Радиационные опасные объекты ионизирующие излучение

Введение

Ионизирующими называют излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию электрических зарядов различных знаков. Источники этих излучений широко используются в технике, химии, медицине, сельском хозяйстве и дру­гих областях, например, при измерении плотности почв, обна­ружении течей в газопроводах, измерении толщины листов, труб и стержней, антистатической обработке тканей, полимеризации пластмасс, радиационной терапии злокачественных опухолей и др. Однако следует помнить, что источники ионизирующего из­лучения представляют существенную угрозу здоровью и жизни использующих их людей.

Существуют два вида ионизирующие излучений:

• корпускулярное, состоящее из частиц с массой покоя, от­личной от нуля (альфа- и бета-излучение и нейтронное излучение);

• электромагнитное (гамма-излучение и рентгеновское) с очень малой длиной волны.

Биологическое действие ионизирующих излучений сводится к изменению структуры или разрушению различных органических веществ (молекул), из которых со­стоит организм человека. Это приводит к нарушению биохи­мических процессов, протекающих в клетках, или даже к их гибели, в результате чего происходит поражение организма в целом.[1]

Основные опасности при авариях на радиационно-опасных объектах

Радиационно-опасными называют объекты на­родного хозяйства, использующие в своей деятель­ности источники ионизирующего излучения.

В настоящее время почти в 30 странах мира экс­плуатируется около 450 атомных энергоблоков (об­щая мощность более 350 ГВт), из них 46 — в странах СНГ (общая мощность более 30 МВт). Об­щее количество вырабатываемой атомными станци­ями электроэнергии в мире составляет около 20 %, в Европе — почти 35 %.

За всю историю атомной энергетики (с 1954 г) во всем мире было зарегистрировано более 300 аварий­ных ситуаций (за исключением СССР). В СССР, кро­ме аварии на ЧАЭС, другие аварии были неизвест­ны.

Кроме опасности, которые создают аварии на АЭС, существуют еще многие реальные источники радиоактивного заражения. Они непосредственно связаны с добычей урана, его обогащением, перера­боткой, транспортировкой, хранением и захороне­нием отходов. Опасными являются многочисленные отрасли науки и промышленности, использующие изотопы: изотопная диагностика, рентгеновское об­следование больных, рентгеновская оценка каче­ства технических изделий; радиоактивными иног­да являются некоторые строительные материалы.

Минздравом России в 1999 г. были утверждены нормы радиа­ционной безопасности (НРБ-99) на основании сле­дующих нормативных документов: Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» № 3-ФЗ от 09.01.96 г.; Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии насе­ления» № 52-ФЗ от 30.03.99 г.; Федеральный закон «Об использовании атомной энергии» № 170-ФЗ от 21.11.95 г.; Закон РСФСР «Об охране окружающей природной среды» № 2060-1 от 19.12.91 г.; Меж­дународные основные нормы безопасности для за­щиты от ионизирующих излучений и безопасности источников излучений, принятые совместно: Про­довольственной и сельскохозяйственной организа­цией Объединенных Наций, Международным аген­тством по атомной энергии; Международной орга­низацией труда; Агентством по ядерной энергии организации экономического сотрудничества и раз­вития; Панамериканской организацией здравоохра­нения и Всемирной организацией здравоохранения (серия безопасности № 115), 1996.; Общие требо­вания к построению, изложению и оформлению санитарно-гигиенических и эпидемиологических нор­мативных и методических документов. Руководство Р 1.1.004-94. Издание официальное. М. Госкомса-нэпиднадзор России. 1994 г.

Радиационные аварии по масштабам делятся на 3 типа:

— локальная авария — это авария, радиацион­ные последствия которой ограничиваются одним зданием;

— местная авария — радиационные последствия ограничиваются зданиями и территорией АЭС;

— общая авария — радиационные последствия которой распространяются за территорию АЭС.

Основные поражающие факторы радиационных аварий:

— воздействие внешнего облучения (гамма- и рен­тгеновского; бета- и гаммаизлучения; гамма-нейт­ронного излучения и др.);

— внутреннее облучение от попавших в организм человека радионуклидов (альфа- и бетаизлучение);

— сочетанное радиационное воздействие как за счет внешних источников излучения, так и за счет внутреннего облучения;

— комбинированное воздействие как радиацион­ных, так и нерадиационных факторов (механичес­кая травма, термическая травма, химический ожог, интоксикация и др.).

