Биологическое воздействие радиации на человека. Основные величины и контролируемые параметры облучения населения. Приборы дозиметрического контроля.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 8Следующая ⇒

Вскоре после открытия рентгеновских лучей и явления радиоактивности стало известно, что ионизирующие излучения могут оказать вредное воздействие на организм. Ионизация и возбуждение играют главную роль в развитии тех эффектов, которые развиваются в биологических системах под воздействием ионизирующего излучения. Ионизация и возбуждение атомов простых веществ не приводит к каким-либо изменениям физико-химической природы облучаемой среды. Если же среда, на которую воздействует радиация, состоит из сложных молекул, в частности белковых, то при ионизации происходит их диссоциация (разрушение) в результате разрыва химических связей. Это так называемое прямое действие ионизирующего излучения.

Более существенную роль в формировании биологических эффектов играют механизмы косвенного действия ионизирующего излучения. Известно, что в биологической ткани примерно 60...70 % по массе составляет вода. В результате ионизации молекул воды образуются свободные радикалы Н и ОН, а также перекись водорода Н₂О₂, которые, обладая высокой химической активностью, приводят к образованию новых веществ и могут ускорять, замедлять и изменять те или иные химические процессы. В результате нарушаются обменные процессы в клетках организма, подавляется активность ферментных систем, замедляется или прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения не свойственные организму — токсины. Это приводит к нарушению жизнедеятельности отдельных функций или систем и организма в целом.

В результате эффект, обусловленный воздействием ионизирующего излучения, зависит не столько от количества поглощенной энергии в облучаемом объекте, сколько от той формы, в которой эта энергия передается. Никакой другой вид энергии (тепловой, электрической и т. д.), поглощенной в том же количестве биологическим объектом, не приводит к таким изменениям, какие вызывает ионизирующее излучение.

Изменения, происходящие в организме под воздействием радиации, могут проявиться в виде клинических эффектов, либо через сравнительно короткий промежуток времени после облучения (несколько часов, дней) — через детерминированные эффекты, либо через длительный промежуток времени (несколько лет и даже десятилетий) — через отдаленные последствия. Кроме того, в организме людей под действием излучения может произойти нарушение структурных элементов, ответственных за наследственность, т. е. могут проявиться в виде врожденных пороков у следующих поколений. Поэтому при оценке опасности облучения, которому могут подвергаться отдельные кон-тингенты людей и популяции в целом, радиационные эффекты принято дифференцировать на соматические и генетические.

К соматическим относятся те изменения в состоянии здоровья, которые произошли у данного индивидуума в результате облучения. Соматические эффекты проявляются в виде детерминированных (лучевая болезнь различной степени тяжести, локальные лучевые повреждения отдельных органов или тканей, стойкие функциональные нарушения), а также в виде отдаленных реакций на облучение.

При воздействии на объект факторов любой природы в нем будут происходить изменения. Такие изменения происходят и под воздействием ионизирующих излучений. Для установления количественной связи между уровнем воздействия излучений и получаемым эффектом введена система единиц, элементарное представление о которой необходимо для объективной оценки радиационной обстановки и выбора средств защиты.

Поглощенная доза является основной дозиметрической величиной, характеризующей не само излучение, а его воздействие на вещество. Однако поглощенная доза не может служить мерой, характеризующей уровень биологического действия ионизирующего излучения на живой организм, который зависит не только от величины поглощенной энергии, но и целого ряда других параметров, обусловленных характером и условиями облучения (равномерность распределения поглощенной дозы в организме, дробность облучения, мощность дозы и т. д.). Но главным фактором является плотность ионизации (число пар ионов, образованных на единице пути) или линейные потери энергии. Поскольку число пар ионов, образованных на единице пути, в веществе у альфа-частиц существенно больше, чем у бета-частиц (электронов), биологический эффект при одной и той же дозе (величине поглощенной энергии) будет больше при облучении альфа-частицами, чем бета-частицами или гамма-излучением.

