ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ И ЭКОНОМИКИ
Г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
Курсовая работа
По дисциплине Экология
По теме Радиация, ее влияние на организмчеловека
Ф.И.О.: Фогель В.Н.
Курс: 2
Факультет: социального управления
Специальность: социально-культурный сервис и туризм
Форма обучения: очная
____________
подпись
Проверил:___________________ ____________Ф.И.О. подпись
Калининград,
2002 г.Содержание
Введение 3
ГлаваII Радиация 41.1 Основныепонятия и единицы измерения 4ГлаваIII Влияние радиации на организмы 6ГлаваIV Источники радиационного излучения 102.1Естественные источники 10
2.2Источники, созданные человеком (техногенные) 11
Заключение 14
Списокиспользованной литературы 15
Введение
С давних времен человек совершенствовал себя, какфизически, так и умственно, постоянно создавая и совершенствуя орудия труда.Постоянная нехватка энергии заставляла человека искать и находить новыеисточники, внедрять их не заботясь о будущем. Таких примеров множество: паровойдвигатель побудил человека к созданию огромных фабрик, что за собой повлекломгновенное ухудшение экологи в городах. Другим примером служит созданиекаскадов гидроэлектростанций, затопивших огромные территории и изменившие донеузнаваемости экосистемы отдельных районов. В порыве за открытиями в конце XIXв. двумя учеными: Пьером Кюри и Марией Сладковской-Кюри было открыто явлениерадиоактивности. Именно это достижение поставило существование всей планеты подугрозу. За 100 с лишним лет человек наделал столько глупостей, сколько не делалза все свое существование. Давно уже прошла Холодная война, мы уже пережилиЧернобыль и многие засекреченные аварии на полигонах, однако проблемарадиационной угрозы никуда не ушла и посей день служит главной угрозойбиосфере.
Радиация играет огромную роль в развитии цивилизации наданном историческом этапе. Благодаря явлению радиоактивности был совершенсущественный прорыв в области медицины и в различных отраслях промышленности,включая энергетику. Но одновременно с этим стали всё отчётливее проявлятьсянегативные стороны свойств радиоактивных элементов: выяснилось, что воздействиерадиационного излучения на организм может иметь трагические последствия.Подобный факт не мог пройти мимо внимания общественности. И чем большестановилось известно о действии радиации на человеческий организм и окружающуюсреду, тем противоречивее становились мнения о том, насколько большую рольдолжна играть радиация в различных сферах человеческой деятельности.
К сожалению, отсутствие достоверной информации вызываетнеадекватное восприятие данной проблемы. Газетные истории о шестиногих ягнятахи двухголовых младенцах сеют панику в широких кругах. Проблема радиационногозагрязнения стала одной из наиболее актуальных. Поэтому необходимо прояснитьобстановку и найти верный подход. Радиоактивность следует рассматривать какнеотъемлемую часть нашей жизни, но без знания закономерностей процессов,связанных с радиационным излучением, невозможно реально оценить ситуацию.
Для этого создаются специальные международныеорганизации, занимающиеся проблемами радиации, в их числе существующая сконца 1920-х годов Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ), атакже созданный в 1955 году в рамках ООН Научный Комитет по действию атомнойрадиации (НКДАР).
Глава I
Радиация
Радиация существовала всегда. Радиоактивные элементывходили в состав Земли с начала ее существования и продолжают присутствовать донастоящего времени. Однако само явление радиоактивности было открыто всего столет назад.
В 1896 году французскийученый Анри Беккерель случайно обнаружил, что после продолжительногосоприкосновения с куском минерала, содержащего уран, на фотографическихпластинках после проявки появились следы излучения. Позже этим явлениемзаинтересовались Мария Кюри (автор термина “радиоактивность”) и ее муж ПьерКюри. В 1898 году они обнаружили, что в результате излучения уран превращаетсяв другие элементы, которые молодые ученые назвали полонием и радием. Ксожалению люди, профессионально занимающиеся радиацией, подвергали своездоровье, и даже жизнь опасности из-за частого контакта с радиоактивнымивеществами. Несмотря на это исследования продолжались, и в результатечеловечество располагает весьма достоверными сведениями о процессе протеканияреакций в радиоактивных массах, в значительной мере обусловленных особенностямистроения и свойствами атома.
Известно, что в состав атомавходят три типа элементов: отрицательно заряженные электроны движутся поорбитам вокруг ядра – плотно сцепленных положительно заряженных протонов иэлектрически нейтральных нейтронов. Химические элементы различают по количествупротонов. Одинаковое количество протонов и электронов обуславливаетэлектрическую нейтральность атома. Количество нейтронов может варьироваться, ив зависимости от этого меняется стабильность изотопов.
Большинство нуклидов (ядра всех изотопов химическихэлементов) нестабильны и постоянно превращаются в другие нуклиды. Цепочкапревращений сопровождается излучениями: в упрощенном виде, испускание ядромдвух протонов и двух нейтронов (a-частицы)называют a-излучением, испусканиеэлектрона – b-излучением, причем обаэтих процесса происходят с выделением энергию. Иногда дополнительно происходитвыброс чистой энергии, называемый g-излучением.
