 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Характеристика излучений
ЦЕПОЧКИ РАСПАДОВ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ Нуклид, образовавшийся в процессе радиоактивного распада, может быть также радиоактивен. Этот радионуклид может, в свою очередь, распадаться с образованием других радиоактивных нуклидов. Таким образом, могут возникать длинные цепочки распадов радионуклидов, в конце которых образуется стабильный (нерадиоактивный) химический элемент. Воздействие ионизирующего излучения на вещество
Любое вещество, поглощая энергию солнечного излучения, нагревается (рисунок 2.1). Поглощенная веществом энергия измеряется в Джоулях на килограмм (Дж/кг). Воздействие солнечного излучения на биологическую ткань приводит к биологическим эффектам (например, загар на теле человека). Так же и ионизирующее излучение воздействует различным образом на живую и неживую материю. Чтобы понять, как ионизирующее излучение воздействует на нашу биологическую ткань, мы должны исследовать процесс на уровне элементов, составляющих ткань, то есть на уровне клетки. (слайд №21) Человеческое тело состоит приблизительно из 1014 клеток. Клетка - самая маленькая частица организма, которая обладает способностью к жизнедеятельности и размножению (рисунок 2.3). Она поглощает питательные вещества и кислород из крови и преобразует их в энергию. "Компьютером", управляющим всеми программами, по которым работают наши клетки, является генетический материал, содержащийся в ядре каждой клетки. Генетический материал содержит не только информацию о "задачах" клетки, но также и полный "сборочный чертеж" всего человеческого тела, включая все его индивидуальные характеристики. (слайд №22) Генетический материал человека состоит из 46 хромосом, составляющих 23 пары. Внутри хромосом находится молекула ДНК, которая является сложнейшей макромолекулой. Молекула ДНК состоит из двух цепочек в форме двойной спирали, растянув которые которые можно получить нить длиной около 1,5 метра. Четыре базы, названные А (аденин), С (цитозин), G (гуанин) и Т (тимин), связывают обе спирали вместе очень оригинальным способом. "А" в одной спирали всегда соединяется с "Т" в другой спирали, и "С" всегда соединяется с "G". В случае, если одна спираль повреждена, другая служит моделью для восстановления. Деление клетки в организме Клетки могут разрушиться или быть повреждены вследствие каких-либо причин. Чтобы позволить тканям тела и органам поддерживать свои функции, клетка делится с образованием двух нормальных, здоровых дочерних клеток, идентичных материнской клетке, которые заменяют поврежденную клетку. Когда клетка делится, обе цепочки каждой молекулы ДНК разделяются, каждая затем становится частью новой спирали ДНК и в результате - мы имеем две новые клетки. Полный процесс деления занимает от двух минут до двух часов -это очень чувствительный период в жизни клетки. Повреждение ДНК во время этого процесса может привести к различным последствиям. Однако, способность клетки к восстановлению исправит большинство дефектов прежде, чем закончится образование новой клетки. ФАКТОРЫ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ДНК Повреждение ДНК происходит случайно или в результате воздействия на нее ядовитых веществ, вирусов, ультрафиолетового или ионизирующего излучения.
Воздействие ионизирующего излучения на ДНК Некоторые клетки являются наиболее чувствительными к ионизирующему излучению, но все они особенно чувствительны в период деления. Это означает, что растущая ткань или ткань, которая имеет высокую скорость деления клеток, более чувствительна к ионизирующему излучению, чем другие ткани. Вот почему дети, а особенно плод беременной женщины, более чувствительны к излучению, чем взрослые. По той же причине клетки раковой опухоли более чувствительны к излучению, чем здоровая ткань, так как раковая опухоль растет очень быстро за счет частого деления раковых клеток. Эта особенность опухоли используется для лечения рака при помощи облучения раковых клеток. (слайд №23)
Прямые и косвенные эффекты облучения
Ионизирующее излучение может воздействовать на ДНК непосредственно или косвенно. Наши клетки состоят на 65-75% из воды. Поэтому наиболее вероятная молекула, которая подвергается воздействию ионизирующего излучения, - молекула воды. Излучение ионизирует молекулы воды, приводя к образованию различных химически активных веществ. Эти вещества, которые называются свободными радикалами, могут воздействовать на молекулу ДНК. Прямое воздействие имеет менее важное значение, поскольку оно менее вероятно. Чтобы вызвать прямой эффект, ионизирующее излучение должно разрушить молекулу ДНК. (слайд №24) Типы повреждения ДНК Бета- и гамма-излучения вызывают низкую плотность ионизации, поэтому вероятность повреждения обеих цепочек спирали ДНК относительно небольшая. Обычно ущерб наносится только одной цепочке или одной базе, и это повреждение может быть восстановлено относительно эффективными функциями восстановления организма.
