Определения,
обозначения и единицы измерения физических величин
Примечание: Единица 1
мкЗв/ч энергетически эквивалентна примерно 100 мкР/ч.
2 Правила поведения и действия населения при радиационных авариях и радиоактивном заражении местности.
Радиоактивное
заражение местности может возникнуть
как в результате применения ядерного
оружия во время военных действий, так
и в мирное время при авариях на
радиационно-опасных объектах.
Радиоактивность зараженной местности
характеризуется уровнем радиации, то
есть дозой, которую может получить
человек на зараженной местности за
определенный промежуток времени (год,
час, секунда), мощностью дозы.
Размеры
зараженной зоны зависят от многих
факторов: масштаба аварии (ядерного
взрыва), метеоусловий в момент аварии
(направления и скорости ветра), характера
и агрегатного состояния выброса
радиоактивных веществ. Длина зараженной
полосы по следу движения радиоактивного
облака может достигать сотен, а ширина
– десятков километров длительность
заражения может составлять недели и
месяцы, обнаружить радиоактивное
заражение можно только с помощью
дозиметрических приборов.
Вместе
с тем, высокие уровни радиации со временем
быстро снижаются (по экспоненте),
например, если мощность дозы (уровень
радиации) через 1 час после ядерного
взрыва составляет 2 Зв/час (200 Р/ч), то
через 7 часов уровень снизится до 0,2 Зв/ч
(20 Р/ч).
Кроме
того, ионизирующее излучение достаточно
эффективно поглощается различными
материалами. Ослабление излучения
характеризуется слоем половинного
ослабления, т.е. таким слоем вещества,
при прохождении которого интенсивность
излучения уменьшается в два раза. Так,
интенсивность потока гамма-лучей
уменьшается в два раза при прохождении
2 см слоя свинца, 10 см слоя бетона, 30 см
слоя дерева. Альфа- и бета излучение
ослабляется еще более эффективно.
При
радиоактивном заражении местности
могут быть заражены здания и сооружения,
оборудование и техника, водоисточники,
запасы продовольствия, люди и животные.
В условиях радиоактивного заражения
человек может быть облучен ионизирующим
излучением от внешних источников, а
также при попадании радионуклидов
внутрь организма – при вдыхании
радиоактивной пыли, потреблении
зараженных продуктов питания и воды.
Эти
соображения и диктуют правила поведения
и действия населения при радиационных
авариях и радиоактивном заражении
местности:
1.
Защитить органы дыхания имеющимися
средствами индивидуальной защиты;
надеть
маски противогазов, респираторы,
ватно-тканевые повязки, противопыльные
тканевые маски
или применить подручные средства:
платки, шарфы, другие тканевые изделия.
2.
По возможности быстро укрыться в
ближайшем здании, защитном сооружении,
лучше всего – в
собственной квартире.
3.
Войдя в помещение, снять и поместить
верхнюю одежду и обувь в пластиковый
пакет
или пленку, закрыть окна и двери, отключить
вентиляцию, включить телевизор,
радиоприемник.
4.
Занять место вдали от окон, быть готовым
к приему информации и указаний.
5.
При наличии измерителя мощности дозы
(дозиметра, рентгенметра) определить
уровень
радиации
6.
Провести герметизацию помещения и
защиту продуктов питания; подручными
средствами заделать щели в окнах и
дверях, заклеить вентиляционные
отверстия.
7.
Открытые продукты положить в полиэтиленовые
пакеты или завернуть в полиэтиленовую
пленку.
8. Сделать запас
воды в закрытых сосудах.
9.
Продукты и воду поместить в холодильники
или закрываемые шкафы или кладовки.
10.
В течении 7 дней ежедневно принимать по
одной таблетке (0.125г) йодистого калия.
При их отсутствии использовать 5%-й
раствор йода, 3-5 капель на стакан воды
для
взрослых и 1-2 капли на 100 г воды для детей
до 2-х лет. Прием повторять через
5-7 часов. ( Таблетки выдаются
лечебно-профилактическими учреждениями).
11.
Промывать при приготовлении пищи все
продукты, выдерживающие воздействие
воды.
12.
Строго соблюдать правила личной гигиены,
значительно снижающие внутреннее
облучение организма.
13.
Оставлять помещение только при крайней
необходимости и на короткое время. При
выходе защищать органы дыхания, а также
надевать плащи, накидки. После
возвращения переодеться.
При
перерастании аварии в ЧС готовиться к
эвакуации, для этого необходимы следующие
вещи:
Лишних
вещей не брать, уложить необходимые
вещи в чемоданы и рюкзаки. Вес и габариты
их должны
позволять без особых усилий перемещать
каждый из них одним
человеком и не перегружать эвакотранспорт.
Обернуть грузы синтетической пленкой.