1.1 Основные термины и единицы измерения (терминология НКДАР)
Радиоактивный распад – весь процесс самопроизвольного распада нестабильногонуклида.
Радионуклид – нестабильный нуклид, способный к самопроизвольномураспаду.
Период полураспада изотопа – время, за котороераспадается в среднем половина всех радионуклидов данного типа в любомрадиоактивном источнике.
Радиационная активность образца – число распадов всекунду в данном радиоактивном образце; единица измерения – беккерель (Бк).
Поглощенная доза[1]– энергия ионизирующего излучения, поглощенная облучаемым телом (тканями организма),в пересчете на единицу массы.
Эквивалентная доза[2]– поглощенная доза, умноженная на коэффициент, отражающий способность данноговида излучения повреждать ткани организма.
Эффективная эквивалентная доза[3]– эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разнуючувствительность различных тканей к облучению.
Коллективная эффективная эквивалентная доза[4]– эффективная эквивалентная доза, полученная группой людей от какого-либоисточника радиации.
Полная коллективная эффективная эквивалентная доза –коллективная эффективная эквивалентная доза, которую получат поколения людей откакого-либо источника за все время его дальнейшего существования”.
Глава II
Влияние радиациина организмы
Воздействие радиации наорганизм может быть различным, но почти всегда оно негативно. В малых дозахрадиационное излучение может стать катализатором процессов, приводящих к ракуили генетическим нарушениям, а в больших дозах часто приводит к полной иличастичной гибели организма вследствие разрушения клеток тканей.
Сложность в отслеживании последовательности процессов,вызванных облучением, объясняется тем, что последствия облучения, особенно принебольших дозах, могут проявиться не сразу, и зачастую для развития болезнитребуются годы или даже десятилетия. Кроме того, вследствие различнойпроникающей способности разных видов радиоактивных излучений они оказываютнеодинаковое воздействие на организм: a-частицы наиболее опасны, однако для a-излучения даже лист бумаги является непреодолимой преградой; b-излучение способно проходить в тканиорганизма на глубину один-два сантиметра; наиболее безобидное g-излучение характеризуется наибольшейпроникающей способностью: его может задержать лишь толстая плита изматериалов, имеющих высокий коэффициент поглощения, например, из бетона илисвинца.
Также различается чувствительность отдельных органов крадиоактивному излучению. Поэтому, чтобы получить наиболее достовернуюинформацию о степени риска, необходимо учитывать соответствующие коэффициентычувствительности тканей при расчете эквивалентной дозы облучения:
0,03 – костная ткань
0,03 – щитовидная железа
0,12 – красный костный мозг
0,12 – легкие
0,15 – молочная железа
0,25 – яичники или семенники
0,30 – другие ткани
1,00 – организм в целом.
Вероятность повреждения тканей зависит от суммарной дозы иот величины дозировки, так как благодаря репарационным способностям большинствоорганов имеют возможность восстановиться после серии мелких доз.
В таблице 1 приведены крайниезначения допустимых доз радиации:
Орган Допустимая доза Красный костный мозг 0,5-1 Гр. Хрусталик глаза 0,1-3 Гр. Почки 23 Гр. Печень 40 Гр. Мочевой пузырь 55 Гр. Зрелая хрящевая ткань >70 Гр. Примечание: Допустимая доза — суммарная доза, получаемая человеком в течение 5 недельТаблица1.
Тем не менее, существуютдозы, при которых летальный исход практически неизбежен. Так, например, дозыпорядка 100 г приводят к смерти через несколько дней или даже часов вследствиеповреждения центральной нервной системы, от кровоизлияния в результате дозыоблучения в 10-50 г смерть наступает через одну-две недели, а доза в 3-5 граммгрозит обернуться летальным исходом примерно половине облученных.
Знания конкретной реакции организмана те или иные дозы необходимы для оценки последствий действия больших дозоблучения при авариях ядерных установок и устройств или опасности облучения придлительном нахождении в районах повышенного ра-
диационногоизлучения, как от естественных источников, так и в случае радиоактивногозагрязнения. Однако даже малые дозы радиации не безвредны и их влияние наорганизм и
здоровьебудущих поколений до конца не изучено. Однако можно предположить, что радиацияможет вызвать, прежде всего, генные и хромосомные мутации, что в последствииможет привести к проявлению рецессивных мутаций.
Следует более подробно рассмотреть наиболеераспространенные и серьезные повреждения, вызванные облучением, а именно рак игенетические нарушения.
В случае рака трудно оценить вероятность заболевания как следствия облучения. Любая, даже самая малая доза, может привести кнеобратимым последствиям, но это не предопределено. Тем не менее, установлено,что вероятность заболевания возрастает прямо пропорционально дозе облучения.
Среди наиболее распространенных раковых заболеваний,вызванных облучением, выделяются лейкозы. Оценка вероятности летальногоисхода при лейкозе более надежна, чем аналогичные оценки для других видовраковых заболеваний. Это можно объяснить тем, что лейкозы первыми проявляютсебя, вызывая смерть в среднем через 10 лет после момента облучения. Залейкозами “по популярности” следуют: рак молочной железы, рак щитовидной железыи рак легких. Менее чувствительны желудок, печень, кишечник и другие органы иткани.
