Основи охорони праці - Березуцький В.В. - 3.6.2. Джерела радіоактивного забруднення. Принципи нормування і захисту навколишнього середовища

До основних джерел радіоактивних забруднень належать:

• ядерні вибухи;

• ядерні реактори різних типів;

• радіонукліди, використовувані на підприємствах;

• підприємства ядерно-паливного циклу;

• місця переробки і поховання радіоактивних відходів.

Найбільшою потенційною небезпекою для навколишнього середовища і загрозою існуванню людської цивілізації є ядерна зброя.

Другим за ступенем небезпеки джерелом радіоактивних забруднень є ядерні реактори. У результаті викиду за межі АЕС тільки 3,5% радіонуклідів із реактора РБМК1500 четвертого енергоблоку Чорнобильської АЕС більше ніж 31 тис. км² території виявилися в зоні радіоактивного зараження з поверхневою активністю по цезію-137 понад 5 Ки/км².

Радіонукліди, використовувані як закриті джерела ІВ у промисловості (наприклад, у дефектоскопії, при автоматизації виробничих процесів тощо), у медицині, сільському господарстві, здатні створювати небезпеку навколишньому середовищу в результаті їх халатного зберігання і накопичення, коли вони можуть з'явитися в зовнішньому середовищі. Найбільше забруднення навколишнього середовища створює мережа радіаційних лабораторій, де використовують радіонукліди.

При нормальній роботі АЕС та інших підприємств ядерного паливного циклу відбуваються невеликі, але регулярні газоаерозольні викиди радіаційних речовин в атмосферу і скидання рідких радіоактивних відходів.

Загальні принципи нормування і захисту навколишнього середовища від радіоактивного забруднення

У зв'язку з неухильним підвищенням радіоактивного фону в глобальному масштабі, що зумовлене антропогенними факторами, виявом синергізму при комбінованому впливі на організми інших шкідливих агентів, стає актуальною розробка екологічного принципу нормування ІВ. Його основне завдання — охорона біологічних ресурсів планети, збереження генофонду живих організмів у біосфері Землі, забезпечення нормального середовища існування людини.

При нормальній практичній експлуатації антропогенних джерел Ш живі організми зазнають впливу малих доз. Проведені дослідження показали стимулюючу дію на рослини і тварин малих доз ІВ. Так, виводимість курчат із яєць, опромінених дозою 0,14-2,9 бер, збільшилася на 3-6%, підвищилася їхня життєстійкість. Доза 5-25 бер підвищує імунітет тварин. Регулярне опромінення пацюків дозами 0,8 бер на добу збільшила тривалість їхнього життя на 31%. Передпосівне опромінення насіння сільськогосподарських культур прискорює їх проростання на 1—2 тижні, скорочує вегетаційний період і підвищує врожайність на 10-20%.

І тільки починаючи з деякого граничного значення дози відзначається поява небажаних ефектів впливу ІВ. У той же час існує експериментально не доведена, але не спростована остаточно "безпорогова" концепція, відповідно до якої ризик Я появи небажаних віддалених наслідків опромінення лінійно зростає з дозою, починаючи з нульового рівня. Це так звані стохастичні канцерогенні та генетичні ефекти, що можуть бути виявлені при тривалому спостереженні за великими групами населення.

Для оцінки можливої шкоди населенню регіону, яке зазнало радіоактивного забруднення, й імовірності виникнення стохастичних ефектів опромінення використовується величина колективної еквівалентної дози:

де N(H)dH - кількість людей, що одержали дозу від Н до Н+dН; f(Н) - статистична щільність розподілу еквівалентної дози серед осіб, що опромінюються; N0 - повна кількість осіб, що опромінюються.

Одиницями вимірювання колективної еквівалентної дози є людино-зиверт (люд.-Зв) у СІ та позасистемна - людино-бер (люд.-бер).

В основі сучасних концепцій нормування ІВ лежить принцип обмеження дози на людину, й оскільки радіочутливість людського організму - одна з найвищих у природі, вважається, що заходи радіаційної безпеки, які застосовуються для захисту персоналу, працівника з джерелами ІВ, та населення, яке зазнає впливу ІВ, достатні, щоб одночасно захистити усі інші види живих організмів. Інакше кажучи, захист людини від опромінення гарантує захист для окремих біоценозів і біосфери в цілому. Такий принцип нормування радіаційного впливу називається радіаційно-гігієнічним.

Використовувана останнім часом гіпотеза про безпорогову дію ІВ припускає, що будь-яка доза може бути шкідливою для людини. Тому джерела ІВ слід застосовувати лише в тих сферах людської діяльності, де це економічно і соціально виправдано.

Регламентація допустимих меж опромінення ґрунтується на концепції прийнятного ризику. МКРЗ рекомендує при нормуванні ІВ визначати прийнятний ризик шляхом порівняння з ризиком від інших видів виробничої діяльності. Рекомендована МКРЗ і прийнята у нашій країні дозова межа - 5 бер на рік для персоналу — встановлена на основі гіпотези лінійної безпорогової дії малих доз випромінювання й зумовлює нижчий середній рівень ризику смертельного наслідку від професійного захворювання, викликаного впливом ІВ, ніж від впливу шкідливих виробничих факторів у найбільш безпечних сферах людської діяльності.