Передвигаясь
в загрязненной зоне, необходимо соблюдать
следующие правила:
По
прибытии в район размещения пройти
полную санитарную обработку, сдать
средства индивидуальной защиты и одежду
на дезактивацию или утилизацию. Промыть
глаза 2%-ым раствором питьевой соды или
чистой водой, прополоскать рот и горло,
два раза вымыть тело водой с мылом. После
прохождения дозиметрического контроля
надеть чистое белье, одежду, обувь.
При
проживании в местности,
радиоактивная загрязненность которой
превосходит
норму, но не превышает опасных пределов,
необходимо соблюдать следующие
рекомендации:
Структура
прогнозируемой дозы за 50 лет при условии,
что все это время население
будет употреблять продукты питания,
выращенные на загрязненной территории,
распределяется следующим образом:
При
радиационных авариях в числе изотопов
присутствует йод – 131 с периодом
полураспада 8 дней. В организме человека
он поражает щитовидную железу. Эффективным
средством защиты при этом служит йодная
профилактика.
Лучше, если прием
стабильного йода будет осуществляться
заблаговременно или одновременно с
поступлением радиоактивного: 100мг дают
защитный эффект на 24 часа. Предельный
срок
его ежегодного приема (при необходимости)
1-10 дней для взрослых и 2 дня для детей
до 3 месяцев.
Свойства ионизирующих излучений
Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц — ядер гелия-4. Альфа-частицы, рождающиеся при радиоактивном распаде, могут быть легко остановлены листом бумаги. Бета-излучение — это поток электронов, возникающих при бета-распаде; для защиты от бета-частиц энергией до достаточно алюминиевой пластины толщиной в несколько миллиметров. Гамма-излучение обладает гораздо большей проникающей способностью, поскольку состоит из высокоэнергичных фотонов, не обладающих зарядом; для защиты эффективны тяжёлые элементы (свинец и т. д.), поглощающие МэВ-ные фотоны в слое толщиной несколько см. Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии.
По механизму взаимодействия с веществом выделяют непосредственно потоки заряженных частиц и косвенно ионизирующее излучение (потоки нейтральных элементарных частиц — фотонов и нейтронов). По механизму образования — первичное (рождённое в источнике) и вторичное (образованное в результате взаимодействия излучения другого типа с веществом) ионизирующее излучение.
Энергия частиц ионизирующего излучения лежит в диапазоне от нескольких сотен электронвольт (рентгеновское излучение, бета-излучение некоторых радионуклидов) до 1015—1020 и выше электронвольт (протоны космического излучения, для которых не обнаружено верхнего предела по энергии).
Длина пробега и проникающая способность сильно различаются — от микрометров в конденсированной среде (альфа-излучение радионуклидов, осколки деления) до многих километров (высокоэнергетические мюоны космических лучей).
Воздействие на конструкционные материалы
Учёт радиационных повреждений инженерных конструкций наиболее актуален для ядерных реакторов и полупроводниковой электроники, рассчитанной на работу в условиях радиации.
Воздействие на полупроводники
Основные типы радиационных повреждений, приводящих к разовым или необратимым отказам полупроводниковых приборов:
Химическое действие ионизирующего излучения
При расширении круга известных видов ионизирующего излучения и сфер его приложения оказалось, что мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддаётся простому определению из-за сложности и многообразности протекающих при этом процессов. Важным из них, дающим начало физико-химическим изменениям в облучаемом веществе и приводящим к определённому радиационному эффекту, является поглощение энергии ионизирующего излучения веществом. В результате этого возникло понятие поглощённая доза. Она показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы облучаемого вещества и определяется отношением поглощённой энергии ионизирующего излучения к массе поглощающего вещества.
За единицу измерения поглощённой дозы в системе СИ принят грей (Гр). 1 Гр — это такая доза, при которой массе 1 кг передаётся энергия ионизирующего излучения в 1 джоуль. Внесистемной единицей поглощённой дозы является рад. 1 Гр = 100 рад.
Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения со средой — это ионизационный эффект. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.
Экспозиционная доза — это отношение суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованных после полного торможения в воздухе электронов и позитронов, освобождённых или порождённых фотонами в элементарном объёме воздуха, к массе воздуха в этом объёме.
В международной системе единиц (СИ) единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, делённый на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица — рентген (Р). 1 Кл/кг = 3876 Р.
Эффективная эквивалентная доза.
Нормативный
документ, установивший нормы радиационной
безопасности (НРБ-99), действующий с 1
января 2000 г, ввел дополнительное понятие
для эквивалентной дозы, т.н. «эффективная
эквивалентная доза» или просто
«эффективная доза». Это связано с тем,
что одни органы (ткани) живого организма
более чувствительны к действию радиации,
чем другие. При одинаковой эквивалентной
дозе облучения возникновение рака в
легких более вероятно, чем в щитовидной
железе, а облучение половых желез
особенно опасно из-за риска генетических
повреждений.
