Провести измерение радиоактивного излучения может любой человек, приборы сегодня легко найти в продаже.

Какова безвредная и смертельная доза радиации для человека и что нужно знать, чтобы правильно оценить опасность?

Рассмотрим ниже.

Что имеют в виду под словами «естественный радиационный фон»?

Это радиация, создаваемая солнечным, космическим излучением, а также из природных источников. Она воздействует на живые организмы непрерывно.

Биологические объекты, предположительно, к нему адаптированы. К ней не относятся скачки радиации, возникающие из-за деятельности, осуществляемой на планете людьми.

Когда говорят безопасная доза радиации, имеют в виду именно естественный фон. В какой бы зоне человек ни находился, он получает в среднем 2400 мкЗв/год из воздуха, космоса, земли, продуктов питания.

Внимание:

1. Естественный фон – 4-15 мкР/час. На территории бывшего Союза уровень радиации колеблется от 5 до 25 мкР/ч.
2. Допустимый фон – 16-60 мкР/час.

Космическое излучение неравномерно охватывает земной шар, нормальная интенсивность на полюсах – выше (магнитное поле земли на экваторе сильнее отклоняет заряженные частицы). А также допустимый уровень зависит от высоты над уровнем моря ( солнечного излучения на высоте 10 км над уровнем моря – 0,2 мбэр/час, на высоте 20 км – 1,6).

Определённое количество получает человек при авиаперелетах: при длительности 7-8 часов на высоте 8 км на турбовинтовом самолете со скоростью ниже скорости звука составит 50 мкЗв.

Внимание: влияние радиоактивного излучения на живые организмы полностью еще не изучено. Малые дозы не вызывают явных, доступных для наблюдения и изучения симптомов, хотя, вероятно, оказывают отложенный, системный эффект.

Вопрос влияния небольших количеств является спорным, одни специалисты утверждают, что к естественному фону человек адаптирован, другие считают, что абсолютно безопасным нельзя считать ни один предел, в том числе нормальный радиационный фон.

Виды радиационного фона

Их необходимо знать, чтобы суметь оценить, где и когда могут встречаться дозы, смертельные для организма человека.

Виды фона:

1. Естественный. В дополнение к внешним источникам, в организме есть внутренний источник – природный калий.
2. Технологически измененный естественный. Его источники – природные, однако искусственно обработанные. Например, это могут быть извлеченные из недр земли природные ископаемые, из которых впоследствии были изготовлены стройматериалы.
3. Искусственный. Под ним понимают загрязнение земного шара искусственными радионуклидами. Начал формироваться с развитием ядерного оружия. Составляет 1-3% от естественного фона.

Существуют списки городов России, в которых количество лучевых воздействий стало аномально высоким (из-за техногенных катастроф): Озерск, Северск, Семипалатинск, посёлок Айхал, город Удачный.

Как измеряют

Измерять могут либо на местности, либо – если измерение проводится с медицинскими целями — в тканях организма.

Измеряют дозиметрами, которые через несколько минут показывают мощность различных видов излучения (бета и гамма), а также поглощаемую дозу в час. Альфа-лучи бытовые приборы не улавливают.

Потребуется профессиональный, при измерении необходимо, чтобы прибор находился рядом с источником (сложно, если нужно измерить уровень излучения из земли, на которой уже построено строение). Для определения количества радона используют бытовые радиометры радона.

Единицы измерения

Часто можно встретить «радиационный фон в норме составляет 0,5 микрозиверт/час», «норма – до 50 микрорентген в час». Почему единицы измерения разные и как они соотносятся друг с другом. Значение часто может совпадать, например, 1 Зиверт = 1 Грей. Но у многих единиц разное смысловое наполнение.

Всего существует 5 главных единиц:

1. Рентен – единица является внесистемной. 1 Р = 1 БЭР, 1 Р примерно равен 0,0098 Зв.
2. БЭР – это устаревшая мера измерения того же самого, доза, воздействующая на живые организмы как рентгеновские или гамма-лучи мощностью 1 Р. 1 БЭР = 0,01 Зв.
3. Грей – поглощенная. 1 Грей соответствует 1 Джоулю энергии излучения на массу 1 кг. 1 Гр = 100 Рад = 1 Дж/кг.
4. Рад – внесистемная единица. Также показывает дозу поглощенной радиации на 1 кг. 1 рад – это 0,01 Дж на 1 кг (1 рад = 0,01 Гр).
5. Зиверт – эквивалентная. 1 Зв, составляющий 1Гр равен 1 Дж/1 кг или 100 БЭР.

