяльності, таксономія небезпек. Ризик як кількісна оцінка небезпек 



Сторінка4/9
Дата конвертації02.04.2017
Розмір1.53 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Лекція № 3б: "Радіаційна безпека"(Фармація)

План:

1 Джерела радіації та одиниці її вимірювання. Класифікація радіаційних аварій за характером дії і масштабами. Фази аварій та фактори радіаційного впливу на людину

2. Механізм дії іонізуючих випромінювань на тканини організму. Ознаки радіаційного ураження. Гостре опромінення. Хронічне опромінення. Нормування радіаційної безпеки.

3. Вимоги до розвитку і розміщення об’єктів атомної енергетики. Чорнобильська катастрофа: події, факти, цифри.

4. Режими захисту населення Захист приміщень від проникнення радіоактивних речовин. Категорії зон радіоактивно забруднених територій внаслідок аварії на ЧАЕС

Актуальність: Без ґрунтовних знань основних класифікацій техногенних небезпек їх наслідків,типології (класифікації) аварій на ПНО неможливо попередити та захиститись. Характеристика класів небезпеки згідно із ступенем їхньої дії на організм людини, особливості забруднення місцевості, води, продовольства у разі виникнення аварій з викидом небезпечних речовин дає можливість правильно оцінити ситуацію.

Міжпредметний зв'язок : безпеку життєдіяльності можна закономірно розглядати як основу для численних спеціальних дисциплін, таких, наприклад, як "Основи екології","Основи охорони праці","ВМП","Охорона праці в медсестринстві"

1. Джерела радіації та одиниці її вимірювання. Класифікація радіаційних аварій за характером дії і масштабами. Фази аварій та фактори радіаційного впливу на людину

Під поняттям "радіаційна аварія" мають на увазі широкий спектр таких подій, як крадіжки чи втрати одиничних закритих джерел гамма-випромінювання, неконтрольована розгерметизація джерел, що містять гамма-, бета- й альфа-випромінювання, включно з джерелами нейтронного випромінювання.



Іонізуючим випромінюванням називають такі випромінювання, які при проходженні через речовину, у тому числі і тканини організму, спричиняють іонізацію і збудження атомів і молекул середовища, утворюючи іони – частки з позитивними і негативними зарядами.

Джерела радіації

Розрізняють природні і створені людиною джерела випромінювання. Основну частину випромінювання населення Землі отримує від природних джерел. Природні джерела космічного та земного походження створюють природний радіаційний фон (ПРФ). На території України природний фон створює потужність експозиційної дози від 40-200 мбер/рік. Випромінювання, обумовлене розсіяними в біосфері штучними радіонуклідами, породжує штучний радіаційний фон (ШРФ), який у нинішній час загалом на Земній кулі додає до ПРФ лише 1–3 %.

Поєднання ПРФ та ШРФ утворює радіаційний фон (РФ), який діє на все населення земної кулі, маючи відносно постійний рівень. Космічні промені являють потік протонів та -частинок, що приходять на Землю із Світового простору. До природних джерел земного походження відносяться – випромінювання радіоактивних речовин, що містяться у породах, грунті, будівельних матеріалах, повітрі, воді.

По відношенню до людини джерела опромінювання можуть знаходитися зовні організму і опромінювати його. У цьому випадку йдеться про зовнішнє опромінення. Радіоактивні речовини можуть опинитися у повітрі, яким дихає людина, у їжі, у воді і попасти всередину організму. Це – внутрішнє опромінювання. Середня ефективна еквівалентна доза, отримувана людиною від зовнішнього опромінювання за рік від космічних променів, складає 0,3 мілізіверта, від джерел земного походження – 0,35 мЗв.

У середньому приблизно 2/3 ефективної еквівалентної дози опромінювання, яку людина отримує від природних джерел радіації, надходить від радіоактивних речовин, які надійшли в організм з їжею, водою, повітрям.

