 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Причины повышения ЕРФПовышение ЕРФ может наблюдаться при увеличении космической или земной его составляющих. Величина космической составляющей зависит от: - Широты местности. На полюсах - на 15 % выше, чем на экваторе. - От высоты над уровнем моря. Чем больше высота над уровнем моря, тем больше радиационный фон. - От солнечной активности. При увеличении солнечной активности увеличивается космическое излучение. Величина земной составляющей зависят от: 1) Характера почвы. Имеются места, где сосредоточены элементы радиоактивных семейств, при этом фон может быть в сотни и тысячи раз выше среднего. 2) Характера залегающих пород. Например, гранит обладает существенно большей природной активностью, чем другие породы. Медицинское облучение Медицинские осмотры и медицинское облучение прибавляют порядка 1,4 мЗв в год к дозе облучения человека, вклад в суммарную дозу облучения составляет около 30%. Медицинское облучение населения обусловлено использованием ионизирующего излучения в трех областях медицины: рентгеновской диагностике и профилактике, радионуклидной диагностике и лучевой терапии. По ожидаемым эффектам медицинское облучение превосходит все другие виды облучения населения, вместе
взятые, т.к. оно является в отличие от последних "острым" облучением (дозы у пациента формируются за секунды и минуты).
Радиационная гигиена - сравнительно молодая научная дисциплина, сформировавшаяся в середине прошлого века, когда применение источников ионизирующего излучения в различных областях жизни стремительно расширялось и привело к необходимости научного изучения и оценки его воздействия на организм человека. Как научная дисциплина возникла в СССР и США примерно в одно и то же время, после массовых испытаний ядерного оружия. Произошедшие аварийные ситуации привели в ряде случаев к неконтролируемому облучению профессионалов и населения. Потребовалось объединение усилий большого количества специалистов различного профиля (физиков, радиохимиков, радиобиологов, медиков, гидрологов, метеорологов, психологов, социологов и др.) для определения степени опасности различных доз облучения людей и разработки мер по их снижению. Возникла необходимость в разработке теории и методологии радиационно-гигиенического регламентирования уровней облучения населения и профессионалов. На ранней стадии существования материи она была в значительной степени радиоактивной. Однако по истечении времени большинство ядер природных радиоактивных веществ подверглись радиоактивному распаду и стали устойчивыми. Но некоторые вещества все еще радиоактивны и являются источниками ионизирующего излучения. Наряду с этим, излучения Космоса и Солнца постоянно воздействуют на организм и окружающую среду. Таким образом, вся жизнь на земле развивается в среде, которая является естественно-радиоактивной. Ионизирующее излучение было открыто в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном в Германии, он зафиксировал неизвестные ранее лучи, которые проникали сквозь тело человека. Эти лучи, однако, не были связаны с естественной радиоактивностью. Рентген получил их в электронной лампе, разгоняя поток электронов от одного электрода к другому. Это открытие сразу же нашло применение в практической жизни. Уже в 1896 году рентгеновское излучение было использовано для диагностики. Но это открытие вдохновило и других ученых искать "таинственные" лучи, и в 1896 году было сделано следующее открытие: французский физик Анри Беккерель изучал минеральный образец урана и обнаружил, что он испускал лучи того же самого типа, что и лучи Рентгена. Беккерель обнаружил явление естественной радиоактивности. Теперь поиск химических элементов, испускающих радиацию, стал более целенаправленным. В 1898 году ученые Мария и Пьер Кюри выделили два радиоактивных элемента: полоний и радий. Радий, который является высоко радиоактивным химическим элементом, скоро оказался полезным в медицине. Терапевтическое облучение теперь обычное явление. А в то время об опасности вредного воздействия излучения на организм не было известно. Многие из первопроходцев в области медицины и научных исследований были облучены, и в течение первых десятилетий прошлого столетия некоторые из них погибли от лучевой болезни. Радиоактивность использовалась для борьбы со злокачественными опухолями, рентгеновское излучение - для диагностических целей. Однако вскоре было обнаружено и вредное действие радиации на организм, в результате чего зародилась новая отрасль гигиены - радиационная гигиена. Первая кафедра радиационной гигиены появилась в 1957 году в Москве в институте усовершенствования врачей. Радиационная гигиена как предмет окончательно сформировалась к 1960 году.
