Влияние ионизирующего излучения на человека и меры защиты

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МЕЖДУНАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ БИЗНЕСА И НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ /ИНСТИТУТ/

 

Кафедра _______________________________________________

 

 

Реферат

по дисциплине: «Безопасность жизнедеятельности»

Тема: «Влияние ионизирующего излучения на человека и меры защиты»

 

 

Выполнил: студент группы

(подпись  студента)

« » _________2008 г.

Преподаватель: ____________________

(должность, ученая степень)

__________________________________

(подпись  руководителя)

«___» ________ 2008 г.

Оценка___________________________

 

 

 

 

 

 

Ярославль, 2008

 

Содержание

 

Введение

1. Основные характеристики ионизирующих  излучений

2. Нормы радиационной безопасности

3. Защита от действия ионизирующих  излучений

Заключение

Список используемой литературы

 

Введение

 

Ионизирующим излучением называют излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию электрических зарядов различных знаков.

Ионизирующее излучение – такое излучение, которым обладают радиоактивные вещества.

Под влиянием ионизирующих излучений у человека возникает лучевая болезнь.

Главной целью радиационной безопасности является охрана здоровья населения, включая персонал, от вредного воздействия ионизирующего излучения путем соблюдения основных принципов и норм радиационной безопасности без необоснованных ограничений полезной деятельности при использовании излучения в различных областях хозяйства, в науке и медицине.

Нормы радиационной безопасности (НРБ-2000) применяются для обеспечения безопасности человека в условиях воздействия на него ионизирующего излучения искусственного или природного происхождения.

 

1. Основные характеристики ионизирующих излучений

 

Ионизирующим излучением называют излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию электрических зарядов различных знаков. Источники этих излучений широко используются в технике, химии, медицине, сельском хозяйстве и других областях, например при измерении плотности почв, обнаружении течей в газопроводах, измерении толщины листов, труб и стержней, антистатистической обработке тканей, полимеризации пластмасс, радиационной терапии злокачественных опухолей и др. Однако следует помнить, что источники ионизирующего излучения представляют существенную угрозу здоровью и жизни использующих их людей.

Существует два вида ионизирующих излучений:

1. корпускулярное, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля (альфа- и бета-излучение и нейтронное излучение);
2. электромагнитное (гамма-излучение и рентгеновское) с очень малой длиной волны.

Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия, обладающих большой скоростью. Эти ядра имеют массу 4 и заряд +2. Они образуются при радиоактивном распаде ядер или при ядерных реакциях. В настоящее время известно более 120 искусственных и естественных альфа-радиоактивных ядер, которые, испуская альфа-частицу, теряют 2 протона и 2 нейрона.

Энергия альфа-частиц не превышает нескольких МэВ (мега-электрон-вольт). Излучаемые альфа-частицы движутся практически прямолинейно со скоростью примерно 20000 км/с.

Под длиной пробега частицы в воздухе или других средах принято называть наибольшее расстояние от источника излучения, при котором еще можно обнаружить частицу до ее поглощения веществом. Длина пробега частицы зависит от заряда, массы, начальной энергии и среды, в которой происходит движение. С возрастанием начальной энергии частицы и уменьшением плотности среды длина пробега увеличивается. Если начальная энергия излучаемых частиц одинакова, то тяжелые частицы обладают меньшими скоростями, чем легкие. Если частицы движутся медленно, то их взаимодействие с атомами вещества среды более эффективно и частицы быстрее растрачивают имеющийся у них запас энергии.

Длина пробега альфа-частиц в воздухе обычно менее 10 см. За счет своей большой массы при взаимодействии с веществом альфа-частицы быстро теряют свою энергию. Это объясняет их низкую проникающую способность и высокую удельную ионизацию: при движении в воздушной среде альфа-частица на 1 см своего пути образует несколько десятков тысяч пар заряженных частиц – ионов.

Бета-излучение представляет собой поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. В настоящее время известно около 900 бета - радиоактивных изотопов.

Масса бета - частиц в несколько десятков тысяч раз меньше массы альфа-частиц. В зависимости от природы источника бета - излучений скорость этих частиц может лежать в пределах 0,3 – 0,99 скорости света. Энергия бета-частиц не превышает нескольких МэВ, длина пробега в воздухе составляет приблизительно 1800 см., а в мягких тканях человеческого тела ~ 2,5 см. Проникающая способность бета-частиц, выше, чем альфа-частиц (из-за меньших массы и заряда).