Воздействие радиологического излучения резко усиливаетсядругими неблагоприятными экологическими факторами (явление синергизма). Так,смертность от радиации у курильщиков заметно выше.
Что касается генетических последствий радиации, то онипроявляются в виде хромосомных аберраций (в том числе изменения числа илиструктуры хромосом) и генных мутаций. Генные мутации проявляются сразу впервом поколении (доминантные мутации) или только при условии, если у обоихродителей мутантным является один и тот же ген (рецессивные мутации), чтоявляется маловероятным.
Изучение генетических последствий облучения еще болеезатруднено, чем в случае рака. Неизвестно, каковы генетические повреждения приоблучении, проявляться они могут на протяжении многих поколений, невозможноотличить их от тех, что вызваны другими причинами.
Приходится оценивать появление наследственных дефектов учеловека по результатам экспериментов на животных.
При оценке риска НКДАРиспользует два подхода: при одном определяют непосредственный эффект даннойдозы, при другом – дозу, при которой удваивается частота появления потомков стой или иной аномалией по сравнению с нормальными радиационными условиями.
Так, при первом подходе установлено, что доза в 1 г,полученная при низком радиационном фоне особями мужского пола (для женщин оценкименее определенны), вызывает появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих ксерьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллионживых новорожденных.
При втором подходе получены следующие результаты:хроническое облучение при мощности дозы в 1 г на одно поколение приведет кпоявлению около 2000 серьезных генетических заболеваний на каждый миллионживых новорожденных среди детей тех, кто подвергся такому облучению.
Оценки эти ненадежны, но необходимы. Генетические последствияоблучения выражаются такими количественными параметрами, как сокращениепродолжительности жизни и периода нетрудоспособности, хотя при этомпризнается, что эти оценки не более чем первая грубая прикидка. Так,хроническое облучение населения с мощностью дозы в 1 г на поколение сокращаетпериод трудоспособности на 50000 лет, а продолжительность жизни – также на50000 лет на каждый миллион живых новорожденных среди детей первого облученногопоколения; при постоянном облучении многих поколений выходят на следующиеоценки: соответственно 340000 лет и 286000 лет.
Существует три пути поступления радиоактивныхвеществ в организм: при вдыхание воздуха, загрязненного радиоактивнымивеществами, через зараженную пищу или воду, через кожу, а также при зараженииоткрытых ран. Наиболее опасен первый путь, поскольку:
· объем легочной вентиляции оченьбольшой
· значения коэффициента усвоения влегких более высоки.
Пылевые частицы, на которых сорбированы радиоактивные изотопы, при вдыхании воздуха через верхниедыхательные пути частично оседают в полости рта и носоглотке. Отсюда пыль поступает в пищеварительный тракт. Остальные частицы поступают в легкие. Степень задержки аэрозолей в легких зависит от дисперсионности. В легкихзадерживается около 20% всех частиц; при уменьшении размеров аэрозолейвеличина задержки увеличивается до 70%.
При всасывании радиоактивныхвеществ из желудочно-кишечного тракта имеет значение коэффициент резорбции, характеризующий долю вещества, попадающего из желудочно-кишечного тракта вкровь. В зависимости от природы изотопа коэффициент изменяется в широкихпределах: от сотых долей процента (для циркония, ниобия), до несколь-кихдесятков процентов (водород, щелочноземельные элементы). Резорбция черезнеповрежденную кожу в 200-300 раз меньше, чем через желудочно-кишечный тракт,и, как правило, не играет существенной роли.
При попадании радиоактивныхвеществ в организм любым путем они уже через несколько минутобнаруживаются в крови. Если поступление радиоактивных веществ былооднократным, то концентрация их в крови вначале возрастает до максимума, а затем в течение 15-20 суток снижается.
Концентрации в крови долгоживущих изотопов в дальнейшем могут удерживаться практически на одномуровне в течение длительного времени вследствие обратного вымыванияотложившихся веществ.
Основные этапы воздействияизлучения на ткани показаны в таблице 2:
www.ronl.ru
Радиоактивный фон, создаваемый космическими лучами (0,3 мЗв/год), дает чуть меньше половины всего внешнего облучения (0,65 мЗв/год), получаемого населением. Нет такого места на Земле, куда бы ни проникали космические лучи. При этом надо отметить, что Северный и Южный полюса получают больше радиации, чем экваториальные районы. Происходит это из-за наличия у Земли магнитного поля, силовые линии которого входят и выходят у полюсов.
Однако более существенную роль играет место нахождения человека. Чем выше поднимается он над уровнем моря, тем сильнее становится облучение, ибо толщина воздушной прослойки и ее плотность по мере подъема уменьшается, а следовательно, падают защитные свойства.
Те, кто живет на уровне моря, в год получают дозу внешнего облучения приблизительно 0,3 мЗв, на высоте 4000 метров – уже 1,7 мЗв. На высоте 12 км доза облучения за счет космических лучей возрастает приблизительно в 25 раз по сравнению с земной. Экипажи и пассажиры самолетов при перелете на расстояние 2400 км получают дозу облучения 10 мкЗм (0,01 мЗв или 1 мбэр), при полете из Москвы в Хабаровск эта цифра уже составит 40 – 50 мкЗв. Здесь играет роль не только продолжительность, но и высота полета.
