Geum.ru

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар

Вид материалаУчебно-методическое пособие

Содержание


Приложение А
Приложение Б
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Заключение



Радиационные явления пронизывают всю биосферу, Землю, Космос. В любом организме, содержатся радиоактивные вещества и, вероятно, они оказывают определенное влияние на жизненные процессы. Пристальное внимание радиационному влиянию на живые организмы было уделено в связи с созданием ядерного оружия и многочисленными случаями облучения, особенно после применения ядерных боезапасов в Японии. Основные закономерности радиационных процессов исследованы, однако и в этой области имеются белые пятна.

При проведении экологического мониторинга обязательны радиационные исследования, так как ионизирующее излучение, особенно после глобального техногенного загрязнения, является величиной непостоянной и, в то же время, оказывающей воздействие на живые объекты в незначительных количествах. Ориентиром безопасных уровней ионизирующих излучений служат пределы доз установленные нормами радиационной безопасности, соблюдение которых обеспечивает безвредность радиационных источников для здоровья человека.


Литература



Основная

1 Пивоваров Ю.П., Михалев В.П. Радиационная экология. — М. : Академия, 2004. — 437 с.

2 Радиация: Дозы, эффект, риск. — М. : Мир, 1988. — 79 с.

3 Экология и безопасность жизнедеятельности. — М. : ЮНИТИ-ДАНА. 2002. — 447 с.


Дополнительная

4 Бодровский В.А., Бурсиан Э.В. Общая физика. — М. : Владос, 2001. — 295 с.

5 Войткевич Г.В. Радиоактивность в истории Земли. — М. : Наука, 1970. — 168 с.

6 Ильин Л.А., Кириллов В. Ф., Коренков И. П.  Радиационная гигиена. — М. : Медицина, 1999. — 364 с.

7 Кузин А.М. Природный радиоактивный фон и его значение для биосферы Земли. М. : Наука, 1991. — 376 с.

8 Максимов М.Т., Оджагов Г.О. Радиоактивные загрязнения и их измерение. — М. : Энергоатомиздат, 1989. — 304 с.

9 Моисеев А.А., Иванов В.И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене. — М. : Энергоатомиздат, 1990. — 252 с.

10 Николайкин Н. И. и др. Экология. — М. : Дрофа, 2003. — 624 с.

11 Платонов А.П., Платонов В.А. Основы общей и инженерной экологии. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. — 350 с.

12 Сивинцев Ю.В. Насколько опасно облучение. — М. : ИздАТ, 1991. — 89 с.

13 Сивухин Д. В. Атомная и ядерная физика. — М. : 2002. — 782 с.

14 Черных Н.А. Экологический мониторинг токсикантов в биосфере. — М. : РУДН, 2003. — 432 с.

Приложение А


(информационное)

Характерные значения дозы облучения населения


В приложении приведены некоторые характерные величины доз, получаемых человеком. Значения приведены в зивертах, в скобках даны значения в бэрах, напомним, что 1Зв=100бэр, 1 мЗв - одна тысячная доля зиверта, а 1 мбэр – одна тысячная доля бэр;

20 мЗв (2,0 бэр) – доза космического облучения пассажира гражданского самолета, которую он получает за время перелета в одну сторону из Астаны в Москву;

10 мбэр – одно медицинское обследование грудной клетки с использованием современного флюорографического оборудования;

10 - 40 мбэр – средняя доза, полученная среднестатистическим жителем, проживающем в зоне влияния ПО «Маяк» от всех факторов внешнего и внутреннего техногенного облучения за 1995 год.

30 мбэр – среднегодовая доза облучения, обусловленная космическим излучением на равнинной части территории;

60-80 мбэр – среднегодовая доза облучения, обусловленная космическим излучением для людей, живущих в горной местности;

80 мбэр – средняя годовая доза для граждан США от искусственных источников радиоактивного излучения;

160 мбэр – средняя годовая доза, получаемая экипажами гражданских самолетов от космического излучения;

300 мбэр – средняя годовая доза населения от всех источников естественного радиоактивного облучения;

500 мбэр – предельно допустимая годовая доза облучения для ограниченной части населения;

5000 мбэр – предельно допустимая годовая доза облучения для персонала работников атомной промышленности.