Нейтронное излучение представляет собой поток ядерных частиц, не имеющих электрического заряда. Масса нейтрона приблизительно в 4 раза меньше массы альфа-частиц. В зависимости от энергии различают медленные нейтроны (с энергией менее 1 КэВ (кило-электрон-Вольт) = 103 эВ), нейтроны промежуточных энергий (от 1 до 500 КэВ) и быстрые нейтроны (от 500 КэВ до 20 МэВ). При неупругом взаимодействии нейтронов с ядрами атомов среды возникает вторичное излучение, состоящее из заряженных частиц и гамма - квантов (гамма-излучение). При упругих взаимодействиях нейтронов с ядрами может наблюдаться обычная ионизация вещества. Проникающая способность нейтронов зависит от их энергии, но она существенно выше, чем у альфа- или бета-частиц. Нейтронное излучение обладает высокой проникающей способностью и представляет для человека наибольшую опасность из всех видов корпускулярного излучения. Мощность нейтронного потока измеряется плотность потока нейтронов.

Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение с высокой энергией и с малой длиной волны. Оно испускается при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Высокая энергия (0,01 – 3 МэВ) и малая длина волны обусловливает большую проникающую способность гамма-излучения. Гамма-лучи не отклоняются в электрических и магнитных полях. Это излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, чем альфа- и бета-излучение.

Рентгеновское излучение может быть получено в специальных рентгеновских трубах, в ускорителях электронов, в среде, окружающей источник бета - излучения, и др. Рентгеновское излучение представляет собой один из видов электромагнитного излучения. Энергия его обычно не превышает 1 МэВ. Рентгеновское излучение, как и гамма-излучение, обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.

Для характеристики воздействия ионизирующего излучения на вещество введено понятие дозы излучения. Дозой излучения – называется часть энергии, переданная излучением веществу и поглощенная им. Количественной характеристикой взаимодействия ионизирующего излучения и вещества является поглощенная доза излучения (Д), равная отношению средней энергии dE, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе облученного вещества в этом объеме dm:

D = dE / dm

До недавнего времени за количественную характеристику только рентгеновского и гамма-излучения, основанную на их ионизирующем действии, принималась экспозиционная доза Х – отношение полного электрического заряда dQ ионов одного знака, возникающих в малом объеме сухого воздуха, к массе воздуха dm в этом объеме, т.е. Х = dQ / dm

Для оценки возможного ущерба здоровья при хроническом воздействии ионизирующего излучения произвольного состава введено понятие эквивалентной дозы (Н). Эта величина определяется как произведение поглощенной дозы Д на средний коэффициент качества излучения Q (безразмерный) в данной точке ткани человеческого тела, т.е.:

Н = Д · Q

Существует еще одна характеристика ионизирующего излучения – мощность дозы Х (соответственно поглощенной, экспозиционной или эквивалентной) представляющая собой приращение дозы за малый промежуток времени dx, деленное на этот промежуток dt. Так, мощность экспозиционной дозы (х или w, Кл / кг · с) составит:

Х = W = dx / dt

Биологическое действие рассмотренных излучений на организм человека различно. Источник ионизирующих излучений действует на организм при внешнем или внутреннем облучении (попадании внутрь организма с пищей, курением и т др.)Внешнее облучение - это воздействие на организм ионизирующих излучений от внешних отношении него источников излучения Внутреннее облучение - воздействие на организм ионизирующих излучений радиоактивных веществ, находят ться внутри организма Под действием ионизирующих излучений в организме человека происходит ионизация молекул и атомов ткани, нарушается химическая структура соединений, образуются соединения, не свойственные жи ресниц клетке, в свою очередь приводит к ее отмиранию Изменения физических и биологических процессов в организме в зависимости от дозы облучения, т.е. функции отдельных органов и всего организма человека статью ь восстанавливаться полностью или вести к функциональным нарушениям организма и возникновению лучевой болезниоби.

Поражение может вызвать острую и хроническую формы лучевой болезни Острая форма болезни возникает при воздействии больших доз облучения за короткий период времени, хроническая - развивается в результате длительной й действия малых доз при внешнем облучении или при попадании внутрь организма при приеме \"пище, курении, вдыхании небольших количеств радиоактивных веществ При острой лучевой болезни наблюдается анемия, слабость и склонность организма к инфекционным заболеванияморювань.

На первой стадии хронической лучевой болезни наблюдается нарушение сна, ухудшение аппетита, появляется головная боль, слабость и т др.