(высокая плотность ионизации Альфа-излучение вызывает высокую плотность ионизации. При этом возникает большая вероятность разрушения обеих цепочек ДНК. Поскольку генетическая модель клетки таким образом разрушается, вероятна ошибка в процессе восстановления клетки, что может даже привести к гибели клетки. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ И ЕДИНИЦЫ ЕГО ИЗМЕРЕНИЯ При облучении организма человека ионизирующим излучением он поглощает его энергию. Количественной характеристикой этого процесса, а также показателем возможного ущерба от облучения является доза облучения. В зависимости от способа и места применения доза бывает нескольких видов. Различают три дозы облучения: поглощённая, эквивалентная и экспозиционная. Длительное время самым распространенным понятием была экспозиционная доза, но сейчас оно устарело и практически не используется. Экспозиционная доза описывала действие ионизирующего излучения в воздухе и потому лишь косвенно давала возможность оценить воздействие излучения на организм. Единица измерения экспозиционной дозы - Рентген (Р). На практике обычно использовались тысячные и миллионные доли этой величины - миллирентген (мР) и микрорентген (мкР). (слайд №25) Поглощенная доза- вся энергия, которую орган (тело) или объект поглощает, когда он (оно) подвергается излучению. Т.Е. - излучение отдает свою энергию, ионизируя молекулы вещества. Вот именно эта энергия и называется поглощенной дозой, единицей измерения которой является Грей (Гр). 1 Грей = 1 Дж/кг Но поглощенная доза не является мерой для оценки вызванного ущерба для организма, должен быть учтен также тип излучения. Так, например, 1 Грей альфа-излучения наносит вред организму в 20 раз больше, чем 1 Грей гамма- или бета-излучения. Это различие учитывается коэффициентом качества, который для альфа-излучения равен 20, а для бета- и гамма-излучения — 1. Коэффициент качества (Ккач) характеризует зависимость неблагоприятных биологических последствий облучения человека от способности ионизирующего излучения различного вида передавать энергию облучаемой среде. (слайд №26)
(слайд №27) В радиобиологии и радиационной гигиене широкое применение получила внесистемная единица поглощённой дозы - рад. Рад - это такая поглощённая доза, при которой количество поглощённой энергии в 1г любого вещества составляет 100 эрг независимо от вида и энергии излучения. Соразмерность грея и рада следующая: 1 Гр= 100 рад. (слайд №28) Эквивалентная доза Различные виды излучения вызывают различные биологические эффекты. Это означает, что равные количества поглощенных доз, например альфа-излучения и гамма-излучения, воздействуют на Ваш организм по-разному. Единица эквивалентной дозы облучения учитывает это различие умножением поглощенной дозы на коэффициент качества источника излучения. Если умножить поглощенную дозу на коэффициент качества для определенного типа излучения, результатом будет эквивалентная доза, величина которой учитывает биологические эффекты этого излучения: Поглощенная доза * коэффициент качества = эквивалентная доза. (слайд №29) В качестве единицы измерения эквивалентной дозы в системе СИ принят зиверт (Зв). Зиверт - эквивалентная доза любого вида ионизирующего излучения, поглощённая 1 кг биологической ткани и приносящая такой же биологический эффект (вред), как и поглощённая доза фотонного излучения в 1 Гр. Существует также внесистемная единица эквивалентной дозы ионизирующего излучения - бэр (биологический эквивалент рентгена). При этом соразмерность следующая: Дэкв = Дпогл ·Ккач или 1 Зв = 1 Гр · Ккач; 1 Зв = 100 рад · Ккач = 100 бэр. Один Зиверт — очень большая доза облучения. На практике обычно используют тысячные и миллионные части Зиверта — милли-зиверты (мЗв) и микрозиверты (мкЗв). ( слайд №30) Для оценки эквивалентной дозы, полученной группой людей (персонал объекта народного хозяйства, жители населённого пункта и т.