Общие сведения. В результате исследований учеными атома мы можем представить себе его строение2.1 Что такое радиация В результате исследований учеными атома мы можем представить себе его строение. Мы знаем, что атом похож на Солнечную систему в миниатюре, в которой вокруг крошечного ядра движутся по орбитам «планеты» - электроны. Размеры ядра в сто тысяч раз меньше размеров самого атома, но плотность его очень велика, поскольку масса ядра почти равна массе всего атома. Ядро, как правило, состоит из более мелких частиц, которые плотно сцеплены друг с другом.
Некоторые из этих частиц имеют положительный заряд и называются протонами. Число протонов в ядре и определяет, к какому химическому элементу относится данный атом: ядро атома водорода содержит всего один протон, атом кислорода- 8, урана- 92. В каждом атоме число электронов в точности равно числу протонов в ядре; каждый электрон несет отрицательный заряд, равный по величине заряду протона, так что в целом нейтрален. В ядре, как правило, присутствуют и частицы другого типа, называемые нейтронами, поскольку они электрически нейтральны. Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одно и то же число протонов, но число нейтронов в них может быть разным. Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разным разновидностям одного и того же химического элемента, называемым изотопами данного элемента. Чтобы отличить их друг от друга, к символу элемента приписывают число, равное сумме всех частиц в ядре данного изотопа. Ядра всех изотопов химических элементов образуют группу «нуклидов» Некоторые нуклиды стабильны, т.е. при отсутствии внешнего воздействия никогда не претерпевают никаких превращений. Большинство же нуклидов нестабильны, они все время превращаются в другие нуклиды. В качестве примера возьмем хотя бы атом уран- 238, в ядре которого протоны и нейтроны едва удерживаются вместе силами сцепления. Время от времени их него вырывается компактная группа из четырех частиц: двух протонов и двух нейтронов (α-частица). Уран превращается, таким образом, в торий-234, в ядре которого содержатся 91 протон и 143 нейтрона. Эта метаморфоза, происшедшая в ядре, сказывается и на движущихся по своим орбитам электронах: один из них становится неспаренным и вылетает из атома. Далее следуют иные превращения, сопровождаемые излучениями, и вся эта цепочка, в конце концов, оканчивается стабильным нуклидом свинца. Разумеется, существует много таких цепочек самопроизвольных превращений (распадов) разных нуклидов по разным схемам превращений и их комбинациям. При каждом таком акте распада высвобождается энергия, которая и передается дальше в виде излучения. Можно сказать (хотя это и не совсем строго), что испускание ядром частицы, состоящей из двух протонов и двух нейтронов, - это α- излучение; испускание электрона, как в случае распада тория- 234, - это β- излучение. Часто нестабильный нуклид оказывается настолько возбужденным, что испускание частицы не приводит к полному снятию возбуждения; тогда он выбрасывает порцию чистой энергии, называемую g - излучением. Как и в случае рентгеновских лучей (во многом подобных γ- излучению), при этом не происходит испускания каких-либо частиц. 2.2 Основные понятия и определения Ионизирующее излучение - любое излучение, взаимодействие, которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков. Ионизирующее излучение представляет собой поток зараженных и не зараженных частиц. Видимый свет и ультрафиолетовое излучение принято не включать в понятие «ионизирующее излучение». При этом различают фотонное и корпускулярное ионизирующие излучения. К фотонному ионизирующему излучению относятся: гамма-излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер или при аннигиляции частиц; тормозное излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц; характеристическое излучение, возникающее при изменении энергетического состояния электронов атома. На практике часто используется рентгеновское излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучений. К корпускулярному излучению, состоящему из частиц с массой, отличной от нуля, относятся, например, альфа-излучение, электронное, протонное, нейтронное. Гамма-излучение имеет внутриядерное происхождение. Гамма-излучение представляет собой жесткое (большой энергии) электромагнитное излучение, распространяющееся со скоростью света. [ рис. 2.1] Рентгеновское излучение, являющееся потоком электромагнитных колебаний, т. е. обладая одной и той же природой с гамма-излучением, отличается от последнего условиями образования (не имеет внутриядерного происхождения), а также своими свойствами (длиной волны или энергией). Эти излучения называются проникающими, поскольку незначительно ослабляются при прохождении через вещество. [рис.2] Альфа-излучение. В результате альфа-распада радиоактивного изотопа образуется поток