После аварии на радиоактивном следе основным источником радиационной опасности является внешнее облучение. Ингаляционное поступление радионуклидов в организм практически исключе­но при правильном и своевременном применении средств защиты органов дыхания.

Внутреннее облучение развивается в результа­те поступления радионуклидов в организм с про­дуктами питания и с водой. В первые дни после аварии наиболее опасны радиоактивные изотопы йода, которые накапливаются щитовидной железой. Наибольшая концентрация изотопов йода об­наруживается в молоке, что особенно опасно для детей.

Через 2-3 месяца после аварии основным аген­том внутреннего облучения становится радиоак­тивный цезий, проникновение которого в организм возможно с продуктами питания. В организм че­ловека могут попасть и другие радиоактивные ве­щества (стронций, плутоний), загрязнение окружающей среды которыми имеет ограниченные мас­штабы.

Характер распределения радиоактивных веществ в организме:

— накопление в скелете (кальций, стронций, ра­дий, плутоний);

— концентрируются в печени (церий, лантан, плутоний и др.);

— равномерно распределяются по органам и сис­темам (тритий, углерод, инертные газы, цезий и др.);

— радиоактивный йод избирательно накаплива­ется в щитовидной железе (около 30%), причем удельная активность ткани щитовидной железы может превышать активность других органов в 100-200 раз.

Основными параметрами регламентирующими ионизирующее излучение являются экспозицион­ная, поглощенная и эквивалентная дозы.

Экспозиционная доза — основана на ионизирую­щем действии излучения, это — количественная характеристика поля ионизирующего излучения. Еди­ницей экспозиционной дозы является рентген (Р). При дозе 1Р в 1см3 воздуха образуется 2,08 • 109 пар ионов. В международной системе СИ единицей дозы является кулон на килограмм (Кл/кг) • 1Кл/кг = 3876 Р.

Поглощенная доза — количество энергии, погло­щенной единицей массы облучаемого вещества. Спе­циальной единицей поглощенной дозы является 1 рад. В международной системе СИ — 1 Грей (Гр). 1 Гр = 100 рад.

Эквивалентная доза (ЭД) — единицей измерения является бэр. За 1 бэр принимается такая поглощен­ная доза любого вида ионизирующего излучения, которая при хроническом облучении вызывает та­кой же биологические эффект, что и 1 рад рентгено­вского или гамма-излучения. В международной си­стеме СИ единицей ЭД является Зиверт (Зв). 1 Зв равен 100 бэр.

Организм человека постоянно подвергается воз­действию космических лучей и природных радио­активных элементов, присутствующих в воздухе, почве, в тканях самого организма. Уровни природ­ного излучения от всех источников в среднем соот­ветствуют 100 мбэр в год, но в отдельных районах — до 1000 мбэр в год.

В современных условиях человек сталкивается с превышением этого среднего уровня радиации. Для лиц, работающих в сфере действия ионизирующего излучения, установлены значения предельно допу­стимой дозы (ПДД) на все тело, которая при дли­тельном воздействии не вызывает у человека нару­шения общего состояния, а также функций крове­творения и воспроизводства. Для ионизирующего излучения установлена ПДД 5 бэр в год.

Международная комиссия по радиационной за­щите (МКРЗ) рекомендовала в качестве предельно допустимой дозы (ПДД) разового аварийного облу­чения 25 бэр и профессионального хронического облучения — до 5 бэр в год и установила в 10 раз меньшую дозу для ограниченных групп населения.

Для оценки отдаленных последствий действия излучения в потомстве учитывают возможность увеличения частоты мутаций. Доза излучения, вероят­нее всего удваивающая частоту самопроизвольных мутаций, не превышает 100 бэр на поколение. Ге­нетически значимые дозы для населения находят­ся в пределах 7-55 мбэр/год.

При общем внешнем облучении человека дозой в 150 - 400 рад развивается лучевая болезнь легкой и средней степени тяжести; при дозе 400 - 600 рад — тяжелая лучевая болезнь; облучение в дозе свыше 600 рад является абсолютно смертельным, если не используются меры профилактики и терапии.

