Тема 2 (частина 2). Механізм біологічної дії іонізуючого випромінювання на клітини живого організму. Захист від дії іонізуючого опромінення.
Питання теми та основні терміни
Ø Заходи захисту населення в умовах радіаційної катастрофи (за наслідками Чорнобильської аварії).
Ø Захист від впливу іонізуючих випромінювань шляхом обмеження часу опромінення.
Ø Захист від впливу іонізуючого випромінювання шляхом збільшення відстані від джерела.
Ø Захист від впливу іонізуючих випромінювань шляхом застосування поглинаючих екранів та інженерних споруд.
Ø Застосування індивідуальних засобів захисту.
Основні терміни теми: гранично допустима доза, іонізуюче випромінювання, потужність дози, опромінення організму, захист, джерело іонізуючого ви проміння.
Інформаційні матеріали теми
Механізм біологічної дії іонізуючого випромінювання на клітини живого організму.
Частина 2. Захист від дії іонізуючого опромінення
Проблемна ситуація. Проблема сьогодення в тому, що великі території нашої чудової землі забруднені радіонуклідами. Людина не може оцінити в багатьох випадках можливу небезпеку від радіації, яка знаходиться на тій території, де проводяться певні роботи. Тому потрібен постійно періодична профілактика радіаційного опромінення організму.
Там де людина знає рівні забрудненості територій, вона може зменшити вплив на себе радіації використовуючи відомі методи захисту від опромінення. А саме: захист від впливу іонізуючих випромінювань шляхом обмеження часу опромінення, збільшення відстані від джерела радіації, застосування поглинаючих екранів і споруд, застосування індивідуальних засобів захисту та хімічного захисту від випромінювання.
1. н.п. Заходи захисту населення в умовах радіаційної катастрофи (за наслідками Чорнобильської аварії)
У випадках радіаційних аварій у першу чергу проводиться детальне обстеження рівня забруднення території, складаючи картограми місцевості з різним радіаційним фоном, що служить основою інженерно-технічних заходів дезактивації населених пунктів у цих районах (зняття зараження ґрунту, асфальтування доріг, встановлення режимів перебування людей).
Люди, які проживають на забруднених територіях, повинні проходити диспансерне медичне та радіологічне обстеження. Жителів необхідно інформувати про стан їхнього здоров'я і заходи щодо лікування, про рівні зовнішнього та внутрішнього забруднення тіла і оточуючого середовища, а також про радіаційну дезактивацію та індивідуальну профілактику опромінення. Після Чорнобильської аварії близько 600 тисяч людей взяті на облік для систематичного обстеження, хоч для людей, які безпосередньо з аварією не пов'язані, небезпеки променевої хвороби немає.
Забрудненість продуктів харчування радіоактивними нуклідами перевіряється двічі: в сировині, яка постачається, та при випуску готової продукції. При перевищенні допустимих норм продукція бракується, пускається в переробку або знищується.
Профілактика радіаційного ураження ендокринної системи, в першу чергу щитовидної залози, передбачає загально гігієнічні заходи, які перешкоджають постуванню радіонуклідів в організм з вдихуваним повітрям і харчовими продуктами. Це — носіння марлевих респіраторів, герметизація приміщень, обмеження перебування на відкритому повітрі, вологе прибирання. Відразу після аварії рекомендується приймати аптечні препарати йоду протягом 2-3 діб, а при необхідності тривалого знаходження в зоні радіоактивного забруднення — протягом 10-20 днів.
Використовуючи технологічні прийоми, можна знизити забрудненість продуктів харчування. При переробці забрудненого молока концентрація цезію-137 в одержаному молоці в 2 рази менша, що дозволяє використовувати його в їжу. В рослинництві застосовують меліорацію земель (внесення органічних і мінеральних добрив, переорювання ґрунтів, їх вапнування, добавка глинистих мінералів, які зв'язують цезій), підбирання видів і сортів сільськогосподарських рослин, які менше поглинають із ґрунту радіонукліди тощо.
За рахунок таких методів вміст цезію в рослинах зменшують у 2-3 рази. Використання "чистих" кормів та інших заходів може знизити вміст цезію в молоці в 5-10 разів. Для одержання "чистого" м'яса ефективне відгодовування тварин "чистими кормами" протягом 2-3 місяців перед забоєм. Реальний шлях зведення до мінімуму небажаних наслідків контакту з іонізуючим випромінюванням — свідоме ставлення населення контрольованих районів до необхідності регулярного медичного і лабораторного обстеження для виявлення захворювань у ранні терміни.
2. н.п. Захист від впливу іонізуючих випромінювань шляхом обмеження часу опромінення
Доза, що впливає на організм, дорівнює добутку потужності дози Р на час t дії випромінювань:
D = P*t
Щоб опромінення залишалося в межах допустимої дози Dд допустимий час tд не повинне перевищувати величини
tд = Dд / Р
Дотримання цієї умови дозволяє надійно захистити організм; від ураження. Для визначення часу tд необхідно знати потужність дози; вона може бути виміряна рентгенметрами.
3. н.п. Захист від впливу іонізуючого випромінювання шляхом збільшення відстані від джерела
Потужність дози Р, створювана точковим джерелом з активністю і на деякій відстані R від джерела, обернено пропорційна квадрату відстані.