п.), используется понятие коллективная эквивалентная доза (Дэкв.к.) - это средняя для населения доза, умноженная на численность населения (в человеко-зивертах). По существу, биологические эффекты, вызываемые любыми ионизирующими излучениями, сравниваются с эффектом от рентгеновского и гамма-излучения. Понятие экспозиционная доза (Дэксп) служит для характеристики рентгеновского и гамма-излучения и определяет меру ионизации воздуха под действием этих лучей. Она равна дозе фотонного излучения, при котором в 1 кг атмосферною воздуха возникают ионы, несущие заряд электричества в 1 кулон (Кл). Внесистемной единицей экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучения является рентген (Р). При этом соразмерность следующая: 1 Р = 2,58 · 10-4 Кл/кг или 1 Кл/кг =3,88 · 103 Р. (слайд №31) Эффективная эквивалентная доза Часто ионизирующее излучение воздействует только на определенный орган. При этом следует учитывать, что одни части тела (органы, ткани) более чувствительны к излучению, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе. Таким образом, имеется важное различие между дозой на орган и дозой на все тело. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты радиационного риска, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения организма; эта доза также измеряется в Зивертах. Например: Коэффициент радиационного риска для щитовидной железы = 0,03. Щитовидная железа получила эквивалентную дозу облучения в 100 мЗв. При перерасчете дозы на щитовидную железу в эффективную эквивалентную дозу на все тело получаем: 100 х 0,03 = 3 мЗв. До сих пор еще в России (особенно при оценке последствий аварии на Чернобыльской АЭС) используют внесистемные единицы поглощенной и эффективной доз облучения человека - рад и бэр.
(слайд №32) Среднегодовая эффективная (эквивалентная) доза (СГЭД) СГЭД - это средняя для населения какого-либо населенного пункта сумма эффективной дозы внешнего облучения, полученная за календарный год, и ожидаемой дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм жителей радионуклидов за этот же год. Оценки СГЭД жителей, проживающих на загрязненных вследствие аварии на Чернобыльской АЭС территориях, позволяют заблаговременно планировать адресное применение мер радиационной защиты населения и целенаправленное распределение материальных ресурсов на их осуществление.
(слайд №33) Мощность дозы Мощность дозы - доза облучения в единицу времени. Она, обычно, представляется в микрозивертах в час (мкЗв/ч). На практике часто используются другие единицы мощности дозы - микрорентген в час (мкР/час), микрогрей в час (мкГр/час). (слайд №34) Следует отметить, что при оценке доз облучения человека от гамма- и бета-излучений, единицы Грей и Зиверт являются практически равнозначными (то же касается и внесистемных единиц — рентген, рад и бэр).
(слайд №35) ВНЕШНЕЕ И ВНУТРЕННЕЕ ОБЛУЧЕНИЕ Облучение от источников ионизирующего излучения, находящихся вне тела человека, называется внешним облучением. Внешнее облучение не делает тело человека источником излучения. Тело подвержено облучению, пока находится в поле действия излучения. Излучение прекращает воздействовать на организм, как только Вы покидаете зону воздействия источника излучения. Облучение от радиоактивных источников, находящихся внутри тела, называется внутренним облучением.
(слайд №36) Радионуклиды могут попасть в Ваш организм через нос, рот, раны на теле. Радионуклиды распределяются по различным частям организма в зависимости от их химических свойств. Например: Йод-131 накапливается в щитовидной железе, стронций-90 - в костях скелета, а цезий-137 - в мышцах. Величина дозы облучения, которую ткань или орган поглощает за счет внутреннего облучения радионуклидами, зависит от свойств радиоактивного элемента и от его количества в организме (рисунок 2.10).