Земная радиация, дающая ориентировочно 0,35 мЗв/год внешнего облучения, исходит в основном от тех пород полезных ископаемых, которые содержат калий – 40, рубидий – 87, уран – 238, торий – 232. Естественно, уровни земной радиации на нашей планете неодинаковы и колеблются большей частью от 0,3 до 0,6 мЗв/год. Есть такие места, где эти показатели во много раз выше.
продолжение --PAGE_BREAK--4.2. Внутреннее облучение населения
Внутренне облучение населения от естественных источников на две трети происходит от попадания радиоактивных веществ в организм с пищей, водой и воздухом. В среднем человек получает около 180 мкЗв/год за счет калия – 40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивным калием, необходимым для жизнедеятельности. Нуклиды свинца – 210, полония – 210 концентрируются в рыбе и моллюсках. Поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, получают относительно высокие дозы внутреннего облучения.
Жители северных районов, питающиеся мясом оленя, тоже подвергаются более высокому облучению, потому что лишайник, который употребляют олени в пищу зимой, концентрирует в себе значительные количества радиоактивных изотопов полония и свинца.
Недавно ученые установили, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является радиоактивный газ радон — это невидимый, не имеющий ни вкуса, ни запаха газ, который в 7,5 раз тяжелее воздуха. В природе радон встречается в двух основных видах: радон – 222 и радон – 220. Основная часть радиации исходит не от самого радона, а от дочерних продуктов распада, поэтому значительную часть дозы облучения человек получает от радионуклидов радона, попадающих в организм вместе с вдыхаемым воздухом.
Радон высвобождается из земной коры повсеместно, поэтому максимальную часть облучения от него человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении нижних этажей зданий, куда газ просачивается через фундамент и пол. Концентрация его в закрытых помещениях обычно в 8 раз выше, чем на улице, а на верхних этажах ниже, чем на первом.
Дерево, кирпич, бетон выделяют небольшое количество газа, а вот гранит и железо - значительно больше. Очень радиоактивны глиноземы. Относительно высокой радиоактивностью обладают некоторые отходы промышленности, используемые в строительстве, например, кирпич из красной глины (отходы производства алюминия), доменный шлак (в черной металлургии), зольная пыль (образуется при сжигании угля).
Другими источниками поступления радона в жилые помещения являются вода и природный газ. Надо помнить, что в сырой воде его намного больше, а при кипячении радон улетучивается, поэтому основную опасность представляет собой его попадание в легкие с парами воды. Чаще всего это происходит в ванной комнате при приеме горячего душа.
Точно такую же опасность радон представляет, смешиваясь под землей с природным газом, который при сжигании в кухонных плитах, отопительных и других нагревательных приборах попадает в помещение. Концентрация его сильно увеличивается при отсутствии хороших вытяжных систем.
Также нельзя забывать, что при сжигании угля значительная часть его компонентов спекается в шлак или золу, где концентрируются радиоактивные вещества. Более легкая из них часть — зольная пыль — уносится в воздух, что также приводит к дополнительному облучению людей.
Из печек и каминов всего мира вылетает в атмосферу зольной пыли не меньше, чем из труб электростанции.
За последние десятилетия человек усиленно занимался проблемами ядерной физики. Он создал сотни искусственных радионуклидов, научился использовать возможности атома в самых различных отраслях - в медицине, при производстве электро- и тепловой энергии, изготовлении светящихся циферблатов часов, множества приборов, при поиске полезных ископаемых и в военном деле. Все это, естественно, приводит к дополнительному облучению людей. В большинстве случаев дозы невелики, но иногда техногенные источники оказываются во много тысяч раз интенсивнее, чем естественные.
Медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности, вносят основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников. Так, при рентгенографии зубов человек получает местное разовое облучение 0,03 Зв (3 бэр), при при рентгенографии желудка - 0,3 Зв (30 бэр), при флюорографии – 3,7 мЗв (370 мбэр).
Ядерные взрывы тоже вносят свою лепту в увеличение дозы облучения человека. Радиоактивные осадки от испытаний в атмосфере разносятся по всей планете, повышая общий уровень загрязненности. Испытания эти проходили в два периода: Ø первый (1954 – 1958 гг.), когда взрывы проводили Великобритания, США и СССР;
Ø второй (1961 – 1962 гг.) – более значительный, когда взрывы проводили в основном США и СССР. Всего ядерных испытаний в атмосфере произведено: Китаем – 193, СССР – 142, Францией – 45, США – 22, Великобританией – 21. После 1980 года взрывы в атмосфере практически прекратились. Подземные же испытания продолжаются до сих пор.
Атомная энергетика, хотя и вносит в суммарное облучение населения незначительный вклад, является предметом интенсивных споров. Если ядерные установки работают нормально, то и выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень малы.
Каждому понятно, что доза облучения от ядерного реактора зависит от времени и расстояния. Чем дальше человек живет от АЭС, тем меньшую дозу он получает. Дело в том, что большинство радионуклидов, выбрасываемых в атмосферу, быстро распадаются, и поэтому они имеют только местное значение. Конечно, есть и долгоживущие, которые могут распространяться по всему земному шару и оставаться в окружающей среде практически бесконечно.