 

Приложение Б


(обязательное)

Методика расчета допустимых уровней облучения


Допустимые уровни облучения  - уровни воздействия ионизирующих излучений на человека, при которых исключено возникновение не стохастических (ближайших) последствий облучения организма, а риск отдаленных сомато - стохастических (злокачественных новообразований) и генетических последствий минимален. Допустимые пределы воздействия ионизирующих излучении на человека в СССР были регламентированы «Нормами радиационной безопасности 69» (НРБ - 69), затем (НРБ - 76) и (НРБ - 76/87) и НРБ – 96. В настоящее время действует документ НРБ – 99. Нормы радиационной безопасности и основные санитарные правила являются основными документами, определяющими условия работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучении, определяющими дозовые нагрузки как на обслуживающий персонал, так и на население.

В основу отечественной системы радиационно-гигиенического нормирования положены следующие основные принципы; не превышение установленного дозового предела; исключение всякого необоснованного облучения; снижение дозы излучения до возможно низкого уровня. Установлены три категории облучаемых лиц. Категория А - персонал; к ней относятся лица, которые постоянно или временно непосредственно работают с источниками ионизирующих излучений. Категория Б - ограниченная часть населения, непосредственно не работающего с источниками ионизирующих излучений, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могущего подвергаться воздействию радиоактивных веществ и других источников ионизирующих излучений, применяемых в учреждении и (или) удаляемых в окружающую среду. Категория В - население страны или области.

В реальных условиях различные органы или ткани человека облучаются неодинаково. Особенно это проявляется при попадании радиоактивных веществ внутрь организма, поскольку различные радионуклиды по-разному распределяются по органам и тканям человека. Учитывая эти обстоятельства, а также неодинаковую радиочувствительность различных органов и тканей человека, нормирование радиационного фактора ведется для трех групп критических органов. Критический орган - ткань или часть тела, облучение которого в данных условиях неравномерного облучения может причинить наибольший ущерб здоровью данного лица или потомства. К I группе критических органов относятся гонады и красный костный мозг; ко II группе - мышцы, легкие, щитовидная железа, желудочно-кишечный тракт, хрусталик глаза и другие органы, за исключением относящихся к I и III группам. Ill группа — кожный покрой, костная ткань, кисти рук, предплечья, голени и стопы.

В зависимости от группы критических органов в качестве основных дозовых пределов регламентирована предельно допустимая доза (ПДД). Это максимальное значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, которая при воздействии в течение 50 лет не вызывает в состоянии здоровья человека неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. При облучении всего тела и для I группы критических органов установлено значение ПДД 50 мЗв (5 бэр) в год. Для II и III групп критических органов ПДД равна 150 и 300 мЗв (15 и 30 бэр) в год соответственно. Поскольку при хроническом облучении в малых дозах биологический эффект обусловлен только суммарной дозой, полученной за много лет, в нормах радиационной безопасности регламентируется только годовая ПДД, т.е. не ограничивается уровень облучения за рабочий день, неделю, квартал. Ограничивается лишь облучение в течение календарного года женщин в возрасте до 40 лет в целях уменьшения вероятности выхода генетических последствий. Облучение области таза и нижней части живота не должно превышать 10 мЗв (1 бэр) за любые 2 мес. Более чем 30-летняя международная практика полностью подтвердила безопасность установления ПДД.

При ликвидации последствий радиационного инцидента или аварии допускается однократное облучение за календарный год отдельных работников не превышающее 2 ПДД. Однако такое повышенное облучение должно быть скомпенсировано так, чтобы в течение последующих 5 лет накопленная доза не превышала значение, определенное по формуле:


Hi = ПДДiТ. (1)


где Hi — максимальная эквивалентная доза, накопленная в i-м критическом органе за время Т (лет) с начала профессиональной деятельности. В исключительных случаях допускается однократное облучение в дозе 5 ПДД. Такое пятикратное превышение ПДД является предельным и допускается 1 раз за всю трудовую деятельность. Это переоблучение должно быть скомпенсировано так, чтобы через 10 лет накопленная доза не превысила значения регламентируемого формулой (1).