Для примера: 10 мЗв (миллизивертов) = 0,01 Зв = 0,01 Гр = 1 Рад = 1 БЭР = 1 Р.

В системе СИ прописаны Грей, Зиверт.

Существует ли вообще безопасная доза?

Порога безопасности не бывает, это было установлено ученым Р. Зивертом еще в 1950 году. Конкретные цифры могут описать диапазон, предугадать их воздействие возможно только ориентировочно. Даже малая, допустимая доза может вызывать соматические или генетические изменения.

Сложность в том, что увидеть повреждения сразу возможно не всегда, они проявляются некоторое время спустя.

Все это затрудняет исследование вопроса и вынуждает ученых придерживаться осторожных, приблизительных оценок. Именно поэтому безопасный уровень облучения для человека – это диапазон значений.

Кем устанавливаются нормы

Вопросами нормирования и контроля в РФ занимаются специалисты Госкомсанэпиднадзора. В нормах СанПиНа учтены рекомендации международных организаций.

Документы:

1. НРБ-99. Это основной документ. Прописаны нормативы отдельно для гражданского населения и работников, чей труд предполагает контакты с источниками радиации.
2. ОСПОР-99.

Поглощенная доза

Она показывает, какое количество радионуклидов было поглощено организмом.

Допустимые дозы облучения согласно НРБ-99:

1. За год – до 1 мЗв, что составляет 0,57 мкЗв/ч (57 микрорентген/час). За любые пять лет подряд – не более 5 мЗв. В год — не более 5 мЗв. Если человек получил дозу облучения за год 4 мЗв, за прочие четыре года должно быть не более 1 мЗв.
2. За 70 лет (берется как средняя продолжительность всей жизни) – 70 мЗв.

Обратите внимание: 0,57 мкЗв/ч – это верхнее значение, считается, что безопасно для здоровья – в 2 раза меньше. Оптимально: до 0,2 мЗв/час (20 микрорентген/час) – именно на эту цифру и стоит ориентироваться.

Внимание: эти нормы радиационного фона не учитывают естественный уровень, который колеблется в зависимости от местности. Порог для жителей равнин будет ниже.

Это пределы для гражданского населения. Для профессионалов они в 10 раз выше: допустимо 20 мЗв/год за 5 лет подряд, при этом необходимо, чтобы в один год выходило не более 50.

Допустимая, для человека зависит и от длительности облучения: без вреда для здоровья можно провести несколько часов при внешнем облучении 10 мкЗв (1 миллирентген/час), 10-20 минут – при нескольких миллирентген. Выполняя рентген грудной клетки пациент получает 0,5 мЗв, что составляет половину годовой нормы.

Нормы согласно СанПин

Поскольку значительная часть радиации поступает с продуктами питания, питьевой водой и из воздуха, СанПиНом введены нормы, которые позволят оценить эти источники:

1. Сколько для помещений? Безопасное количество гамма-лучей – 0,25-0,4 мкЗв/час (эта цифра включает естественный фон для конкретной местности), радон и торон в совокупности – не более 200 Бк/куб.м. в год.
2. В питьевой воде – сумма всех радионуклидов не больше 2,2 Бк/кг. Радона – не более 60 Бк/час.
3. Для продуктов норма радиации прописана детально, по каждому виду отдельно.

Если дозы в квартире превышают указанные в п. 1, здание считается опасным для жизни и переквалифицируется из жилого в нежилое, либо предназначаются под снос.

Обязательно оценивается зараженность стройматериалов: уран, торий, калий в сумме должны составлять не более 370 Бк/кг. Оценивается и участок под строительство (промышленное, индивидуальное): гамма-лучи у земли – не больше 0,3 мкЗв/ч, радон – не больше 80 мБк/кв.м*с.

Что делать, если радиоактивность питьевой воды выше указанной нормы (2,2 Бк/кг)?

Такая вода еще раз проходит оценку на содержание конкретных радионуклидов отдельно по каждому виду.