Найвагомішим з усіх природних джерел радіації є невидимий важкий газ радон (у 7,5 раза важчий за повітря), який не має смаку та запаху. Радон і продукти його розпаду випромінюють приблизно 3/4 річної індивідуальної ефективної еквівалентної дози опромінювання, отримуваної населенням від земних джерел, і приблизно за половину цієї дози від усіх джерел радіації. У будівлі радон надходить із природним газом (3 Кбк/добу), з водою (94), із зовнішнім повітрям (10), із будматеріалів та грунту під будівлею ( 60 Кбк/добу).

За останні десятиріччя людина створила більше тисячі штучних радіонук­лідів і навчилася застосовувати їх з різною метою. Значення індивідуальних доз, отримуваних людьми від штучних джерел, сильно різняться.

Джерелом випромінювань можуть бути як радіоактивні речовини, так і спеціальні пристрої (рентген установки та ін.), здатні за певних умов на іонізуюче випромінювання.

Властивість хімічних елементів мимовільно перетворюватися на інші елементи, випускаючи при цьому елементарні частки, чи фотони, називають радіоактивністю.

Різновиди атомів, що утворюються при цьому, з іншими масовими числами й іншими атомними номерами, називають нуклідами.

Речовини, що мають у своїй сполуці нукліди, називають радіоактивними.

Величина, що характеризує число радіоактивних розпадів в одиницю часу, називають активністю. При цьому чим більше радіоактивних перетворень відбувається в радіоактивній речовині за одиницю часу, тим більша її активність.

Усі іонізуючі випромінювання поділяють на 2 групи. До першої групи відносять корпускулярне випромінювання, що складається із заряджених часток – альфа і бета, електронів, протонів та ін.

Другу групу становить фотонне електромагнітне випромінювання – рентгенівське і гамма-випромінювання.

Фотони і нейтрони мають велику проникну здатність, довжина їхнього "пробігу" в повітрі досягає десятків і сотень метрів. Бета-частки являють собою електрони і позитрони, у тканини організму проникають на 1-2 см. Альфа-частки уражають лише поверхневі покриви біологічних об’єктів.



Основною величиною для оцінки радіаційного ефекту, зокрема радіобіологічного, у дозиметрії іонізуючих випромінювань є поглинальна доза – величина енергії, поглиненої одиницею маси речовин, що опромінюється.

Одиницею виміру поглиненої дози є грей (ГР), рівний поглиненій енергії в 1 Дж на 1 кг опроміненої речовини, а також рад,що дорівнює 0,01 Гр.

Оскільки різні види опромінення мають різний ефект опромінення, то існує поняття "еквівалентна доза". Вона характеризується поглиненою дозою, помноженою на коефіцієнт якості випромінювання, що різний для кожного виду випромінювання.

Альфа-випромінювання в 20 разів небезпечніше від інших випромінювань. Одиницею виміру еквівалентної дози є зіверт (Зв) – доза буд якого виду іонізуючого випромінювання, що має такий самий біологічний ефект, як доза рентгенівського чи гамма-випромінювання в 1 Гр. Позасистемна одиниця еквівалентної дози бер дорівнює 0,01 Зв.



Для кількісної оцінки зовнішнього рентгенівського чи гамма-випромінювання використовується експозиційна доза випромінювання, що вимірюється в кулонах на кілограм (Кл/ кг). Позасистемною одиницею виміру експозиційної дози є рентген (Р), рівний 2,58 х 10 -4 Кл /кг.

У зв’язку з тим що опромінення людини, як правило, є нерівномірним як за площею, так і за глибиною, уведено поняття ефективної дози. Для кожного органа і тканини розрахований тканинний коефіцієнт (тканинний фактор), який враховує радіаційну чутливість цього органа щодо радіаційної чутливості усього тіла. Одиницею виміру ефективної дози також є зіверт (Зв).



