Радиоактивные элементы

Стоимость детекторов со сцинтилляционными  детекторами существенно выше. Однако они обладают большей чувствительностью. Кроме того, с помощью таких дозиметров возможно обеспечить измерение дозы фотонного излучения низких энергий,  от 5 кэВ.

По функциональному назначению приборы, контролирующие внешнее излучение, можно разбить на три группы. Это  дозиметры гамма-излучения, многофункциональные  приборы, измеряющие помимо мощности дозы еще и потоки альфа- и бета-частиц с поверхности предметов, эагрязненных радионуклидами, и индивидуальные дозиметры. Первые две группы дозиметров часто называют инспекционными.

Инспекционные дозиметры гамма-излучения. Ниже даны характеристики наиболее распространенных инспекционных дозиметров гамма-излучения, которые являются переносными и имеют автономное питание (батареи, аккумуляторы).      

ДРГ-01Т1 —очень популярный дозиметр. Поскольку он измеряет мощность экспозиционной дозы гамма-излучения, его целесообразно  использовать как поисковый. Диапазон рабочих температур от –1- до 40⁰ С.  Энергетический диапазон от 50 кэВ до 3,0 МэВ. Рабочий диапазон измерения мощности дозы от 0,1 до 100000 мР/ч. Масса дозиметра 0,6 кг. Некоторым недостатком можно считать устаревшую элементную базу.

ДКГ-01Д и ДКГ-02У являются преемниками ДРГ-01Т1 для измерения  эквивалентной дозы гамма-излучения. Оба дозиметра выполнены с использованием современных технологий, имеют микропроцессорную обработку данных и память. ДКГ-01Д имеет связь с ЭВМ и другие полезные возможности. Диапазон рабочих температур от  -20 до +50⁰ С. Энергетический диапазон от 50 кэВ до 3,0 МэВ. Рабочий диапазон мощностей доз от 0,1 до 3,0×10⁶ мкЗв/ч. Небольшая масса ДКГ-02У (150 г) позволяет применять его и в качестве персонального дозиметра вместо устаревшего ДКС-04.

Дозиметры серии ЕL отличаются современным исполнением и элементной базой, высокой чувствительностью, благодаря использованию сцинтилляционных детекторов и малой погрешностью в рабочем диапазоне. ЕL-1101 и EL-1119 измеряют мощность эквивалентной дозы в диапазоне 0,05-1000 мкЗв/ч, имеют рабочий энергетический диапазон от 40 (EL-1101) или 20 кэВ (ЕL-1119) до 3,0 МэВ. Температурный диапазон от -10 до +40⁰ С. Масса дозиметра около 3 кг. Дозиметр ЕL-1103 предназначен для измерений эквивалентной и поглощенной доз рентгеновского излучения в диапазоне энергии 5-160 кэВ. Диапазон мощностей доз 0,1-100 мкЗв/ч. Температурный диапазон от 0 до +40⁰ С. По конструктивному исполнению похож на другие модели серии ЕL. К группе приборов, измеряющих низкоэнергетическое фотонное (рентгеновское) излучение можно отнести также РЗЕ-01НР и ИМЭД-1.

ДБГ-04 — недорогой профессиональный дозиметр. Он очень прост в эксплуатации. Измеряет мощность эквивалентной дозы в диапазоне энергий гамма-излучения  от 50 кэВ до 3,0 МэВ. Рабочий диапазон мощностей доз от 0,1 до 100 мкЗв/ч. Диапазон рабочих температур от -10 до +40⁰ С. Как и ДРГ-01Т1, несколько устарел.

Полезным для составления  карт радиационной обстановки на больших  территории является дозиметр ДКГ-01 «Сталкер». Помимо детектора мощности дозы гамма-излучения он снабжен приемником сигналов спутниковой навигационной системы. «Сталкер» позволяет, поэтому определить географические координаты измерения мощности дозы с точностью не хуже 50 м, высоту над уровнем моря и при установке на автомобиле скорость его движения.

