Излучения оптического диапазона 3 страница
315 нм.
При использовании в производственном помещении сразу не
скольких УФ-генераторов возникает отраженное действие на ра
ботников излучения, которое может быть значительно ослаблено
|
эритемной дозы. Оптимальная, или физиологиче
окраской стен с учетом коэффиuиента отражения.
|
|
|
эритемной дозы. Для
изводственных помещений нормативы дифференuированы с
том области спектра, длительности и режима (однократное,
вторное) облучения. В uелях профилактики <<УФ-дефиuита>> в честве солнечного излучения используются светавоздушные
ны, солярии, а также и УФ-облучение искусственными '"''"'"''ппr•
ками.
При профилактическом УФ-облучении людей
ны облученность и суточная доза. Эти нормы установлены для
пазона 280-400 нм и подразделены на минимальные, макси ные и рекомендуемые. Согласно гигиеническому
УФ-излучения установлено, что максимальная облученность должна превышать 7,5 мэр·чjм 2 , а максимальная суточная доза 60 мэр· чjм 2 для диапазона УФ-излучения с длиной волны б
280 нм. Потенuиальная возможность развития неблагоприятн последствий УФ-переоблучения обусловила необходимость ничения воздействия УФ-излучения естественного и
ного происхождения.
В зависимости от географической широты, времени года и ток, конuентраuии озона в атмосфере, облачности, атмосферн загрязнений И других факторов на человека В полдень U oJ.Ц oHV УФ-излучение с длиной волны 290 нм в иентральном регионе шей страны и с длиной волны более 295 нм в большинстве
нов земного шара. Воздействие солнечного УФ-излучения чивается родом занятий, одежды, соuиально-бытовыми
ками, положением тела в пространстве. Максимальное
УФ-излучения, которое может оказывать биогенное во:зде:иств1vt:с
на человека в течение дня равно 2 · 104 мкэр ·чjм2 . П..,. ч.н•J•U·
Ионизирующее излучение
Все живое и неживое на Земле подвергалось и подвергается действию ионизирующего излучения (ИИ), приходящего из кос мического пространства и обусловленного естественными радио нуклидами земной коры, рассеянными в почвах, породах, нахо дящимися в пище, воздухе, воде, а также внутри самих организ мов. В настоящее время к сложившемуся за миллионы лет есте ственному фону стало добавляться излучение, обусловленное деятельностью человека. Это излучение создается искусственно (раз личные источники ионизирующего излучения для научных, про мышленных, медиuинских, военных uелей и др.) или вследствие антропогенных нарушений оболочки земной коры и чрезвычай ных ситуаuий, или других изменений условий окружающей среды.
Многие такие изменения затрагивают не только ограничен ные группы лиu, профессионально связанных с излучением, но и все более возрастающую часть населения Земли в uелом. Необхо дима гигиеническая регламентаuия радиаuионного фактора окру жающей среды для обеспечения радиаuионной безопасности насе
ления.
Ионизирующим излучением называют потоки частиu и элект
ромагнитных квантов, в результате воздействия которых на окру
жающую среду образуются разнозаряженные ионы. Различные виды
излучения сопровождаются высвобождением определенного коли
чества энергии и обладают разной проникающей способностью,
поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на организм.
Наибольшую опасность для человека представляют радиоактив-
ные излучения, такие как у-излучение, рентгеновское, не ное, а- и -излучения.
Связь понятий и величин, характеризующих радиационную ность, приведена на рис. 5.11. Радиационную опасность и мого радиоактивного вещества оценивают по активности - чине, характеризующей число радиоактивных распадов в времени.
Дпя количественной оценки ионизирующего действия поля дено понятие экспозиционной дозы, представляющей собой шение суммарного заряда всех ионов одного знака, созданного в хом атмосферном воздухе, к массе воздуха в указанном объеме.
Для перехода от экспозиционной дозы (характеристики к поглощенной дозе (характеристике взаимодействия поля и чаемой среды) необходимо знать свойства этой среды. П
ная доза, т. е. та энергия, поглощенная единицей массы
на которое действует поле излучения, характеризует раднаци
ный эффект для всех видов физических и химических тел, живых организмов.