Для кількісної характеристики зовнішнього випромінювання використовують поняття "потужність дози" – доза, віднесена до одиниці часу – секунди чи години. Наприклад, якщо потужність дози гамма-випромінювання на місцевості дорівнює 10 Р /год перебування на цій місцевості, людина отримує дозу опромінення в 10 Р, за 2 год – 20 Р.

Радіаціяце властивість деяких хімічних речовин випромінювати елементарні частинки. Такі хімічні речовини називаються радіоактивними.

Випромінювання елементарно заряджених частинок основується на властивості розчеплення тяжких ядер радіоактивних речовин на уламки, та утворення із цих уламків більш легких ядер радіоактивних речовин. В подальшому знов утворені таким чином легкі ядра мають також властивість щодо послідуючого їх розчеплення, та утворення на їх місці знову ж таки більш простіших за них ядер радіоактивних речовин. При цьому, процес розчеплення радіоактивних ядер супроводжується визволенням з них значної кількості енергії, під впливом якої і здійснюється випромінювання у навколишнє середовище елементарно заряджених частинок. Саме це явище і прийнято називати радіацією.

Ядра, що підвержені процесу розчепленню, називаються радіоактивними, а ті ядра що не підвергаються такому процесу – називаються стабільними. Всього із 1300 відомих різновидностей ядер більше ніж 1000 являються радіоактивними.

Розрізняється два види розчеплення ядер: природнє та вимушене.



Природнє розчепленняце властивість деяких радіоактивних речовин самовільно (спонтанно) перетворюватися із одних в інші, що існують у звичайних природніх умовах. Таке перетворення проходить шляхом природнього розпаду одних атомних ядер, та утворення на їх місці інших, більш легких ізотопів.

Вимушене розчепленняце штучна ініціація прискореного процесу розчеплення ядер радіоактивних речовин шляхом утворення з них критичної маси, та опромінення її нейтронним потоком. При цьому виникає лавиноподібна ланцюгова реакція розчеплення радіоактивних ядер, що супроводжується визволенням надзвичайно потужної енергії.

Це самовільне і цілеспрямоване втручання людства до природнього стану радіоактивних речовин з метою вилучення від неї даної енергії, та спрямування її у своїх цілях. І, насамперед, ці досягнення людства були покладені в основу створення ядерної зброї масового ураження, а в подальшому і для створення потужних промислових комплексів ядерно-енергетичного циклу.



Основними параметрами радіаційного випромінювання є:

  • Час плину розпаду;

  • Вид елементарних частинок що випромінюються (продукти розпаду).

Час плину розпаду

Ядра деяких радіоактивних речовин мають дуже довгий термін життя (більше ніж 108 років) і тому вони ще не встигли повністю розпастися за час існування нашого Всесвіту. До таких радіоактивних речовин відносяться ізотопи Урану-238, Урану-235, Торію-232, Калію-40, та інших. Всього в природі існує близько 20 таких ізотопів.

Так, період напіврозпаду урана-235 складає 713 млн. років, а плутонія-239 – більше 24 тисячоліть.

Окрім довгоживучих радіоактивних ізотопів в природних умовах зустрічаються елементи з порівняно малим терміном життя. Це пояснюється тим, що вид таких ізотопів постійно відновлюється за рахунок розпаду більш довгоживучих ізотопів, а також за рахунок ядерних ланцюгових реакцій, що отримуються в природних умовах.

Але все ж таки більшість радіоактивних ізотопів в природному вигляді не зустрічається.

Таким чином, в навколишнє середовище під час розпаду ядер радіоактивних речовин випромінюються:

а) в процесі природнього розчеплення радіоактивних ядер:


  • альфа-частинки -частинки);

  • бета-частинки -частинки);

  • гама-промені (γ), породжені випромінюванням α і β-частинок;

б) в процесі вимушеного розчеплення радіоактивних ядер:

  • потік нейтронів (n);

  • гама-промені (γ), що породжені розповсюдженням нейтронів (n).