альфа-частиц, т. е. ядер атомов гелия(42He)с положительным зарядом Z = 2 и массовым числом А=4. [ рис. 2.1] Пробег α - частиц, испускаемых известными в настоящее время радионуклидами, достигает 8-10 см в воздухе, а в мягкой биологической ткани - нескольких десятков микрон. Бета-излучение представляет собой бета-частицы (отрицательно заряженные электроны или положительно заряженные позитроны), движущиеся с большой скоростью, приближающейся к скорости света. [ рис. 2.1] Пробег (β-частиц в воздухе составляет 22 см для 14С (Емакс = = 0,155 МэВ) и 1400 см для 42К (Емакс = 3,58 МэВ), пробег в мягкой биологической ткани 0,02 и 1,9 см соответственно. Нейтронное излучение. При делении тяжелых ядер или при некоторых типах взаимодействия различных видов излучения с веществом возникают нейтроны - электрически нейтральные частицы. Нейтроны, представляющие собой поток незаряженных частиц, при прохождении через вещество взаимодействуют только с ядрами атомов, поэтому обладают существенной проникающей способностью. Радиоактивность — самопроизвольное превращение (распад) атомных ядер, приводящих к изменению их атомного номера или массового числа. Изменение атомного номера приводит к превращению одного химического элемента в другой, а при изменении только массового числа происходит превращение изотопов данного элемента. Иногда к явлению радиоактивности относят изменение энергетического состояния ядер, сопровождающееся гамма-излучением. При изменении лишь энергетического состояния ядер их состав остается неизменным.
Рис. 2
Рис. 2.1
2.3 Дозовые характеристики поля ионизирующего излучения Весь процесс самопроизвольного распада нестабильного нуклида называется радиоактивным распадом, а сам такой нуклид - радионуклидом. Но хотя все радионуклиды нестабильны, одни из них более нестабильны, чем другие. Например, протактиний- 234 распадается почти моментально, а уран- 238- очень медленно. Половина всех атомов урана- 238 превратится в торий- 234 за четыре с половиной миллиарда лет. Время, за которое распадается в среднем половина всех радионуклидов данного типа в любом радиоактивном источнике, называется периодом полураспада соответствующего изотопа. Этот процесс продолжается непрерывно. За время, равное одному периоду полураспада, останутся неизменными каждые 50 атомов из 100, за следующий аналогичный промежуток времени 25 из них распадутся и так далее. Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество такой переданной организму энергии называется дозой. Количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела (тканями организма), называется поглощенной дозой. В таблице 2.3 показаны периоды полураспада различных нуклидов. Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество такой переданной организму энергии называется дозой. Количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела (тканями организма), называется поглощенной дозой. Число распадов в секунду в радиоактивном образце называется его активностью. Активность радионуклида в источнике (образце) А- отношение числа dN спонтанных ядерных превращений, происходящих в источнике (образце) за интервал времени dt, к этому интервалу: A = dN/dt. Единица активности радионуклида в системе СИ- беккерель (Бк). Беккерель равен активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время t с происходит один спонтанный распад.
Табл 2.3 Периоды полураспада (α; β- излучения)
Внесистемная единица активности - кюри (Ки). Кюри равен активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1с происходит 3,700×1010 спонтанных переходов ядерно-энергетического состояния радионуклида: 1 Ки = 3,700×1010 Отношение активности радионуклида в источнике (образце) к массе, объему, количеству вещества, площади поверхности (для поверхностных источников) или к длине (для линейных источников) источника (образца) называется удельной Аmol, поверхностной Аs или линейной АL активностью источника (образца) соответственно. Для оценки поля фотоннового излучения при использовании внесистемных единиц применяют понятие «экспозиционная доза». Экспозиционная доза Х - это количественная характеристика фотоннового излучения, которая основана на его ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе и представляет собой отношение суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в воздухе, к массе воздуха в объеме dm: X=dQ/dm Вследствие близости эффективных атомных номеров воздуха и ткани воздух для фотонного излучения принято считать тканеэквивалентной средой. Единица экспозиционной дозы в системе СИ - кулон на килограмм (Кл/кг). Кулон на килограмм равен экспозиционной дозе, при которой все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в объеме воздуха массой 1кг, производят в воздухе ионы, несущие электрический заряд каждого знака 1Кл. Внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген (Р). Рентген - это единица экспозиционной дозе фотоннового излучения, при прохождении которого через 0,001293 г воздуха в результате завершения всех ионизационных процессов в воздухе создаются ионы, несущие одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака. Заметим, что величина 0,001293 г – это масса 1 см3 атмосферного воздуха при нормальных условиях (температура О °С и давление 1013 гПа (760 мм рт. ст.). Соотношение внесистемной единицы СИ 1Р=2,58 • Ю-4 Кл/кг. Основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия, является поглощенная доза ионизирующего излучения. Поглощенная доза ионизирующего излучения D - отношение средней энергии dW, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме
D=dW/dm ГОСТ допускает вместо термина «поглощенная доза излучения» использовать краткую форму «доза излучения». Единица поглощенной дозы в системе СИ — грей (Гр). Грей равен поглощенной дозе ионизирующего излучения, при которой веществу массой 1кг передается энергия ионизирующего излучения, равная 1Дж. Внесистемной единицей поглощенной дозы ионизирующего излучения является рад (рад). Рад равен поглощенной дозе ионизирующего излучения, при которой веществу массой 1г передается энергия ионизирующего излучения, равная 100 эрг. Таким образом, 1 рад=0,01Гр. В задачах радиационной безопасности при хроническом облучении человека в малых дозах (в дозах, не превышающих пяти предельно допустимых годовых доз при облучении всего тела человека) основной величиной для оценки биологического действия излучения любого состава является эквивалентная доза. Эквивалентная доза ионизирующего излучения Н - произведение поглощенной дозы D на средний коэффициент качества излучения в данном объеме биологической ткани стандартного состава Н = kD, где к - средний коэффициент качества. Коэффициент качества представляет собой регламентированное значение неблагоприятных биологических последствий облучения человека в малых дозах [табл. 2.4]. Единица эквивалентной дозы в системе СИ — зиверт (Зв). Зиверт равен эквивалентной дозе, при которой произведение поглощенной дозы в биологической ткани стандартного состава на средний коэффициент качества равно 1Дж/кг. Иными словами, зиверт - единица эквивалентной дозы любого вида излучения в биологической ткани, которое создает такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1Гр рентгеновского или γ - излучения. Внесистемная единица эквивалентной дозы - бэр (биологический эквивалент рад). Бэр – единица эквивалентной дозы любого вида излучения в биологической ткани, которое создает такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1рад рентгеновского или γ- излучения. Таким образом, 1 бэр = 0,01 Зв. Мощность поглощенной дозы D (мощность экспозиционной дозы X, мощность эквивалентной дозы Н) - отношение приращения поглощенной дозы dD (экспозиционной дозы dX, эквивалентной дозы dH) за интервал времени dt к этому интервалу: D=dD/dt; X=dX/dt; H=dH/dt. Табл 2.4 Рекомендуемые значения к для излучений различных видов с неизвестным энергетическим составом
Величины D, X, H могут быть как постоянными, так и изменяться во времени по некоторому закону. Их единицы - частные от деления единиц поглощенной дозы (кермы, экспозиционной дозы, эквивалентной дозы) или их кратных или дольных единиц на соответствующую единицу времени. В последние годы для случаев неравномерного облучения разных органов или тканей тела человека введено понятие эффективной эквивалентной дозы Нe. Для определения этой величины необходимо ввести понятие риска. Риск - вероятность возникновения неблагоприятных последствий для человека (смерть, травматизм, заболевание и т. п.) вследствие облучения, аварии или другой причины, проявление которой носит стохастический характер. Например, риск смерти от курения Гk=5-10-4 случаев/(чел.-год). Это означает, что на 10 ООО курящих каждый год умирает от болезней, вызываемых курением, 5 человек. Эффективная эквивалентная доза: H=ΣwH где Нт - эквивалентная доза в Т-м органе или ткани; wT - взвешивающий фактор, представляющий собой отношение стохастического риска смерти в результате облучения Т-го органа или ткани к риску смерти от равномерного облучения всего тела при одинаковых эквивалентных дозах [табл 2.5]. Таким образом, w определяет весовой вклад данного органа или ткани в риск неблагоприятных последствий для организма при равномерном облучении: Σw=1 При равномерном облучении всего организма эквивалентная доза в каждом органе или ткани одна и та же: НT=Н и, следовательно, Нe=Н. Таким образом, эффективная эквивалентная доза при неравномерном по органам и тканям облучении равна такой эквивалентной дозе при равномерном облучении всего организма, при которой риск неблагоприятных последствий будет таким же, как и при данном неравномерном облучении. Единицы эффективной эквивалентной дозы совпадают с единицами эквивалентной дозы. В условиях возможного облучение больших контингентов людей представляется важным уметь определять общий риск, обусловленный обучением от всех источников, и роль в этом каждого из источников. Для такой оценки полезной величиной является коллективная эквивалентная доза. Коллективная эквивалентная доза S – сумма индивидуальных эквивалентных доз Hi у данного контингента людей: S=ΣHNi. Где Ni – число лиц среди данного контингента, получивших эквивалентную дозу Hi. Единицей измерения контингента, получивших эквивалентную дозу Hi. Единицей измерения коллективной дозы в системе СИ является чел.