Другим источником загрязнения радиоактивными веществами служат рудники и обогатительные фабрики. В процессе переработки урановой руды образуется огромное количество отходов - «хвостов», которые остаются радиоактивными в течение миллионов лет. Они - главный долгоживущий источник облучения населения. Подводя итог, надо сказать, что средние дозы облучения от атомной энергетики весьма малы по сравнению с дозами, получаемыми от естественных источников (более 1%).
В промышленности и в быту из-за применения различных технических средств люди тоже получают дополнительное, хотя и небольшое, облучение. Например, работники, которые участвуют в производстве люминофоров с использованием радиоактивных материалов, на заводах стройиндустрии и промплощадках, где используются установки промышленной дефектоскопии. Под землей повышенные дозы получают шахтеры, рудокопы, золотодобытчики. Достается и персоналу курортов с радоновыми источниками.
Самым распространенным бытовым облучателем являются часы со светящимся циферблатом. Они дают годовую дозу, в 4 раза превышающую ту, что обусловлена утечкой на АЭС. На расстоянии 1 метра от циферблата излучение, как правило, в 10000 раз слабее, чем в 1 сантиметре.
Источник рентгеновского излучения - цветной телевизор. При просмотре, например, одного хоккейного матча человек получает облучение 0,1мкЗв (1мкбэр). Если смотреть передачи в течении года ежедневно по 3 часа, то доза облучения составит 5 мкЗв.
Таким образом, в современных условиях при наличии высокого естественного радиационного фона, при действующих технологических процессах каждый житель Земли ежегодно получает дозу облучения в среднем 2 – 3 мЗв (200 – 300 мбэр). продолжение --PAGE_BREAK--
www.ronl.ru
Радиация, проникающая радиация, радиационная защита, защита от ионизирующих и рентгеновских излучений, нуклиды,радионуклиды и т.п.
Многообразие этих терминов, которые в какой-то степени повторяют друг друга, нередко приводит к неоднозначному пониманию и толкованию.
С некоторым допущением можно сказать, что радиация - это явление, происходящее в радиоактивных элементах, ядерных реакторах, при ядерных взрывах, сопровождающееся испусканием частиц и различными излучениями, в результате чего возникают вредные и опасные факторы, воздействующие на людей. Следовательно, термин «ионизирующие излучения» есть одна из сторон проявления физико-химических процессов, протекающих в радиоактивных элементах.
Термин «проникающая радиация» следует понимать как поражающий фактор ионизирующих излучений, возникающих, например, при взрыве атомного реактора.
Ионизирующее излучение - это любое излучение, вызывающее ионизацию среды, т.е. протекание электрических токов в этой среде, в том числе и в организме человека, что часто приводит к разрушению клеток, изменению состава крови, ожогам и другим тяжелым последствиям.
2.Источники и виды ионизирующих излученийИсточниками ионизирующих излучений являются радиоактивных элементы и их изотопы, ядерные реакторы, ускорители заряженными частиц и др. рентгеновские установки и высоковольтные источники постоянного тока относятся к источникам рентгеновского излучения.
Здесь следует отметить, что при нормальном режиме их эксплуатации радиационная опасность незначительна. Она наступает при возникновении аварийного режима и может долго проявлять себя при радиоактивном заражении местности.
Ионизирующие излучения разделяются на два вида: электромагнитное (гамма-излучение и рентгеновское излучение) и корпускулярное, представляющее собой a- и b-частицы, нейтроны и др.
По своим свойствам a-частицы обладают малой проникающей способностью и не представляют опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие a-частицы, не попадут внутрь организма через рану, с пищей или вдыхаемым воздухом; тогда онистановятся чрезвычайно опасными.
b-частицы могут проникать в ткани организма на глубину один – два сантиметра.
Большой проникающей способностью обладает g-излучение, которое распространяется со скоростью света; его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.
3. Понятие о нуклидах и радионуклидах
Ядра всех изотопов химических элементов образуют группу «нуклидов». Большинство нуклидов нестабильны, т.е. они все время превращаются в другие нуклиды.
Например, атом урана-238 время от времени испускает два протона и два нейтрона (a-частицы).Уран превращается в торий-234, но торий также нестабилен. В конечном итоге эта цепочка превращений оканчивается стабильным нуклидом свинца.
Самопроизвольный распад нестабильного нуклида называется радиоактивным распадом, а сам такой нуклид - радионуклидом. При каждом распаде высвобождается энергия, которая и передается дальше в виде излучения. Поэтому можно сказать, что в определенной степени испускание ядром частицы, состоящей из двух протонов и двух нейтронов,- это a-излучение, испускание электрона — b-излучение, и, в некоторых случаях, возникает g-излучение.
Образование и рассеивание радионуклидов приводит к радиоактивному заражению воздуха, почвы, воды, что требует постоянного контроля их содержания и принятия мер по нейтрализации.
4.Радиация вокруг нас
Как все-таки действует радиация на человека и окружающую среду? Это одна из многих сегодняшних проблем, которая приковывает к себе внимание огромного количества людей.