Однією із найважливіших характеристик радіоактивних випромінювань є проникаюча здібність, яка характеризує вражаючі властивості цих випромінювань. Вона залежить від виду і енергії випромінювання, та від щільності середовища, через яку проникає дане випромінювання.

Альфа-частинки (α-частинки) уявляють собою потік тяжких ядер гелію. Вони, в порівняні з іншими елементарними частинками, мають значну масу, і тому випромінюються з ядер атомів зі швидкість близькою до 20000 км/сек. при зіткненні з зустрічними частинками середовища їх швидкість щвидко понижується, в результаті чого α-частинки пробігають в повітрі всього 7–9 см. В іншому середовищі їх шлях пробігу ще менший. Наприклад, звичайний листок паперу повністю поглинає всі α-частинки.

Бета-частинки (β-частинки) становлять потік легких електронів, а від того вони мають початкову швидкість близьку до швидкості світла. Тому їх проникаюча здібність більша ніж у α-частинок. Швидкі β-частинки пролітають в повітрі до 20 м, у воді – до 2,6 см, а в свинцю – до 0,3 см.

Гама-промені (γ-промені) за своїми властивостями східні з рентгенівськими променями. Вони розповсюджуються зі швидкістю світла та володіють виключно великою проникаючою здібністю. Щоб послабити вдвічі потік γ - променів потрібний шар сталі товщиною 1,8 см., а їх довжина пробігу в повітрі становить сотні метрів.

Потік нейтронів (n) виникає під час вимушеного розчеплення ядер радіоактивних елементів в результаті ланцюгової ядерної реакції при ядерному вибухові. Це ті нейтрони які в момент ядерного вибуху вийшли за межі критичної маси і не приймають участі в подальшій ланцюговій реакції ядерного розчеплення.

Такі нейтрони здатні розповсюджуватися у повітряному просторі на відстань до 3 км, а їх рух знову ж таки супроводжується утворенням гама-променей (γ-променей).

В залежності від дії променів розрізняються проникаюча і наведена види радіації:

Проникаюча радіаціяце потік α-, β-частинок, нейтронів (n) та гама-променів (γ), які пронизують людину та іонізують її тіло.

Наведена радіація – це утворення радіоактивності в ґрунті та інших предметах, на які діяла проникаюча радіація, в наслідок чого ці предмети самі стають радіоактивними.

При наведеній радіації утворюються головним чином такі радіоактивні ізотопи як Mn-56m, Al-28, Na-24.



2. Механізм дії іонізуючих випромінювань на тканини організму. Ознаки радіаційного ураження. Гостре опромінення. Хронічне опромінення. Нормування радіаційної безпеки.

Ураження людини радіацією визначається головним чином іонізуючими діями. Проходячи крізь біологічну тканину людини потік елементарних частинок і гама-квантів порушує її атоми та молекули, які входять до складу живих клітин. В результаті цього порушується нормальний обмін речовин, змінюється склад та характер життєздатності клітин, а також окремих органів та систем організму людини.

Ураження може відбуватися:


  • зовнішнє – при попаданні людини під потік нейтронів і гама-квантів;

  • внутрішнє – при попаданні радіоактивних речовин в середину організму через органи дихання, шкірні покрови, та зі стравою і питною водою

Найбільшу іонізацію середовища викликають альфа-частинки. Але в наслідок їх слабої проникаючої здібності вони небезпечні лише при попаданні на відкриті частини тіла або в середину організму людини. Основними носіями альфа-частинок є плутоній та уран.

Іонізуюча здібність бета-частинок значно менша ніж альфа-частинок.

А саму найменшу іонізацію викликають гамма-промені. Але за їх занадто високої проникаючої здатності вони утворюють найсерйознішу небезпеку для живих організмів.

Ознаки ураження можуть проявлятися відразу після впливу радіації, або через декілька днів, місяців і навіть років після опромінення. При цьому людина отримує специфічне захворювання – променеву хворобу.

