Охорона праці - Третьяков O.B. - Тема 5. ПРИРОДНІ ТА ШТУЧНІ ДЖЕРЕЛА ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПОЛІВ (ЕМП) ТА ІОНІЗУЮЧИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ

5.1. Характеристика іонізуючих випромінювань та заходи радіаційної безпеки.

5.2. Основні властивості ЕМП.

5.1. Характеристика іонізуючих випромінювань та заходи радіаційної безпеки

Інтенсивне використання природних ресурсів, забруднення навколишнього середовища, широке впровадження техніки, систем механізації та автоматизації в усі сфери суспільно-виробничої діяльності, формування ринкових відносин супроводжуються появою і широким розповсюдженням різних природних, біологічних, технічних, екологічних та інших небезпек. Це потребує від кожного фахівця уміння визначати і здійснювати комплекс ефективних заходів захисту від їх несприятливого впливу на організм людини та здоров'я населення.

Вирішення проблеми забезпечення безпеки життєдіяльності полягає у забезпеченні нормальних (комфортних) умов діяльності людей, у захисті людини й оточуючого її середовища (природного, виробничого, міського, житлового тощо) від впливу шкідливих факторів, які перевищують нормативно припустимі рівні.

Іонізуючі випромінювання існували на Землі ще задовго до появи на ній людини. Проте вплив іонізуючих випромінювань на організм людини був виявлений лише наприкінці XIX ст. у зв'язку з відкриттям французького вченого А. Беккереля, а потім дослідженнями П'єра і Марії Кюрі явища радіоактивності, вплив якого Кюрі вивчали безпосередньо на собі.

Поняття "іонізуюче випромінювання" об'єднує різні за своєю природою випромінювання. Подібність їх полягає в тому, що всі вони вирізняються високою енергією, мають властивість іонізувати і руйнувати біологічні об'єкти. Під впливом іонізуючого випромінювання атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні процеси, які впливають на характер подальшої життєдіяльності організму. Іонізуючі випромінювання, діючи на організм людини, викликають у ньому зворотні і незворотні зміни.

Іонізуюче випромінювання — це таке випромінювання, взаємодія якого із середовищем призводить до утворення електричних зарядів різних знаків. Розрізняють корпускулярне і фотонне іонізуюче випромінювання.

Корпускулярне — це потік елементарних частинок із масою спокою, відмінною від нуля, що утворюються при радіоактивному розпаді та ядерних перетвореннях або генеруються на прискорювачах. Це а-і Р- частинки, нейтрони, протони та ін.

Фотонне — це потік електромагнітних коливань, що поширюється у вакуумі з постійною швидкістю 300 000 км/с, це у-випромінювання і рентгенівське випромінювання.

Випромінюванню властиві певна енергіея, шлях вільного пробігу, іонізуюча і проникаюча спроможності.

Іонізуюча спроможність випромінювання визначається питомою іонізацією, тобто числом пар іонів, що утворюються частинкою в одиниці об'єму, маси середовища або на одиниці довжини шляху.

Різні види випромінювань мають різноманітну іонізуючу спроможність.

Проникаюча спроможність випромінювань визначається величиною пробігу, тобто шляхом, пройденим часткою в речовині до її повного зникнення.

Джерела іонізуючих випромінювань поділяються на природні та штучні (антропогенні, техногенні).

Штучними джерелами іонізуючих випромінювань є ядерні вибухи, ядерні установки для виробництва енергії, ядерні реактори, прискорювачі заряджених частинок, рентгенівські апарати, прилади апаратури засобів зв'язку високої напруги тощо.