×Зв (или чел.×бэр). Если известен характер распределения индивидуальных доз, то: S=∫HN(H)dH, Поскольку ∫N(H)dH = N - общее число людей в исследуемой группе, то S = Н N Использование коллективной эквивалентной дозы для определения выхода неблагоприятных исходов, обусловленных облучением от того или иного источника, дает возможность оценить вклад каждого из источников и на этой основе найти оптимальное решение с точки зрения радиационной безопасности. Разумеется, если доза облучения достаточно велика, облученный человек погибнет. Во всяком случае, дозы облучения порядка 100 Гр вызывают настолько серьезное поражение центральной нервной системы, что смерть, как правило, наступает в течение нескольких часов или дней. Табл 2.5 Взвешивающие факторы WT и риск смерти от злокачественных опухолей и наследственных дефектов в результате облучения для 1 человека при эквивалентной дозе 1 Зв гт для задач радиационной защиты:
*У первых двух поколений потомства облученных лиц. ** Эта величина распределяется между пятью оставшимися органами и тканями, которые получили самую высокую эквивалентную дозу.
При дозах облучения от 10 до 50Гр при облучении всего тела поражение централь: мы может оказаться не настолько серьезным, чтобы привести к летальному исходу, однако облученный человек, скорее всего, все равно умрет через одну - две недели от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте. При еще меньших дозах может не произойти серьезные желудочного тракта или организм с ними справится и, тем не менее, смерть может наступить через один - два месяца, с момента облучения главным образом из-за разрушения клеток красного костного мозга - главного компонента кроветворной системы организма: от дозы 3-5Гр при облучении всего тела умирает примерно половина всех облученных. Таким образом, в этом диапазоне доз облучения большие дозы отличаются от меньших лишь тем, что смерть в первом случае наступает раньше, а во втором - позже. Следует учитывать также, что одни части тела (органы, ткани) более чувствительны к ионизирующим излучениям, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение т вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно генетических повреждений. Поэтому дозы облучения органов и тканей также с разными коэффициентами. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав по всем органам и тканям получим эффективную дозу.
Примечание: Рубрика «Остальное» состоит из надпочечников, головного мозга, верхнего отдела толстого кишечника (слепая кишка, восходящая и поперечная часть ободочной кишки), тонкого кишечника, почек, мышечной ткани, поджелудочной железы, селезенки, вилочковой железы и матки.
Альфа-частицы, ожидающиеся при радиоактивном распаде, могут быть легко остановлены листе бумаги. Одежда, индивидуальные средства защиты полностью задерживают альфа-частицы. Внешние их воздействие не опасно для человека. Из-за высокой ионизирующей способности альфа-частиц крайне опасны при попадании внутрь организма. β-излучение: проникающая способность их меньше, чем гамма-излучения. Одежда и индивидуальные средства защиты значительно ослабляют бета-излучение. Ионизирующее действие бета - излучения в сотни раз сильнее гамма-излучения. Для защиты от бета-частиц энергией до 1МэВ достаточно алюминиевой пластины толщиной несколько мм. γ-излучение: они способны проникнуть на сотни метров через толщи защитных материалов и через индивидуальные средства защиты. Гамма излучение представляет основную опасность для людей. При радиоактивном заражении местности гамма-излучение действует в течение суток, недель месяцев. Для защиты эффективны тяжёлые элементы (свинец), поглощающие МэВ-ные фотоны слое толщиной несколько см. [pис. 2.5]
Бумага Человек Металл Примечание: проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии. Рис.2.5 Проникающая способность ионизирующих излучений 2.5 Источники ионизирующих излучений.
Основную часть облучения человек получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории, существования Земли разные виды излучения попадают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться: организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним. Собственные источники ионизирующих излучений приходится 82%, на источники, использующиеся в медицине 17%, остальные источники – 1%.
