Радіаційна безпека. Мета роботи: вивчити теоретичні положення про радіаційну безпеку, навчитись вимірювати дозу іонізуючого випромінювання

Мета роботи: вивчити теоретичні положення про радіаційну безпеку, навчитись вимірювати дозу іонізуючого випромінювання, скласти орієнтований раціон харчування.

Зміст роботи:

1. Поняття радіації.

2. Вплив радіації на біологічні структури.

3. Методи вимірювання доз радіації.

4. Харчування в радіаційно забруднених районах.

Хід роботи

Завдання 1. а)Прочитати фізичні основи поняття радіації.

б) Скласти блок схему класифікації видів випромінювання та їх характеристик у вигляді:

в)Визначити найнебезпечніший тип випромінювання.

Латинське слово - радіація означає випромінювання. Це і видиме світло, і радіохвилі, і ультрафіолетові та інфрачервоні промені, і т п. Ллє частіше це слово використовують для позначення тільки іонізуючого випромінювання, яке змінює фізичний стан атомів, на які воно ліс. перетворюючи атоми у електрично заряджені або іонізовані.

Джерелом іонізуючої радіації можуть бути або спеціальні пристрої (наприклад, рентгенівські апарати), або радіоактивні атоми хімічних елементів. Сьогодні науці відомо біля 1500 таких атомів, які ще називають радіонуклідами. Наприклад, усім відомий йод не радіоактивний, але він має біля 9 радіоактивних..родичів", створених людиною.

На Землі завжди буди й існують природні радіоактивні елементи: уран, торій. калій і ін. Вони присутні у ґрунті, воді, у продуктах харчування, повітрі. Навіть людина злегка радіоактивна.

Чому ж одні атоми радіоактивні, а інші нерадіоактивні? Радіоактивні атоми нестабільні. У результаті фізичних перетворень атом переходить у більш стійкий стан, стає стабільним. Перехід із нестабільного стану в стабільний стан супроводжується іонізуючим випромінюванням, яке названо словом радіація, а сам процес радіоактивним розпадом.

Усі випромінювання поділяються за своєю природою на квантові (електромагнітні): ультрафіолетове, рентгенівське, гама-випромінювання; та корпускулярні: альфа-випромінювання, бета-випромінювання, потоки частинок.

Ультрафіолетове випромінювання - не найбільша короткохвильова частина спектра сонячного світла, генерується атомами чи молекулам.» внаслідок зміни стану електронів на зовнішніх оболонках.

Рентгенівське випромінювання виникає внаслідок зміни стану електронів на внутрішніх оболонках.

Гама-випромінювання генерується збудженими ядрами атомів та елементарними частками. Гамма-випромінювання легко іонізує різні речовини та здатне саме викликати деякі ядерні реакції. Має найменшу іонізуючу та найбільшу проникну здатність.

Альфа-випромінювання - це потік позитивно заряджених часток-атомів гелію, які рухаються зі швидкістю приблизно 20000 км/сек. виникаючи при розпаді радіоактивних ізотопів. Це випромінювання має найбільшу іонізуючу здатність та найменшу проникну здатність. Тому воно вважається найбільш небезпечним.

Бета-випромінювання - це потік електронів чи позитронів, які випромінюються атомними ядрами при бета-розпаді радіоактивних ізотопів.

Потоки протонів, нейтронів виникають при ядерних реакціях. Їх дія залежить від енергії часток.

Основну частину опромінення населення Землі отримує від природних джерел, бо уникнути опромінення від них неможливо. За даними ООН протягом року мешканець планети отримує від природної радіоактивності дозу опромінення біля 0.4-0.45 берів (0, 004—0, 0045 Зв). Іншим джерелом опромінення є рентгенівські діагностичні процедури, які дають середні дози опромінення 0, 1-0, 14 берів на рік (0.001-0, 0014 Зв), при просвічуванні шлунку доза опромінення за один раз становить 1-3 берів (0, 01-0, 03 Зв). Протягом життя сумарна доза опромінення становить 30–40 берів (0.3–0.4 Зв), а для окремих місць і мешканців доза за життя може становити 100-500 берів (1-5 Зв).