Однією з причин появи іонізуючого випромінювання е радіоактивність — спонтанне (мимовільне) перетворення нестійких атомних ядер (радіонуклідів) в ядра інших елементів, що супроводжується випромінюванням часток або квантів енергії. Хімічні елементи, радіонукліди, звуться радіоактивними елементами або радіоактивними ізотопами. Радіонукліди утворюють випромінювання в момент свого перетворення в інші ядра. Радіоактивні ізотопи характеризуються періодом напіврозпаду (від секунд до мільйонів років), типом радіоактивного розпаду, активністю (числом радіоактивних перетворень за одиницю часу) та енергією випромінювання за одиницю часу.

Активність у міжнародній системі (Sі) вимірюється в бекерелях (Бк). 1 Бк = 1 розпад за секунду. Позасистемною одиницею є кюрі (Кі). 1 Кі = 37 • 109 Бк.

Дія іонізуючого випромінювання у будь-якому середовищі залежить від енергії випромінювання й оцінюється дозою іонізуючого випромінювання. Останнє визначається для повітря, речовини і біологічної тканини. Відповідно розрізняють експозиційну, поглинену та еквівалентну дози іонізуючого випромінювання.

Експозиційна доза характеризує іонізуючу спроможність випромінювання в повітрі, вимірюється в кулонах на 1 кг (Кл/кг); позасистемна одиниця — рентген (Р); 1 Кл/кг = 3,88 • 103 Р. Відповідно 1 Р = = 2,68 * 10-4 Кл/кг. За експозиційною дозою можна визначити потенційні можливості іонізуючого випромінювання.

Поглинута доза характеризує енергію іонізуючого випромінювання, що поглинається одиницею маси опроміненої речовини. Вона вимірюється у греях (Гр) (1 Гр = 1 Дж/кг). Застосовується і позасистемна одиниця рад (1 рад = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг).

Еквівалентна доза є мірою біологічного впливу випромінювання на конкретну людину, тобто індивідуальним критерієм небезпеки, зумовленим іонізуючим випромінюванням. За одиницю вимірювання еквівалентної дози прийнято зіверт (Зв): 1 зіверт дорівнює поглинутій дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського та а-, β -випромінювань). Позасистемною одиницею служить бер (біологічний еквівалент рада): 1 бер = 0,01 Зв.

Ефект дії іонізуючого випромінювання зумовлюється не лише кількістю поглинутої об'єктом, що опромінюється, енергії, а й формою, в якій ця енергія передається.

Ніякий інший вид енергії (теплова, електрична та ін.), що поглинається біологічним об'єктом у тій самій кількості, не призводить до таких змін, які спричиняє іонізуюче випромінювання.

Дія іонізуючого випромінювання на організм людини має певні особливості:

• органи чуття не реагують на випромінювання;

• малі дози випромінювання можуть поєднуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);

• випромінювання діє не тільки на певний живий організм, але і на його спадкоємців (генетичний ефект);

• різні органи організму мають різну чутливість до випромінювання.

Найбільш вразливими до дії іонізуючого випромінювання є зародкові клітини, червоний кістковий мозок, легені, щитовидна залоза, інші внутрішні органи. Менш чутливою є кісткова тканина, найменш вразливою вважається шкіра.

Ефекти, викликані дією іонізуючих випромінювань (радіації), систематизуються за видами ушкоджень і часом прояву.

За видами ушкоджень їх поділяють на три групи: соматичні, соматико-стохатичні (випадкові, ймовірні ), генетичні.

За часом прояву виділяють дві групи — ранні (або гострі) і пізні. Ранні ураження бувають тільки соматичні. Це призводить до смерті або променевої хвороби.

Гостра форма виникає в результаті опромінення великими дозами за короткий проміжок часу. При дозах порядку тисяч рад ураження організму може бути миттєвим. Хронічна форма розвивається в результаті тривалого опромінення дозами, що не перевищують летальну дозу (ЛД). При поглинутій дозі 4—6 Гр розвивається важка форма променевої хвороби. 50 % випадків захворювання закінчуються смертю протягом першого місяця.

