ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА

РАДИАЦИОННАЯ РАЗВЕДКА И ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ (ПОНЯТИЕ О РАДИОАКТИВНОСТИ И РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЯХ)


В 1896 г. французский физик Беккерель заметил, что соединения урана обладают свойством испус­кать невидимые лучи, которые вызывают почернение фотопластинок, свечение некоторых веществ.
Существует ряд элементов, атомы которых неустойчивы и самопроизвольно изменяют свое строе­ние - распадаются.
Самопроизвольный распад атомов, сопровождаемый испусканием излучений, и явление самопро­извольного (спонтанного) изменения структуры ядра атома одного элемента и превращение его в более устойчивое ядро атома другого элемента называется радиоактивностью, а само неустойчивое ядро - ра­диоактивным. Каждый отдельный акт самопроизвольного превращения ядер атомов с испусканием эле­ментарных частиц или их групп называется радиоактивным распадом.
Различают два вида радиоактивности - естественную и искусственную. Естественная радиоактив­ность - это радиоактивность элементов и их изотопов, встречающихся в природе (уран, радий, полоний и др.). Атомы данного элемента, ядра которых отличаются друг от друга числом нейтронов, называются изотопами. Почти все химические элементы имеют изотопы, например водород имеет 3 изотопа: про­тий, дейтерий, тритий.
Искусственная радиоактивность - это радиоактивность элементов, вызванная искусственно, т.е. об­лучением потоком нейтронов, под воздействием которых нерадиоактивные элементы становятся радио­активными. Радиоактивный распад сопровождается радиоактивными излучениями - потоком быстро движущихся частиц, входящих в состав атомных ядер. Все радиоактивные излучения обладают боль­шой энергией. Общее свойство радиоактивных излучений - их ионизирующая и проникающая способ­ность.
Сущность процесса ионизации заключается в том, что под воздействием радиоактивных излучений электрически нейтральные в нормальных условиях атомы и молекулы вещества распадаются на пары положительно и отрицательно заряженные частиц - ионов.
Ионизирующая способность радиоактивных излучений характеризуется удельной ионизацией. Удельная ионизация - это количество пар ионов, создаваемых определенным видом радиоактивных излучений на пути движения в 1 см.
Ионизация вещества всегда сопровождается изменением его основных физико-химических свойств, а для биологической ткани - нарушением ее жизнедеятельности, поэтому радиоактивные излучения оказы­вают на живой организм поражающее действие, вызывая лучевую болезнь.
Поражение человека радиоактивными излучениями возможно в результате внешнего и внутреннего облучения. При внешнем облучении наиболее опасны излучения, обладающие высокой проникающей способностью, а при внутреннем - излучения, обладающие высокой ионизирующей способностью.
Основными видами радиоактивных излучений являются альфа-, бета- и гамма-излучения.
Альфа-излучение представляет собой поток ядер атомов гелия, имеющих положительный заряд. Альфа-частицы имеют скорость около 20 000 км/с и обладают самой высокой ионизирующей способно­стью. Удельная ионизация альфа-частиц в воздухе составляет около 30 000 пар ионов на 1 см пути.
Вследствие большой ионизирующей способности альфа-частиц, их проникающая способность не­значительна: длина пробега альфа-частиц в воздухе составляет до 10 см , а в жидких и твердых вещест­вах - сотые доли миллиметров, в живых тканях - 45 мкм (0,0045 см).
Лист бумаги полностью задерживает альфа-частицы. Надежно защищают от альфа-частиц обычная одежда человека, ватно-марлевая повязка, респираторы.
Внешнее облучение людей альфа-частицами практически безопасно, но попадание радиоактивных : веществ, излучающих альфа-частицы, внутрь организма очень опасно.
Бета-излучение представляет собой поток бета-частиц - излученных электронов или позитронов j(положительно заряженных электронов). Скорость движения бета-частиц близка к скорости света (300 000 км/с). По сравнению с альфа-частицами бета-частицы обладают меньшей ионизирующей, но большей проникающей способностью.
! Удельная ионизация бета-частиц в воздухе в среднем составляет около 100 пар ионов на 1 см пути. Длина пробега бета-частиц высокой энергии в воздухе - до 20 м, в воде и живых тканях - до 3 см, в металле - до 1 мм.
Бета-частицы почти полностью поглощаются оконными стеклами или металлическими экранами толщиной в несколько миллиметров. Ткань одежды поглощает до 50 % бета-частиц. При внешнем облу­чении внутрь организма на глубину около 1 мм проникает 20-25 % бета-частиц. Поэтому внешнее облу­чение бета-частицами представляет серьезную опасность лишь при воздействии радиоактивных ве­ществ непосредственно на кожу (особенно на глаза). Очень опасно попадание радиоактивных веществ, излучающих бета-частицы, внутрь организма .
Гамма-излучение - это электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов при радиоактивном распаде. По своей природе гамма-лучи подобны рентгеновским, но обладают значительно большей энергией.
Гамма-излучение испускается отдельными порциями (квантами) и распространяется со скоростью Света, удельная ионизация в воздухе невысокая - всего несколько пар ионов на 1 см пути.
Гамма-лучи обладают высокой проникающей способностью. В воздухе гамма-излучение может Распространяться на сотни метров и проникать через значительные толщи различных материалов. Из-за высокой проникающей способности гамма-излучение считается важнейшим фактором поражающего действия радиоактивного излучения при внешнем облучении.
Источником радиоактивных излучений является ядерный взрыв, сопровождающийся проникаю­щей радиацией и последующим радиоактивным заражением местности. Проникающая радиация пред­ставляет собой поток гамма-лучей и нейтронов, распространяющийся из зоны ядерной реакции.
Источниками радиоактивного заражения местности являются продукты деления (осколки) ядерного вещества (заряда); не прореагировавшая во время ядерного взрыва и выпавшая на землю часть ядерного горючего; искусственные радиоактивные элементы (изотопы), образующиеся в поверхностном taoe земли и на предметах под воздействием потока нейтронов (наведенная радиоактивность); аварии на атомных электростанциях и других объектах ядерной энергетики с выбросом (утечкой) РВ в атмосфе­ра урановая промышленность, ядерные реакторы разных типов, радиохимическая промышленность, песта переработки и захоронения радиоактивных отходов, использование радионуклидов в промышленности, медицине, сельском хозяйстве и др.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ.