В 1928 году на Международном конгрессе по радиологии в Стокгольме была основана международная организация сегодня известная как Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ). МКРЗ собирает информацию о воздействии радиации на здоровье и выпускает рекомендации по радиационной защите. (слайд №7) Радиационная гигиена - наука о сохранении здоровья людей в условиях воздействия радиоактивного и вообще ионизирующего излучения. Это отрасль гигиенических знаний, разрабатывающая на основе изучения действия радиоактивных веществ и ионизирующих излучений на организм нормативы и мероприятия, осуществление которых обеспечивает защиту от их вредного действия и создает оптимальные условия для жизнедеятельности и самочувствия людей. Она имеет радиобиологическое направление, занимающееся изучением воздействия ионизирующих излучений на живой организм, и собственно гигиеническое направление разрабатывающее гигиенические нормативы допустимого облучения и меры защиты от чрезмерного облучения. (слайд №8)Задачи радиационной гигиены. 1) Паспортизация источников радиоактивности в ходе предупредительного и текущего санитарного надзора. Нужно знать, какие источники имеются, чтобы дальше проследить их судьбу. 2) Контроль и разработка мероприятий по снижению доз ионизирующих излучений, воздействующих на различные группы населения. 3) Контроль за содержанием радиоактивных веществ в различных объектах окружающей среды. 4) Контроль за хранением, транспортировкой и захоронением радиоактивных веществ. 5) Контроль за условиями труда с источниками ионизирующей радиации. 6) Контроль за здоровьем персонала и населения, подвергающегося воздействию ИИ (ионизирующих излучений). Прежде чем перейти к освещению вопросов радиационной гигиены, нам необходимо вернуться к знаниям средней школы об элементарной физике. (слайд № 9) АТОМ
во, означающее "неделимый". Оно введено в лексикон греческим философом Демокритом, который жил приблизительно 2500 лет назад. В то время полагали, что атом - самая маленькая частица материи. Все состоит из атомов. (слайд № 10) Строение атома Атомы настолько малы, что Вы не сможете различить их глазами, Вы не сможете даже увидеть их под наиболее мощным электронным микроскопом. Другими словами, мы не знаем, на что в действительности похож атом. Но имеются модели, которые описывают наше представление об атоме. Наиболее простая модель была создана датским физиком Ниль-сом Бором в начале прошлого столетия. В течение последних десятилетий модель Бора была усовершенствована физиками мира. В модели Бора атом состоит из ядра, изображенного объединенными сферами, как показано на рисунке 1.3, вокруг ядра вращаются по своим орбитам отрицательно заряженные электроны. Ядро состоит из двух видов частиц. Светлые частицы, изображенные на рисунке, называются нейтронами - они не имеют электрического заряда. Темные частицы - протоны - заряжены положительно (+)• Положительный заряд протонов нейтрализует отрицательный заряд электронов. Следовательно, атом является электрически нейтральным, так как он имеет равное число протонов и электронов. (слайд № 11) Элементарные частицы Таблица, приведенная ниже, показывает некоторые сравнительные данные об элементарных частицах - нейтронах, протонах и электронах.
Протон заряжен положительно, электрон - отрицательно. Их заряды численно равны. Таким образом, они уравновешивают заряды друг друга. Нейтрон и протон имеют практически одинаковый вес. Электрон намного легче, приблизительно 1/1800 массы протона или нейтрона (колонка 4). Поэтому массой атома фактически является масса ядра: вес электронов можно не учитывать.
ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В природе имеются различные виды химических элементов. Некоторые имеют относительно простую структуру, другие - более сложную. Мы используем слово "элемент", чтобы описать вещество, состоящее только из атомов одного вида. Элемент определяется числом протонов в его ядре. Следовательно, число протонов во всех атомах некоего элемента одинаково. Число нейтронов, однако, может изменяться. В природе встречаются 92 элемента. ИЗОТОПЫ ИЛИ НУКЛИДЫ
Атомы, из которых составлены химические элементы, могут иметь разнообразные формы. Самый простой из всех атомов -атом водорода, его ядро состоит из одного протона. Кроме того, имеются еще два вида атомов водорода. Первый, с одним нейтроном, называется дейтерием, второй, с двумя нейтронами, называется тритием. Они являются изотопами водорода. Большинство других элементов также имеют такие изотопы. Химически изотопы элементов ведут себя практически одинаково. А с точки зрения ядерной физики изотопы имеют весьма различные свойства. Другое название для изотопов всех химических элементов -нуклид. Иными словами: все элементы - нуклиды. МОЛЕКУЛА Вся материя состоит из атомов. Атомы различных элементов могут объединяться и образовывать молекулу. Свойства этой молекулы могут весьма отличаться от свойств отдельных атомов. Например, комбинация одного атома кислорода и двух атомов водорода образует молекулу воды. Химическое обозначение воды — Н20. Молекула воды - относительно простая молекула, состоящая только из трех атомов. Имеются, однако, намного более сложные молекулы, которые могут состоять из сотен тысяч атомов, например молекула ДНК в ядре клетки.
Ионы и ионизация Мы упомянули, что атом электрически нейтрален. Но если атом испускает или поглощает один или большее количество электронов, он перестает быть электрически нейтральным. Он превращается в положительно или отрицательно заряженный ион. Этот процесс называется ионизацией и требует энергетических затрат. После ионизации атом с большей готовностью вступает во взаимодействие с другими веществами. Материя может быть ионизирована при воздействии на нее излучения от радиоактивных источников, так называемого ионизирующего излучения. Это излучение может удалять электроны из атомов в веществе и формировать свободные электроны и положительно заряженные ионы. (слайд № 12) РАДИОАКТИВНОСТЬ В природе встречаются как стабильные, так и нестабильные изотопы. Ядра некоторых нуклидов нестабильны, в них число нейтронов превосходит число протонов. Ядра таких нестабильных изотопов обладают способностью самопроизвольно превращаться в другие ядра или переходить из возбужденного состояния в основное. Этот процесс называется радиоактивным распадом. Он может сопровождаться испусканием альфа-частиц, бета-частиц, нейтронов или излучением гамма-квантов. Нуклиды (изотопы), способные к радиоактивному распаду, называются радионуклидами (радиоизотопами). Радиоактивность — самопроизвольное превращение ядер атомов химических элементов, сопровождающееся изменением их физических и химических свойств и испусканием радиоактивных излучений. Т.е. ионизирующее излучение — одно из следствий радиоактивности. Радиоактивные изотопы (радионуклиды) характеризуются величиной активности, видом излучения (а-, бетта-, у-), энергией излучаемых частиц и гамма-излучения, а также периодом полураспада. (слайд № 13) Активность радиоактивного вещества Важнейшая характеристика радионуклида, среди других свойств, - его радиоактивность, то есть количество распадов в единицу времени (число ядер, которые распадаются в 1 секунду). В системе СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду (распад/с). Эта единица получила название беккерель (Бк). Единица активности радиоактивного вещества - Беккерель (Бк). 1 Беккерель = 1 распад в секунду. Внесистемной единицей измерения активности является кюри (Ки), равная активности нуклида, в котором происходит 3,7 * 10 в 10-й степени актов распада в одну секунду, т.