Для гама-квантів певної енергії, якою характеризується радіоактивна речовина певного джерела, величина Е і л постійні. Тому, позначивши
і = 150 * 103 * л * Е,
для моноенергетичного випромінювання можна записати:
Р = і * а / R2
З формули видно, що потужність дози, що створюється точковим джерелом, прямо пропорційна активності джерела і обернено пропорційна квадрату відстані між ним і середовищем, що опромінюється.
Коефіцієнт пропорційності і називається іонізаційної гамма-постійною. Кожна радіоактивна речовина має свою характерну гамма-постійну, що обумовлено властивій цій речовині енергією випромінюваних гамма-квантів і відповідному коефіцієнту л. Іонізаційна гамма-постійна радіоактивної речовини чисельно дорівнює потужності дози (у р/год),що створює утворений цією речовиною точкове джерело активністю 1 мкюри на відстані в 1 см.
Якщо, наприклад, збільшити відстань між джерелом і об'єктом опромінення в два рази, потужність дози, що впливає на нього зменшиться в чотири рази. В стільки ж разів зменшиться при тому ж часі опроміненні й одержувана їм доза (тому що D = Р*t).
Таким чином, збільшення відстані — простий і ефективний метод захисту від впливу іонізуючого опромінення, особливо коли початкові відстані малі.
4. н.п. Захист від впливу іонізуючих випромінювань шляхом застосування поглинаючих екранів та інженерних споруд
Зменшити опромінення організму можна, помістивши на шляху проходження іонізуючого випромінювання поглинаючі екрани. Захисні властивості екрана характеризуються кратністю ослаблення к, під якою розуміється відношення потужності дози Р0 попадаючих на екран випромінювань до потужності дози Р випромінювань, що пройшли через екран:
К = Ро / Р
Захисну екрануючу дію, мають і різні споруди. Альфа-випромінювання поглинаються дуже тонкими шарами різних речовин. Бета-випромінювання також легко поглинаються: 50% їх затримується одягом, ще 25% — ороговілими шарами шкіри. Для екранування гамма-випромінювань найбільш придатні речовини з великою щільністю і великою атомною вагою, такі, як свинець; широко застосовується бетон.
Швидкі нейтрони сповільнюються такими матеріалами, як парафін, графіт, вода. Уповільнені нейтрони легко поглинаються бором, кадмієм, індієм. Тому при захисті від нейтронів використовується комбінація, що сповільнюють і поглинають речовин. Тому що при взаємодії нейтронів з речовиною екрана можуть виникнути і гамма-випромінювання, то необхідний додатковий захист і від них. Широко як захисний екран від нейтронного випромінювання застосовується бетон зі спеціальними наповнювачами.
Захисні екрани не повинні мати тріщин і щілин. Товщина їх розраховується за спеціальними таблицями і номограмами, а також по шарах половинного ослаблення.
Залежність між кратністю ослаблення к і числом шарів половинного ослаблення n приведено в таблиці 1.
Таблиця 1. Залежність між кратністю ослаблення к і числом шарів половинного ослаблення n
Кратність ослаблення к 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024
Число шарів половинного ослаблення n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
5. н.п. Застосування індивідуальних засобів захисту
При роботі з відкритими радіоактивними речовинами, з об'єктами, зараженими ними, і на зараженій радіоактивними речовинами місцевості застосовуються індивідуальні засоби захисту: протигази (респіратори), спеціальний одяг, захисні рукавиці. Крім того, при роботі з відкритими радіоактивними речовинами використовуються витяжні шафи і закриті камери з захисними рукавицями.
Ці засоби застосовуються для того, щоб захистити організм від попадання на нього радіоактивних речовин.
Узагальнення. Заходи, які розглянуті, а саме: заходи захисту населення в умовах радіаційної катастрофи;
захист шляхом обмеження часу опромінення;
захист шляхом збільшення відстані від джерела;
захист шляхом застосування поглинаючих екранів та інженерних споруд;
застосування індивідуальних засобів захисту, спроможні в багатьох випадках зберегти здоров’я людей, а в деяких і життя.
Є постійна необхідність знати і розвивати різноманітні заходи щодо захисту населення від іонізуючого випромінювання. За прогнозами українських вчених під час ліквідації аварії на Чорнобильській АЕС, найпростішими заходами захисту було врятовано від наступної скорої смерті близько 30 тисяч людей.
Література для самоосвіти: 1, 10, 14.
Питання для самоконтролю:
1. Які першочергові доходи захисту організуються після радіаційної аварії?
2. У чому є необхідність переробки забруднених радіаційними речовинами продуктів харчування?
3. За допомогою яких методів зменшують забрудненість рослинних та тваринних продуктів харчування?
4. Обґрунтувати в чому полягає захист від впливу іонізуючих випромінювань шляхом обмеження часу опромінення?
5. Обґрунтувати в чому полягає захист від впливу іонізуючого випромінювання шляхом збільшення відстані від джерела?
6. Обґрунтувати в чому полягає захист від впливу іонізуючих випромінювань шляхом застосування поглинаючих екранів та інженерних споруд?
7. Обґрунтувати в чому полягає застосування індивідуальних засобів захисту?