Поэтому дозы
облучения органов и тканей следует
учитывать с разным коэффициентом,
который называется коэффициентом
радиационного риска. Умножив эквивалентную
дозу на соответствующий коэффициент
радиационного риска и просуммировав
по всем органам и тканям, получим т.н.
эффективную эквивалентную дозу
(Дэфф.экв.), отражающую
суммарный эффект облучения организма.
Эффективная эквивалентная доза
(эффективная доза) также измеряется в
Зивертах.
Естественный радиационный фон
Камера Вильсона, использованная первыми исследователями, которые обнаружили космические лучи и другую фоновую радиацию. Их можно использовать для визуализации радиационного фона.
Воздействие радиации от естественных источников — неизбежная черта повседневной жизни как на работе, так и в общественных местах. Это облучение в большинстве случаев мало или совсем не беспокоит общество, но в определённых ситуациях необходимо учитывать введение мер по охране здоровья, например, при работе с урановыми и ториевыми рудами и другими радиоактивными материалами естественного происхождения (NORM). В последние годы Агентство уделяет этим ситуациям повышенное внимание»
Оценка максимальной дозы радиации, полученной на высоте 12 км 20 января 2005 г. после сильной солнечной вспышки. Дозы выражены в микрозивертах в час.
Точно так же космические лучи оказывают более сильное фоновое воздействие на космонавтов, чем на людей на поверхности Земли. Астронавты на низких орбитах, например, на Международной космической станции или космическом шаттле, частично защищены магнитным полем Земли, но также страдают от радиационного пояса Ван Аллена, который аккумулирует космические лучи во внутренней области земной магнитосферы. За пределами низкой околоземной орбиты, по опыту астронавтов «Аполлона», летевших на Луну, это фоновое излучение более интенсивно и представляет собой значительное препятствие для потенциального будущего долгосрочного исследования человеком Луны или полёта на Марс.
Космические лучи также вызывают трансмутацию элементов в атмосфере, при которой вторичное излучение, генерируемое космическими лучами, объединяется с атомными ядрами в атмосфере, образуя различные нуклиды. Могут возникать многочисленные так называемые космогенные нуклиды, но, вероятно, наиболее заметным из них является углерод-14, который образуется при взаимодействии с атомами азота. Эти космогенные нуклиды в конечном итоге достигают поверхности Земли и могут встраиваться в живые организмы. Производство этих нуклидов незначительно меняется в зависимости от краткосрочных изменений потока солнечных космических лучей, но считается практически постоянным в больших масштабах от тысяч до миллионов лет. Постоянное воспроизводство, включение в организмы и относительно короткий период полураспада углерода-14 — это принципы, используемые при радиоуглеродном датировании древних биологических материалов, таких как деревянные артефакты или человеческие останки.
Еда и вода
Для
оценки поверхностной загрязненности
бета-радионуклидами необходимо дозиметр
включить в режим измерения МЭД
гамма-излучения. Дозиметр сориентировать
окном,
которое находится напротив детектора
(далее по тексту – окно детектора),
параллельно
обследуемой поверхности и расположить
на минимальном расстоянии от нее.
Для
оценки поверхностной загрязненности
бета-радионуклидами необходимо
осуществлять
два измерения: первое – с открытым окном
детектора; второе – с закрытым с помощью
крышки-фильтра окном детектора. Перед
началом каждого измерения необходимо
кратковременно
нажать кнопку «ПОРОГ». Результатом
измерений при этом будет разность между
первым и вторым измерениями. Наличие
разности значений между первым и вторым
измерениями,
выходящей за пределы погрешности
измерений, будет свидетельствовать о
поверхностной
загрязненности обследуемого объекта
бета-радионуклидами.
Результатом
измерений для оценки поверхностной
загрязненности бета-радионуклидами
следует считать среднее арифметическое
пяти измерений через 10 с после начала
измерения или каждое значение, полученное
после прекращения мигания индикатора.
Результат
будет представлен в условных единицах
мкЗв·ч-1.
Природа ионизирующего излучения
Ионизирующие излучения применяются в различных отраслях:
В аналитической химии
Для
включения режима индикации измеренного
значения ЭД гамма-излучения необходимо
кратковременно нажать кнопку РЕЖИМ.
Этот режим является следующим после
режима измерения МЭД гамма-излучения
(который включается приоритетно с
момента
включения дозиметра). Признаком этого
режима будет высвечивание символа «mSv»
на индикаторе. Единицы измерения ЭД
гамма-излучения выражены в мЗв. В начале
работы
дозиметра запятая на индикаторе будет
находиться после первого слева разряда.
По мере
возрастания значения ЭД гамма-излучения
запятая будет автоматически смещаться
вправо,
вплоть до полного заполнения шкалы ЭД
дозиметра.
Примечание.