Зміни, що виникають в організмі під дією іонізуючого випромінювання, залежать від багатьох чинників, насамперед від виду, рівня та часу дії опромінення, розміру поверхні, яка опромінюється, властивостей організму тощо.

Більш віддаленими наслідками променевого ураження можуть бути:

• променеві катаракти;

• лейкози;

• злоякісні пухлини;

• раннє старіння та ін.

Ступінь впливу радіації залежить від того, є опромінення зовнішнім, коли джерело опромінення знаходиться поза тілом людини, чи внутрішнім, коли джерело опромінення знаходиться в тілі людини. Внутрішнє опромінення виникає при вдиханні або ковтанні радіоізотопів, які містяться у воді, їжі, повітрі, особливо запиленому, тощо. Можуть бути локальні ураження, оскільки деякі речовини поглинаються і накопичуються в конкретних органах.

Гранично допустимою дозою (ГДД) загального опромінення людини вважається доза, яка у світлі сучасних знань не повинна викликати значних ушкоджень організму протягом життя. ГДД для людей, які постійно працюють з радіоактивними речовинами, прийнято вважати 2 бер на рік. При цій дозі не спостерігається соматичних уражень, проте достовірно поки невідомо, яким чином реалізуються канцерогенний і генетичний ефекти дії. Цю дозу слід розглядати як верхню межу, до якої не варто наближатися.

Надзвичайно швидкий розвиток застосування відкритих джерел випромінювань в науці і на практиці, виявлення негативного впливу випромінювання на живі організми майже одночасно з відкриттям рентгенівського випромінювання і радіоактивного розпаду зумовили розгляд питань захисту людини від негативного впливу іонізуючого випромінювання.

Заходи радіаційної безпеки, що застосовують на підприємствах, залежать від конкретних умов роботи з джерелами іонізуючих випромінювань і передусім від типу джерела випромінювання.

Закритими називаються будь-які джерела іонізуючого випромінювання, будова яких виключає проникнення радіоактивних речовин у навколишнє середовище при передбачених умовах їхньої експлуатації і зносу.

Встановлені певні закони поширення іонізуючих випромінювань і характеру їх взаємодії з речовиною, серед найголовніших з яких є такі:

1) доза зовнішнього опромінення пропорційна інтенсивності випромінювання і часу впливу;

2) інтенсивність випромінювання від точкового джерела пропорційна кількості квантів або часток, що виникають у ньому за одиницю часу, і обернено пропорційна квадрату відстані;

3) інтенсивність випромінювання може бути зменшена за допомогою екранів.

Основними принципами забезпечення радіаційної безпеки при роботі із закритими джерелами іонізуючого випромінювання є:

• зменшення потужності джерел до мінімальних значень ("захист кількістю");

• скорочення часу роботи з джерелом ("захист часом");

• збільшення відстані від джерел до людей ("захист відстанню");

• екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають іонізуюче випромінювання ("захист екраном").

Відкритими називаються такі джерела іонізуючого випромінювання, при використанні яких можливе потрапляння радіоактивних речовин у навколишнє середовище.

При цьому може відбуватися не тільки зовнішнє, але і додаткове внутрішнє опромінення персоналу. Тому, основними принципами забезпечення радіаційної безпеки при взаємодії з відкритими джерелами іонізуючого випромінювання є:

• використання принципів захисту, що застосовуються при роботі з джерелами випромінювання у закритому вигляді;

• герметизація виробничого устаткування з метою ізоляції процесів, що можуть стати джерелами надходження радіоактивних речовин у зовнішнє середовище;

• заходи планувального характеру;

• застосування санітарно-технічних засобів та устаткування, використання спеціальних захисних матеріалів;

• використання засобів індивідуального захисту і санітарної обробки персоналу;

• дотримання правил особистої гігієни;

• очищення від радіоактивних забруднень поверхонь будівельних конструкцій, апаратури і засобів індивідуального захисту;

• використання радіопротекторів (біологічний захист).