Высокочувствительные приборы  для обнаружения объектов, загрязненных гамма-излучающими нуклидами, типа СРП-68-01 и СРП-88Н, имеющие сцинтилляционные детекторы, хотя и сняты с производства, но имеются во многих пунктах радиационного контроля. Это чисто поисковые приборы и оценку мощности дозы с их помощью производить практически невозможно. Они могут использоваться лишь для поиска источников гамма-излучения и оконтуривании эагрязненных территорий. На смену им приходит новый прибор СРП-98.

Инспекционные многофункциональные  приборы. Следующей группой инспекционных приборов являются поисковые многофункциональные, измеряющие не только мощность дозы гамма-излучения, но и загрязненность поверхностей альфа- и бета-излучающими радионуклидами, либо имеющие только последнюю функцию. Как правило, это приборы, имеющие измерительный пульт и сменные блоки детектирования и носят название дозиметр-радиометр или радиометр-дозиметр.

В практике радиационного  контроля распространены альфа-радиометры, в которых используется сцинтилляционный детектор на основе ZnS или CaF₂(Eu) и бета-радиометры, использующие пластиковый сцинтиллятор.

К этой группе приборов относится  МКС-01, которым оснащены многие лаборатории  радиационного контроля, снятый, однако, с производства в 1991 г. В каталогах можно найти также приборы МКС-02С, МКС-04Н и МКС-021, имеющие те же возможности.

В качестве многофункциональных  дозиметров-радиометров могут быть использованы также следующие приборы:

- ДРБП-03 — прибор, снабжаемый  сменными блоками для измерения дозовых характеристик плотности потока альфа- и бета-частиц. Диапазон измерений плотности потока альфа- и бета-частиц составляет 0,1-1000 част/(см²×с). Энергии регистрируемых бета-частиц 250 кэВ-3,5 МэВ. Для обследования труднодоступных мест используется выносная штанга. Прибор приспособлен к ношению на нагрудном ремне или на поясе.

- ДКС-96 также снабжен сменными  блоками детектирования. Прибор можно заказывать в необходимой для потребителя комплектации. ДКС-96Г (блок БДКС) предназначен для измерения гамма- и рентгеновского излучений; ДКС-96П (блок БДКГ) является поисковым прибором для гамма-радиометрической съемки местности, радиационного контроля крупных партий сырья и материалов; ДКС-96М используется для измерения мощности дозы в труднодоступных местах. Он снабжен блоком детектирования с газоразрядным счетчиком на телескопической штанге длиной до 4 м; ДКС-96К — прибор, имеющий блок детектирования со свинцовым коллиматором, благодаря чему он обладает направленной чувствительностью, облегчающей поиск источников гамма-излучения. ДКС-96А (блок БДЗА) и ДКС-96Б (блок БДЗБ) используются как радиометры для измерения загрязненности объектов альфа и бета-излучающими нуклидами. Диапазон измерений плотности потока альфа-излучения с поверхности составляет 0,1-10⁴ част/(см²×мин). ДКС-96 имеет массу около 2,5 кг и приспособлен для работы в диапазоне температур от -40 до +50⁰ С. Более подробно об особенностях конструкции и эксплуатации приборов ДКС-96 в [64].

К приборам этой группы относятся  также дозиметры-радиометры МКС-1117, РМ-1402 и ЕL-1117 (только гамма- и бета-излучения).

Радиометр-дозиметр ИРД-02 помимо типовых поисковых задач радиационного  контроля гамма-излучений нашел  специфическое применение в области банковского дела для выявления и контроля радиоактивных денежных купюр.

Индивидуальные  дозиметры. Наиболее удобными, недорогими и имеющими малые размеры и массу являются индивидуальные дозиметры типа РМ-1103 и РМ-1203. Детекторами в них являются газоразрядные счетчики. РМ-1103 измеряет эквивалентную дозу в диапазоне 1-3 000 мкЗв, РМ-1203 как дозу в диапазоне 1мк3в-103в, так и мощность дозы в диапазоне 0,1-500 мЗв/ч. Масса дозиметров 120 г.