Для лиц категории Б, к которым относятся не только взрослые, но и дети, а также беременные женщины, установленный предел дозы (ПД) в 10 раз меньше ПДД для категории А и равен 5 мЗв (0,5 бэр) в год при облучении всего тела и I группы критических органов и 15 и 30 мЗв (1,5 и 30 бэр) в год для критических органов II и Ill группы соответственно. Регламентированный уровень облучения для лиц категории Б связан с очень малой степенью риска. Он всего в 5 раз выше среднего естественного радиационного фона излучения 1 мЗв (100 мбэр) в год и даже в 2—3 раза ниже наблюдаемого на земле максимального значения естественного радиационного фона.

Облучение всего населения, т.е. лиц категории В не регламентируется. Ограничение облучения населения осуществляется путем нормирования или контроля радиоактивности объектов окружающей среды (воды, воздуха, пищевых продуктов и т. д.). выбросов радиоактивных продуктов с АЭС и объектов атомной промышленности, уровня облучения, обусловленного медицинскими процедурами и техногенным радиационным фоном, а также установленными дозовыми пределами для лиц категорий А и Б. В случае повышенного облучения отдельных контингентов населения в результате радиационной аварии Министерство здравоохранения СССР устанавливает временные допустимые уровни облучения для данного региона и участвует в разработке необходимых организационных мероприятий по обеспеченно безопасности. Отказ от регламентации облучения для категорий В обусловлен тем, что в настоящее время уровни облучения населения крайне низки. Так, средняя и индивидуальная доза на все тело от всех видов используемой атомной энергии составляет менее 1% дозы, обусловленной естественным радиационным фоном.

Для оперативного решения практических задач обеспечения радиационной безопасности, осуществления контроля радиационной обстановки, проектирования систем противолучевой защиты устанавливаются следующие допустимые уровни внешнего и внутреннего облучения, которые являются производными от основных дозовых пределов величинами. Для лиц категории А - допустимая мощность дозы излучения ДМДА, допустимая плотность потока частиц ДППА, допустимое содержание радионуклида в критическом органе ДСА, предельно допустимое годовое поступление радионуклида через органы дыхания ППП, допустимая концентрация радионуклида в воздухе рабочих помещений ДКА, допустимое загрязнение кожных покровов, спецодежды и рабочих поверхностей ДЗА. Для категории Б - допустимая мощность дозы излучения ДМДБ, допустимая плотность потока частиц ДППБ, предел годового поступления радионуклида через органы дыхания и пищеварения ПГП, допустимая концентрация радионуклида в атмосферном воздухе и в воде ДКБ, допустимое загрязнение кожных покровов, одежды и поверхности ДЗБ.

При расчете допустимых уровней внешнего облучения ДМДА и ДППА стандартное время облучения (средняя продолжительность рабочего года) принимается равной 1700 ч. Таким образом, для помещений постоянного пребывания персонала ДМДА равна 29 мкЗв/ч (2,9 мбэр/ч). Это значит, что если в течение всего года мощность дозы на рабочем месте будет равна 29 мкЗв/ч (2,9 мбэр/ч), то индивидуальная годовая доза облучения не превысит ПДД — 50 мЗв (5 бэр). Для лиц категории Б при нахождении в служебных помещениях, на территории учреждения и в пределах санитарно-защитной зоны стандартное время облучения за календарный год принимается равным 2000 ч, поскольку в отличие от лиц категории А у них нет сокращенного дня и дополнительного отпуска. В этом случае ДМДБ равна 2,4 мкЗв/ч (0,24 мбэр/ч) и при нахождении в таких условиях весь рабочий день в течение года не будет превышен ПД - 5 мЗв (0,5 бэр). Для населения, проживающего в зоне наблюдения, стандартная продолжительность облучения составляет 8800 ч в год. Соответственно ДМДБ для этих лиц, относящихся к категории Б, равна 0,6 мкЗв/ч (0,06 мбэр/ч).