2.5.1 Естественные источники ионизирующего излучения.
Облучению от естественных источников радиации подвергаются все жители Земли, при этом, одни из них получают большие дозы, чем другие. В зависимости, в частности, от местожительства. Так уровень радиации в некоторых местах земного шара, там, где особенно залегают радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, в других местах — соответственно, ниже. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровень, герметичность помещений и даже полеты на самолетах — все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. Земные источники (79%) радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. Остальную часть радиации вносят космические лучи (21%). Космические лучи, в основном, приходят к нам из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Космические лучи могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмосферой, порождая вторичное излучение и приводя к образованию различных радионуклидов. Нет такого места на Земле, куда бы не падал этот невидимый космический поток. Но одни участки земной поверхности более подвержены его действию, чем другие. Например, Северный и Южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области, из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы (из которых, в основном, и состоят космические лучи). Существенно также то, что уровень облучения растет с высотой над поверхностью земли, поскольку при этом над нами остается все меньше воздуха, играющего роль защитного экрана. Это важно знать людям, часто летающих на самолетах. Основные радионуклиды, встречающиеся в горных породах Земли, — это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало от урана-238 и тория-232, включившихся в состав Земли с самого ее рождения. Как уже отмечалось, уровни земной радиации неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. В местах проживания основной массы населения они примерно одного порядка. Но есть, однако, такие места, где уровни земной радиации намного выше. Так, неподалеку от города Посус-ди-Калдас в Бразилии, расположенного в 200 км к северу от Сан-Паулу, есть небольшая возвышенность. Здесь уровень радиации в 800 раз превосходит средний. В Иране, в районе города Рамсер, где бьют ключи, богатые радием, зарегистрированы уровни радиации, превышающие средние в 1300 раз. Известны и другие места на земном шаре с высоким уровнем радиации, например, в Индии, Франции, Нигерии, на Мадагаскаре. В среднем примерно 70% эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой и воздухом. Совсем небольшие дозы приходится на радиоактивные изотопы типа углерода-14 и трития, которые образуются под воздействием космической радиации. Все остальное поступает от источников земного происхождения. Достаточно большую долю радиации человек получает от калия-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма. Но большую дозу внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшей степени от радионуклидов ряда тория-232. Некоторые из них, например, нуклиды свинца-210 и полония-210, поступают в организм с пищей. Они концентрируются в рыбе и моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, могут получить относительно высокие дозы облучения. Относительно недавно ученые поняли, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) радон. Радон вместе со своими дочерними продуктами радиоактивного распада ответствен примерно за 75% годовой эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой человеком от земных источников радиации. Большую часть этой дозы человек получает от радионуклидов, попадающих в его организм вместе с вдыхаемым воздухом, особенно в непроветриваемых помещениях. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно отличается для разных точек земного шара. В зонах с умеренным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в среднем примерно в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Радон концентрируется в воздухе внутри помещений лишь тогда, когда они в достаточной мере изолированы от внешней среды. Поступая внутрь помещения тем или иным путем (просачиваясь через фундамент и пол из грунта или, реже, высвобождаясь из материалов, использованных в конструкции дома), радон накапливается в нем. В результате в помещении могут возникать довольно высокие уровни радиации, особенно, если дом стоит на грунте с относительно повышенным содержанием радионуклидов или если при его постройке использовали материалы с повышенной радиоактивностью.