(слайд №37) Биологический период полувыведения радиоактивных веществ Все химические элементы, радиоактивны они или нет, выводятся из организма с определенной скоростью. Процесс выведения происходит по законам, подобным законам радиоактивного распада, и зависит от особенностей обмена этого элемента в организме. Время, которое требуется для органа или организма в целом, чтобы вывести половину от количества содержащегося в нем химического элемента (радионуклида), называется биологическим периодом полувыведения. Величина биологического периода полувыведения несколько различается для разных людей в зависимости от их пола и возраста и в некоторых случаях на нее можно повлиять. Если попавшее внутрь организма вещество радиоактивно, на органы, в которых оно накапливается, будет воздействовать ионизирующее излучение. Продолжительность этого воздействия зависит от биологического периода полувыведения и периода полураспада попавших в организм радионуклидов. Биологические периоды полувыведения и периоды полураспада радионуклидов могут существенно отличаться. Так, например, цезий-137, имеющий период физического полураспада Т1/2=30 лет, выводится из организма взрослого мужчины с биологическим периодом полувыведения - 100-110 суток (для детей и женщин величины этого периода еще меньше). ДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Основной особенностью действия ионизирующего излучения является ионизация атомов и молекул, которая является первичным начальным этапом биологического действия излучения. Реакция организма на ионизирующее излучение зависит от дозы облучения, вида излучения, длительности воздействия, размеров облучаемой поверхности, индивидуальной реактивности организма. (слайд №38) На клеточном уровне различают 3 этапа изменений. 1 этап (физический) – взаимодействие ионизирующих излучений с веществом клетки с образованием химически активных центров («активных радикалов»), обладающих высоким окислительным потенциалом. При ионизации воды образуются радикалы: Н, ОН, ОН-, Н2О2, НО2, О2. Первичные радикалы, взаимодействуя с растворенными молекулами веществ, образуют вторичные активные радикалы. На эти процессы расходуется до 80% энергии ионизирующего излучения. 2 этап (химический) – Полученные свободные радикалы и окислители взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая её. Нарушается обмен веществ. Происходят изменения в составе крови - снижается уровень эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов. Поражение органов кроветворения разрушает иммунную систему человека и приводит к инфекционным осложнениям. взаимодействие радикалов белков, нуклеиновых кислот и липидов с водой, кислородом, радикалами воды и биомолекулами, ведет к изменениям липидов, белков и углеводов в клетках. При действии ионизирующей радиации на липиды возникают цепные реакции и образуются перекиси, играющие большую роль в развитии лучевого поражения. Происходит деструкция белков, резкое уменьшение серосодержащих аминокислот (метионина, триптофана); один из наиболее чувствительных к радиации процессов в клетке – снижение окислительного фосфорилирования и генерирования АТФ: разрушаются дезоксирибонуклеиновые комплексы. Наблюдается распад полисахаридов, в том числе гиалуроновой кислоты и гепарина; нарушается анаэробный гликолиз. 3 этап – биохимические изменения в клетке. В результате химических преобразований нарушается структура биологических мембран, вследствие чего возрастает активность многих ферментов, которые, проникая в органеллы клетки (митохондрии, лизосомы), вызывают распад нуклеиновых кислот и белков, выход гидролитических ферментов из лизосом, а также синтез ферментов с измененной активностью. В результате физического, химического и биохимического усиления радиационного эффекта даже ничтожно малая поглощенная энергия губительна для отдельных клеток. Различают два вида эффекта воздействия на организм ионизирующих излучений: соматический и генетический. При соматическом эффекте, негативные последствия проявляются непосредственно у облучаемого, при генетическом - у его потомства. Соматические эффекты могут быть ранними или отдалёнными. Ранние возникают в период от нескольких минут до 60 суток после облучения. К ним относят покраснение и шелушение кожи, помутнение хрусталика глаза, поражение кроветворной системы, лучевая болезнь, летальный исход. Отдалённые соматические эффекты проявляются через несколько месяцев или лет после облучения в виде стойких изменений кожи, злокачественных новообразований, снижения иммунитета, сокращения продолжительности жизни. Существуют различия между последствиями радиационного воздействия, которые возникают вскоре после облучения - острые последствия, и последствиями, которые будут наблюдаться намного позже - хронические последствия. (слайд №39) Острые последствия облучения Острые последствия обусловлены большой дозой облучения тела или органа человека за короткий срок и в большинстве случаев приводят к гибели клеток организма. При превышении порогового значения (рисунок 2.12) повреждения неизбежны, и они увеличиваются с увеличением дозы. Индивидуальное пороговое значение может быть разным, и это может изменить степень повреждений каждого индивидуума. Риск
Рисунок 2.12. Острая лучевая болезнь - пороговое значение 1 Зв (100 бэр) Острая лучевая болезнь и повреждение плода у беременных -примеры острых повреждений организма в результате воздействия ионизирующего излучения.