Интересно: иногда можно услышать, что вредно употреблять в пищу бананы или бразильские орехи. Орехи действительно содержат некоторое количество радона, поскольку корни деревьев, на которых они растут, уходят крайне глубоко в почву, отчего и поглощают естественный, присущий недрам фон.

Важно: многие продукты естественного происхождения содержат радиоактивные изотопы. В среднем норма допустимой радиации, получаемой с пищей – 40 миллибэров/год (10% годовой дозы). Все реализуемые через магазины продукты, предназначенные в пищу, должны проходить проверку на заражение стронцием, цезием.

Смертельная доза

Какая доза будет смертельной?

В одном из произведений Бориса Акунина рассказывается об острове Ханаан. Святые отшельники не подозревали, что охраняемый ими «кус сферы небесной» — метеорит, угодивший в месторождение урана. Излучение этого природного делителя приводило к смерти через год.

Но один из «охранников» отличался богатырским здоровьем – он позже других полностью облысел, и прожил в два раза дольше, чем прочие.

Этот литературный пример четко показывает, насколько вариативным может быть ответ на вопрос, какова смертельная доза радиации для человека.

Существуют такие цифры:

1. Смерть – свыше 10 Гр (10 Зв, или 10000 мЗв).
2. Угроза для жизни – дозировка более 3000 мЗв.
3. Лучевую болезнь вызовет более 1000 мЗв (или 1 Зв, или 1 Гр).
4. Риск различных заболеваний, в том числе раковых – более 200 мЗв. До 1000 мЗв говорят о лучевой травме.

Однократное облучение приведет к:

• 2 Зв (200 Р) – снижение лимфоцитов в крови на 2 недели.
• 3-5 Зв – выпадение волос, облезание кожи, необратимое бесплодие, 3,5 Зв – у мужчин временно исчезают сперматозоиды, при 5,5 – навсегда.
• 6-10 Зв – смертельное поражение, в лучшем случае еще несколько лет жизни с очень тяжелой симптоматикой.
• 10-80 Зв – кома, смерть через 5-30 мин.
• От 80 Зв – смерть мгновенно.

Смертность при лучевой болезни зависит от полученной дозы и состояния здоровья, при облучении более 4,5 Гр смертность – 50%. Также лучевую болезнь подразделяют на различные формы, в зависимости от полученного количества Зв.

Имеет значение и вид облучения (гамма, бета, альфа), время облучения (большая мощность в короткий промежуток или та же самая небольшими порциями), какие именно участки тела подверглись облучению, или оно было равномерным.

Ориентируйтесь на приведенные выше цифры и помните о важнейшем правиле безопасности – здравом смысле.

Нас, наверное, Бог бережет, - неожиданно обмолвился Валентин Сергиенко, председатель Дальневосточного отделения Российской академии наук. Согласитесь, не часто услышишь такие слова от ученого. – Но нам, несмотря на близость к Японии, практически ничего не угрожает.

Главная опасность, по словам ученых, - это отработанное топливо, попавшее в морскую воду. Но здесь, как уже отметил Валентин Иванович, благодаря вмешательству высших сил мы защищены течениями, которые уносят загрязненную воду от нашего побережья. Если и есть тяжелые металлы в море, то все они крутятся в районе острова Хонсю. То же самое и с Охотским морем.

Загрязненная вода скорее дойдет до Гавайев и Калифорнии, чем до Дальнего Востока. То же касается и перемещения воздушных масс. Во-первых, в воздух попал йод-131, а он быстро распадается, уже через 80 дней не останется и следа. Во-вторых, опять же в силу климатических особенностей до нас он не дошел – ветер унес все вредные примеси в противоположную сторону. Да, во Владивостоке фиксировали повышение радиационного фона, но оно было настолько незначительным, что его уловили только специальные приборы.

Развеяли ученые и другой повод для беспокойства: перелетные птицы радиоактивные загрязнения в Приморье занести не могут.

Согласитесь, сложно представить, что все птицы разом сели в районе «Фукусимы», а потом направились в сторону Приморья, - озадачил присутствующих орнитолог Александр Назаренко. – Но если допустить, что кто-то поймал радиацию, то облученная птица просто не сможет долететь до Дальнего востока. Болезнь в организме птицы развивается гораздо быстрее, и больной пернатой просто не хватит сил мигрировать. К тому же основное место зимовки на японской территории – остров Хонсю. Оттуда пернатые улетают на север Хабаровского края и в Магаданскую область. А наши птички зимуют в Южном Китае и Индонезии.
Благодаря Богу и такой замудренной схеме течений вероятность, что до нас дойдет зараженная вода, очень мала.
Так что ни одна зараженная птица не долетит до середины Японского моря!