Для оценки действий, производимых на живые организмы наковой поглощенной дозой различных видов излучения, и зуют понятие относительной биологической эффективности чения (ОБЭ). Это отношение поглощенной дозы образцового генавекого излучения, вызывающего определенный биологи ский эффект, к поглощенной дозе данного рассматриваемого излучения, вызывающего тот же биологический эффект. Ре тираванные значения ОБЭ, установленные для контроля сте радиационной опасности при хроническом облучении, наз
коэффициентом качества (КК) излучения. Значения КК излуче ния для излучений различных видов приведены ниже:
Рентгеновское и у-излучение 1
Электроны и позитроны, р-излучение 1
Протоны с энергией, меньшей 10 МэВ 10
Нейтроны с энергией, меньшей 20 МэВ 3
Нейтроны с энергией О, 1 ... 10 МэВ 10
а-Излучение с энергией, меньшей 10 МэВ 20
Тяжелые ядра отдачи.......................................................................... 20
Для сравнения биологических эффектов вводится понятие << вивалентная доза>>, определяемое как результат произведения глощенной дозы на коэффициент качества излучения в дан объеме биологической ткани стандартного качества.
Кроме того, следует учитывать, что одни части тела ( ткани) более чувствительны, чем другие. Например, при оди вой эквивалентной дозе облучения возникновение рака легких
лее вероятно, чем рака щитовидной железы, а облучение по.тю1зьD желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений.
Источник Поле Облучение неживых живых
объектов объектов
Активность Экспозиционная Поглощенная Эквивалентная
доза доза доза
| бсккерсль [Бк] | кулон/кг [Кл/кг] | грэй [Гр) | зиверт [Зв] |
| (кюри [Ku]) | (рентген [Р]) | (рад [рад]) | (бэр [бэр]) |
•••
Рис. 5.11. Связь понятий <<доза>>, <<поле>>, «радиобиологический эффект>> и единиц их измерения в системе единиц СИ и вне ее (кюри, рентген, рад, бэр - внесистемные единицы)
этому при оценке дозы облучения органов и тканей также следует применять различные коэффициенты. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав результат по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения для организма (табл. 5.17). Просуммировав индивидуальные эффективные эквивалентные дозы, полученные группой людей, мы придем к коллективной эффектив ной эквивалентной дозе.
Любой вид ионизирующего излучения вызывает биологические
изменения как при внешнем (источник излучения находится вне
организма), так и при внутреннем облучении (радиоактивные веще
ства попадают внутрь организма, например, ингаляционным путем).
Биологическое действие ионизирующих излучений. Энергия, излу
чаемая радиоактивными веществами, поглощается окружающей средой. В результате действия ионизирующих излучений на орга низм человека в тканях происходят сложные процессы. Никакой другой вид энергии, поглощенной в том же количестве, не сопро вождается такими тяжелыми поражениями организма, какие вы
зывает ионизирующее излучение.
Первичные процессы, возникающие при облучении биологи
ческой ткани, имеют несколько стадий различной длительности:
• физическая стадия (I0-13 с) сводится к поглощению энергии в
процессах ионизации и возбуждения, которая запускает сложную
цепь реакций;
Нормативы, учитывающие неодинаковую чувствительность различных тканей и органов человека к воздействию ионизирующего облучения
| Ткань, орган | Группа критических органов в порядке убывания радиочувст- вительности | Коэффициенты радиационного риска при равномерном облучении всего тела 0,25 0,12 О, 15 0,12 0,03 0,03 1,00 | ||
| пдд \50 | пд | |||
| Половые железы, красный костный мозг | ||||
| Молочная железа, легкие, щитовидная железа | ||||
| Костная ткань | III |
• физико-химическая стадия оо-15 с), когда происходит распределение избыточной энергии возбужденных молекул, в зультате чего появляются химически активные продукты (ионы свободные радикалы);
• химическая стадия (10-6 с), когда происходит
ионов и радикалов друг с другом, а также с окружающими
кулами, что приводит к стойким структурным повреждениям лекул живой клетки.