По данным МАГАТЭ, средние эффективные эквивалентные дозы от естественных источников составляют: ♦ космические излучения (внешний источник) - 0,37 мЗв/год; ♦ естественные радионуклиды почвы зданий (внешний источник) - 0,40 мЗв/год; ♦ естественные радионуклиды (40К) с пищей, водой (внутренний источник) - 0,30 мЗв/год; ♦ то же с воздухом зданий (220,222 Rn) – 0,30 мЗв/год. Четвертая из приведенных компонент является по существу техногенным повышенным естественным радиационным фоном, результатом использования в строительстве материалов, содержащих большее или меньшее количество естественных радионуклидов, эманирующих в воздух жилых помещений радиоактивный газ - радон. За последние несколько десятилетий человек создал несколько сотен искусственных радионуклидов и научился использовать энергию атома в самых разных целях: в медицине и для создания атомного оружия, для производства энергии и обнаружения пожаров, для поиска полезных ископаемых. Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Индивидуальные дозы, получаемые разными людьми от искусственных источников радиации, сильно различаются. В большинстве случаев эти дозы весьма невелики, но иногда облучение за счет техногенных источников оказывается во много тысяч раз интенсивнее, чем за счет естественных. Как правило, для техногенных источников радиации упомянутая вариабельность выражена гораздо сильнее, чем для естественных. Кроме того, порождаемое ими излучение обычно легче контролировать, хотя облучение, связанное с радиоактивными осадками от ядерных взрывов, почти так же сложно контролировать, как и облучение, обусловленное космическими лучами или земными источниками. В настоящее время основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Во многих странах этот источник ответствен практически за всю дозу, получаемую от техногенных источников радиации. Радиация используется в медицине, как в диагностических целях, так и для лечения. Одним из самых распространенных медицинских приборов является рентгеновский аппарат. Получают все более широкое распространение и новые сложные диагностические методы, опирающиеся на использование радиоизотопов. Как ни парадоксально, но одним из способов борьбы с раком является лучевая терапия. За последние несколько десятилетий человек создал несколько сотен искусственных радионуклидов и научился использовать энергию атома в самых разных целях: в медицине и для создания атомного оружия, для производства энергии и обнаружения пожаров, для поиска полезных ископаемых. Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Индивидуальные дозы, получаемые разными людьми от искусственных источников радиации, сильно различаются. В большинстве случаев эти дозы весьма невелики, но иногда облучение за счет техногенных источников оказывается во много тысяч раз интенсивнее, чем за счет естественных. Как правило, для техногенных источников радиации упомянутая вариабельность выражена гораздо сильнее, чем для естественных. Кроме того, порождаемое ими излучение обычно легче контролировать, хотя облучение, связанное с радиоактивными осадками от ядерных взрывов, почти так же сложно контролировать, как и облучение, обусловленное космическими лучами или земными источниками. В настоящее время основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Во многих странах этот источник ответствен практически за всю дозу, получаемую от техногенных источников радиации. Радиация используется в медицине как в диагностических целях, так и для лечения. Одним из самых распространенных медицинских приборов является рентгеновский аппарат. Получают все более широкое распространение и новые сложные диагностические методы, опирающиеся на использование радиоизотопов. Как ни парадоксально, но одним из способов борьбы с раком является лучевая терапия. В принципе, облучение в медицине направлено на исцеление больного. Однако нередко дозы оказываются неоправданно высокими: их можно было бы существенно уменьшить без снижения эффективности, причем польза от такого уменьшения была бы весьма существенна, поскольку дозы, получаемые от облучения в медицинских целях, составляют значительную часть суммарной дозы облучения от техногенных источников. Источником облучения, вокруг которого ведутся наиболее интенсивные споры, являются атомные электростанции, хотя в настоящее время они вносят весьма незначительный вклад в суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень невелики. Атомные электростанции являются лишь частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Следующий этап — производство ядерного топлива. Отработанное в АЭС ядерное топливо иногда подвергают вторичной обработке, чтобы извлечь из него уран и плутоний. Заканчивается цикл, как правило, захоронением радиоактивных отходов. На каждой стадии ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные вещества. Но больше всего вреда для населения может принести авария на АЭС. Как известно, за период с 1971 по 1989 год в 14 странах мира имела место 151 авария на АЭС. Однако за время существования ядерных энергетических реакторов произошли только три крупные аварии, сопровождающиеся большими выбросами радиоактивных веществ (в Великобритании в 1957году, в США в 1979 году и в СССР в 1986 году). Первые две аварии не оказали серьезного влияния на экономическую жизнь населения соответствующих районов. Авария в СССР на Чернобыльской АЭС была самой крупной в истории ядерной энергетики и сопровождалась значительными выбросами радиоактивных веществ и эвакуацией населения из зоны 30 км вокруг реактора. Очень много людей подверглись действию ионизирующего излучения. Особенно пострадали ликвидаторы аварии. На данный момент многие из них умерли от лучевой болезни. Реакция тканей и органов человека на облучение неодинакова, причем различия очень велики. Величина же дозы, определяющая тяжесть поражения организма, зависит от того, получает организм сразу или в несколько приемов. Большинство органов успевает в той или иной степени залечить радиационные повреждения и поэтому лучше переносит серию мелких доз, нежели ту же суммарную дозу облучения, полученную за один прием. 2.6 Действие ионизирующих излучений на человека Воздействие ионизирующих излучений на живые клетки приведены в табл. 2.6 Таблица 2.6 Воздействие ионизирующих излучений на живые клетки
|