е. 1 Ки = 3,7·10 в10Бк. Значение величины радиоактивности, выраженной в Бекке-релях, может быть очень большим. Так, например, тело взрослого человека содержит приблизительно 4000 Беккерель естественного (природного) радиоактивного вещества калия-40. (слайд №14) Период полураспада радиоактивного вещества Период полураспада (Т1/2) - мера скорости радиоактивного распада вещества - время, которое требуется для того, чтобы радиоактивность вещества уменьшилась наполовину, или время, которое требуется для того, чтобы распалась половина ядер в веществе. По истечении времени, равного одному периоду полураспада радионуклида, его активность уменьшится в два раза от первоначальной величины, по истечении двух периодов полураспада – в 4 раза, и так далее. Радиоактивные изотопы, имеющие периоды полураспада менее суток-месяцев, называют короткоживущими, а более нескольких месяцев-лет – долгоживущими. ВИДЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ Всякое излучение сопровождается выделением энергии. Когда, например, ткань тела человека подвергнута облучению, часть энергии будет передана атомам, которые составляют эту ткань. Излучение, которое несет достаточное количество энергии, способно к удалению электронов из атомов. Этот процесс называется ионизацией, а излучение, способное удалить электрон из атома, называется ионизирующим (в отличие, например, от электромагнитного излучения солнца, которое таковым не является). Нестабильные нуклиды стремятся перейти в устойчивое состояние. Они могут выделять свою избыточную энергию в процессе распада. Распад означает, что радиоактивный нуклид испускает ионизирующее излучение в форме частиц или электромагнитных волн (гамма-квантов). В быту ионизирующее излучение ошибочно называется радиоактивным излучением. Правильное выражение - ионизирующее излучение. Мы рассмотрим процессы альфа-, бета- и гамма-излучения. Все они происходят при распаде атомных ядер радиоактивных изотопов элементов. (слайд № 15) Альфа-излучение
На рисунке 1.9 нестабильное ядро находится в процессе излучения своей избыточной энергии за счет испускания частицы, которая является ядром гелия и состоит из двух протонов и двух нейтронов. Эта частица называется альфа-частица и обозначается греческим символом альфа. Альфа-частицы — положительно заряженные ядра гелия, обладающие высокой энергией. (слайд № 16) Ионизация вещества альфа-частицей
На рисунке 1.10 альфа-частица проходит близко от атома. Когда альфа-частица проходит в непосредственной близости от электрона, она притягивает его и может вырвать с нормальной орбиты. Атом теряет электрон и таким образом преобразуется в положительно заряженный ион. Так альфа-частицы обычно ионизируют вещество. Ионизация атома требует приблизительно 30-35 еV (электрон-вольт) энергии. Таким образом, альфа-частица, обладающая, например, 5000000 еV энергии в начале ее движения, может стать источником создания более чем 100000 ионов прежде, чем она перейдет в состояние покоя. Масса альфа-частиц примерно в 7000 раз больше массы электрона. Большая масса альфа-частиц определяет прямолинейность их прохождения через электронные оболочки атомов при ионизации вещества. Альфа-частица теряет маленькую часть своей первоначальной энергии на каждом электроне, который она отрывает из атомов вещества, проходя через него. Кинетическая энергия альфа-частицы и ее скорость при этом непрерывно уменьшаются. Когда вся кинетическая энергия израсходована, а-частица приходит в состояние покоя. В этот момент она захватит два электрона и, преобразовавшись в атом гелия, теряет свою способность ионизировать материю. Бета-излучение
Ионизация вещества бета-частицей На рисунке (слайд №17) 1.12 показан возможный ход событий, когда вылетевший из ядра радионуклида электрон (бетта-частица) выбивает один из орбитальных электронов стабильного химического элемента. Эти два электрона имеют одинаковый электрический заряд и массу. Поэтому, встретившись, электроны оттолкнутся друг от друга, изменив свои первоначальные направления движения.
Когда атом теряет электрон, то он превращается в положительно заряженный ион. Гамма-излучение Гамма-излучение обозначается символом - у. Гамма-излучение не состоит из частиц, как альфа- и бета-излучения. Оно, также как свет Солнца, представляет собой электромагнитную волну (рис. 1.13). Гамма-излучение - это электромагнитное (фотонное) излучение, состоящее из гамма-квантов и испускаемое при переходе ядер из возбужденного состояния в основное при ядерных реакциях или аннигиляции частиц. Это излучение имеет высокую проникающую способность вследствие того, что оно обладает значительно меньшей длиной волны, чем свет и радиоволны. Энергия гамма-излучения может достигать больших величин, а скорость распространения гамма-квантов равна скорости света. Как правило, гамма-излучение сопутствует альфа и бета-излучениям, так как в природе практически не встречаются атомы, излучающие только гамма-кванты. Гамма-излучение сходно с рентгеновским излучением, но отличается от рентгеновского излучения природой происхождения, длиной электромагнитной волны и частотой.