В результате действия ИИ в организме нарушаются
течение биохимических процессов и обмен веществ. В зависим<)С1
от поглощенной дозы и индивидуальных особенностей
вызываемые изменения могут быть обратимыми и необратим Особенности биологического действия ИИ.
1. Неощутимость действия на организм человека. У людей ствуют органы чувств, которые воспринимали бы ИИ. Поэтому ловек может проглотить, вдохнуть радиоактивное вещество без ких первичных ощущений и это свойство использовано для жения ИИ различными дозиметрическими приборами.
2. Наличие скрытого (латентного) периода проявления nтхп.m"'
гического эффекта. Видимые поражения кожного покрова, могание, характерные для лучевого заболевания, проявляются сразу, а спустя некоторое время.
3. Наличие эффекта суммирования поглощенных доз, т.тп."-гп.т'""'
происходит скрыто. Если в организм человека систематически падают радиоактивные вещества, то со временем дозы сумм ются, что неизбежно приводит к неблагаприятным эффектам.
4. При облучении энергия поглощаемых радиоактивных веществ и наружных источников обладает очень высокой эффективностью, что связано с наличием физического и биологического механиз
\ЮВ усиления эффекта радиации. Физический механизм усиления действия ИИ заключается в миграции и концентрации энергии в определенных функционально активных участках микроструктур (в частности в митохондриях ядра) с последующим их поврежде нием. Биологические механизмы усиления ИИ связаны с высокой чувствительностью к ним некоторых биомолекул. При облучении наиболее глубокие изменения возникают в клеточных органеллах, богатых высокомолекулярными веществами и нуклеиновыми кис лотами.
Последствия воздействия ИИ на человека. Изменения на клеточ
ном уровне не только приводят к нарушению функций отдельных
органов и систем в облученном организме и способствуют возник
новению злокачественных новообразований, но и вызывают на
следственные изменения, отражающиеся на последующих поко
лениях облученных людей. Условно различают три группы индуци
рованных ионизируюшим излучением эффектов:
1) соматические (неинфекционные ): острая и хроническая лу
чевая болезнь, локальные лучевые повреждения (ожоги, ката
ракты);
2) стохастические (вероятностные): сокращение продолжитель
ности жизни, канцерогенез, нарушение эмбриогенеза;
3) генетические (наследственные): доминантные или рецессив
ные генные мутации, хромосомные аберрации. Генетические по
следствия обычно не выявляются у самого пострадавшего, а обна
руживаются при статистическом изучении его потомства. Они вы
ражаются в повышении в потомстве облученных родителей числа
новорожденных с пороками развития, в увеличении детской смерт
ности, числа выкидышей и мертворожденных, изменении соот
ношения рождаемых мальчиков и девочек.
Внешнее облучение. Естественные источники ИИ создают в сред
нем мощность эквивалентной дозы 2,25 мЗвjгод. Интенсивность
общего космического излучения несколько изменяется в завис и
\Юсти от широты, высотных, метеорологических, ландшафтных,
сезонных и суточных условий. Космическое излучение в около
земных условиях, благодаря атмосфере, магнитным полям Зем
.lи, уменьшающим плотность и жесткость потока элементарных
частиц, в отличие от открытого космоса не вызывает лучевой
болезни, однако это не исключает других реакций в тканях орга
низма. Поглощенная доза космического излучения всеми органа
ми человека в течение года составляет всего 2,5-3,5 мкГр, т. е. в
100 раз меньше поглощенной дозы рентгеновского излучения,
1юлученной человеком во время одного рентгенологического
обследован ия.
Годовая эквивалентная доза от природных источников
ния составляет в миллизивертах (мЗв): космическое излучение
0,28; атмосфера- 0,02; почва- 0,47 (в отдельных местах
тивность земных пород может быть значительной). d шшс:uт Н1ГШUI
доза космического излучения над уровнем моря составляет в
них широтах 0,33 мЗв в год, а на высоте 1500 м - О,70 мЗв в В помещениях космическое излучение несколько меньше, но
шено излучение от строительных материалов. Поглощенная естественного ИИ в околоземных условиях даже во время
ной солнечной активности ниже порога повреждающего ,...,"';r,-.orn"'"
Некоторые сведения об эффектах внешнего воздействия и зирующих излучений приведеныв табл. 5.18.
