Пути обеспечения радиационной безопасности

 

1. ПОНЯТИЕ И ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

     Радиация (от латинского слова «radio» - излучаю) представляет собой различные излучения, распространяющиеся от какого-либо тела. Явления этих излучений появились задолго до того, как на Земле возникла живая материя. Ионизирующим называется излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов разных знаков. Для характеристики можно использовать и термин «ионизирующая радиация». Она является частью общего понятия радиация, включающего в себя излучения электромагнитные, тепловые, ультрафиолетовые, инфракрасные.

     Сегодня особое беспокойство представляют ионизирующие излучения, широко применяемые в промышленности, энергетике, медицине. При этом необходимо отметить, что ионизирующие излучения являются одновременно и другом и смертельным врагом человека. Это требует от каждого серьезных знаний об источниках опасности ионизирующей радиации, методах защиты от ее воздействия.

     Авария на Чернобыльской АЭС заставила серьезно пересмотреть старые взгляды на проблему радиационной безопасности и в первую очередь безопасности ионизирующих излучений. Именно поэтому важно, чтобы специалисты с высшим образованием во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства имели четкое представление о степени радиационной опасности ионизирующих, электромагнитных, ультрафиолетовых излучений, которым могут подвергаться люди.

     Ионизирующее излучение - в самом общем смысле - различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и радиодиапазонов не является ионизирующим.

     Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения: коротковолновое электромагнитное излучение (рентгеновское и гамма-излучения), потоки заряженных частиц: бета-частиц (электронов и позитронов), альфа-частиц (ядер атома гелия-4), протонов, других ионов, мюонов и др., а также нейтронов.

     Источники ионизирующего излучения. В природе ионизирующее излучение обычно генерируется в результате спонтанного радиоактивного распада радионуклидов, ядерных реакций (синтез и индуцированное деление ядер, захват протонов, нейтронов, альфа-частиц и др.), а также при ускорении заряженных частиц в космосе (природа такого ускорения космических частиц до конца не ясна). Искусственными источниками ионизирующего излучения являются искусственные радионуклиды (генерируют альфа-, бета- и гамма-излучения), ядерные реакторы (генерируют главным образом нейтронное и гамма-излучение), радионуклидные нейтронные источники, ускорители элементарных частиц (генерируют потоки заряженных частиц, а также тормозное фотонное излучение), рентгеновские аппараты (генерируют тормозное рентгеновское излучение).

2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ 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 1 МэВ достаточно, алюминиевой пластины толщиной несколько мм.

     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-ые фотоны в слое толщиной несколько см. Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии (Приложение).

     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 электрон-вольт (рентгеновское излучение, бета-излучение некоторых радионуклидов) до 1015 - 1020 и выше электрон-вольт (протоны космического излучения, для которых не обнаружено верхнего предела по энергии).

     В зависимости от типа частиц и их энергии сильно различаются длина пробега и проникающая способность ионизирующего излучения - от долей миллиметра в конденсированной среде (альфа-излучение радионуклидов, осколки деления) до многих километров (высокоэнергетические мюоны космических лучей).

     Важными показателями взаимодействия ионизирующего излучения с веществом служат такие величины, как линейная передача энергии (ЛПЭ), показывающая, какую энергию излучение передаёт среде на единице длины пробега при единичной плотности вещества, а также поглощённая доза излучения, показывающая, какая энергия излучения поглощается в единице массы вещества. В Международной системе единиц (СИ) единицей поглощённой дозы является грэй (Гр), численно равный отношению 1 Дж к 1 кг. Ранее широко применялась также экспозиционная доза излучения - величина, показывающая, какой заряд создаёт фотонное (гамма- или рентгеновское) излучение в единице объёма воздуха. Наиболее часто применяющейся единицей экспозиционной дозы был рентген (Р), численно равный 1 СГСЭ-единицы заряда к 1 см воздуха.

     Биологическое действие ионизирующих излучений. Ионизация, создаваемая излучением в клетках, приводит к образованию свободных радикалов. Свободные радикалы вызывают разрушения 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.

     Из-за того, что разные типы ионизирующего излучения обладают разной ЛПЭ, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятия относительной биологической эффективности (коэффициента качества) излучения по отношению к излучению с низкой ЛПЭ (коэффициент качества фотонного и электронного излучения принимают за единицу) и эквивалентной дозы ионизирующего излучения, численно равной произведению поглощённой дозы на коэффициент качества.

     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. В отличие от детерминированных, стохастические эффекты не имеют чёткого дозового порога проявления. С увеличением дозы облучения возрастает лишь частота проявления этих эффектов. Проявиться они могут как спустя много лет после облучения (злокачественные новообразования), так и в последующих поколениях (мутации).