В залежності від дози ураження променева хвороба буває 4-х ступенів:

1 ступінь – виникає при сумарній дозі опромінювання 150-250 бер.

При цьому прихований період захворювання продовжується 2 – 3 тижні, після чого виникає нездужання, слабкість, нудота, запаморочення, періодичне підвищення температури. У крові збільшується наявність білих тілець, що призводить до слабкості імунної системи організму людини. В такому стані люди не здатні боротися з іншими хворобами і, як правило, гинуть.

Променева хвороба 1 ступеню може виліковуватися і без медичного втручання, якщо людина не буде піддаватися подальшому радіаційному опроміненню.

2 ступінь – виникає при сумарній дозі опромінювання 250-450 бер.

Прихований період хвороби триває близько тижня. Симптоми захворювання – слабкість, блювота. При активному лікуванні видужування настає через 1,5–2 місяці.



3 ступінь – виникає при сумарній дозі опромінювання 400-700 бер.

Прихований період хвороби триває декілька годин. Хвороба проходить інтенсивно і тяжко. У найкращих випадках видужування може настати через 6-8 місяців.



4 ступінь – виникає при сумарній дозі опромінювання понад 700 бер.

Унаслідок такого опромінення у людини дуже тяжкий стан. Якщо не проводити лікування, то настає смерть.

При дозах понад 1000 бер людина втрачає життєздатність уже через декілька хвилин.

Норми радіаційної безпеки

Усі країни, що використовують атомну енергію, мають норми і правила радіаційної безпеки, що ґрунтуються на рекомендаціях Міжнародної комісії з радіаційного захисту. Їхня мета – запобігти несприятливим наслідкам опромінення людей у процесі застосування, збереження і транспортування радіоактивних речовин та джерел іонізаційних випромінювань.

Порядок захисту населення від радіоактивного опромінення визначений в спеціальному документі “Норми радіаційної безпеки” (НРБУ-97), у якому наводиться ціла система дозових меж та принципи їх застосування.

Цим документом передбачено три категорії людей, які можуть потрапити під опромінення, і для яких установлюється свій порядок дозиметричного контролю:



категорія А – це персонал або люди, що постійно працюють в умовах опромінення;

категорія Б – це обмежена частина населення, яка безпосередньо не працює з опроміненням, але за умовами роботи або проживання може потрапити під дію опромінення;

категорія В – це остання частина населення міста, області, країни.

При визначені норм радіаційної безпеки також враховувалося і те, що різні органи тіла людини мають різну чутливість до опромінення.

Так, Міжнародною комісією з радіаційного захисту визначені коефіцієнти радіаційного ризику для різних тканин і органів людини в наслідок їх рівномірного опромінення. Ці коефіцієнти становлять:


  • 0,03 – кісткова тканина;

  • 0,04 – щитовидна залоза;

  • 0,12 – червоний кістковий мозок;

  • 0,12 – легені;

  • 0,15 – молочні залози;

  • 0,24 – яєчники, або сім’яники;

  • 0,30 – інші органи.

Для узагальнення дії радіації на людину, визначається так званий її критичний орган, опромінення якого може нанести найбільшу шкоду для здоров’я даної особи.

Виділяється три групи критичних органів людини:

І – все тіло та червоний кістковий мозок;

ІІ – м’язи, щитовидна залоза, жирові тканини, печінка, нирки, селезінка, шлунково-кишковий тракт, легені, кришталики ока та інші органи крім тих, що належать до першої і третьої груп;

ІІІ – шкіряний покрив, кісткова тканина, передпліччя, гомілки, стопи.