Но, даже несмотря на все это, ученые не собираются расслабляться.

Минимум два - три года мы будем регулярно брать пробы морской воды и воздуха, следить за промысловыми рыбами, в частности красной. Она, правда, «гуляет» далеко от рискованной зоны, но береженого Бог бережет, - снова сослались на высшие силы ученые.

Наконец-то объяснили и загадочную ситуацию с японскими авто, которые спокойно выпускали наши восточные соседи, но в России машинки показывали повышенный радиационный фон.

- Просто в Японии нормой считается излучение в 30 мкр/ч, а в России – 15, - рассказывает Валентин Сергиенко.

Интересен и такой факт, что, по мнению специалистов ДВО РАН, взрывов и этой угрозы легко можно было избежать, будь японцы подготовлены к нештатной ситуации.

Да, они специалисты высокого класса, но в условиях отлаженной работы. Но вот быстро реагировать на непредвиденное они не умеют. Можно было потихоньку «стравливать» из реакторов газ, они же дотянули до того состояния, когда сорвало клапаны. Соприкосновение с кислородом привело к взрыву и тем последствиям, что мы сейчас имеем, - объясняет Валентин Иванович. – Но все равно нельзя сравнивать «Фукусиму» и Чернобыль. Все-таки массового выброса компонентов топлива не было.

РАДИАЦИОННЫЕ УРОВНИ

Радиационный уровень, соответствующий естественному фону 0,1 – 0,2 мкЗв/час (10 – 20 мкР/час, признано считать НОРМАЛЬНЫМ.

Радиационный уровень 0,2 – 0,6 мкЗв/час (20 – 60 мкР/час) считается ДОПУСТИМЫМ.

Радиационный уровень 0,6 – 1,2 мкЗв/час (60 – 120 мкР/час) с учетом коэффициента экранирования считается ПОВЫШЕННЫМ.

Примечания: 1. Оценку уровня мощности дозы на местности, как правило, проводят на высоте 1 м от поверхности земли и на расстоянии не менее 30 м от зданий.

2.При поиске локальных мест загрязнения и утерянных источников, а также для обеспечения безопасности следует учитывать, что с увеличением расстояния от источника в 10 раз мощность дозы уменьшается, примерно в 100раз.

3.Переход от мощности эквивалентной дозы (дозы) к мощности экспозиционной дозы (дозе) принимают коэффициент равный 100, т.е. 1 мкЗв/час = 100мкР/час или 1 мкЗв = 100мкР.

Радон –это естественный радиоактивный изотоп, газ, который не имеет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, но в 7,5 раза тяжелее воздуха. Рождается он в радиоактивных семействах, урана и тория, а эти тяжелые металлы присутствуют везде – в камнях почве воде. При распаде испускает альфа – частицы. Период полураспада – 3,8 суток. Радон дает примерно 75% годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой человеком от всех земных источников радиации. Если брать суммарную дозу земных и космических источников радиации, то на радон приходится около 50%. Радон и продукты его распада поступают в организм человека главным образом ингаляционным путем, особенно при нахождении в закрытом и непроветриваемом помещении, где концентрация в 8 раз выше, чем на улице. За одну минуту в наши легкие вместе с вдыхаемым воздухом попадает несколько миллионов радиоактивных атомов радона. В неблагоприятных условиях это число может увеличиться в сотни и тысячи раз. Вот почему вдруг теснит дыхание, тяжелеют веки, становится рассеянным внимание... Радон просачивается через землю, фундамент, пол и собирается, как правило, в комнатах первых этажей, подвалах, подпольях. Герметизация с целью утепления только повышает концентрацию радона: ему просто некуда уходить. Многое зависит от строительных материалов и тех грунтов, на которых стоят здания. Относительно немного выделяют радона – дерево, кирпич, бетон. Значительно больше – граниты и пемза. Глиноземы, фосфогипс (образующийся при переработке фосфорных руд) и применяемый для изготовления строительных блоков, сухой штукатурки, перего- родок и цемента дают на 30% более интенсивное облучение людей. Очень высокой радиоактивностью обладает кирпич из красной глины, представляющий собой отходы при производстве алюминия. НРБ устанавливают нормы радиационной безопасности по радону:

- при проектировании зданий и сооружений следует предусматривать, чтобы объемная активность изотопов радона и торона не превышала 100 Бк/м 3 ;

в эксплуатируемых помещениях радона не должно быть более 200Бк/м 3 .

