Радиациялық сәулеленудің әсері

1. Радиациялық сәулеленудің әсері

 

Өтімді сәулелену дегеніміз – ол нейтрондар мен әр түрлі сәулеленудің ағыны.

Өтімді сәулеленудің ионизациялық қабілеттілігі экспозициялық дозамен сипатталады. Өлшем бірліктері - Кл/кг және тәжірибеде рентген (Р) қолданылады. (1 Кл/кг=3876 Р)

Радиациялық зақымдану ауыртпалығының дәрежесі ағза мүшесімен (D_T,R) немесе биологиялық тканімен (Т) жұтылған дозасына байланысты, оның өлшем бірлігі грей (Гр).

Әр түрлі  сәулеленудің ағзаға түскен кезіндегі әсері эквиваленттік доза деген сипаттамамен анықталады. Ол ағзамен жұтылған доза қосындысының сәйкесті берілген сәулелену үшін сипаттамалық коэффицентінің көбейтіндісі болып табылады:

         (1)

Мүнда W_R- ол  R- түріндегі сәулеленудің  сипаттамалық коэффиценті.

  Эквиваленттік дозасының өлшем бірлігі Дж/кг – зиверт (Зв).

Эквиваленттік дозаны есептеу үшін әр түрлі сәулеленулердің  сипаттамалық коэффиценттері 1-кестеде берілген.

1-кесте

 

№	Сәулелену түрі	Сипаттамалық коэффиценті
1.	Фотондар (энергиялары  әр түрлі)	1
2.	Электрондар және әр түрлі энергиялардағы мюондар	1
3.	Протондар, энергиялары 2МэВ жоғары	5
4.	Альфа-бөлшектер, бөліну бөлшектері, ауыр ядролар	20
5.	Нейтрондар  энергияларымен:       10 кэВ төмен       10 кэВ ÷ 100 кэВ        100 кэВ ÷ 2 МэВ       2 МэВ ÷ 20 МэВ       20 МэВ жоғары	5 10 20 10 5

 

Адамның барлық денесі мен жеке мүшелерінің радиациялық  зақымданудың қауіп-қатері эффективтік доза (Зв) шамасымен анықталады, ол мүшелерінің  эквиваленттік дозалары  мен сол мүшелер үшін берілген сәйкесті сипаттамалық коэффиценттер көбейтінділерінің қосындысы:

   (2)

Мұнда: W_T – берілген Т биологиялық ткань үшін сипаттамалық коэффиценті (2-кесте); Н_Т – тканьнің эквиваленттік дозасы.

2-кесте

 

№	Гонадтар	0,2
1	Жілік майы, өкпе, асқазан, ішектер	0,12
2	Бауыр, мочевой пузырь, грудная железа, қалқанша безі	0,05
3	Тері	0,01
4	Қалғаны	0,05

 

Адам  ағзасында ионизациялық сәулеленудің әсері 2 түрде болуы мүмкін:

1. детермиленген (шектілік) – сәулелік ауру, сәулелік күйік, сәулелік катаракта, т.б;
2. стохастикалық (шектілік емес) – онкологиялық ісіктер, лейкоздар, мұралық аурулар.

Ионизациялық  көздерінің негізгі дозалық шектері  «Нормами радиационной безопасности» (НРБ-99) құжатпен анықталады:

• жұмыскерлер үшін (А тобы) бір жылда орташасымен кез-келген 5 жылдың ішінде эффективтік дозасы 20 мЗв құрау керек, бірақ бір жылда 50мЗв аспау керек;
• тұрғындар үшін (Б тобы) бір жылда орташасымен кез-келген 5 жылдың ішінде эффективтік дозасы 1 мЗв, бірақ бір жылда 5 мЗв аспау керек.

Адамдар күнделікті өмірде әр түрлі ионизациялық сәулеленуге шалдығады. (3-кесте)

3-кесте

 

№	Ионизациялық сәулелену көздері	Эффективтік дозалары
1	Теледидармен 2 м арақашықтықта  бағдарлама көру (1 сағат)	0,01 мкЗв
2	Жыл бойынша  күнде 3 сағаттық бағдарламаны теледидардан көру	5 мкЗв ÷ 7 мкЗв
3	Флюорография	0,1 мЗв ÷ 0,5 мЗв
4	Радондық ваннаны  қабылдау	1 мЗв дейін
5	Кеуде клеткасының  рентгенографиясы	1 мЗв дейін
6	Кеуде клеткасының  рентгеноскопиясы	2 мЗв ÷ 4 мЗв
7	Тістің рентгенографиясы	0,03 мЗв ÷ 3,00 мЗв
8	Рентген томографиясы	5 мЗв ÷ 100 мЗв
9	Асқазан рентгеноскопиясы	100 мЗв ÷ 25 мЗв

 

Радиациялық авариялар  кезінде зақымдану дәрежесі  сәулеленудің экспозициялық дозасына, экспозиция уақытына, дененің зақымдану ауданына және ағзаның жалпы күйіне тәуелді  болады. Сәулелену бір реттік және бірнеше реттік болу мүмкін, соған байлансыты рұқсат етілген доза шамалары алынады.

Радиоактивтік зақымдану радиоактивті бұлттардан радиоактивті заттардың түсуі себебінен  болады, ол үлкен ауданымен, ұзаққа созылатын әсерімен және радиоактивтік заттарды анықтау қиындығымен (түссіз, иісі жоқ және тағы басқа сыртқы сипаттамаларсыз) сипатталынады.