Радиация действительно опасна: в больших дозах она приводит к поражению тканей, живой клетки, в малых - вызывает раковые явления и способствует генетическим изменениям.
Однако опасность представляют вовсе не те источники радиации, о которых больше всего говорят. Радиация, связанная с развитием атомной энергетики, составляет лишь малую долю, существенную часть облучения население получает от естественных источников радиации: из космоса и от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, от применения рентгеновских лучей в медицине, во время полета на самолете, от каменного угля, сжигаемого в бесчисленном количестве различными котельными и т.д.
Сама по себе радиоактивность - явление не новое, как считают некоторые, связывая ее возникновение со строительством АЭС и появлением ядерных боеприпасов.Она существовала на Земле задолго до зарождения жизни. С тех пор как образовалась наша Вселенная (порядка 20 миллиардов лет назад), радиация постоянно наполняет космическое пространство.
Многие удивляются, узнав, что человек, хотя в чрезвычайно малой мере, но тоже радиоактивен. В его мышцах, костях и других тканях присутствуют мизерные количества радиоактивных веществ.
Однако с момента открытия радиации как явления не прошло и ста лет.
Так как основную часть дозы облучения население получает от естественных источников, тобольшинства из них избежать просто невозможно.
Человек подвергается двум видам облучения: внешнему и внутреннему. Дозы облучения сильно различаются и зависят, главным образом, от того, где люди живут.
4.1. Источники внешнего облученияРадиоактивный фон, создаваемый космическими лучами (0,3 мЗв/год), дает чуть меньше половины всего внешнего облучения (0,65 мЗв/год), получаемого населением. Нет такого места на Земле, куда бы ни проникали космические лучи. При этом надо отметить, что Северный и Южный полюса получают больше радиации, чем экваториальные районы. Происходит это из-за наличия у Земли магнитного поля, силовые линии которого входят и выходят у полюсов.
Однако более существенную роль играет место нахождения человека. Чем выше поднимается он над уровнем моря, тем сильнее становится облучение, ибо толщина воздушной прослойки и ее плотность по мере подъема уменьшается, а следовательно, падают защитные свойства.
Те, кто живет на уровне моря, в год получают дозу внешнего облучения приблизительно 0,3мЗв, на высоте 4000 метров – уже 1,7 мЗв. На высоте 12 км доза облучения за счет космических лучей возрастает приблизительно в 25 раз по сравнению с земной. Экипажи и пассажиры самолетов при перелете на расстояние 2400 км получают дозу облучения 10 мкЗм (0,01 мЗв или 1 мбэр), при полете из Москвы в Хабаровск эта цифра уже составит 40 – 50 мкЗв. Здесь играет роль не только продолжительность, но и высота полета.
Земная радиация, дающая ориентировочно 0,35 мЗв/год внешнего облучения, исходит в основном от тех пород полезных ископаемых, которые содержат калий –40, рубидий – 87, уран – 238, торий – 232. Естественно, уровни земной радиации на нашей планете неодинаковы и колеблются большей частью от 0,3 до 0,6 мЗв/год. Есть такие места, где эти показатели во много раз выше.
4.2.Внутреннее облучение населенияВнутренне облучение населения от естественных источников на две трети происходит от попадания радиоактивных веществ в организм с пищей, водой и воздухом. В среднем человек получает около 180 мкЗв/год за счет калия – 40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивным калием, необходимым для жизнедеятельности. Нуклиды свинца – 210, полония – 210 концентрируются в рыбе и моллюсках. Поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, получают относительно высокие дозы внутреннего облучения.
Жители северных районов, питающиеся мясом оленя, тоже подвергаются более высокому облучению, потому что лишайник, который употребляют олени в пищу зимой, концентрирует в себе значительные количества радиоактивных изотопов полония и свинца.
Недавно ученые установили, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является радиоактивный газ радон — это невидимый, не имеющий ни вкуса, ни запаха газ, который в 7,5 раз тяжелее воздуха. В природе радон встречается в двух основных видах: радон – 222 и радон – 220. Основная часть радиации исходит не от самого радона, а от дочерних продуктов распада, поэтому значительную часть дозы облучения человек получает от радионуклидов радона, попадающих в организм вместе с вдыхаемым воздухом.
Радон высвобождается из земной коры повсеместно, поэтому максимальную часть облучения от него человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении нижних этажей зданий, куда газ просачивается через фундамент и пол. Концентрация его в закрытых помещениях обычно в 8 раз выше, чем на улице, а на верхних этажах ниже, чем на первом.
Дерево, кирпич, бетон выделяют небольшое количество газа, а вот гранит и железо - значительно больше. Очень радиоактивны глиноземы. Относительно высокой радиоактивностью обладают некоторые отходы промышленности, используемые в строительстве, например, кирпич из красной глины (отходы производства алюминия), доменный шлак (в черной металлургии), зольная пыль(образуется при сжигании угля).
Другими источниками поступления радона в жилые помещения являются вода и природный газ. Надо помнить, что в сырой воде его намного больше, а при кипячении радон улетучивается, поэтому основную опасность представляет собой его попадание в легкие с парами воды. Чаще всего это происходит в ванной комнате при приеме горячего душа.