ДОЗА РАДИОАКТИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ


Энергия излучения, поглощенная веществом, затрачивается на его ионизацию. Следовательно, доза излучения характеризует степень ионизации вещества: чем больше доза, тем больше степень ионизации, поэтому доза излучения является мерой поражающего действия радиоактивных излучений на организм человека (животного).



Г За единицу измерения дозы гамма-излучения в воздухе принят рентген, внесистемная единица экс­позиционной дозы 1Р = 2,58 1(Н Кл/кг.
г Рентген (Р) - это такая доза гамма-излучения, при которой в 1 см3 сухого воздуха при нормальных условиях (температура 0 °C, давление 760 мм рт. ст.) образуется 2,08 млрд пар ионов. Более мелкие еди- Щцы измерения дозы: миллирентген (мР), равный 0,001 Р, и микрорентген (мкР), равный 0,000 001 Р.





​Доза излучения, измеренная в рентгенах, характеризует ионизационный эффект гамма-излучения в воздухе. Именно эта доза и измеряется дозиметрическими приборами. Количество же энергии различ­ных излучений, поглощенное в данной среде, характеризуется поглощенной дозой излучения, за едини­цу измерения которой в любом веществе, независимо от вида излучения, принят 1 рад. Это такая погло­щенная доза, при которой количество поглощенной энергии в 1 г любого вещества составляет 100 эрг, независимо от вида и энергии излучения. Производными этой единицы являются: миллирад (мрад), рав­ный 0,001 рад и микрорад (мкрад), равный 0,000 001 рад.
Биологический эффект действия различных излучений на организм человека зависит от количества энергии излучений, поглощенной организмом.
В настоящее время нет технических средств для непосредственного измерения поглощенной дозы любым веществом, в том числе и организмом человека (животного). Поэтому поражающее действие ра­диоактивных излучений определяют по эффекту ионизации воздуха гамма- излучением, т.е. по дозе гам­ма-излучений.
Так, при дозе гамма-облучения в 1 Р поглощенная доза в воздухе составляет 0,87 рад, а в воде и жи­вой ткани почти столько же - 0,93 рад, 1 Р = 0,87 рад.
Поражающий эффект радиоактивных излучений зависит не только от дозы, но и от времени ее нако­пления, т.е. интенсивности излучений. Интенсивность гамма-излучения характеризуется уровнем ра­диации, представляющим собой мощность дозы излучения. Он равен дозе, создаваемой за единицу вре­мени, т.е. характеризует скорость накопления дозы. Уровень радиации измеряется в рентгенах в час (Р/ч), миллирентгенах в час (мР/ч), микрорентгенах в час (мкР/ч), микрорентгенах в секунду (мкР/с), 1 мР/ч = 0,001 Р/ч, 1 мкР/ч = 0,000 001 Р/ч, 1 мкР/ч = 3,6 мР/ч.
Уровень радиации пропорционален активности радиоактивных веществ, которая в соответствии с законом радиоактивного распада непрерывно уменьшается во времени, поэтому и уровень радиации на местности после ее радиоактивного заражения, также непрерывно падает.
Степень заражения радиоактивными веществами характеризуется плотностью загрязнения, изме­ряемой количеством радиоактивных распадов атомов, происходящих в единицу времени на единице по­верхности, в единице объема или массы. В настоящее время степень радиоактивного заражения различ­ных объектов выражают в единицах уровней радиации по гамма-излучению - в миллирентгенах в час (мР/ч). Зная уровень радиации, можно определить возможную степень заражения в распадах. Уровень радиации в 1 Р/ч соответствует 20 млн распадов в 1 мин на 1 см2 поверхности.