В случае имеющегося нормального (около
0,1 мкЗв·ч-1)
фонового гамма-излучения изменение
на единицу младшего разряда шкалы ЭД
состоится приблизительно через 10 часов
и на индикаторе высветится
результат «0,001 mSv», что соответствует
1,0 мкЗв.
Примеры мощности радиационного фона
Радиационный фон зависит от места и времени. В таблице приведены примеры:
МЭД
мощность экспозиционной дозы
минимальная эффективная доза
Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. — С.-Пб.: Политехника, 1997. — 527 с.
МЭДМЭкД
мощность эквивалентной дозы
Московская энергетическая дирекция
Московский энергетический диалог
МЭН «МЭД»
см. также: МЭН
Словарь сокращений и аббревиатур.
.
.
Смотреть что такое “МЭД” в других словарях
Подсчитав индивидуальные эффективные дозы, полученные отдельными людьми, можно прийти к коллективной дозе — сумме индивидуальных эффективных доз в данной группе людей за данный промежуток времени. Коллективную дозу можно подсчитать для населения отдельной деревни, города, административно-территориальной единицы, государства и т. д. Её получают путём умножения средней эффективной дозы на общее количество людей, которые находились под воздействием излучения. Единицей измерения коллективной дозы является человеко-зиверт (чел.-Зв.), внесистемная единица — человеко-бэр (чел.-бэр). Коллективная доза может накапливаться в течение длительного времени, даже не одного поколения, а охватывая последующие поколения.
Кроме того, выделяют следующие дозы:
Искусственные источники ионизирующего излучения:
Многие стабильные атомы в результате облучения и соответствующей индуцированной ядерной реакции превращаются в нестабильные изотопы. В результате такого облучения стабильное вещество становится радиоактивным, причём тип вторичного ионизирующего излучения будет отличаться от первоначального облучения. Наиболее ярко такой эффект проявляется после нейтронного облучения. Типичным примером является кобальт, который в природе находится только в виде одного стабильного изотопа — кобальта-59. Его сечение захвата тепловых нейтронов высокое, и он легко становится радиоактивным кобальтом-60, имеющим период полураспада около 5 лет. Природное железо содержит изотоп железо-54, который, захватывая нейтрон, становится относительно долгоживущим (период полураспада — чуть больше 2,5 лет) железом-55, излучающим характеристическое рентгеновское излучение и оже-электроны в процессе электронного захвата.
В то же время облучение вещества рентгеновскими лучами и низкоэнергетичными (ниже нескольких МэВ) гамма-квантами и бета-частицами не приводит к наведённой радиоактивности, поскольку их энергии недостаточно для ядерных реакций, превращающих стабильные ядра в радиоактивные.
Цепочка ядерных превращений
В процессе ядерного распада или синтеза возникают новые нуклиды, которые также могут быть нестабильны. В результате возникает цепочка ядерных превращений. Каждое превращение имеет свою вероятность и свой набор ионизирующих излучений. В результате интенсивность и характер излучений радиоактивного источника может значительно меняться со временем.
3.5. МЭД – мощность эквивалентной дозы гамма-излучения содержащихся в металлоломе радионуклидов вблизи поверхности (на расстоянии не более 10 см) партии (фрагмента) металлолома (за вычетом вклада природного фона).
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации.
.
.
Эффективная доза (E) — величина, используемая как мера риска возникновения отдалённых последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учётом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты.
Одни органы и ткани человека более чувствительны к действию радиации, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака в лёгких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения разных органов и тканей следует учитывать с разным коэффициентом, который называется взвешивающим коэффициентом ткани. Умножив значение эквивалентной дозы на соответствующий взвешивающий коэффициент и просуммировав по всем тканям и органам, получим эффективную дозу, отражающую суммарный эффект для организма. Взвешивающие коэффициенты устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всего организма составляла единицу.
Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы. Она также измеряется в зивертах или бэрах.
Эффективная и эквивалентная дозы — это нормируемые величины, то есть, величины, являющиеся мерой ущерба (вреда) от воздействия ионизирующего излучения на человека. К сожалению, они не могут быть непосредственно измерены. Поэтому в практику введены операционные дозиметрические величины, однозначно определяемые через физические характеристики поля излучения в точке, максимально возможно приближенные к нормируемым.
Основной операционной величиной является амбиентный эквивалент дозы (синонимы — эквивалент амбиентной дозы, амбиентная доза).
Амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — эквивалент дозы, который был создан в шаровом фантоме МКРЕ (международной комиссии по радиационным единицам) на глубине d (мм) от поверхности по диаметру, параллельному направлению излучения, в поле излучения, идентичном рассматриваемому по составу, флюенсу и энергетическому распределению, но мононаправленном и однородном, то есть амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — это доза, которую получил бы человек, если бы он находился на месте, где проводится измерение.