При облучении дозами 100-1000 рад в основе по­ражения лежит так называемый костномозговой механизм развития лучевой болезни. При общем или локальном облучении живота в дозах 1000-5000 рад — кишечный механизм развития лучевой болезни с превалированием токсемии.

При остром облучении в дозах более 5000 рад раз­вивается молниеносная форма лучевой болезни. Возможна смерть «под лучом» при облучении в до­зах более 20000 рад.

При попадании в организм радионуклидов, про­исходит инкорпорирование радиоактивных веществ. Опасность инкорпорации определяется особеннос­тями метаболизма, удельной активностью, путями поступления радионуклидов в организм. Наиболее опасны радионуклиды, имеющие большой период полураспада и плохо выводящиеся из организма, например радий-226 (226Rа), плутоний-239 (239Pn). На поражающий эффект влияет место депонирова­ния радионуклидов: стронций-89 (89Sr) и стронций-90 (90Sг) — кости; цезий-137 (137Сs) — мышцы.

Особую опасность имеют быстро резобрирующиеся радионуклиды с равномерным распределением в организме, например тритий (3 Т) и полоний-210 (210Po).[2]

Деятельность людей на зараженной местности значительно затруднена из-за медленного спада ра­диоактивности. Мероприятия по ограничению облу­чения населения регламентируются Нормами ради­ационной безопасности НРБ-99.

Мероприятия по ограничению облучения населения в условиях радиационной аварии

Настоящие мероприятия определены нормами радиационной безопасности (НРБ-99) Минздрава России в 1999 г.; в частности:

— в случае возникновения аварии должны быть приняты практические меры для восстановления контроля над источником излучения, сведения к минимуму доз облучения, количества облучаемых лиц, радиоактивного загрязнения окружающей сре­ды, экономических и социальных потерь;

— должен соблюдаться принцип оптимизации вмешательства, т. е. польза от защитных меропри­ятий должна превышать вред, наносимый ими;

— срочные меры защиты должны быть примене­ны в случае, если доза предполагаемого облучения за короткий срок (2 суток) достигает уровней, при которых возможны клинически определяемые де­терминированные эффекты (табл. 1).

— при хроническом облучении в течение жизни защитные мероприятия становятся обязательными, если годовые поглощенные дозы, превышают дозы, приведенные в табл. 2.

Таблица 1.

Прогнозируемые уровни облучения, при которых необходимо срочное вмешательство

Таблица 2.

Уровни хронического облучения, при котором необходимы меры защиты

— при планировании защитных мероприятий на случай радиационной аварии органами госсанэпиднадзора устанавливаются уровни вмешательства (дозы и мощности доз облучения) применительно к конкретному радиационному объекту и условий его размещения с учетом вероятных типов аварии;

— при аварии, повлекшей за собой радиоактив­ное загрязнение обширной территории, на основании прогноза радиационной обстановки, устанавли­вается зона радиационной аварии и осуществляют­ся соответствующие мероприятия по снижению уровней облучения населения.

— на поздних стадиях развития аварий, повлек­шей за собой загрязнение обширных территорий долгоживущими радионуклидами, решения о за­щитных мероприятиях принимаются с учетом сло­жившейся радиационной обстановки и конкретных социально-экономических условий.

По степени опасности зараженную местность на следе выброса и распространения РВ делят на сле­дующие 5 зон:

—зона М — радиационной опасности—14 мрад/час;

—зона А — умеренного заражения—140 мрад/час;

— зона Б — сильного заражения — 1,4 рад/час;

— зона В — опасного заражения — 4,2 рад/час;

— зона Г — чрезвычайноопасного заражения — 14 рад/час.

Определение зон радиоактивного зара­жения необходимо для планирования действий ра­ботающих на объекте, населения, подразделений МЧС; для планирования мероприятий по защите контингентов людей; количества пострадавших вследствие аварии.

В соответствии с вышеизложенным вокруг АЭС установлены следующие зоны:

— санитарно-защитная — радиус 3 км;

— возможного опасного загрязнения — 30 км;

— зона наблюдения — 50 км;

— 100-километровая зона по регламенту прове­дения защитных мероприятий.