Новыми индивидуальными  дозиметрами являются ДКГ-АТ2502 и  ДКГ-АК3509 с газоразрядными счетчиками, ДКС-АТ3509 и ДКС-АТ3510 с полупроводниковыми детекторами. Индивидуальным дозиметрами  в корпусе для наручных часов  являются РМ-1206 и РМ-1603. Как отмечалось выше, инспекционные дозиметры ДКГ-01Д  и ДКГ-02У ввиду их малой массы (150 г) могут также использоваться как индивидуальные.

 

Краткая характеристика мероприятий  по радиационной защите и радиационной безопасности населения

Остановимся на основных мероприятиях и способах по выживанию населения  в условиях радиоактивного загрязнения  местности. При этом сочетаются мероприятия, проводимые государственными структурами  и самостоятельно гражданами.

Физические, химические и биологические  способы защиты человека от радиации

К физическим способам защиты человека от радиации относятся: защита временем и расстоянием, использование экранов от источников облучения, дезактивация продуктов питания, воды, различных поверхностей, использование средств защиты органов дыхания, вентиляция помещений, рабочих объемов и др. Эти способы применяются, в основном, персоналом, обслуживающим радиационно опасные объекты.

К химическим средствам защиты относятся: радиопротекторы, отдельные лекарственные препараты, микроэлементы.

К биологическим средствам защиты относятся: некоторые радиопротекторы, отдельные продукты питания, витамины.

Часто все три или два  способа применяются в комплексе.

Радиопротекторы. Как уже отмечалось, при облучении тела человека разрушаются клетки и молекулы ДНК, нарушаются жизненные процессы в организме. Замечено, что при вводе в организм некоторых химических или биологических веществ последние стимулируют процессы восстановления клеток и молекул ДНК. Такие вещества называют радиопротекторами. Механизм воздействия радиопротекторов до конца не изучен, имеются только гипотезы.

Различают следующие виды радиопротекторов:

1.Серосодержащие (цистеин, цистеамин, АЭТ). Эти препараты дают эффект только при дозах до 300 бэр, если их принимать за 30–45 минут до облучения. При этом за счет нейтрализации свободных радикалов доза подавляется примерно в 2 раза. Эффективны, только при гамма- и рентгеновском облучении, не эффективны при нейтронном облучении. Очень токсичны, поэтому необходимо соблюдать нормы приема. Лучше вводить в организм внутривенно, так как таблетки быстро разрушаются в кислой среде в желудке.

2. Амины (серотонин, мегафен, аминазин, мексамин и др.). Эти препараты создают кислородное голодание, замедляют обмен веществ (их иногда используют при хирургических операциях) и обладают некоторыми радиопротекторными свойствами. Дают эффект только при дозах 400–500 бэр, но этот эффект незначителен и не защищает половые клетки.

3. Антибиотики (пенициллин, актиномицин и др.). Эти препараты увеличивают сопротивляемость организма бактериям. Особенностью антибиотиков является то, что они способны восстанавливать пептидные связи. Этим объясняются их радиопротекторные свойства.

4. Фенольные соединения. Они имеют полимерную структуру. Учеными США был выделен препарат меланин. В сочетании с витамином С он показал достаточно высокую эффективность.

Радиопротекторными свойствами обладают и ряд продуктов. Тот же меланин содержится в кофе, какао, красном вине, винограде, грибах.