МЕХАНИЗМ БИОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА


При изучении действий излучения на организм были выявлены следующие особенности:
  1. Высокая эффективность поглощенной энергии. Даже малые количества поглощенной энергии из­лучения могут вызвать глубокие биологические изменения в организме.
  2. Наличие скрытого, или инкубационного, периода действия ионизирующего излучения (ИИ).
  3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется куму­ляцией.
  4. ИИ воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство, т.е. имеет генетиче­ские последствия.
  5. Различные органы живого организма имеют разную чувствительность к облучению. Изменения в крови наступают при ежедневной дозе 0,02 Р.
  6. Не каждый организм в целом одинаково реагирует на ИИ.
  7. Облучение зависит от частот. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем многоразовое в малых дозах.
Энергия, излучаемая РВ, поглощается окружающей средой. В результате воздействия ИИ на орга­низм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биохимические процес­сы. Поглощенная энергия от ИИ различных видов вызывает ионизацию атомов и молекул веществ, в ре­зультате чего клетки ткани разрушаются. Вода в организме под воздействием ИИ расщепляется на ион водород Н+ и гидроксильную группу ОН , которые через цепь превращений образуют перекись водоро­да Н2О2 и гидратный оксид НО2. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органических веществ тканей, окисляя и разрушая их.
В результате воздействия ИИ нарушаются нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме. Биологический эффект ИИ зависит от суммарной дозы и времени воздействия ИИ, от его вида, облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма.
При однократном облучении всего тела человека биологические нарушения зависят от суммар­ной поглощенной дозы излучения. При этом возможно проявление различных степеней лучевой бо­лезни.
Легкая степень лучевой болезни характеризуется облучением 100-250 рад. Течение болезни: пер­вичная реакция 1-2 дня, характерны слабость, головная боль, тошнота, может быть рвота. Скрытый период - 3-5 нед, состояние в этот период вполне удовлетворительное. Разгар болезни - состояние удовлетворительное, отмечаются слабость, головная боль, снижение аппетита, тошнота, утомляе­мость, головокружение. Исход болезни: выздоровление через 1-2 мес, полное восстановление крови через 2—4 мес.
Средняя степень - 250-400 рад. Первичная реакция - 2-3 сут, через 2-3 ч после облучения тошнота и рвота в течение 2-3 ч, слабость, головная боль, головокружение, снижение аппетита, расстройство же­лудка, эмоциональное возбуждение, переходящее в депрессию. Скрытый период - 2-3 нед, состояние удовлетворительное, но отмечаются слабость, нарушение сна. Разгар - 2-3 нед, общая слабость, голов­ная боль, бессонница, повышение температуры до 38 °C, кожные кровоизлияния, кровоточивость десен, инфекционные осложнения. Выздоровление - через 2-3 мес, полное восстановление крови - через 3-5 мес, возможен смертельный исход.
Тяжелая степень - 400-600 рад. Первичная реакция - 2-4 сут, через 10-60 мин неукротимая рвота в течение 4-8 ч, резкая слабость, жажда, далее как при средней степени, повышение температуры до 39 °C. Скрытый период - 2-10 сут, слабость, снижение аппетита, нарушение сна и т.д. Разгар болезни - 2-3 нед, состояние тяжелое, резкая слабость, озноб, t = 40 °C, отказ от пищи, кровоизлияния, инфек­ция. Исход - при своевременном лечении выздоровление может быть через 5-10 мес, возможна смерть через 10-36 сут.