Внутреннее облучение. Радиоактивные вещества могут по внутрь организма при вдыхании загрязненного ими воздуха, с грязнеиной пищей или водой, через кожу, а также при
нии открытых ран. При внутреннем облучении опасны все
Таблица Некоторые эффекты внешнего воздействия ионизирующих излучений
на человека
излучения, так как они действуют непрерывно и практически на все органы. Опасность радиоактивных вешеств тем больше, чем выше их активность. Наибольшее поражающее действие оказыва
ют в основном источники а-излучения, а затем Р- и у-активные
вещества, т. е. наблюдаются обратные по сравнению с действием
внешнего облучения последовательности.
Поражающее действие попавших в организм радиоактивных ве
ществ определяется суммарной активностью радиоизотопов в их смеси,
физическим периодом полураспада, типом и энергией излучения,
характером распределения в организме, величиной накопления в
критическом органе, скоростью выведения из организма.
Если радионуклиды, попавшие внутрь организма, однотипны с
теми элементами, которые потребляет человек с пищей (натрий, хлор, калий и др.), то они не задерживаются на длительное время, а выделяются из организма вместе с ними. Инертные радиоактив ные газы (аргон, криптон, ксенон и др.), попавшие через легкие в кровь, не являются соединениями, входящими в состав тканей. Поэтому они со временем полностью удаляются из организма. Не которые радиоактивные вещества распределяются более или менее равномерно, другие концентрируются в отдельных внутренних орга нах. Так, в костной ткани откладываются источники а-излучения
Облучение
Доза (накопленная)
|
(радий, уран, плутоний), р-излучения (стронций и иттрий), у-из
лучения (цирконий). Эти элементы, химически связанные с кост
Любая доза, отличная
от нуля
Хроническое 0,1 Зв (10 бэр)* в год
Увеличение риска отдаленных
и генетических
ной тканью, очень плохо выводятся из организма. Например, такие вещества как 226 Ra или 239 Pu из организма практически не выводят ся, и облучение длится всю жизнь. Элементы, образующие в орга низме легко растворимые соли, которые накапливаются в мягких тканях, легко удаляются из организма.
На скорость выведения радиоактивного вещества сильно вли
в течение нес- и более резистентности
---------------- ---------- -------- '
яет его период полураспада. Если обозначить период биологиче
колькихлет 0,5 Зв (50 бэр)* в год
и более
Специфические проявления лу- чевого воздействия, снижение
ского полувыведения радионуклида из организма тбиол' то эф фективный период полураспада Т Ф, учитывающий радиоактив
иммунореактивности, катаракта
|
ный распад и биологическое
формулой:
выведение,
выразится следующей
----------------+----------------------- ·
4,5 Зв (450 бэр) Острая лучевая болезнь со смер- ·
и более тельным исходом у 50% облу
ченных
Тэф = Тбиол + Tl/2 Тбиол/Тt/2·
Причем ТэФ может значительно отличаться от Т1;2 и Т6иош но если Т112 значительно больше Т6иаш то ТэФ равно Т6иош и если Т1;2 значительно меньше Т6иош то ТЭФ равно Т1;2·
Продленное, 1-2 мес на щитовидную
10 Зв (1000 бэр) и более
Гипофункция щитовидной же лезы, возрастание риска раз вития опухолей (аденом и рака) с вероятностью около 1 · 102
Важным фактором при действии ИИ на организм является про
должительность облучения. Степень поражения зависит также от размера облученной поверхности. Организм женщин, детей и под ростков является более чувствительным к ионизирующим излуче ниям, чем мужской организм.
* Зв (зиверт) - единица эквивалентной дозы в системе единиц СИ (1 равен l Гр, деленному на коэффициент качества); бэр - внесистемная единица.