Ускоренное выведение радионуклидов  из организма

Учитывая, что радионуклиды выводятся из организма за счет процессов  обмена, этот обмен можно ускорить следующими способами:

• за счет массажа и занятий спортом;
• при мытье в бане с парилкой;
• при голодании;
• при употреблении мочегонных средств и желчегонных средств (настои белой ромашки, зверобоя, бессмертника, тысячелистника, мяты, шиповника, укропа, тмина, зеленого чая);
• при употреблении фруктовых соков, чая, компотов;
• при употреблении фруктов, мармелада, т.е. продуктов, содержащих пектины. Последние аккумулируют радионуклиды (яблоки, персики, крыжовник, клюква, слива, черная смородина, клубника, вишня, черешня, цитрусовые) с дальнейшим выводом из организма;
• путем регулярного опорожнения кишечника, для чего включают в рацион питания: хлеб грубого помола, пшено, крупы (гречку, перловую, овсяную), капусту, свеклу, чернослив; рекомендуется также употреблять отвары семян льна, крапивы, ревеня, чернослива;
• путем использования продуктов, связывающих радионуклиды (гречка, зерновые, овощи и продукты, содержащие клетчатку;
• за счет употребления повышенного количества зеленых овощей, содержащих повышенное количество солей кальция и калия, выводящих из организма цезий-137 и стронций-90;
• путем применения специальных медицинских препаратов: для выведения цезия-137 используют, в частности, гексацианоферрат железа; для выведения стронция-90 применяют хлорид амония, сульфат бария или фосфат алюминия; для выведения плутония применяют внутривенное введение кальциевой соли с диамином или с триамином;
• для стимуляции лимфатического дренажа используют лекарственные травы: овес обыкновенный (семена, овсяные хлопья), листья черной смородины, подорожник, цветки календулы, кукурузные рыльца.

Как уже отмечалось, особую опасность представляют радионуклиды в сочетании с нитратами или  тяжелыми металлами.

Совместное ускоренное выведение  из организма радионуклидов с  нитратами достигается за счет насыщения  организма водой с одновременным  применением мочегонных средств.

Применение принципа конкурентного  замещения

Радионуклиды по своим  химическим свойствам и, соответственно, путям метаболизма сходны с некоторыми стабильными элементами: цезий с  калием и рубидием; стронций с кальцием; плутоний с трехвалентным железом. При этом организм человека усваивает, прежде всего, калий и кальций, а  при их дефиците – их радиоактивные  конкуренты цезий-137 и стронций-90. Поэтому  необходимо больше потреблять продуктов, содержащих калий, рубидий, кальций, железо.

Источниками калия являются (суточная потребность 3 г): курага, урюк, изюм, чернослив, чай, орехи, лимон, фасоль, картофель, пшеница, рожь, редька, овсяная крупа, яблоки, хурма, черешня, томаты, капуста, чеснок, черная смородина, свекла, абрикосы. Содержат калий и продукты животного происхождения – свинина, икра, сливочное масло.

Источником  рубидия является красный виноград.

Источником  кальция (суточная потребность 1 г в сутки) являются: творог, сыр, мясо, рыба, яйца, капуста, зеленый лук, бобы, укроп, репа, петрушка, хрен, шпинат, зеленый горошек, яблоки, огурцы, морковь, овсяная крупа, пшеница, апельсины, лимоны, картофель, семечки.

Источником  железа (суточная потребность 15–30 мг в сутки) являются: мясо, рыба, яблоки, изюм, салат, черноплодная рябина, зеленый лук, яичный желток. Лучше усваивается железо животного происхождения.

Кроме продуктов питания  для насыщения организма кальцием и калием используют и медицинские  препараты, в частности, такие антагонисты  стронция как кальция хлорид, кальция  альгинат, кальция лактат.

Употребление продуктов, слабо  аккумулирующих радионуклиды

Cлабо накапливающими цезий-137 культурами являются: ячмень, пшеница, овес, томаты, огурцы, морковь, чеснок, лук, свекла, капуста, все фрукты, малина, рябина, белая смородина, крыжовник, земляника. Картофель занимает промежуточное положение по накоплению радионуклидов, но, учитывая, что при приготовлении он, как правило, очищается от кожуры, можно считать его относительно «чистым». Необходимо только учесть, что при использовании вышеперечисленных культур их необходимо мыть в проточной воде и очищать от земли.

Слабо накапливают стронций-90 картофель, томаты, капуста, хрен, редька, ирис.