Радиоактивтік бұлттың жердегі ізі желдің жылдамдығы мен бағытына, жер рельефына, атмосфера күйіне және т.б. факторларға байланысты. Радиоактивтік ізінің зақым келтіретін факторлары:

• γ – сәулелер, ол жалпы сыртқы сәулелену әсері;
• β - бөлшектер, олар жалпы сыртқы сәулелену кезінде терінің зақымдануына шалдықтырады, ал ішкілік кезінде – ішкі мүшелерінің зақымдануына шалдықтырады;
• α – бөлшектер, олар ішкі ағза мүшелеріне түскен кезде қауіп төндіреді.

 

3.4. Радиациялық авариялардың әсерінен пайда

болған  төтенше жағдайлар

 

  Радиациялық қауіпті объектілерінде (РҚО) апаттар болған кезінде қоршаған ортаға радиоактивті затар түседі. Радиоактивті ластану аймақтар радиация деңгейімен, сәулелену мөлшерімен, ластану дәрежесімен, т.б. сипатталады (3.16- кесте).

                           3.16 -Кесте

 

РҚО апат кезіндегі радиоактивті ластану аймақтарының сипаттамалары

 

Радиациялық зақымдалынған аймақ	Жұтылған доза D, Гр	Радиация деңгейі Р, Гр/сағ	Ластану аймағының  ауданы S, км²
А’-төмен А- орташа Б- жоғары В-қауіпті Г-өте қауіпті	0,056 0,56 5,6 16,8 56	0,14	0,8

 

3.12- сурет. Радиациялық апат кезіндегі зақымдалынған радиациялық аймақтары

 

2. Радиациялық апаттар кезіндегі радиациялық ластану аймағының есептеу параметрлері.

 

Жобадан тыс  АЭС апаттары үшін ластану аймақтардың (сур.3.12) геометриялық өлшемдері (ұзындығы L, км және ені В, км) П. 4.1- кестеде көрсетілген.

Тастанды радиоактивті заттың массасы m (кг) және жел жылдамдығы (м/с) кезіндегі ластану аймақтың (сур.3.12) геометриялық өлшемдері келесі формуламен аңықталынады:

                                                                        (3.47)

                

                          

мүнда      және     аңықтамалық мәндері, олар   П. 4.1- кесте бойынша алынады.                              

  Радиоактивті  бұлттың объектке жақындау уақыты мына формуламен анықталады:

                                                                               (3.49)

мұндағы С- атмосфераның вертикальді тұрақтылығының дәрежесіне байлынысты коэффициент (ол инверсия үшін - 0,13; изотермия үшін - 0,23; конвекция үшін - 0,24). Тәулік уақытына, бұлттың күйіне, жел жылдамдығына байланысты атмосфераның вертикальді тұрақтылығының дәрежесін П.3.4- кестеден анықтауға болады; R (км) -объект пен ластанды эпицентрі арасындағы қашықтық; (км/сағ) - 10м биіктіктегі ауаның қозғалу жылдамдығы.

 

 

 

Радиациялық ластану аймағындағы зақымдалынған түрғындар мен қызметкерлердің болжам есебі.

 

Радиация деңгейі  Р (Гр/сағ) және сыртқы сәулелену дозасы D (Гр) келесі формулаларымен анықталады:

                    

                                                                                            (3.50)

                                                  (3.51)

Мұндағы Р - радиоактивті бұлттың түсу кезіндегі нақты нүктедегі радиация деңгейі; (сағ) - апаттан кейінгі уақыт; (сағ)-радиоактивті бұлттың объектке келу уақыты (3.49) формуламен анықталады; К = 1,33 және

n = 0,25 - апаттан бір ай уақыт аралығы үшін; К = 2 және n = 0,5 - бір айдан үш айға дейын уақыт аралығы үшін;   Р_бас, Р_аяқ (Гр/сағ) - сәулеленудің басталу   және аяқталу ( )моменттері үшін радиация деңгейлері.

  Сәулелену  дозалары бір тәулік, 10 тәулік және бір жыл үшін келесі формуламен анықталады:

 

                       

 

Адам ғимаратта ішінде болған кезінде (үйде, қорғану баспанада, т.б) сәулелену дозасының мөлшері есе азаяды. коэффициентін әлсірету коэффициенті деп атайды және ол П4.2 кестеде көрсетілген.

  Адамның бір тәулік бойынша қорғаныш коэффициенті- ол бір тәулікте адамның нақты алатын сәулелену дозасы ашық жермен салыстырғанда неше есе аз болатынын көсетеді:

мұндағы   (сағ)- адамдардың әртүрлі жағдайларда (үйде, қорғалған ғимаратта, ранспортта және т.б.) болу ұзақтығы.

  Адамның  ішкі (ингаляциялық) сәулелену дозасы  вертикальді тұрақтылығының дәрежесіне, жел жылдамдығына, апат эпицентріне дейын қашықтыққа байланысты (кест.П.4.3).

 Персоналдың радиациялық заттармен жұмыс істеу уақыты (сағ) руқсат етілген дозасымен шектелінеді D_ШРЕ (П.4.4 кесте), ал түрғындармен  қызметкердің қорғау критерийлері П.4.5 - кестесінде көрсетілген.

 

 

 

 

Кесте П.4.1.

АЭС-ң жоспардан тыс апаты кезіндегі радиоактивті зақымданған аймақтың аумағы

(желдің  жылдамдығы 

=5м/с)

 

Радиоактивті  заттың массасы, т	Аймақ	Реактор РБМК-1000		Реактор ВВЭР-440
		L, км	B, км	L, км	B, км
3   10       30       50	А1 А А1 А Б В А1 А Б В А1 А Б В Г	145 34 270 75 18 6 420 140 34 18 580 190 47 24 9	8,4 3 18 4 0,7 0,6 31 8 2 0,6 43 12 2,4 1 0,3	75 10 150 30 - - 280 74 10 - 380 100 17 - -	3,7 0,3 9 1,2 - - 18 4 0,2 - 25 6 0,1 - -