Точно такую же опасность радон представляет, смешиваясь под землей с природным газом, который при сжигании в кухонных плитах, отопительных и других нагревательных приборах попадает в помещение. Концентрация его сильно увеличивается при отсутствии хороших вытяжных систем.
Также нельзя забывать, что при сжигании угля значительная часть его компонентов спекается в шлак или золу, где концентрируются радиоактивные вещества. Более легкая из них часть — зольная пыль — уносится в воздух, что также приводит к дополнительному облучению людей.
Из печек и каминов всего мира вылетает в атмосферу зольной пыли не меньше, чем из труб электростанции.
За последние десятилетия человек усиленно занимался проблемами ядерной физики. Он создал сотни искусственных радионуклидов, научился использовать возможности атома в самых различных отраслях - в медицине, при производстве электро- и тепловой энергии, изготовлении светящихся циферблатов часов, множества приборов, при поиске полезных ископаемых и в военном деле. Все это, естественно, приводит к дополнительному облучению людей. В большинстве случаев дозы невелики, но иногда техногенные источники оказываются во много тысяч раз интенсивнее, чем естественные.
Медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности, вносят основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников. Так, при рентгенографии зубов человек получает местное разовое облучение 0,03 Зв (3 бэр), при при рентгенографии желудка - 0,3 Зв (30 бэр), при флюорографии – 3,7 мЗв (370 мбэр).
Ядерные взрывы тоже вносят свою лепту в увеличение дозы облучения человека. Радиоактивные осадки от испытаний в атмосфере разносятся по всей планете, повышая общий уровень загрязненности. Испытания эти проходили в два периода:
Ø первый (1954 – 1958 гг.), когда взрывы проводили Великобритания, США и СССР;
Ø второй (1961 – 1962 гг.) – более значительный, когда взрывы проводили в основном США и СССР.
Всего ядерных испытаний в атмосфере произведено: Китаем – 193, СССР – 142, Францией – 45, США – 22,Великобританией – 21. После 1980 года взрывы в атмосфере практически прекратились. Подземные же испытания продолжаются до сих пор.
Атомная энергетика, хотя и вносит в суммарное облучение населения незначительный вклад, является предметом интенсивных споров. Если ядерные установки работают нормально, то и выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень малы.
Каждому понятно, что доза облучения от ядерного реактора зависит от времени и расстояния. Чем дальше человек живет от АЭС, тем меньшую дозу он получает. Дело в том, что большинство радионуклидов, выбрасываемых в атмосферу, быстро распадаются, и поэтому они имеют только местное значение. Конечно, есть и долгоживущие, которые могут распространяться по всему земному шару и оставаться в окружающей среде практически бесконечно.
Другим источником загрязнения радиоактивными веществами служат рудники и обогатительные фабрики. В процессе переработки урановой руды образуется огромное количество отходов - «хвостов», которые остаются радиоактивными в течение миллионов лет. Они - главный долгоживущий источник облучения населения. Подводя итог, надо сказать, что средние дозы облучения от атомной энергетики весьма малы по сравнению с дозами, получаемыми от естественных источников (более 1%).
В промышленности и в быту из-за применения различных технических средств люди тоже получают дополнительное, хотя и небольшое, облучение. Например, работники, которые участвуют в производстве люминофоров с использованием радиоактивных материалов, на заводах стройиндустрии и промплощадках, где используются установки промышленной дефектоскопии. Под землей повышенные дозы получают шахтеры, рудокопы, золотодобытчики. Достается и персоналу курортов с радоновыми источниками.
Самым распространенным бытовым облучателем являются часы со светящимся циферблатом. Они дают годовую дозу, в 4 раза превышающую ту, что обусловлена утечкой на АЭС. На расстоянии 1 метра от циферблата излучение, как правило, в 10000 раз слабее, чем в 1 сантиметре.
Источник рентгеновского излучения - цветной телевизор. При просмотре, например, одного хоккейного матча человек получает облучение 0,1мкЗв (1мкбэр). Если смотреть передачи в течении года ежедневно по 3 часа, то доза облучения составит 5 мкЗв.
Таким образом, в современных условиях при наличии высокого естественного радиационного фона, при действующих технологических процессах каждый житель Земли ежегодно получает дозу облучения в среднем 2 – 3 мЗв (200 – 300 мбэр).
5. Воздействие и критерии опасности ионизирующих
излучений
5.1. Воздействие ионизирующих излучений
Любой вид ионизирующих излучений вызывает биологические изменения в организме как при внешнем (источник находится вне организма), так и при внутреннем облучении (радиоактивные вещества,т.е. частицы, попадают внутрь организма с пищей, через органы дыхания).
Однократное облучение вызывает биологические нарушения, которые зависят от суммарной поглощенной дозы. Так при дозе до 0,25 Гр видимых нарушений нет, но уже при 4 – 5 Грсмертельные случаи составляют 50% от общего числа пострадавших, а при 6 Гр и более - 100% пострадавших. (Здесь: Гр – грей).
Основной механизм действия связан с процессами ионизации атомов и молекул живой материи, в частности молекул воды, содержащихся в клетках. Они-то как раз и подвергаются интенсивному разрушению. Вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми и протекать в хронической форме лучевой болезни.