Існує два шляхи опромінення: зовнішнє та внутрішнє.

Зовнішнє опромінення - це опромінення за рахунок радіоактивного забруднення місцевості. Воно підлягає контролю і залежить від рівня радіації на місцевості. Крім радіоактивного забруднення місцевості, до зовнішніх джерел радіоактивного випромінювання належать: космічне випромінювання, сонячна радіація та гірські породи фосфоритів, сланців, уранових руд, родовищ мінеральних джерел. В Україні районами з підвищеним рівнем природного радіоактивного фону є м. Хмільник, Миронівна, Жовті Води.

Внутрішнє опромінення - це опромінення за рахунок радіонуклідів, що потрапили усередину організму людини. Радіонукліди потрапляють усередину організму людини в основному при вживанні їжі та води.

Міру дії іонізованого опромінення на людину визначає доза опромінення. Розрізняють експозиційну, поглинуту, еквівалентну та ефективну дози опромінення.

Експозиційна доза – характеризує випромінювання, при якому у 1 кг сухого повітря виникають іони, які несуть заряд в 1 кулон електрона кожного знаку. Вимірюється в рентгенах.

Поглинута доза – характеризує енергію іонізуючого випромінювання, яка поглинута одиницею маси тіла. Одиниці вимірювання Грей (СІ) та рад.

Еквівалентна доза – визначає біологічний вплив різних видів іонізуючих випромінювань на організм людини та слугує для оцінки радіаційної небезпеки цих видів випромінювань. Вона дозволяє приводити біологічний ефект будь-яких іонізаційних випромінювань до впливу, який викликають гама-промені.

Доза ефективна – величина, використовувана як міра ризику виникнення віддалених наслідків опромінення всього тіла людини й окремих його органів враховуючи їх чутливість до радіації.

Завдання 2 а)Вивчити вплив іонізуючого опромінення на біологічну структуру організму;

б) Обчислити еквівалентну дозу радіації за рік для визначених викладачем органів людини користуючись допустимими дозами променевого навантаження за добу та співвідношеннями 1Гр=1Зв, 1рік=365 діб.

Іонізуюче випромінювання викликає в організмі ланцюжок оборотних і необоротних змін. Пусковим механізмом впливу є процеси іонізації й порушення атомів і молекул у тканинах. Дисоціація складних молекул у результаті розриву хімічних зв'язків - пряма дія радіації. Істотну роль у формуванні біологічних ефектів грають радіаційно-хімічні зміни, обумовлені продуктами радіолізу води. Вільні радикали водню й гідроксильної групи, маючи високу активність, вступають у хімічні реакції з молекулами білка, ферментів і інших елементів біотканини, що приводить до порушення біохімічних процесів в організмі. У результаті порушуються обмінні процеси, уповільнюється й припиняється ріст тканин, виникають нові хімічні сполуки, не властиві організму. Це приводить до порушення діяльності окремих функцій і систем організму.

Індуковані вільними радикалами хімічні реакції розвиваються з значною швидкістю, втягуючи в процес сотні й тисячі молекул, не задіяних випромінюванням. У цьому складається специфіка дії іонізуючого випромінювання на біологічні об'єкти. Ефекти розвиваються протягом різних проміжків часу: від декількох секунд до багатьох годин, днів, років.

Іонізуюча радіація при впливі на організм людини може викликати два види ефектів, які клінічною медициною ставляться до хвороб: детерміновані граничні ефекти (променева хвороба, променевий опік, променева катаракта, променева безплідність, аномалії в розвитку плода й ін.) і імовірнісні необмежені ефекти (злоякісні пухлини, лейкози, спадкоємні хвороби).

Небезпечні зміни в стані здоров’я відбуваються при однократному рівномірному гамма-опроміненні всього тіла й поглиненій дозі вище 0, 25 Гр. При дозі 0, 25...0, 5 Гр можуть спостерігатися тимчасові зміни в крові, які швидко нормалізуються. В інтервалі дози 0, 5...1, 5 Гр виникає почуття утоми, менш чим в 10 % опромінених може спостерігатися блювота, помірні зміни в крові. При дозі 1, 5...2, 0 Гр спостерігається легка форма гострої променевої хвороби, що проявляється тривалою лімфопенією, в 30...50 випадків-блювота в першу добу після опромінення. Летальні наслідки не реєструються.

Променева хвороба середньої важкості виникає при дозі 2, 5...4, 0 Гр. Майже у всіх опромінених у першу добу спостерігаються нудота, блювота, різко знижується зміст лейкоцитів у крові, з'являються підшкірні крововиливи, в 20 % випадків можливий смертельний результат, смерть наступає через 2...6 тижнів після опромінення. При дозі 4, 0...6, 0 Гр розвивається важка форма променевої хвороби, що приводить в 50 % випадків до смерті протягом першого місяця. При дозах, що перевищують 6, 0 Гр, розвивається вкрай важка форма променевої хвороби, що майже в 100 % випадків закінчується смертю внаслідок крововиливу або інфекційних захворювань. Наведені дані ставляться до випадків, коли відсутнє лікування. У цей час є ряд протипроменевих засобів, які при комплексному лікуванні дозволяють виключити летальний результат при дозах близько 10 Гр.

Хронічна променева хвороба може розвитися при безперервному або повторюваному опроміненні в дозах, істотно нижче тих, які викликають гостру форму. Найбільш характерними ознаками хронічної променевої хвороби є зміни в крові, ряд симптомів з боку нервової системи, локальні поразки шкіри, поразки кришталика, пневмосклероз (при інгаляції плутонію-239), погіршення роботи імунної системи організму.

Ступінь впливу радіації залежить від того, є опромінення зовнішнім або внутрішнім (при влученні радіоактивного ізотопу усередину організму). Внутрішнє опромінення можливо при вдиханні, заковтуванні радіоізотопів і проникненні їх в організм через шкіру. Деякі речовини поглинаються й накопичуються в конкретних органах, що приводить до високих локальних доз радіації. Кальцій, радій, стронцій і інші накопичуються в костях, ізотопи йоду викликають ушкодження щитовидної залози - переважно пухлини печінки. Рівномірно розподіляються ізотопи цезію, рубідію, викликаючи гноблення кровотворення, атрофію насінників, пухлини м'яких тканин. При внутрішнім опроміненні найнебезпечніші альфа-випромінюючі ізотопи полонію й плутонію.

Здатність викликати віддалені наслідки - лейкози, злоякісні новотвори, раннє старіння - одне з підступних властивостей іонізуючого випромінювання.

Завдання 4 а)Вивчити основні вимоги до харчування в зоні радіоактивного забруднення;

б) Скласти добовий раціон харчування в умовах проживання на територіях забруднених радіонуклідами. Результат подати у вигляді таблиці:

Харчування на територіях Чорнобильської катастрофи одна з найактуальніших проблем. Ґрунт Полісся, із малим вмістом глинистих мінералів і переважанням піщаної фракції, призвели до збільшення в декілька разів вмісту радіоактивного цезію, стронцію, йоду у рослинних продуктах, грибах, м'ясі, молоці, рибі. Комплекс захисних заходів дозволив у десятки разів зменшити дозу внутрішнього опромінення. Однак, недостатність привізних продуктів, наявність агрохімічних заходів, призвели до деформації, порушення раціону харчування. Тому постало питання отримання продуктів із малим вмістом радіонуклідів, розробки концепції радіозахисного, лікувально-профілактичного, раціональної о харчування.

Наведемо деякі поради щодо цього харчування.

Продукти харчування мають містити всі необхідні для роботи організму макроелементи та мікроелементи.

Продукти харчування, в яких знаходяться макроелементи