Единица амбиентного эквивалента дозы — зиверт (Зв).
3.1. Настоящие нормы
устанавливают допустимые уровни ионизирующих излучений на участках застройки и
критерии для принятия решений при проведении инженерных изысканий для
строительства, проектировании и строительстве.
3.2. Соблюдение настоящих
норм обеспечивает выполнение требований и нормативов Федерального закона о
радиационной безопасности населения и Норм радиационной безопасности НРБ-96.
3.3. Настоящие нормы должны
выполняться при:
производстве инженерных
радиационно-экологических изысканий для строительства;
планировании и проведении
вскрышных работ, а также работ по инженерной защите участков от неблагоприятных
природных и техногенных воздействий;
проектировании и
строительстве (реконструкции) зданий и сооружений;
проведении экологической
экспертизы проектной документации.
3.4.
Радиационно-экологические изыскания для строительства должны выполняться
лицензированными в установленном порядке организациями.
3.5 Нормы предусматривают
проведение предпроектных, проектных и контрольных инженерных
радиационно-экологических изысканий для строительства.
3.6. Предпроектные изыскания
проводятся для разработки прединвестиционной, градостроительной и
обосновывающей инвестиции документации, а также, в необходимых случаях, для
разработки планов мероприятий по очистке участков от загрязнений техногенными
радионуклидами (ТРН) и уточнения задач проектных изысканий.
Предпроектные изыскания
должны включать в себя определение мощности эквивалентной дозы (МЭД) внешнего
гамма-излучения на участке, а также гамма-каротаж скважин и оценку
потенциальной радоноопасности участка.
Оценка потенциальной
радоноопасности участка производится на основе анализа имеющихся фондовых
материалов местных организаций (Роскомнедр, Москомприроды, Мосгоргеотреста,
МосНПО “Радон”, центров Госсанэпиднадзора и др.).
3.7. Проектные изыскания
проводятся для разработки ТЭО (проекта) строительства и рабочей документации.
Проектные изыскания должны включать в себя определение исходных данных, требующихся
для установления необходимости противорадоновой защиты здания и ее
проектирования: значения плотностей потоков радона из почвы, сезонное колебание
уровня грунтовых вод, удельные активности радионуклидов в грунтах.
3.8. Предпроектные и
проектные изыскания допускается проводить в одну стадию.
3.9. Контрольные изыскания
проводятся перед сдачей объекта строительства в эксплуатацию для проверки
соответствия фактических значений радиационно-гигиенических характеристик среды
внутри зданий и на участке застройки требованиям санитарных норм, а также для
оценки эффективности мероприятий по радиационной безопасности, реализованных
при проектировании и строительстве.
Контрольные изыскания должны
включать в себя:
определение МЭД
гамма-излучения на участке застройки и в помещениях зданий;
определение значений
эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) радона в помещениях
зданий.
В случае превышения
фактических значений радиационных характеристик, допускаемых гигиеническими
нормами уровней, на основе результатов контрольных изысканий должны быть
определены содержание и объем мероприятий, обеспечивающих выполнение
нормативных требований.
3.10. Определения и
сокращения используемых в нормах понятий приводятся в приложении 1.
Определения, обозначения и
единицы измерения физических величин приводятся в приложении 2.
Биологическое действие ионизирующих излучений
Разные типы ионизирующего излучения обладают разным разрушительным эффектом и разным способом воздействия на биологические ткани. Соответственно, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятие относительной биологической эффективности излучения. Для заряженных частиц биологическая эффективность прямо связана с линейной передачей энергии данного типа частиц (средняя потеря энергии частицей на единицу длины пробега частицы в ткани).
Помимо биологической эффективности, необходимо учитывать проникающую способность излучений. Например, тяжёлые ядра атомов и альфа-частицы имеют крайне малую длину пробега в сколько-нибудь плотном веществе, поэтому радиоактивные альфа-источники опасны не при внешнем облучении, а лишь при попадании внутрь организма. Наоборот, гамма-излучение обладает значительной проникающей способностью.
Некоторые радиоактивные изотопы способны встраиваться в процесс обмена веществ живого организма, замещая стабильные элементы. Это приводит к удержанию и накоплению радиоактивного вещества непосредственно в живых тканях, что существенно увеличивает опасность контакта. Например, широко известны йод-131, изотопы стронция, плутония и т. п. Для характеристики этого явления используется понятие период полувыведения изотопа из организма.
Механизмы биологического воздействия
Прямое действие ионизирующих излучений — это прямое попадание ионизирующих частиц в биологические молекулярные структуры клеток и в жидкие (водные) среды организма.
Непрямое или косвенное действие — действие свободных радикалов, возникающих в результате ионизации, создаваемой излучением в жидких средах организма и клеток. Свободные радикалы вызывают нарушения целостности цепочек макромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что может привести как к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся (эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки.