Мощность дозы гамма-излучения при этом не может превышать мощности на открытой местности более, чем на 0,3мкЗв/ч(30мкР\ч);

-если объемную активность изотопов радона снизить до 400Бк/м 3 и мощность дозы гамма –излучения менее, чем до 0,6мкЗв/ч (60 мкР/ч) не удается , то жильцов из таких зданий следует переселять.

Космическое излучение Земли, а также техногенные и природные радионуклиды, участвуют в формировании радиационного фона. Радиационный фон – это излучение от техногенных и природных источников, под воздействием которого находится человек.

Общие сведения

После Чернобыльской катастрофы в атмосферу было выброшено около 40 видов искусственных радионуклидов. Наибольшую опасность для человека представляют такие вещества, как стронций, цезий, плутоний, йод. Период полураспада некоторых из них достигает 25 тысяч лет.

По данным организации, которая занимается проблемами окружающей среды, радионуклиды признаны самыми токсичными веществами. На территории бывшего СССР длительное время существовали ядерные полигоны, где проводились испытания ядерного оружия, а также хранились опасные отходы. Наиболее известными считаются «Маяк» и полигон в городе Семипалатинске.

Источники радиоактивного излучения

Человек получает дозу облучения из внешних, космических источников, также под воздействием внутренних радионуклидов, находящихся в организме. Средняя доза радиации от внешнего и внутреннего воздействия источников составляет порядка 200 мбэр/год.

Промышленная деятельность человека напрямую влияет на образование в атмосфере радионуклидов и изотопов. Они извлекаются из недр земли в процессе добывания угля, нефти, газа, минеральных удобрений.

Подвергнуться воздействию природных радионуклидов возможно даже у себя дома. Такие материалы, как кирпич, дерево, бетон, выделяют небольшое количество радона.

Находясь длительное время в непроветриваемом помещении, человек рискует получить большую дозу этого радионуклида. Негативное влияние на здоровье оказывают калий-40, радий-226, полоний-210, радон-222, -220.

Степень воздействия космического излучения на человека зависит от того, в какой местности он проживает. Люди, живущие в горах, имеют более высокий риск облучения, чем те, кто живет в низине. Известно, что те, кто проживают низко над уровнем моря, получают порядка 300 мкЗв/год. Причина тому – экранизирующие свойства воды. Средний объем излучения, поступающего из космоса, которому подвергается человек за год, равен 350 мкЗв.

Радиационный фон и его виды

В состав радиационного фона природного происхождения входит космическое излучение, а также природные радионуклиды, которыми заполнена водная поверхность, земная кора, атмосфера в целом. Его величина оставалась неизменной много тысяч лет. Существует несколько районов, где величина воздействия радиации на человека значительно выше. Это объясняется тем, что неглубоко в почве залегает ториевая или урановая руда, выходят родоновые источники.

Естественный радиационный фон составляет излучение, которое попадает из космоса, вследствие переработки радиоактивных элементов, находящихся в недрах Земли, в стройматериалах, пище. Наибольшую опасность представляют собой радионуклиды 40К и 222Rn. Природный радиационный фон образовался и развивался одновременно с развитием биосферы. Космогенные радионуклиды участвовали в процессе формирования коры Земли. Сдвиги и впадины в ней – места, где радионуклиды были высвобождены на земную поверхность, мощность ионизирующего излучения повышалась. С течением времени степень радиоактивности снижалась.

Естественный радиационный фон может стать технологически измененным по причине трансформации ионизирующего излучения. Искусственный радиационный фон является следствием распада ядерных отходов энергетики.