     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 эквивалентной дозы для следующих категорий лиц:

     - персонал - лица, работающие с техногенными источниками излучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);

     - все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий в их производственной деятельности.

     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 (50 лет) 1000 мЗв, а для обычного населения за всю жизнь - 70 мЗв. Планируемое повышенное облучение допускается только для мужчин старше 30 лет при их добровольном письменном согласии после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья.

     Ионизирующие излучения применяются в различных отраслях тяжёлой (интроскопия) и пищевой (стерилизация медицинских инструментов, расходных материалов и продуктов питания) промышленности, а также в медицине (лучевая терапия, ПЭТ-томография).

     Для лечения опухолей используют тяжёлые ядерные частицы такие как протоны, тяжёлые ионы, отрицательные р-мезоны и нейтроны разных энергий. Создаваемые на ускорителях пучки тяжёлых заряжённых частиц имеют малое боковое рассеяние, что дает возможность формировать дозу поля с чётким контуром по границам опухоли.

3. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.

     Радиационная безопасность - состояние защищенности настоящего и будущего поколения людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения.

     Радиационная безопасность персонала, населения и окружающей природной среды считается обеспеченной, если соблюдаются основные принципы радиационной безопасности (обоснование, оптимизация, нормирование) и требования радиационной защиты, установленные Федеральными законами РФ, действующими нормами радиационной безопасности и санитарными правилами.

     Принцип обоснования - запрещение всех видов деятельности по использованию источников излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного облучением. Должен применяться на стадии принятия решения уполномоченными органами при проектировании новых источников излучения и радиационных объектов, выдаче лицензий и утверждении нормативно-технической документации на использование источников излучения, а также при изменении условий их эксплуатации.

     В условиях радиационной аварии принцип обоснования относится не к источникам излучения и условиям облучения, а к защитному мероприятию. При этом в качестве величины пользы следует оценивать предотвращенную данным мероприятием дозу. Однако мероприятия, направленные на восстановление контроля над источниками излучения, должны проводиться в обязательном порядке.

     Принцип оптимизации предусматривает поддержание на возможно низком и достижимом уровне как индивидуальных (ниже пределов, установленных действующими нормами), так и коллективных доз облучения, с учетом социальных и экономических факторов. В условиях радиационной аварии, когда вместо пределов доз действуют более высокие уровни вмешательства, принцип оптимизации должен применяться к защитному мероприятию с учетом предотвращаемой дозы облучения и ущерба, связанного с вмешательством.

     Принцип нормирования, требующий не превышения установленных Федеральными законами РФ и действующими нормами РБ индивидуальных пределов доз и других нормативов РБ, должен соблюдаться всеми организациями и лицами, от которых зависит уровень облучения людей.

4. ПУТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.

Радиационная  безопасность на объекте и вокруг него обеспечивается за счет:

- качества  проекта радиационного объекта;

- обоснованного  выбора района и площадки для  размещения радиационного объекта;

- физической  защиты источников излучения;

- зонирования  территории вокруг наиболее опасных  объектов и внутри них;

- условий  эксплуатации технологических систем;

- санитарно-эпидемиологической  оценки и лицензирования деятельности  с источниками излучения;

- санитарно-эпидемиологической  оценки изделий и технологий;

- наличия  системы радиационного контроля;

- планирования  и проведения мероприятий по  обеспечению радиационной безопасности  персонала и населения при  нормальной работе объекта, его  реконструкции и выводе из  эксплуатации;

- повышения  радиационно-гигиенической грамотности  персонала и населения.

Радиационная  безопасность персонала обеспечивается:

- ограничениями  допуска к работе с источниками  излучения по возрасту, полу, состоянию  здоровья, уровню предыдущего облучения  и другим показателям;

- знанием  и соблюдением правил работы  с источниками излучения;

- достаточностью  защитных барьеров, экранов и  расстояния от источников излучения,  а также ограничением времени  работы с источниками излучения;

- созданием  условий труда, отвечающих требованиям  действующих норм и правил  РБ;

- применением  индивидуальных средств защиты;

- соблюдением  установленных контрольных уровней;

 

- организацией  радиационного контроля;

- организацией  системы информации о радиационной  обстановке;

- проведением  эффективных мероприятий по защите  персонала при планировании повышенного  облучения в случае угрозы  и возникновении аварии.

Радиационная  безопасность населения обеспечивается:

- созданием  условий жизнедеятельности людей,  отвечающих требованиям действующих  норм и правил РБ;