На второй стадии эти симптомы обостряются еще больше, нарушается обмен веществ, появляются нарушения в работе сердечно-сосудистой системы и органов пищеварения

На третьей стадии нарушается работа кроветворных органов, которая приводит к малокровию, лейкемии, происходит кровоизлияние в сердечно-сосудистой системе, поражаются половые органы, а также возникают изменения и в генетическом аппарате живого организма, если радиоактивное облучение действует на половые органы и органы зародышевого пути Наследственные изменения приводят к нежизнеспособности зародыша как в первом, так и в н аступних поколениях.

Вредные последствия облучения проявляются в стерильности потомства, в заболеваниях, которые передаются по наследству от поколения к поколению и приводят к уменьшению продолжительности жизни человека, снижение устойчивости против инфекционных заболеваний.

Радиоактивные излучения вызывают местные поражения: заболевания кожи, злокачественные опухоли, катаракта, появляется сухость кожи, ломкость ногтей, выпадают волосы Опасность воздействия радиоактивных в излучений обуславливается еще и тем, что человек органами чувств не испытывает их действия, пока не появится та или иная изменение в организмі.

Для предупреждения вредного воздействия ионизирующих излучений необходимо устранять всякую возможность облучения организма дозами, превышающими предельно допустимые Степень поражения радиоактивными веществами и организма человека зависит от ряда факторов: вида излучения (альфа-, бета-, гамма-лучи и т др.); количества изотопа (активности) его свойств (энергии частиц в период полураспада и др.); путей попадания в организм человека и его индивидуальной чувствительностиості.

Числовое значение пределов доз устанавливается на уровнях, исключающих возможность возникновения детерминированных эффектов облучения и одновременно гарантируют столь низкую вероятность возникновения стохастич ческих эффектов облучения, она является приемлемой как для отдельных лиц, так и для общества в цилом.

Дополнительно к лимита годовой эффективности дозы устанавливают лимиты годовой эквивалентной дозы внешнего облучения отдельных органов и тканей (табл. 101)

Эффекты детерминистические (не стохастические) - эффекты радиационного воздействия, которые проявляются только в случае превышения определенного дозового порога и тяжесть последствий которых зависит от значения полученной дозы ( (острая лучевая болезнь, лучевые ожоги и др.).

Эффекты стохастические - безпорогови эффекты радиационного воздействия, вероятность возникновения которых существует при любых доз ионизирующего излучения и возрастает с увеличением дозы, тогда как относительное их тяжело кость выражений облучения от дозы не зависит К стохастических эффектов относятся злокачественные новообразования (соматические стохастические эффекты) и генетические изменения, которые передаются потомкам (наследственные эффекты).

 

Альфа-частицы, проходя через вещество и сталкиваясь с атомами, ионизируют (заряжают) их, выбивая электроны. В редких случаях эти частицы поглощаются ядрами атомов, переводя их в состояние с большей энергией. Эта избыточная энергия способствует протеканию различных химических реакций, которые без облучения не идут или идут очень медленно. Альфа-излучение производит сильное действие на органические вещества, из которых состоит человеческий организм (жиры, белки и углеводы). На слизистых оболочках это излучение вызывает ожоги и другие воспалительные процессы.

Под действием бета - излучений происходит радиолиз (разложение) воды, содержащейся в биологических тканях, с образованием водорода, кислорода, пероксида водорода H2O2, заряженных частиц (ионов) OH– и HO–2. Продукты разложения воды обладают окислительными свойствами и вызывают разрушение многих органических веществ, из которых состоят ткани человеческого организма.

Действие гамма - и рентгеновского излучений на биологические ткани обусловлено в основном образующимися свободными электронами. Нейтроны, проходя через вещество, производят в нем наиболее сильные изменения по сравнению с другими ионизирующими излучениями.

Таким образом, биологическое действие ионизирующих излучений сводится к изменению структуры или разрушению различных органических веществ (молекул), из которых состоит организм человека. Это приводит к нарушению биохимических процессов, протекающих в клетках, или даже к их гибели, в результате чего происходит поражение организма в целом.

Различают внешнее и внутреннее облучение организма. Под внешним облучением понимают воздействие на организм ионизирующих излучений от внешних по отношению к нему источников. Внутреннее облучение осуществляется радиоактивными веществами, попавшими внутрь организма через дыхательные органы, желудочно-кишечный тракт или через кожные покровы. Источники внешнего излучения – космические лучи, естественные радиоактивные источники, находящиеся в атмосфере, воде, почве, продуктах питания и др., источники альфа-, бета-, гамма, рентгеновского и нейтронного излучений, используемые в технике и медицине, ускорители заряженных частиц, ядерные реакторы (в том числе и аварии на ядерных реакторах) и ряд других.