Будь-яка діяльність людини в умовах впливу шкідливих виробничих факторів повинна мати правове обґрунтування у вигляді законодавчих документів, що регламентують таку організацію технологічних процесів, яка забезпечує безпечні умови праці персоналу і життєдіяльності населення. Основними нормативними документами, що визначають умови праці у сфері впливу ІВ, є "Норми радіаційної безпеки України НРБУ-97" та "Основні санітарні правила роботи з РВ й іншими джерелами ІВ ОСП-72/87" (ОСП). їх дотримання є обов'язковим для всіх підприємств, установ та організацій відповідно до чинного законодавства. На підставі цих документів і в строгій відповідності з ними розробляються відомчі і галузеві правила, де враховується специфіка використання джерел ІВ у цій галузі: на підприємствах і в установах розробляються "Положення із забезпечення радіаційної безпеки", де конкретизуються заходи і засоби з організації безпечних умов праці, а також методи контролю за дотриманням нормативних рівнів.

В основу "Норм радіаційної безпеки України" (НРБУ) закладено три принципи:

• неперевищення встановленої дозової межі;

• виключення будь-якого необґрунтованого опромінення;

• зниження дози опромінення до якомога нижчого рівня;

Нормами встановлено три категорії осіб, що опромінюються:

— категорія А - персонал, який постійно чи тимчасово працює безпосередньо з джерелами ІВ;

— категорія Б - обмежена частина населення, що безпосередньо з джерелами ІВ не працює, але за умовами проживання чи розміщення робочих місць може зазнавати дії ІВ;

— категорія В - інше населення.

Оскільки радіочутливість окремих органів і тканин людини різна, вводиться поняття критичного органа. Критичним органом називається орган, тканина, частина тіла чи все тіло, опромінення якого в таких умовах нерівномірного опромінення організму завдає найбільшої шкоди здоров'ю певної особи чи її потомству.

Для категорії А встановлені річні гранично допустимі дози (ГДД), для категорії Б - річні граничні дози (ГД) (табл. 3.8).

Таблиця 8.8. Дозові межі

Примітка: ГДД - найбільше значення індивідуальної еквівалентної дози за рік, що при рівномірному впливі протягом 50 років не викликає в стані здоров'я персоналу (категорії А) несприятливих змін, які виявляються сучасними методами.

Для виключення небажаних генетичних ефектів впливу ІВ для молоді та жінок до безпосередньої роботи з джерелами ІВ допускаються особи не молодше 18 років. До 30-літнього віку накопичена доза не має перевищувати 12 ГДД, а для жінок до 40 років доза опромінення на зону таза не має перевищувати 1 бер за будь-які два місяць

На основі прийнятих значень ГДД і ГД розраховані допустимі рівні:

• річного проникнення радіонуклідів через органи дихання і травлення;

• потужності дози випромінювання;

• об'ємної активності (концентрації) радіонуклідів у повітрі та воді;

• забруднення продуктів харчування, одягу і поверхонь;

• густини потоку часток тощо.

Способи захисту від іонізуючого випромінювання

Існують наступні основні способи захисту від ІВ:

• захист часом;

• захист відстанню;

• захист кількістю;

• технічний захист;

• психологічний захист;

• хімічний захист.

Захист часом. Доза зовнішнього опромінення визначається рівнянням: #

де tn - час початку опромінення; tk — час закінчення опромінення; Рt - потужність дози ІВ у момент t.

За відомими початковими даними визначається допустима тривалість чи час початку опромінення, розраховується режим роботи, що забезпечує безпечні дози.

Захист відстанню (R). Для точкового ізотропного джерела ІВ густина потоку випромінювання і потужність дози зменшується пропорційно квадрату відстані, а також послаблюється за рахунок взаємодії з елементарними частками середовища.

Захист кількістю полягає в тому, щоб кількість джерел ІВ та їх потужність забезпечували не перевищений вплив, ніж установлена лозова межа.

Технічний захист включає: герметизацію ІВ; екранування ІВ і робочих місць; застосування роботів, маніпуляторів, ДУ; засобів колективного й індивідуального захисту; дезактивацію устаткування, приміщень, робочих місць, одягу, взуття, території; знищення і поховання радіоактивних відходів.

При проектуванні захисту від зовнішнього радіаційного випромінювання (РВ) необхідно забезпечити такі значення потужності еквівалентної дози, при яких не будуть перевищені значення половини ГДД і ГД для категорії А і Б відповідно. Оскільки енергія РВ послаблюється в процесі взаємодії з речовиною, необхідний склад, кількість захисних шарів, їх товщина і форма захисту визначаються залежно від виду випромінювання, .його енергетичного спектра і необхідного коефіцієнта послаблення.

Психологічний захист передбачає фарбування робочих приміщень у відповідний певний колір, встановлення попереджувальних знаків радіаційної небезпеки, влаштування високого порога перед кімнатою (приміщенням), у якій стоїть активний випромінювач.

Хімічний захист - це введення в організм людини перед опроміненням деяких хімічних сполук (радіопротекторів), які послабляють біологічну дію РВ і сприяють прискоренню виведення РР, що проникають усередину організму.