К числу отдаленных последствий относятся лейкозы, анемии,
астенические состояния с вегетативными дисфункциями, пони-
женная сопротивляемость к инфекционным заболеваниям, образования, обострение хронических инфекций, ди"г. nнr•и., ные состояния, изменения половой функции. Рассмотрим иРvп.·т ·, рые из заболеваний.
Ионизирующее излучение при воздействии на организм века прежде всего ведет к снижению иммуннозащитной функц В связи с этим человек становится более ранимым в отнош микробной флоры, обитающей как во внешней среде, так и в
мом организме. Последнее выражается в более частых JU\JV•''"'''arни
ях инфекционного происхождения органов дыхания,
нов (уха, горла, носа и его пазух). Не исключены и ""'JVJ'"'''"n'n• других физиологических систем -нервной, сердечно-"'"'"'""''"'''Г"'''" пищеварительной, мочеполовой, эндокринной. Увеличиваются только количество случаев заболеваний, но и их
тяжесть заболеваний и их осложнений. В конечном результате можна преждевременная смерть. Об этом свидетельствуют м летние наблюдения над пострадавшими в результате че ской катастрофы на атомной электростанции.
Среди лиц, имеющих производственный контакт с rx..,.u,Pн· ·"
ющим излучением, зарегистрированы профессиональные заб вания лучевой болезнью в хронической и острой формах организма, а также острые и хронические местные лучевые жения.
Острая лучевая болезнь развивается после действия vn<YГ10"AI>n••.:.
меннаго (от секунд до трех суток) интенсивного прони. и•vLu"'' ИИ, превышающего среднюю поглошенную дозу 1 Гр. В пP•nnt..тo трое суток пострадавший жалуется на тошноту, рвоту, общую бость. Наблюдаются изменения в крови, признаки ранних
ний в нервной и сердечно-сосудистой системах. Затем на постепенно нарастающих патологических изменений в крови, шечнике, на коже (например, выпадение волос и др.) в
1О- 35 сут возможно удовлетворительное самочувствие бол Длительность следующей фазы выздоровления, если приняты чебные меры, длится 14-20 сут, а полное выздоровление пает через 3-6 лет. Возможны отдаленные последствия в виде таракты, изменений в крови, астенического состояния,
ния детородной функции. Острая лучевая болезнь у работников ИИ считается профессиональным заболеванием.
Острые местные лучевые поражения возникают при контактном облучении в дозе более 8 Гр обычно на коже рук.
чальный период характеризуется появлением эритемы ( 'v'"'IJ''"''..,, ния) уже через несколько часов, что в дальнейшем может ттп.т.У.;.. читься выздоровлением. При непринятии лечебных мер на женнам месте возникают отек, пузыри, что сопровождается
лью. Через 1-2мес наблюдаются атрофия кожи, подкожной чатки и мышц, язвенные и некротические поражения. Первая
врачебная помощь заключается в изоляции пострадавшего от воз действия ИИ и немедленное обращение к врачу.
Хроническая лучевая болезнь развивается при длительном воз
действии повреждающего фактора. В начальной стадии заболева
ния пострадавший жалуется на повышенное утомление, общую слабость, снижение памяти, расстройство сна, повышенную раз дражительность, эмоциональную неустойчивость. Отмечаются не
устойчивость пульса, снижение артериального давления, измене ния в крови (снижение содержания тромбоцитов, лейкоцитов и пр.), снижение половой потенции, а у женщин- нарушения мен струального цикла. У некоторых заболевших появляются жалобы на отсутствие аппетита, боли в области желудка, запоры. Наблю даются изменения кожи, она становится сухой, истонченной и шелушится. Истончаются ногги, они становятся ломкими и рас щепляющимися. Если не принять должных лечебно-профилакти ческие мер, к описанным изменениям состояния здоровья может присоединиться более значимая патология: резкое снижение кро вяного давления, пульса и форменных элементов крови, развива ются анемия и кровоточивость десен, поражения желудочно-ки шечного тракта (язвенная болезнь и пр.) и нервной системы. У боль ных учащаются различные инфекционные заболевания- грипп, ангина, воспаление легких и др. Нельзя исключить возникновение катаракты и онкологических заболеваний.