Степень воздействия искусственных источников радиации проиллюстрирована в таблице:

Деятельность человека как источник проявления радиации

Начиная с середины XX века уровень радиации от техногенного воздействия возрос до отметки 15 мкР/ч. Это произошло по ряду причин:

• проведение испытаний ядерного оружия;
• сжигание органического топлива;
• перераспределение минеральных веществ, которые добываются из земли;
• выбросы вредных веществ вследствие аварий на АЭС и предприятиях.

К техногенным относятся различные источники проникающей радиации:

• аппараты медицинской диагностики;
• рентгеновская аппаратура;
• установки энергетического и исследовательского профиля;
• радиационная дефектоскопия.

Вследствие ядерных реакций образуются трансурановые радионуклиды. Они отличаются повышенной токсичностью. Наиболее опасными являются плутоний, америций.

По степени токсичности радионуклиды подразделяются на 4 группы:

• особо высокая токсичность;
• высокая токсичность;
• средняя токсичность;
• низкая токсичность (не несут серьезной опасности для человека).

Измерение уровня облучения радиацией

Понятие «норма радиационного фона» появилось еще в 20-х годах прошлого века. Уровень допустимого облучения находился на отметке 600 мЗв/год. К середине XX века это значение опустилось до 50 мЗв/год, а в 1996 году 20 мЗв/год. Показатель нормы вводился для обследования медперсонала, в особенности врачей-рентгенологов.

Человек испытывает на себе влияние излучения повсеместно. Радиоактивная доза в определенном количестве присутствует в организме всегда. Когда норма излучения в организме превышена во много раз, может наступить смерть.

Допустимая норма радиации для человека (воздействие естественного фона) составляет от 0,05 мкЗв/час до 0,5 мкЗв/час. Особо опасно подвергаться воздействию техногенного излучения в большом объеме. Радионуклиды и изотопы накапливаются в теле человека, провоцируя заболевания, в первую очередь онкологические.

Уровень радиации – это максимально допустимая дозировка фонового уровня ионизирующего излучения (измеряется в микрозивертах). Допустимый уровень радиации в закрытом помещении составляет 25 мкР/ч. Единица излучения радиации – микрозиверты в час. Вероятность развития рака резко повышается, если человек облучился дозой радиации свыше 11.42 МкЗв/час. Более половины людей, облучившихся дозой свыше 570.77 МкЗв за один раз, умирает за 3-4 недели. Предельно допустимый уровень излучения от источников естественного происхождения считается нормальным в пределах до 0,57 мкЗв/час. Нормальный радиационный фон, исключая влияние радона, составляет 0,07 мк/час.

Особую опасность излучение представляет для лиц, чья профессиональная деятельность предполагает постоянное столкновение с облучением. Мероприятия по предупреждению облучения среди медперсонала сводятся к установлению допустимого предела излучения.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) радиоактивного излучения рассчитывается исходя из данных о виде и периоде распада ионизирующих частиц.

Если человек регулярно соприкасается с радиоактивными элементами, ему необходимо знать о том, как себя защитить. Разработаны и внедрены в практику допустимые уровни загрязнения одежды и средств защиты после дезинфекции. Максимально допустимый уровень загрязнения отражен в таблице ниже.

Существует средняя суточная норма для человека. Она равна 0,0027 млЗв / в сутки.

Опасность воздействия облучения на организм

Нормальный радиационный фон не наносит ущерба жизни и здоровью человека. К наиболее пагубным последствиям облучения радиацией относятся соматические заболевания, а также генетические, которые отражаются на уровне ДНК.

Установлено, что систематическое облучение оказывает на организм человека более щадящее действие, чем однократное, поскольку радиационное повреждение имеет свойство восстанавливаться.

Опасные вещества накапливаются в организме неравномерно. Иммунная система угнетается под воздействием радионуклидов, что отражается на повышенной восприимчивости человека к определенным заболеваниям, в особенности онкологическим. Пищеварительная и дыхательная системы страдают больше всего. Через них в первую очередь поступают радионуклиды. Концентрация поглощенных вредных веществ в них в 2-3 раза выше, чем в других органах. В норме безопасный уровень радиационного фона составляет 50 мкР/час.

Крупные российские города и мегаполисы отличаются повышенным фоном радиации. Это объясняется последствиями аварии в Чернобыле, перемещением радиоактивной пыли, непрерывной работой крупных промышленных предприятий, выбросов транспорта и ТЭЦ. Пагубными последствиями от воздействия радиации для человека становятся ухудшение самочувствия, развитие онкологических заболеваний, различные мутации на генном уровне, которые приводят к общему снижению качества жизни.