В ряде случаев облучению подвергается не все тело, а один или несколько органов. Такая ситуация чаще всего реализуется при внутреннем облучении, т. е. при поступлении радионуклидов в организм с вдыхаемым воздухом или пищевыми продуктами. Радионуклид, как и неактивный нуклид данного химического элемента, накапливается в том или ином органе. В частности радионуклиды йода поступают преимущественно в щитовидную железу, радия и стронция — в костную ткань, полония — в печень, селезенку, почки и т. д.

Поскольку органы и ткани человека обладают различной радиочувствительностью, то для оценки риска возникновения отдаленных последствий при облучении всего организма или отдельных органов используется понятие эффективной эквивалентной дозы Е.

В практике дозиметрических измерений могут также широко использоваться: — эффективная коллективная, полувековая и другие дозы; — десятичные кратные и дольные части указанных единиц — дека, гекто, кило, мега, деци, санти, милли, микро и т. д. — активность - удельная (Бк/кг), объемная (мкКи/л), поверхностная (мкКи/см ) и т. д.

Доза эквивалентная(HТ(t)) или эффективная (Е(t)) ожидаемая при внутреннем облучении - доза за время t, прошедшее после поступления радиоактивных веществ в организм:

Доза эффективная (эквивалентная) годовая - сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год. Единица годовой эффективной дозы - зиверт (Зв).

Доза эффективная коллективная - мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения; она равна сумме индивидуальных эффективных доз. Единица эффективной коллективной дозы - человеко-зиверт (чел.-Зв).

Доза предотвращаемая - прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.

Дозиметрические приборы предназначаются для:

1) контроля облучения — получения данных о поглощенных или экспозиционных дозах излучения людьми и сельскохозяйственными животными;

2) контроля радиоактивного заражения радиоактивными веществами людей, сельскохозяйственных животных, а также техники, транспорта, оборудования, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов;

3) радиационной разведки — определения уровня радиации на местности.

Кроме того, с помощью дозиметрических приборов может быть определена наведенная радиоактивность в облученных нейтронными потоками различных технических средствах, предметах и грунте.

Н-р: Комплект индивидуальных дозиметров ДП-24 предназначены для контроля экспозиционных доз гамма-облучения, получаемых людьми при работе с открытыми источниками ионизирующих излучений.

Предназначен для измерения поглощенных доз гамма-нейтронного излучения.

Методы обнаружения и измерения

В результате взаимодействия радиоактивного излучения с внешней средой происходит ионизация и возбуждение ее нейтральных атомов и молекул. Эти процессы изменяют физико-химические свойства облучаемой среды. Взяв за основу эти явления, для регистрации и измерения ионизирующих излучений используют ионизационный, химический, сцинтилляционный и другие методы.

Ионизационный метод положен в основу работы таких дозиметрических приборов, как ДП-5А (Б, В), ДП-ЗБ, ДП-22В и ИД-1.

Химический метод. На этом методе основан принцип работы химического дозиметра гамма- и нейтронного излучения ДП-70МП.

Сцинтилляционный метод. В основу работы индивидуального измерителя дозы ИД-11 положен сцинтилляционный метод обнаружения ионизирующих излучений.

Приборы радиационной разведки и дозиметрического контроля

Приборы, предназначенные для обнаружения и измерения радиоактивных излучений, называются дозиметрическими. Их основными элементами являются воспринимающее устройство, усилитель ионизационного тока, измерительный прибор, преобразователь напряжения, источник тока.

Классификация приборов

Первая группа - это рентгенометры-радиометры. Ими определяют уровни радиации на местности и зараженность различных объектов и поверхностей. Сюда относят измеритель мощности дозы ДП-5В (А, Б) - базовая модель. На смену этому прибору приходит ИМД-5. Для подвижных средств создан бортовой рент-генометр ДП-ЗБ. Взамен ему поступают измерители мощности дозы ИМД-21, ИМД-22. Это основные приборы радиационной разведки.

Вторая группа. Дозиметры для определения индивидуальных Доз облучения. В эту группу входят: дозиметр ДП-70МП, комплект индивидуальных измерителей доз ИД-11.

Третья группа. Бытовые дозиметрические приборы. Они дают возможность населению ориентироваться в радиационной обстановке на местности, иметь представление о зараженности различных предметов, воды и продуктов питания.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