После действия излучения на организм в зависимости от дозы могут возникнуть детерминированные и стохастические радиобиологические эффекты. Например, порог появления симптомов острой лучевой болезни у человека составляет 1—2 Зв на всё тело.
Радиационный фон происходит от множества источников, как естественных, так и искусственных. К ним относятся как космическое излучение, так и радиоактивность окружающей среды от естественных радиоактивных материалов (таких как радон и радий), а также искусственное медицинское рентгеновское излучение, глобальные выпадения в результате испытаний ядерного оружия и радиационных аварий.
Гигиеническое нормирование ионизирующих излучений
Нормирование осуществляется по санитарным правилам и нормативам СанПин 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)».
Устанавливаются дозовые пределы эффективной дозы для следующих категорий лиц:
Основные пределы доз и допустимые уровни облучения персонала группы Б равны четверти значений для персонала группы А.
Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности () , а для обычного населения за всю жизнь — . Планируемое повышенное облучение допускается только для мужчин старше при их добровольном письменном согласии после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья.
Радиационно-экологические
изыскания для строительства – комплекс изысканий, предпринимаемых с целью
получения информации о радиационной обстановке на территории для последующего
определения состава, последовательности и объема мероприятий по обеспечению
радиационной безопасности населения на участках застройки и в зданиях.
Радионуклиды – вещества,
атомные ядра которых самопроизвольно распадаются с испусканием ионизирующих
излучений.
Естественные радионуклиды
(ЕРН) – основные радионуклиды природного происхождения, содержащиеся в
породообразующих материалах земной коры: радий (Ra-226), торий (Th-220), калий
(K-40).
Техногенные радионуклиды
(ТРН) – радионуклиды, попадающие в окружающую среду в результате человеческой
деятельности.
Радиоактивное загрязнение
территории – присутствие ТРН в воздухе, воде, внутри или на поверхности почвы.
Внешнее гамма-излучение –
гамма-излучение источников, находящихся вне организма человека.
Радон (Rn-222), Торон
(Rn-220) – газообразные радионуклиды уранового и ториевого рядов, продукты
распада Ra-226 и Ra-224 соответственно.
Дочерние продукты радона
(ДПР) – продукты распада Rn-222;
Почвенный воздух – смесь
газов в свободных пространствах в объеме почвы (грунта);
Потенциально радоноопасная
территория – территория, на которой из-за неблагоприятного сочетания физических
характеристик грунтов строительство зданий без противорадоновой защиты связано
с высокой вероятностью образования сверхнормативной ЭРОА радона в помещениях;
Противорадоновая защита –
специальные технические мероприятия, предпринимаемые с целью защиты помещений
зданий от поступлений радона;
МЭД – мощность эквивалентной
дозы (внешнего гамма-излучения);
ЭРОА – эквивалентная
равновесная объемная активность (радона в воздухе);
ОА – объемная активность
(радона в воздухе).
Мощность дозы (интенсивность облучения) — приращение соответствующей дозы под воздействием данного излучения времени. Имеет размерность соответствующей дозы (поглощённой, экспозиционной и т. п.), делённую времени. Допускается использование различных специальных единиц (например: Зв/час, бэр/мин, мЗв/год
Допустимые и смертельные дозы для человека
Миллизиверт (мЗв) часто используется как мера дозы при медицинских диагностических процедурах (рентгеноскопия, рентгеновская компьютерная томография и т. п.).
Согласно постановлению главного государственного санитарного врача России за № 11 от 21 апреля 2006 г. «Об ограничении облучения населения при проведении рентгенорадиологических медицинских исследований», п. 3.2, необходимо «обеспечить соблюдение годовой эффективной дозы 1 мЗв при проведении профилактических медицинских рентгенологических исследований, в том числе при проведении диспансеризации».
Облучение от других техногенных источников значительно меньше:
Дозы получаемые персоналом в промышленности
Дисплеи, показывающие окружающие радиационные поля 0,120-0,130 мкЗв/ч (1,05-1,14 мЗв/год) на атомной электростанции. Это значение включает естественный фон от космических и земных источников
Атмосферные ядерные испытания
Однако радиационный фон для профессиональных доз включает радиацию, которая не измеряется приборами в условиях потенциального профессионального облучения. Это включает как «естественный радиационный фон» за пределами места работы, так и любые дозы медицинского облучения. Это значение обычно не измеряется или не известно из обследований, поэтому изменения общей дозы для отдельных работников неизвестны. Это может оказаться значительным, сбивающим с толку фактором при оценке воздействия радиационного облучения на группу работников, у которых может значительно отличаться естественный фон и дозы медицинского облучения. Это особенно важно, когда производственные дозы очень низкие.