Действие ионизирующих излучений представляет собой сложный процесс. Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, вида излучения, объема облучения тканей и органов. Для его количественной оценки введены специальные единицы, которые делятся на внесистемные и единицы в системе СИ. Сейчас используются преимущественно единицы системы СИ. Ниже в таблице 10 дан перечень единиц измерения радиологических величин и проведено сравнение единиц системы СИ и внесистемных единиц.

Таблица 10.

Для описания влияния ионизирующих излучений на вещество используются следующие понятия и единицы измерения:
Активность радионуклида в источнике (А) . Активность равна отношению числа самопроизвольных ядерных превращений в этом источнике за малый интервал времени (dN) к величине этого интервала (dt) :

Единица активности в системе СИ - Беккерель (Бк).
Внесистемная единица - Кюри (Ки).

Число радиоактивных ядер N(t) данного изотопа уменьшается со временем по закону:

N(t) = N 0 exp(-tln2/T 1/2) = N 0 exp(-0.693t /T 1/2)

где N 0 - число радиоактивных ядер в момент времени t = 0, Т 1/2 -период полураспада - время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер.
Массу m радионуклида активностью А можно рассчитать по формуле:

m = 2.4·10 -24 × M ×T 1/2 × A,

где М - массовое число радионуклида, А - активность в Беккерелях, T 1/2 - период полураспада в секундах. Масса получается в граммах.
Экспозиционная доза (X). В качестве количественной меры рентгеновского и -излучения принято использовать во внесистемных единицах экспозиционную дозу, определяемую зарядом вторичных частиц (dQ), образующихся в массе вещества (dm) при полном торможении всех заряженных частиц:

Единица экспозиционной дозы - Рентген (Р). Рентген - это экспозиционная доза рентгеновского и
-излучения, создающая в 1куб.см воздуха при температуре О°С и давлении 760 мм рт.ст. суммарный заряд ионов одного знака в одну электростатическую единицу количества электричества. Экспозиционной дозе 1 Р
соответствует 2.08·10 9 пар ионов (2.08·10 9 = 1/(4.8·10 -10)). Если принять среднюю энергию образования 1 пары ионов в воздухе равной 33.85 эВ, то при экспозиционной дозе 1 Р одному кубическому сантиметру воздуха передается энергия, равная:
(2.08·10 9)·33.85·(1.6·10 -12) = 0.113 эрг,
а одному грамму воздуха:
0.113/ возд = 0.113/0.001293 = 87.3 эрг.
Поглощение энергии ионизирующего излучения является первичным процессом, дающим начало последовательности физико-химических преобразований в облученной ткани, приводящей к наблюдаемому радиационному эффекту. Поэтому естественно сопоставить наблюдаемый эффект с количеством поглощенной энергии или поглощенной дозы.
Поглощенная доза (D) - основная дозиметрическая величина. Она равна отношению средней энергии dE, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме:

Единица поглощенной дозы - Грей (Гр). Внесистемная единица Рад определялась как поглощенная доза любого ионизирующего излучения, равная 100 эрг на 1 грамм облученного вещества.
Эквивалентная доза (Н) . Для оценки возможного ущерба здоровью человека в условиях хронического облучения в области радиационной безопасности введено понятие эквивалентной дозы Н, равной произведению поглощенной дозы D r , созданной облучением - r и усредненной по анализируемому органу или по всему организму, на весовой множитель w r (называемый еще - коэффициент качества излучения)
(таблица 11).

Единицей измерения эквивалентной дозы является Джоуль на килограмм. Она имеет специальное наименование Зиверт (Зв).

Таблица 11.

Влияние облучения носит неравномерный характер. Для оценки ущерба здоровью человека за счет различного характера влияния облучения на разные органы (в условиях равномерного облучения всего тела) введено понятие эффективной эквивалентной дозы Е эфф применяемое при оценке возможных стохастических эффектов - злокачественных новообразований.
Эффективная доза равна сумме взвешенных эквивалентных доз во всех органах и тканях:

где w t - тканевый весовой множитель (таблица 12), а H t -эквивалентная доза, поглощенная в
ткани - t. Единица эффективной эквивалентной дозы - Зиверт.