(слайд №18) Ионизация вещества гамма-излучением Гамма-излучение, проходящее через вещество, имеет возможность ионизировать это вещество, передавая свою энергию электронам атомов, составляющих его. Энергия излучения постепенно уменьшается. Поскольку гамма-излучение не имеет никакого электрического заряда, его способность ионизировать атомы вещества намного меньше, чем у альфа- и бета-излучения. Воздействие гамма-излучения на вещество, приводящее к отрыву электрона от электронной оболочки атома, изображено на рисунке 1.14.
(слайд №19) ПРОНИКАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ И ЗАЩИТА ОТ ИЗЛУЧЕНИЙ Расстояние, на которое ионизирующее излучение может проникать в вещество, называется его проникающей способностью. Оно зависит от энергии излучения и свойств вещества, через которое излучение проникает.
Альфа-излучение Из-за относительно большого размера и электрического заряда альфа-частицы вступают во взаимодействие со всеми встреченными на пути атомами и, теряя энергию, легко тормозятся при контакте с веществом. В воздухе их пробег равен нескольким сантиметрам. Толстый лист бумаги остановит частицу полностью. В тканях тела человека пробег частицы - менее 0,7 мм. Альфа-излучение, воздействующее на незащищенную часть тела, не может проникнуть даже через внешний слой клеток кожи и не причиняет вреда организму. Поэтому альфа-излучение опасно только тогда, когда альфа
Бета-излучение Проникающая способность бета-частицы значительно больше, чем альфа-частицы, потому что электрический заряд бета-частицы вдвое меньше заряда альфа-частицы. Кроме того, масса бета-частицы приблизительно в 7000 раз меньше массы альфа-частицы. Из-за ее маленькой массы и маленького заряда ионизация, вызванная бета-частицей, меньше, и, как следствие, энергия бета-частицы расходуется на более значительном расстоянии. Проникающая способность бета-частицы в воздухе изменяется от 0,1 до 20 метров в зависимости от начальной энергии частицы. В большинстве случаев средства индивидуальной защиты и обувь обеспечивают достаточную защиту от внешнего облучения организма бета-частицами. Большой риск облучения бета-частицами связан с попаданием их внутрь организма при приеме пищи.
Гамма-излучение Защититься от воздействия гамма-излучения сложнее, чем от воздействия альфа- и бета-частиц. Проникающая способность его очень высока, и гамма-излучение способно насквозь пронизывать живую человеческую ткань. Нельзя однозначно утверждать, что вещество некоторой толщиной полностью остановит гамма-излучение. Часть излучения будет остановлена, а часть его - нет. Однако, чем более толстый слой имеет защита и чем больше удельный вес и атомный номер вещества, которое используется в качестве защиты, тем более она эффективна. Толщина материала, требуемого, чтобы уменьшить излучение в два раза, называется слоем половинного ослабления. Толщина слоя половинного ослабления, естественно, изменяется в зависимости от применяемого материала защиты и энергии излучения. Уменьшить мощность гамма-излучения на 50% могут, например, 1 см свинца, 5 см бетона или 10 см воды. (слайд №20) Дата добавления: 2015-02-05 | Просмотры: 745 | Нарушение авторских прав |
На рисунке 1.11 показан пример излучения бета-частицы, которая обозначается символом бетта. Бета-излучение -это процесс испускания электронов непосредственно из ядра атома. Электрон в ядре создается при распаде нейтрона на протон и электрон. Протон остается в ядре, в то время как электрон испускается в виде бета-излучения.
частицы попадают внутрь организма (с воздухом, питьевой водой и пищевыми продуктами) и напрямую воздействуют на клетки органов, вызывая их повреждения.