Местныt< хронические лучевые поражения более часто развива
ются на коже рук и стоп с покраснениями и болезненностью. Они могут заканчиваться появлением язвочек и рубцов. При начальной стадии заболевания требуется временное отстранение человека от контакта с ионизирующими излучениями и его лечение, что обыч но приводит к выздоровлению. Больных с выраженными призна ками лучевой болезни и местных лучевых поражений надо полно
стью отстранять от выполняемой ими работы и назначать соответ
ствующее лечение.
Профилактические мероприятия. Медицинская профилактика
указанных заболеваний состоит в преДварительных (перед поступ лением на работу) и периодических (раз в год) осмотрах. Лица,
имеющие заболевания крови, сердца, сосудов глаз и данные не которых других заболеваний не должны приниматься на работу или продолжать ее во избежание ухудшения своего здоровья.
Для защиты от вредных воздействий радиации применяют ра
диопротекторы (антидоты). Это лекарственные препараты, повы
шающие устойчивость организма к воздействию радиации или снижающие тяжесть клинического течения лучевой болезни. Они действуют эффективно, если введены в организм перед облучени ем. Защитный эффект, оцениваемый так называемым фактором защиты, зависит от приема антидота относительно начала попада ния радиоактивного вещества в организм.
Гигиеническое нормирование ИИ. Законодателем нормирования стала созданная на Втором международном конгрессе по '"''"""'" " - гии (г. Стокгольм) в 1928 г. Международная комиссия по защите рентгеновского излучения и радия, позднее переименованная Международную комиссию по радиаuионной защите (МКРЗ).
Основная uель радиаuионной защиты - это обеспечение опасности от ИИ как отдельных лиu и их потомства, так и насе ления в uелом. Кроме того, должны быть созданы условия для практической деятельности человека в сфере использования атом ной энергии. Конuепuия нормирования исходит из того, что вся кое воздействие ИИ несет с собой некоторый риск возникнове ния вероятностных радиоиндуuированных эффектов. Расч
|
Таблица 5.20
нормативными документами, регламентирующими уровни действия ИИ, являются: <<Нормы радиаuионной
(НРБ-99), утвержденные Главным государственным caнrAT,>nLJLТ1>6"
врачом РФ 2 июля 1999 г., и <<Основные санитарные обеспечения радиаuионной безопасности>> (ОСПОРБ-99), утвер жденные Главным государственным санитарным врачом РФ 27 де кабря 1999 г.
В основе этих документов лежат следующие принuипы радиа uионной безопасности: непревыщение установленного дu>Jo,нu>r() предела; исключение всякого необоснованного облучения; сн
ние излучения до возможно низкого уровня.
В НРБ выделены две категории облучаемых: персонал и пи''"''J'"' '
ние. Для каждой категории облучаемых лиu установлены три кл
са нормативов: основные дозавые пределы, допустимые уровни контрольные уровни (табл. 5.20).
Таблица Уровни индивидуальноrо радиационного риска
Категория лиu,
В зависимости от группы критических органов в качестве ос новных дозовых пределов устанавливаются предельно допустимая доза (ПДД) за календарный год или предел дозы (ПД) за кален дарный год.
ПДД - такое наибольшее значение индивидуальной эквива
лентной дозы ИИ за календарный год, при котором равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья человека неблагаприятных изменений, обнаруживаемых современ
ными методами.
ПД- такое наибольшее среднее значение индивидуальной эк
вивалентной дозы ИИ за календарный год у критической группы лиu, при котором равномерное облучение в течение 70 лет не мо жет вызвать в состоянии их здоровья неблагаприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.
Класс нормативов <<допустимые уровни>> включает величины, которые являются производными дозовых пределов: предельно
допустимое годовое поступление радионуклида через органы ды хания; допустимое содержание радионуклида в критическом орга
не; допустимая объемная активность (конuентраuия) радионук лида в воздухе рабочей зоны (атмосферном воздухе, воде); допу
подвергающих ся облучению
Персонал
Отдельные лица из
Уровеньдозы общих генетических
стимое загрязнение кожи, спеuодежды и рабочих поверхностей.
Цель установления контрольных уровней - предотвратить пре