Крайне тяжелая - более 600 рад. Через 10-15 мин неукротимая рвота в течение 6 ч, потеря созна­ния, понос, t = 39 °C, через 5-10 сут - летальный исход. Смерть может наступить мгновенно при облучении, в 100-1000 раз превышающем смертельную дозу. Смертельные поглощенные дозы для головы - 2000 рад, живота - 3000-5000, грудной клетки - 10 000, конечностей - 20 000 рад.
При воздействии ИИ на человека в его организме возникают биологические процессы отмирания и разложения клеток, что приводит к нарушению жизненных функций отдельных органов и систем. В ре­зультате этого у пораженных людей развивается специфическое заболевание - лучевая болезнь, которая может возникнуть как при внешнем облучении, так и при попадании РВ внутрь через органы дыхания и пищеварения.
Главная особенность биологического воздействия ионизирующих излучений - то, что воздействие ИИ не ощутимо человеком. У людей отсутствует орган чувств, который бы воспринимал ИИ, поэтому человек может вдохнуть РВ без всяких первичных ощущений. Дозиметрические приборы являются как бы дополнительным “органом чувств”, предназначенным для восприятия ИИ.
Видимые поражения кожного покрова, недомогания, характерные для лучевой болезни, проявляют­ся не сразу, а спустя некоторое время.
Суммирование доз происходит скрытно: если в организм человека систематически будут попадать РВ, то со временем дозы накапливаются, что неизбежно приведет к лучевой болезни.

ОКАЗАНИЕ ПОМОЩИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ

РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ


При однократном облучении организм человека получает дозу одновременно или дробными частя­ми за период времени, не превышающий 4 сут. Тяжесть болезни будет зависеть от дозы облучения, фи­зического и психологического состояния человека. Поэтому одна из основных задач предупреждения возникновения лучевой болезни — необходимость в первую очередь устранить или максимально уменьшить воздействие РВ. Это достигается заблаговременной защитой в укрытиях, использованием СИЗ органов дыхания и кожи, организацией правильного режима поведения людей на радиактивно за­раженной местности и своевременным оказанием медицинской помощи. Важно обеспечить защиту лю­дей от ИИ в первые же минуты, часы заражения местности, так как получаемая доза накапливается в ор­ганизме неравномерно. За первые 6 ч незащищенный человек может получить до 30 % всей дозы радиа­ции, которая может быть в данной зоне до полного распада, в течение первых суток - до 47 %, за 3 сут - 58, за 30 сут - 73 %.
На территории, зараженной РВ, прежде чем доставить пораженных в ПРУ или эвакуировать на неза- раженную территорию, проводят частичную дезактивацию их одежды и частичную санитарную обра­ботку открытых участков кожи. При этом необходимо исключить попадание РВ в раны, на обожженные участки.
Для профилактики лучевой болезни и оказания первой медпомощи применяют противорадиаци­онные препараты из аптечки АИ-2. В зоне заражения РВ за 30-60 мин до начала предполагаемого об­лучения принимают, запивая водой, радиозащитное средство № 1 - 6 таблеток за один прием из гнезда № 4. Если население употребляет молоко коров, находящихся на зараженной территории, следует принять радиозащитное средство № 2 из гнезда № 6 - по 1 таблетке ежедневно в течение 10 дней.
При появлении начальных признаков лучевой болезни принимают одну таблетку противорвот- ного средства из гнезда № 7 (пенал голубого цвета). В случае желудочно-кишечных расстройств после радиоактивного облучения принимают противобактериальное средство № 2 из гнезда. № 3 (пенал белого цвета): в первые сутки - 7 таблеток за один прием, в последующие 2 сут - по 4 таблетки за один прием.