Враховуючи дію радіації на ці критичні органи, для кожної категорії населення установлюються наступні межі доз опромінення:



  1. Межа річного надходження (МРН) – це таке щорічне опромінення людини, при якому на протязі 70 років вона отримає таку еквівалентну дозу опромінення, що не перевищує значення так званої межі дози опромінення

  2. Межа дози (МД) – це основна межа опромінення для категорії Б. Вона встановлює таке значення річного опромінення, при якому рівномірне опромінення людини на протязі 70 років не може привести до значних змін у стані її здоров’я, що можуть бути виявлені сучасними методами.

  3. Гранично допустима доза (ГДД) – це межа опромінення категорії А. ЇЇ поняття аналогічні поняттям межі дози (МД), але для категорії А.




Дозові межі сумарного внутрішнього

і зовнішнього опромінення,



(бер за календарний рік)

Групи критичних органів

І

ІІ

ІІІ


Категорія А (ГДД)

5

15

30

Категорія Б (МД)

0,5

1,5

3

Категорія В

Не більше ніж для категорії Б

Під час виникнення радіаційної аварії крім термінових робіт зі стабілізації радіаційної обстановки мають бути вжиті заходи, спрямовані на:

- зведення до мінімуму кількості осіб з населення, які зазнають аварійного опромінення;

- запобігання опроміненню чи зниження індивідуальних і колективних доз опромінення;

- запобігання чи зниження рівнів радіоактивного забруднення продуктів харчування, питної води, об’єктів навколишнього середовища (повітря, води, грунту, рослин та ін.), а також будинків і споруд.

Ступінь радіаційної небезпеки для населення визначається залежно від кількості і складу радіонуклідів, викинутих у довкілля, метеорологічних умов, відстані від місця аварії і пори року під час аварії.

Серед радіонуклідів, викинутих в атмосферу, бувають коротко житні (йод-131) і довго житні (цезій-437 та стронцій-90). Потрібно мати на увазі, що йод-131 небезпечний протягом перших восьми діб, довго житні – шкідливо діють на людину протягом кількох десятиліть.



3. Вимоги до розвитку і розміщення об’єктів атомної енергетики. Чорнобильська катастрофа: події, факти, цифри.

Особливе місце у забруднені довкілля посідає радіоактивне забруднення. Чорнобильська катастрофа стала наслідком радіоактивного забруднення території України, Білорусі, Росії. Загальна площа радіоактивного забруднення становить понад 30 тис кв. км.

Випадання радіоактивних речовин простежувалось і в державах Західної Європи, підвищився радіоактивний фон у Скандинавії, Японії, США.

Слід зазначити, що атомна енергетика на сьогодні є екологічно чистіша і дешевша, ніж теплова. У розвинутих країнах вона забезпечує від 15 до 70% усієї електроенергії, що виробляється. Однак у разі аварії атомні станції становлять дуже серйозну небезпеку для людей та довкілля. За час експлуатації АЕС у світі сталися 4 значні аварії: 1961 р – в Айдахо-Фолсі (США); 1979 р. – на АЕС "Тримайл-Айленд" у Гарисберзі (США); 1986 р. – на Чорнобильській АЕС; 2011р – в Японії.

Радіоактивне забруднення довкілля діє на людину шляхом зовнішнього і внутрішнього опромінення. Унаслідок Чорнобильської катастрофи на території України радіацією забруднені місцевості 12 областей, 86 адміністративних районів, 2 311 населених пунктів, де загалом мешкає близько 2 млн 600 тис жителів, у тому числі – 600 тис. дітей. Забруднено радіонуклідами понад 7 млн га землі. У результаті потрапляння радіоактивних речовин в організм у багатьох людей була уражена щитоподібна залоза, виникла променева хвороба. Нині спостерігається тенденція до збільшення онкологічних захворювань, захворювань ендокринної системи, систем кровообігу, травлення, розлади імунної системи. У зв’язку з тим що в продуктах викиду переважають стійкі радіонукліди – цезій -137 (30 років), стронцій-90 (28 років), плутоній-239 (20 000 років), зараження буде тривалим.

1   2   3   4   5   6   7   8   9


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка