Фізичні основи радіаційної гігієни
Радіаційна гігієна –галузь гігієнічної науки і санітарної практики,метою якої є забезпечення безпеки для працюючих з джерелами іонізуючої радіації та для населення в цілому.
Завдання радіаційної гігієни включають:
- санітарне законодавство в області радіаційного фактора;
- запобіжний і поточний санітарний нагляд за об’єктами, що використовують джерела іонізуючої радіації; - гігієна і охорона праці персоналу, що працює з джерелами іонізуючої радіації та персоналу, який працює в суміжних приміщеннях і на території контрольованих зон;
- контроль за рівнями радіоактивності об’єктів навколишнього середовища (атмосферного повітря, повітря робочої зони, води водойм, питної води, харчових продуктів, ґрунту та інших);
- контроль за збором, зберіганням, видаленням та знешкодженням радіоактивних відходів, чи їх похованням тощо.
Радіоактивність – спонтанне перетворення ядер атомів хімічних елементів зі зміною їх хімічної природи або енергетичного стану ядра, яке супроводжується ядерними випромінюваннями.
Радіонуклід – радіоактивний атом з певним масовим числом і зарядом (атомним номером).
Ізотопи радіоактивні – радіоактивні атоми з одинаковим зарядом (атомним номером) і різними масовими числами, тобто з одинаковою кількістю протонів та різною кількістю нейтронів у ядрі.
Види ядерних перетворень:
a-розпад – характерний для важких (з великим масовим числом) елементів і заключається у вильоті з ядра атома a-частинки – за своєю природою ядра гелію (2 протони і 2 нейтрони), внаслідок чого з¢являється ядро нового хімічного елемента з масовим числом, меншим на 4 і зарядом, меншим на 2:
|
|
|
Ra ® 
Rn + 
He.
Втративши a-частинку, ядро атома знаходиться у збудженому стані з надлишком енергії, яка виділяється у вигляді g-випромінювання, тобто a-розпад завжди супроводжується g-випромінюванням.
b-електронний розпад – процес, при якому з ядра атома (з одного із нейтронів) вилітає електрон, внаслідок чого цей нейтрон перетворюється в протон, у зв’язку з чим утворюється новий елемент з тим же масовим числом і з зарядом, більшим на одиницю:
К ®e-1 + 
Са + n,
де n - нейтрино.
Збуджене при втраті електрона ядро у більшості випадків випромінює і g-кванти.
b-позитронний розпад – процес, при якому з ядра атома (з одного із протонів) вилітає позитрон, внаслідок чого протон перетворюється в нейтрон і з¢являється новий хімічний елемент з тим же масовим числом і зарядом, меншим на одиницю:
Zn ®e+1 + 
Сu
Електронний-К-захват – коли ядро (один з протонів) захвачує електрон з найближчої К-орбіти, у зв¢язку з чим цей протон перетворюється в нейтрон, внаслідок чого з¢являється ядро нового хімічного елемента з тим же масовим числом і зарядом, меншим на одиницю:
|
|
|
Сu + e-1 ® 
Ni
На звільнене місце К-орбіти (і послідовно з інших орбіт) переміщуються електрони, а звільнена енергія при цьому висвічується у вигляді характеристичного рентгенівського випромінювання.
Спонтанний поділ ядра характерний для важких трансуранових елементів, у яких співвідношення нейтронів до протонів більше 1,6. В результаті утворюються ядра двох нових елементів, у яких співвідношення n : p ближче до одиниці, а “лишні” нейтрони висвітлюються у вигляді нейтронного випромінювання:
u® 
Kr + 
Ba + 5 
n
Таким чином, з якісної сторони ядерні перетворення характеризуються: видом розпаду, видом випромінювання, періодом напіврозпаду – терміном, за який розпадається половина вихідної кількості атомів. (Згідно закону радіоактивного розпаду, число атомів N, що розпадається за термін t, пропорційно вихідній кількості атомів): N = N0× е-lt.
З гігієнічної точки зору та вибору методів дезактивації радіоактивних відходів, всі радіонукліди поділяють на короткоживучі (Т½ <15 діб) і довгоживучі (Т½ >15 діб): короткоживучі витримують у відстійниках до зниження активності, а потім спускають у загальну каналізацію чи вивозять, а довгоживучі – вивозять і хоронять у спеціальних могильниках.
|
|
|
Кількісна міра радіоактивного розпаду – активність (Q) – це кількісь розпа-дів атомів за одиницю часу.
Одиниця активності в системі Si – беккерель (Бк) – один розпад за секунду (с-1). У зв’язку з тим, що ця одиниця дуже мала, користуються похідними – кілобеккерель (кБк), мегабеккерель (МБк).
Позасистемна (застаріла) одиниця активності – кюрі (Кі) – це активність 1 г хімічно чистого радію, дорівнює 3,7 ×1010 Бк (розпадів за сек.). Ця одиниця, навпаки, дуже велика, тому користуються похідними – мілікюрі (мКі), мікрокюрі (мкКі), пікокюрі (пкКі).
Для радіонуклідів, яким властиве γ-випромінювання, активність виражають також через гама-еквівалент – відношення γ-випромінювання даного радіонукліда до γ-випромінювання радію. Розрахована гама-постійна радію – 8,4 р/годину – це потужність дози, яку створює γ-випромінювання 1 мг радію на відстані 1 см через платиновий фільтр товщиною 0,5 мм.
Міліграм-еквівалент радію (мг-екв. Ra) – одиниця активності радіонукліда, γ-випромінювання якого еквівалентне (рівноцінне) γ-випромінюванню 1 мг Ra на відстані 1 см через платиновий фільтр 0,5 мм.
|
|
|
Іонізуючі випромінювання з якісної сторони характеризуються:
- видом випромінювання: - корпускулярні (a-, b-, n), електромагнітні (γ-, рентгеівські: характеристичне при К-захваті, гальмівне – в рентгенівській трубці).
- енергією випромінювання, яка в системі Si вимірюється у джоулях (Дж). (Це енергія, необхідна для підняття температури 1 дм3 дистильованої води на 1°С). Позасистемна практична одиниця – електрон-вольт (еВ) – це енергія, яку набуває електрон в електростатичному полі з різницею потенціалів 1 В. Ця одиниця дуже мала, тому користуються похідними: кілоелектрон-вольт (КеВ), мегаелектрон-вольт (МеВ).
- проникаючою здатністю (довжиною пробігу) – відстанню, яку воно проходить в середовищі, з яким взаємодіє (в м, см, мм, мкм).
- іонізуючою здатністю: - повною – кількістю пар іонів, які утворюються на всій довжині пробігу частинки чи кванта; - лінійною щільністю іонізації – кількістю пар іонів, які приходяться на одиницю довжини пробігу.
Кількісними характеристиками іонізуючих випромінювань є дози (Д).
Розрізняють:
1. Поглинуту дозу – кількісь енергії іонізуючого випромінювання, поглинутої одиницею маси опромінюваного середовища. Одиницею вимірювання поглинутої дози в системі Si є грей (Гр).
Грей – поглинута доза опромінення, яка дорівнює енергії 1 джоуль, поглинутій в 1 кг маси середовища: 1 Гр = 1 Дж/кг. Позасистемна (застаріла) одиниця поглинутої дози – рад. 1 рад = 0,01 Гр = 100 ерг енергії на 1 г маси середовища.
Поглинута доза у повітрі – міра кількості іонізуючого випромінювання, яке взаємодіє з повітрям. Вимірюється також в Дж/кг маси повітря, тобто в Греях.
Застаріле поняття поглинутої дози у повітрі – експозиційна доза, під якою розуміють об¢ємну щільність іонізації повітря. Одиницею експозиційної дози використовувався рентген (Р).
Рентген – доза рентгенівського або γ-випромінювання, від якої в 1 см3 сухого стандартного повітря (00С, 760 мм рт.ст., маса 0,001293 г) утворюється 2,08 × 109 пар іонів. Похідні одиниці – мілірентген (мР), мікрорентген (мкР).
2. Потужність поглинутої у повітрі дози (ППД) – приріст дози за одиницю часу або рівень радіації. Вимірюється: в системі Si Гр/годину; - позасистемна (застаріла) одиниця – рентген на годину (Р/год), мілірентген на годину (мР/год), мікрорентген на секунду (мкР/сек). У зв¢язку з тим, що усі нині використовувані дозиметричні прилади градуйовані у цих одиницях, то ними ще користуються, але результати вимірювання потрібно перераховувати в системні (грей-, мілі-, мікро-, наногрей/годину): 1 мР/год = 8,73 мкГр/год = 6,46 мкЗв/год.
3. Еквівалентна доза (Н) – доза будь-якого виду іонізуючого випромінюван-ня, яка викликає такий же біологічний ефект, як стандартне (еталонне) рентге-нівське випромінювання з енергією 200 КеВ.
Для розрахунку еквівалентної дози використовують радіаційний зважуючий фактор (WR) – коефіцієнт, що враховує відносну біологічну ефективність різних видів іонізуючих випромінювань. Для рентгенівського, гама-, бета-випроміню-вань різних енергій він дорівнює 1, для α-частинок та важких ядер віддачі – 20, для нейтронів з енергією < 10 КеВ – 5; 10-100 КеВ – 10; 100 КеВ – 2 МеВ – 20; 2-20 МеВ – 10; > 20 МеВ – 5.
H = D × WR
Одиницею еквівалентної дози є зіверт (Зв) – це доза будь-якого виду іоні-зуючого випромінювання, що дає такий же біологічний ефект, як один грей стандартного рентгенівського випромінювання (з енергією 200 КеВ). В практиці користуються також похідними – мілізіверт (мЗв), мікрозіверт (мкЗв).
Ефективна доза – це сума еквівалентних доз, одержаних окремими органами і тканинами при нерівномірному опроміненні організму, помножених на тканинні зважуючі фактори, які дорівнюють: для гонад – 0,20; для червоного кісткового мозку, легень, шлунку – 0,12; інших органів і тканин – 0,05.
Одиницею виміру ефективних доз також є зіверт.
Колективна еквівалентна та колективна ефективна дози – це суми відповід-них індивідуальних доз окремих контингентів населення (персоналу підприємств атомної промисловості, атомної енергетики, населення, проживаючого в межах контрольованих зон, які вимірюються в людино-зівертах і використовуються для прогнозування стохастичних (імовірних) ефектів опромінення – лейкозів, інших злоякісних новоутворень.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 426; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!