В ряде случаев время пребывания людей в помещениях учреждения или на территории санитарно-защитной зоны может отличаться от стандартного. В этом случае ДМД (мбэр/ч) или (мкЗв/ч) для внешнего облучения всего тела рассчитывается по формулам: (2 и 3)


ДМДА = ПДД/t (2)


ДМДБ = ПД/t (3),


где t - время облучения в течение года в часах.

Допустимые уровни внутреннего облучения, к которым относятся ДСА, ПДП и ПГП регламентируют содержание или поступление радионуклидов в организм, при которых доза излучения, создаваемая в критическом органе, не превысит ПДД и ПД для лиц категории А или Б соответственно. ДСА - среднегодовое содержание радионуклида в критическом органе, при котором создаваемая доза облучения составит ПДД - 50 мЗв (5 бэр) в год. Очевидно, что для категории Б допустимое содержание ДСБ в 10 раз меньше. Выведение радионуклида из критического органа происходит в результате минерального обмена и радиоактивного распада. ПДП или ПГП рассчитывают таким образом, чтобы при поступлении радионуклида в организм его среднегодовое содержание в критическом органе не превышало ДСА или ДСБ соответственно.

В НРБ  регламентировано значение ПДП только через органы дыхания, поскольку в производственных условиях доминирующим является ингаляционный путь поступления радиоактивных веществ. Значения ПГП установлены не только для ингаляционного, но и для перорального пути поступления, поскольку для лиц категории Б возможно попадание радиоактивных веществ в организм не только через органы дыхания, т.к. кроме атмосферного воздуха может произойти загрязнение радиоактивными веществами водоемов, почвы и растительности. Регламентированные ПГП служат основой для установления зон разрывов и допустимых выбросов радиоактивных газов и аэрозолей из труб АЭС и атомных предприятий, а также для установления возможности и масштабов использования загрязненной радионуклидами воды и продуктов питания в случае возникновения такой необходимости.

Очевидно, что уровень поступления радиоактивных веществ в организм в первую очередь зависит от их концентрации в воздухе рабочих помещений и объектах окружающей среды, измерить которую значительно проще, чем уровень поступления или содержание их в организме. Поэтому для осуществления оперативного радиационного контроля внутреннего облучения установлена среднегодовая допустимая концентрация радионуклидов в воздухе рабочих помещений ДКА (категория А) и допустимая концентрация ДКБ радионуклидов в атмосферном воздухе и в воде открытых водоемов для ограниченной части населения (категория Б).


ПДП = 106ДКА Q, (4)

где Q — объем вдыхаемого воздуха (л) за время пребывания в рабочих помещениях.

Аналогичным образом связаны между собой ДКБ и ПГП.

Среднегодовые значения ДКА и ДКБ рассчитываются для стандартных условий. Принимается, что объем вдыхаемого воздуха персоналом за календарный год (1700 ч) Q = 2,5×106 л. Для категории Б Q = 7,3×106 л в год; исходят из продолжительности возможного облучения 8800 ч в год. Потребляемое взрослым человеком количество воды (включая входящее в пищевые продукты) равно 800 л в год (2,2 л в сутки). ДКБ в воздухе и воде установлены при условии поступления данного радионуклида в организм только с вдыхаемым воздухом и питьевой водой, не учитывая накопление радионуклида на местности, его миграцию по биологическим цепочкам и последующее поступление в организм человека с пищей.

В связи с разнообразием районов в различных регионах страны в нормах радиационной безопасности не установлены единые допустимые концентрации радионуклидов ДКБ в пищевых продуктах. В случае необходимости поступление радионуклидов через органы пищеварения регламентируется таким образом, чтобы их суммарное количество, поступающее в организм с питьевой водой, вдыхаемым воздухом и пищевыми продуктами, не превышало ПГП.