Если РВ попали внутрь организма, необходимы срочные меры для их выведения, для этого следует принять 20-30 г медицинского угля. Через 15-20 мин - промывание желудка: выпить 2-3 л воды, а затем вызвать рвоту, повторить прием угля и выпить слабительное средство


МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ

И ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ


Для обнаружения и измерения радиоактивных излучений применяются специальные технические средства, которые называются дозиметрическими приборами.
Обнаружение и измерение радиоактивных излучений основываются на эффектах, проявляющихся при взаимодействии излучений (нейтронов, гамма-лучей, бета- и альфа-частиц) со средой, в которой они распространяются, в результате чего происходят ионизация и возбуждение нейтральных атомов и молекул среды. Эти процессы приводят к существенным изменениям физико-химических свойств облу­чаемой среды. К ним относятся: изменение электропроводности веществ (газов, жидкостей, твердых ма­териалов), люминесценция (свечение) некоторых веществ (сернистый цинк, иодистый натрий), засвечи­вание, изменение цвета, окраски, прозрачности, сопротивления электрическому току некоторых хими­ческих растворов и др.
Для обнаружения и измерения ионизирующих излучений используют следующие методы: фотогра­фический, сцинтилляционный, химический и ионизационный.
Фотографический метод основан на степени почернения фотоэмульсии: под воздействием иони­зирующих излучений молекулы бромистого серебра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаются на серебро и бром, при этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые и вызывают почерне­ние фотопленки при ее проявлении. Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения, полученную пленкой. На этом методе основана работа индивидуальных фотодозиметров.
Сцинтилляционный метод основан на свечении некоторых веществ под воздействием иони­зирующих излучений. Количество возникающих при этом вспышек пропорционально мощности дозы излучения и регистрируется с помощью специального прибора - фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), преобразующего световую энергию в электрический импульс.
Химический метод. Под воздействием ионизирующих излучений такие вещества, как хлороформ, в воде разлагаются с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. Двухвалентное железо в кислой среде окисляется в трехвалентное под воздействием свободных радикалов НО2 и ОН, образующихся в воде при ее облучении. Трехвалентное железо с красителем дает цветную реакцию. По плотности окраски можно судить о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основана работа химического гамма-дозиметра ДП-70М.
Современные дозиметрические приборы основаны на применении ионизационного метода обна­ружения и измерения ионизирующих излучений.
Сущность метода заключается в том, что под действием ионизирующих излучений происходит ио­низация молекул воздуха, в результате чего увеличивается его электропроводность: электрически ней­тральные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрицательные ионы. Если в этот объем поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между электродами создается электрическое поле, при наличии которого в ионизированном газе возникает направленное движение заряженных частиц, т.е. электрический ток, называемый ионизационным. Измеряя ионизаци­онный ток, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений.
Явления, вызванные радиоактивным излучением, количественно связаны с его интенсивностью. Такая связь позволяет определить не только наличие радиоактивного излучения, но и его количествен­ную характеристику. Количественная оценка эффекта воздействия ионизирующих излучений определя­ется их поглощенной энергией.
Устройство, предназначенное для преобразования поглощенной энергии ионизирующих излучений в другой вид энергии, удобный для регистрации и измерения ионизационного тока, называют детектором (воспринимающим устройством) ионизирующих излучений. В дозиметрических приборах в качестве де­текторов ионизирующих излучений используются ионизационные камеры и газоразрядные счетчики.
Детекторы ионизирующих излучений, применяемые в войсковых дозиметрических приборах, в со­ответствии с методами обнаружения и измерения излучений подразделяются на ионизационные, радио­фотолюминесцентные и химические.



2022-01-19 12:54