Для защиты персонала и населения в случае ава­рии на радиационно-опасном объекте предусмотре­ны следующие мероприятия[3]:

— создание автоматизированной системы конт­роля радиационной обстановки (АСКРО);

— создание системы оповещения персонала и на­селения в 30-километ-ровой зоне;

— строительство и готовность защитных соору­жений в радиусе 30 км вокруг АЭС, а также возмож­ность использования встроенных защитных соору­жений;

— определение перечня населенных пунктов и численности населения, подлежащего защите или эвакуации из зон возможного радиоактивного зара­жения;

— создание запаса медикаментов, средств инди­видуальной защиты и других средств для защиты населения и обеспечения его жизнедеятельности;

— подготовка населения к действиям во время и после аварии;

— создание на АЭС специальных формирований;

— прогнозирование радиационной обстановки;

— организация радиационной разведки;

— проведение учений на АЭС и прилегающей тер­ритории.

Заключение

Радиационно-опасными называют объекты на­родного хозяйства, использующие в своей деятель­ности источники ионизирующего излучения.

Различают внешнее и внутреннее облучение организма.Подвнешним облучением понимают воздействие на ор­ганизм ионизирующих излучений от внешних по отношению к нему источников. Внутреннее облучение осуществляется радиоактивными веществами, попавшими внутрь организма через дыхательные органы, желудочно-кишечный тракт или через кожные покровы. Источники внешнего излучения — космические лучи, естественные радиоактивные источники, на­ходящиеся в атмосфере, воде, почве, продуктах питания и др., источники альфа-, бета-, гамма-, рентгеновского и нейтронного излучений, используемые в технике и медицине, ускорители за­ряженных частиц, ядерные реакторы (в том числе и аварии на ядерных реакторах) и ряд других.

Радиоактивные вещества, вызывающие внутреннее облуче­ние организма, попадают в него при приеме пищи, курении, пи­тье загрязненной воды. Поступление радиоактивных веществ в человеческий организм через кожу происходит в редких случаях (если кожа имеет повреждения или открытые раны). Внутреннее облучение организма длится до тех пор, пока радиоактивное ве­щество не распадется или не будет выведено из организма в ре­зультате процессов физиологического обмена. Внутреннее облу­чение опасно тем, что вызывает длительно незаживающие язвы различных органов и злокачественные опухоли.

Под влиянием ионизирующих излучений у человека возни­кает лучевая болезнь. Различают три степени ее: первая (легкая), вторая и третья (тяжелая).

В настоящее время разработан ряд химических препаратов (протекторов), существенно снижающих 'негативный эффект воздействия ионизирующего излучения на организм человека.

В России предельно допустимые уровни, ионизирующего облучения и принципы радиационной безопасности регламен­тируются «Нормами радиационной безопасности» НРБ-99, «Основными санитарными правилами работы с радиоактивны­ми веществами и другими источниками ионизирующих излу­чений» ОСП72-80.

Основные принципы радиационной безопасности заключа­ются в непревышении установленного основного дозового преде­ла, исключении всякого необоснованного облучения и снижении дозы излучения до возможно низкого уровня. С целью реализации этих принципов на практике обязательно контролируются дозы облучения, полученные персоналом при работе с источ­никами ионизирующих излучений, работа проводится в специ­ально оборудованных помещениях, используется защита рас­стоянием и временем, применяются различные средства коллек­тивной и индивидуальной защиты.

Для определения индивидуальных доз облучения персонала необходимо систематически проводить радиационный (дозимет­рический) контроль, объем которого зависит от характера рабо­ты с радиоактивными веществами. Каждому оператору, имею­щему контакт с источниками ионизирующих излучений, выдает­ся индивидуальный дозиметр для контроля полученной дозы гамма-излучений. В помещениях, где проводится работа с ра­диоактивными веществами, необходимо обеспечить и общий контроль за интенсивностью различных видов излучений.

[1] Экология и безопасность жизнедеятельности / Под ред. Л.А. Муравья. – М., 2000. – С. 328.

[2] [2] Хван Т.А., Хван П.А. Безопасность жизнедеятельности. – Ростов-на-Дону, 2000. – С. 257 - 259.

[3] Хван Т.А., Хван П.А. Безопасность жизнедеятельности. – Ростов-на-Дону, 2000. – С. 262.