Ядерный топливный цикл
Комиссия по ядерному регулированию, Агентство по охране окружающей среды США и другие американские и международные агентства требуют, чтобы лицензиаты ограничивали радиационное воздействие на отдельных лиц из населения до 1 мЗв (100 м бэр) в год.
Измерение ионизирующих излучений
Исторически первыми датчиками ионизирующего излучения были химические светочувствительные материалы, используемые в фотографии. Ионизирующие излучения засвечивали фотопластинку, помещённую в светонепроницаемый конверт. Однако от них быстро отказались из-за длительности и затратности процесса, сложности проявки и низкой информативности.
В качестве датчиков ионизирующего излучения в быту и промышленности наибольшее распространение получили дозиметры на базе счётчиков Гейгера. Счётчик Гейгера — газоразрядный прибор, в котором ионизация газа излучением превращается в электрический ток между электродами. Как правило, такие приборы корректно регистрируют только гамма-излучение. Некоторые приборы снабжаются специальным фильтром, преобразующим бета-излучение в гамма-кванты за счёт тормозного излучения. Счётчики Гейгера плохо селектируют излучения по энергии, для этого используют другую разновидность газоразрядного счётчика, т. н. пропорциональный счётчик.
Широкое применение в науке получили сцинтилляторы. Эти приборы преобразуют энергию излучения в видимый свет за счёт поглощения излучения в специальном веществе. Вспышка света регистрируется фотоэлектронным умножителем. Сцинтилляторы хорошо разделяют излучение по энергиям.
Для исследования потоков элементарных частиц применяют множество других методов, позволяющих полнее исследовать их свойства, например, пузырьковая камера, камера Вильсона.
Эффективность взаимодействия ионизирующего излучения с веществом зависит от типа излучения, энергии частиц и сечения взаимодействия облучаемого вещества. Важные показатели взаимодействия ионизирующего излучения с веществом:
В Международной системе единиц (СИ) единицей поглощённой дозы является грэй (русское обозначение: Гр, международное: Gy), численно равный поглощённой энергии в на массы вещества. Иногда встречается устаревшая внесистемная единица рад (русское обозначение: рад; международное: rad): доза, соответствующая поглощённой энергии на вещества. 1 рад = 0,01 Гр. Не следует путать поглощённую дозу с эквивалентной дозой .
Активность радиоактивного источника ионизирующего излучения определяется как среднее количество распадов ядер в единицу времени. Соответствующая единица в системе СИ беккерель (русское обозначение: Бк; международное: Bq) обозначает количество распадов в секунду. Применяется также внесистемная единица кюри (русское обозначение: Ки; международное: Ci). 1 Ки = 3,7⋅1010 Бк. Первоначальное определение этой единицы соответствовало активности радия-226.
Корпускулярное ионизирующее излучение также характеризуется кинетической энергией частиц. Для измерения этого параметра наиболее распространена внесистемная единица электронвольт (русское обозначение: эВ, международное: eV). Как правило радиоактивный источник генерирует частицы с определённым спектром энергий. Датчики излучений также имеют неравномерную чувствительность по энергии частиц.
В лаборатории радиационной метрологии радиационный фон относится к измеренному значению от любых случайных источников, которые влияют на прибор при измерении пробы конкретного источника излучения. Этот фоновый вклад, который устанавливается как стабильное значение путём многократных измерений, обычно до и после измерения образца, вычитается из интенсивности, полученной при измерении образца.
Та же проблема возникает с приборами радиационной защиты, где на показания прибора может влиять радиационный фон. Примером этого является сцинтилляционный детектор, используемый для контроля поверхностного радиоактивного загрязнения. В условиях повышенного гамма-фона на сцинтилляционный материал будет влиять фоновая гамма-характеристика, которая складывается с показаниями, полученными от любого контролируемого загрязнения. В крайних случаях это сделает прибор непригодным для использования, поскольку фон заглушает более низкий уровень радиации от загрязнения. В таких приборах фон нужно постоянно контролировать в состоянии «Готов» и вычитать из любых показаний, полученных при использовании в режиме «Измерение».
Регулярное измерение радиации проводится на нескольких уровнях. Правительственные агентства собирают показания радиации в рамках мандатов экологического мониторинга, часто делая их доступными для общественности, а иногда и в режиме, близком к режиму реального времени. Совместные группы и частные лица также могут предоставлять показания в режиме реального времени доступными для общественности. Инструменты, используемые для измерения радиации, включают трубку Гейгера — Мюллера и сцинтилляционный детектор. Первый, как правило, более компактный и доступный и реагирует на несколько типов излучения, в то время как последний является более сложным и может обнаруживать определённые энергии и типы излучения. Показания указывают на уровни излучения от всех источников, включая фоновые, и показания в реальном времени, как правило, не подтверждаются, но корреляция между независимыми детекторами увеличивает уверенность в измеренных уровнях радиации.