5.2. Критерии опасности ионизирующих излучений
Степень воздействия ионизирующих излучений на живой организм зависит от мощности дозы облучения, продолжительности этого воздействия и вида излучения и радионуклида, попавшего внутрь организма.
Для количественной оценки ионизирующего действия рентгеновского и g-излучения в сухом атмосферном воздухе используется понятие экспозиционной дозы. За единицу экспозиционной дозы принимают кулон на килограмм (Кл/кг).Применяется также внесистемная единица — рентген (Р): 1Р = 2,58*10-4Кл/кг.
Количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела (тканями организма), называется поглощенной дозой и измеряется в системе СИ в греях (1 Гр = 1 Дж/кг). Применяется также прежняя единица – рад (1 рад = 0,01 Гр). Но этот критерий не учитывает того, что при одинаковой поглощенной дозе a-частицы гораздо опаснее b-частиц и g-излучения.
Поэтому введена величина эквивалентной дозы, измеряемая в зивертах (1 Зв = 1 Дж/кг). Зиверт представляет собой единицу поглощенной дозы, умноженную на коэффициент, учитывающий неодинаковую радиоактивную опасность для организма разных видов ионизирующего излучения.
Для оценки эквивалентной дозы применяется также единица БЭР (биологический эквивалент рада): 1БЭР = 0,01 Зв.
Эффективная эквивалентная доза – эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность различных тканей к облучению; она также измеряется в зивертах.
В 1996 году, в соответствии с Законом РФ «О радиационной безопасности населения», введены дозовые пределы: для персонала – 20мЗв(миллизиверт) в год при производственной деятельности с источниками ионизирующих излучений и 1 мЗв для населения.
6. Методы и средства защиты от ионизирующих
излучений
Включают в себя организационные. Гигиенические,технические и лечебно-профилактические мероприятия, а именно:
Ø увеличение расстояния между оператором и источником;
Ø сокращение продолжительности работы в поле излучения;
Ø экранирование источника излучения;
Ø дистанционное управление;
Ø использование манипуляторов и роботов;
Ø полная автоматизация технологического процесса;
Ø использование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаком радиационной опасности;
Ø постоянный контроль за уровнем излучения и за дозами облучения персонала.
Защита от внутреннего облучения заключается в устранении непосредственного контакта работающих с радиоактивными и предотвращение попадания их в воздух рабочей зоны.
Необходимо руководствоваться нормами радиационной безопасности, в которых приведены категории облучаемых лиц, дозовые пределы и мероприятия по защите, и санитарными правилами, которые регламентируют размещение помещений и установок, место работ, порядок получения, учета и хранения источников излучения,требования к вентиляции, пылегазоочистке, обезвреживанию радиоактивных отходов идр.
7. Краткий комментарий закона РФ«О радиационной безопасности населения»
С начала 1996 года в РФ действует Закон «О радиоактивной безопасности населения».
Принципиальная основа Закона РФ заключается в новой стратегии радиационной защиты, предусматривающей в качестве основного показателя оценки уровня радиационного благополучия населения среднюю эффективную дозу, получаемую им от всех источников ионизирующего излучения.
Предусмотрено возмещение ущерба здоровью граждан, проживающих вблизи радиационно-опасных предприятий и на территории, где могут быть превышения дозовых пределов.
В Законе указываются конкретные значения основных дозовых пределов, которые снижены для работающих с излучением в 2,5 раза, а для населения – в 5 раз по сравнению с ранее действовавшими нормами.
Проведение мероприятий, связанных с введением в действие новых основных дозовых пределов, предусматривается за счет собственных средств предприятий. Кроме того, за счет средств предприятий и средств экологических фондов будет внедряться государственная система социально-экономической компенсации граждан за повышенный риск, связанный с проживанием в районах расположения радиационно-опасных объектов. За счет средств федерального бюджета - осуществлять разработка единой государственной системы учета и контроля доз облучения персонала, работающего с радиоактивными источниками, и населения, подвергшегося воздействию источников излучения естественного и искусственного происхождения, а также составление карт-схем, атласов радиоактивного загрязнения и создание банка данных.
Содержание:
1. Основные понятия, термины и определения 3 стр. 2. Источники и виды ионизирующих излучений 3 стр.
3. Понятие о нуклидах и радионуклидах
4. Радиация вокруг нас
4.1. Источники внешнего облучения
4.2. Внутреннее облучение населения
5. Воздействие и критерии опасности ионизирующих излучений
5.1. Воздействие ионизирующих излучений
5.2. Критерии опасности
6. Методы и средства защиты от ионизирующих излучений
7. Краткий комментарий закона РФ «О радиационной безопасности
населения»
4 стр.
4 стр.
5 стр.
6 стр.
9 стр.
10 стр.
11 стр.
11 стр.
8. Список использованной литературы 12 стр.
/> /> /> />
8. Литература:
1.Петров Н.Н. «Человек в чрезвычайных ситуациях». Учебное пособие - Челябинск: Южно-Уральское книжное изд-во, 1995 г.
2. Фомин А.Д. «Организация охраны труда на предприятии в современных условиях». Новосибирск, изд-во «Модус», 1997 г.
www.ronl.ru