Таблица 12.

Коллективная эффективная эквивалентная доза. Для оценки ущерба здоровью персонала и населения от стохастических эффектов, вызванных действием ионизирующих излучений, используют коллективную эффективную эквивалентную дозу S, определяемую как:

где N(E) - число лиц, получивших индивидуальную эффективную эквивалентную дозу Е. Единицей S является человеко-Зиверт
(чел-Зв).
Радионуклиды - радиоактивные атомы с данным массовым числом и атомным номером, а для изомерных атомов - и с данным определенным энергетическим состоянием атомного ядра. Радионуклиды
(и нерадиоактивные нуклиды) элемента иначе называют его изотопами.
Помимо названных выше величин для сравнения степени радиационного повреждения вещества при воздействии на него различных ионизирующих частиц с разной энергией используется также величина линейной передачи энергии (ЛПЭ), определяемая соотношением:

где - средняя энергия, локально переданная среде ионизирующей частицей вследствие столкновений на элементарном пути dl.
Пороговая энергия обычно относится к энергии электрона. Если в акте столкновения первичная заряженная частица образует -электрон с энергией больше , то эта энергия не включается в значение dE, и -электроны с энергией больше рассматриваются как самостоятельные первичные частицы.
Выбор пороговой энергии является произвольным и зависит от конкретных условий.
Из определения следует, что линейная передача энергии является некоторым аналогом тормозной способности вещества. Однако между этими величинами есть различие. Заключается оно в следующем:
1. ЛПЭ не включает энергию, преобразованную в фотоны, т.е. радиационные потери.
2. При заданном пороге ЛПЭ не включает в себя кинетическую энергию частиц, превышающую .
Величины ЛПЭ и тормозной способности совпадают, если можно пренебречь потерями на тормозное излучение и

Таблица 13.

По величине линейной передачи энергии можно определить весовой множитель данного вида излучения (таблица 14)

Таблица 14.

Предельно допустимые дозы облучения

По отношению к облучению население делится на 3 категории.
Категория А облучаемых лиц или персонал (профессиональные работники) - лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений.
Категория Б облучаемых лиц или ограниченная часть населения - лица, которые не работают непосредственно с источниками ионизирующего излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию ионизирующих излучений.
Категория В облучаемых лиц или население - население страны, республики, края или области.
Для категории А вводятся предельно допустимые дозы -наибольшие значения индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при которой равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Для категории Б определяется предел дозы.
Устанавливается три группы критических органов:
1 группа - все тело, гонады и красный костный мозг.
2 группа - мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталики глаз и другие органы, за исключением тех, которые относятся к 1 и 3 группам.
3 группа - кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы.
Дозовые пределы облучения для разных категорий лиц даны в таблице 15.

Таблица 15.

Помимо основных дозовых пределов для оценки влияния излучения используют производные нормативы и контрольные уровни. Нормативы рассчитаны с учетом непревышения дозовых пределов ПДД (предельно допустимая доза) и ПД (предел дозы). Расчет допустимого содержания радионуклида в организме проводят с учетом его радиотоксичности и непревышения ПДД в критическом органе. Контрольные уровни должны обеспечивать такие низкие уровни облучения, какие можно достичь при соблюдении основных дозовых пределов.
Для категории А (персонала) установлены:
- предельно допустимое годовое поступление ПДП радионуклида через органы дыхания;
- допустимое содержание радионуклида в критическом органе ДС А;
- допустимая мощность дозы излучения ДМД А;
- допустимая плотность потока частиц ДПП А;
- допустимая объемная активность (концентрация) радионуклида в воздухе рабочей зоны ДК А;
- допустимое загрязнение кожных покровов, спецодежды и рабочих поверхностей ДЗ А.
Для категории Б (ограниченной части населения) установлены:
- предел годового поступления ПГП радионуклида через органы дыхания или пищеварения;
- допустимая объемная активность (концентрация) радионуклида ДК Б в атмосферном воздухе и воде;
- допустимая мощность дозы ДМД Б;
- допустимая плотность потока частиц ДПП Б;
- допустимое загрязнение кожных покровов, одежды и поверхностей ДЗ Б.
Численные значения допустимых уровней в полном объеме содержатся в
"Нормах радиационной безопасности".