Список государственных пунктов измерения радиации в режиме, близком к реальному времени, с использованием различных типов приборов:
Список международных центров совместных / частных измерений в режиме, близком к реальному времени, использующих в основном детекторы Гейгера-Мюллера:
Эквивалентная доза (биологическая доза)
Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощённых дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжёлая частица (например протон) производит на единице длины пути в ткани больше ионов, чем лёгкая (например электрон). При одной и той же поглощённой дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза рассчитывается путём умножения значения поглощённой дозы на специальный коэффициент — взвешивающий коэффициент излучения, учитывающий относительную биологическую эффективность различных видов радиации.
Мощность дозы излучения
Интенсивность
воздействия ионизирующего излучения
характеризуется мощностью дозы излучения
– отношением приращения дозы за интервал
времени к этому интервалу времени, то
есть мощность = доза/время.
Единица мощности
эквивалентной дозы (МЭД) – Зиверт в
секунду, Зв/с. 1 Зв/с = 100 бэр/с. Используются
производные единицы мкЗв/ч (микро-Зиверт
в час), мЗв/ч (милли- Зиверт в час). При
измерениях используют также величины
мощности поглощенной и экспозиционной
доз.
Краски с использованием урановых и других радиоактивных материалов применялись еще задолго до начала нашей эры, но испускаемое ими ионизирующее излучение было так незначительно, что его не могли заметить.
Знак радиационной опасности
Новый знак радиационной опасности
Международный условный знак радиационной опасности («трилистник», «вентилятор») имеет форму трёх секторов шириной 60°, расставленных на 120° друг относительно друга, с небольшим кругом в центре. Выполняется чёрным цветом на жёлтом фоне.
В таблице символов Юникод есть символ знака радиационной опасности — ☢ (U+0x2622).
В 2007 году был принят новый знак радиационной опасности, в котором «трилистник» дополнен знаками «смертельно» («череп с костями») и «уходи!» (силуэт бегущего человека и указывающая стрелка). Новый знак призван стать более понятным для тех, кто не знаком со значением традиционного «трилистника».
Фон ионизирующего излучения
Превышение значений МЭД зафиксировано на загрязнённых после аварии на ЧАЭС территориях в Брянской, Калужской, Курской, Орловской и Тульской областях России в диапазоне . Примерно такие же значения в Житомирской, Киевской, Черниговской и Сумской областях Украины, а также в Гомельской, Брестской и Минской областях Белоруссии. В 100-км зонах радиохимических предприятий и АЭС наблюдаются кратковременные повышения МЭД до , однако среднегодовые значения находятся в пределах колебания фона — .
Однако, если источник излучения не указан как вызывающий подозрения, то измерение общей дозы облучения в определённом месте обычно называется радиационным фоном, и это обычно тот случай, когда мощность дозы, приходящей из окружающей среды, измеряется с экологическими целями.
Нормативные
уровни МЭД внешнего гамма-излучения и потока радона из грунта
4.1. На
открытых участках МЭД гамма-излучения (Н) на уровне 0,1 м от поверхности земли
не должна превышать 0,15 мкЗв/ч (микрозиверт в час).
На участках, где
0,15<Н<0,3 мкЗв/ч, должны быть определены удельные активности техногенных
радионукиидов в почве и по согласованию с органами Госсанэпиднадзора решен
вопрос о необходимости проведения дополнительных дезактивационных мероприятий
для обеспечения выполнения требований
и 10.10 НРБ-96.
При наличии скважин значения МЭД грунта определяются с помощью гамма-каротажа.
На участках, где значение
удельной эффективной активности радионуклидов в почве не превышает 370 Бк/кг,
мероприятия по снижению их содержания в почве не проводятся. На участках, где
эта величина превышает 370 Бк/кг, по согласованию с органами Госсанэпиднадзора
решается вопрос о необходимости проведения дезактивационных работ.
Масштабы и характер защитных
мероприятий определяются с учетом интенсивности радиационного воздействия
загрязнений на население по величине ожидаемой коллективной эффективной дозы.
4.3. При необходимости
очистки участка (дезактивации) от радиоактивных загрязнений следует
руководствоваться требованиями, приводимыми в .
4.4. На участках, где
среднее взвешенное по площади (в пределах плана здания) значение плотности
потока радона из грунта не превышает 80 мБк/(кв.м с) (миллибеккерель на метр
квадратный в секунду), допускается строительство зданий без применения
специальных средств их противорадоновой защиты.
При строительстве на
участках, где среднее взвешенное по площади (в пределах плана здания) значение
плотности потока радона превышает 80 мБк/(кв.м с), должна предусматриваться
специальная противорадоновая защита зданий, проектируемая по рекомендациям
специализированных организаций.
Строительство дошкольных,
общеобразовательных и лечебных учреждений рекомендуется производить на
участках, где плотность потока радона из грунта не превышает 40 мБк/(кв.м с).