(слайд №40) Острая лучевая болезнь Клетки, которые являются наиболее чувствительными к воздействию радиации, - клетки с высокой частотой деления. Поэтому в первую очередь ионизирующее излучение будет воздействовать на кроветворные органы (красный костный мозг), особенно чувствительные к ионизирующему излучению. Кратковременная доза облучения на все тело более чем 1000 мЗв (100 бэр) приведет к острой лучевой болезни. Множество клеток и, следовательно, большие части живой ткани будут повреждены или погибнут. Функции облученного органа будут нарушены. Последствия интенсивного облучения организма в дозах, превышающих пороговое значение, иногда проявляются уже через час или два: человек начнет чувствовать слабость и начнется рвота. Эти признаки обычно уменьшаются после двух дней, и в течение двух-трех недель самочувствие человека улучшается. Однако за это время число белых кровяных клеток существенно уменьшится, уменьшится и сопротивление организма заразным болезням. Это может привести к воспалительным болезням с высокой температурой, диарее и кровотечениям. Если человек поправляется от острого облучения, то останется риск хронических последствий облучения. Симптомы облучения и меры, которые необходимо принять после облучения тела дозой в 3000-4000 мЗв:
Приблизительно 50% взрослых людей, подвергнувшихся облучению всего тела дозой в 3000-4000 мЗв (300-400 бэр), умрет в пределах 30 дней. Доза 6000 мЗв (600 бэр) смертельна в большинстве случаев. Эти цифры применимы, если не проводится медицинское лечение. Незамедлительное и целенаправленное квалифицированное лечение увеличивает процент выживания.
(слайд №41) Генетические нарушения в организме Различают следующие виды воздействия на клетки организма вследствие облучения (рисунок 2.13) в зависимости от поглощенной дозы облучения и радиоустойчивости клетки: •Без изменений — облучение не влияет на клетку; •Гибель клетки; •Восстановление: клетка восстанавливает молекулу ДНК; нарушения восстановления. Молекула ДНК получает ложную информацию, ведущую к мутации клетки. Мутации не обязательно отрицательные, но они могут также привести к генетическим нарушениям и раковым заболеваниям.
с дефектом Рисунок 2.13. Влияние ионизирующего излучения на клетку
Хронические последствия облучения Рак и наследственные болезни расцениваются как хронические последствия действия радиационного облучения. Пороговое значение дозы облучения для хронических последствий отсутствует. Чем больше доза облучения, тем выше вероятность заболевания. Раковое заболевание Клетка, у которой генетический код был изменен, может развиться в раковую клетку. Рак - болезнь, вызванная бесконтрольным делением мутирующих клеток. Примерно 20% всех смертных случаев в мире - от раковых болезней. Признаки лейкемии, вызванной ионизирующим излучением, обнаруживаются через 3-7 лет после облучения. Другие виды раковых болезней развиваются более длительное время. (слайд №42) Наследственные изменения в потомстве ДНК в половых клетках также могут быть повреждены ионизирующим излучением. Эти повреждения могут быть переданы следующему поколению. Но для того, чтобы это случилось, дефект клеток должен быть унаследован от обоих родителей. Необходимые условия передачи генетических изменений следующему поколению: •Хромосома в половой клетке повреждена •Повреждены одинаковые хромосомы в клетках отца и матери •Эмбрион должен развиться. Шансы эмбриона выжить уменьшаются, если клетки повреждены. Эти условия объясняют, почему наследственные последствия нанесения вреда организму настолько трудно оценить. Вероятность каждого условия мала. Вероятность того, что все три условия выполняются одновременно, чрезвычайно мала.
( слайд №43) При изучении действия излучения на организм были выявлены следующие особенности: 1. Высокая эффективность поглощённой энергии, даже малые её количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме. 2. Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующих излучений. 3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. 4. Генетический эффект - воздействие на потомство. 5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. Смертельные поглощённые дозы для отдельных частей тела следующие: · голова - 20 Гр; нижняя часть живота - 50 Гр;· грудная клетка - 100 Гр;· конечности - 200 Гр. При облучении дозами, в 100-1000 раз превышающую смертельную дозу, человек может погибнуть во время однократного облучения (“смерть под лучом”). 6. Не каждый организм (человек) в целом одинаково реагирует на облучение. 7. Облучение зависит от частоты воздействия. При одной и той же дозе облучения вредные последствия будут тем меньше, чем более дробно оно получено во времени. Биологические нарушения в зависимости от суммарной поглощённой дозы облучения представлены на слайде. ( слайд №44) Биологические нарушения при однократном (до 4-х суток) облучении всего тела человека
Понятие о пороговых и беспороговых эффектах действия ионизирующих излучений. ( слайд №45) Клинически воздействие излучения проявляется 2 видами эффектов 1) Пороговые (детерминированные, нестохастические) эффекты - это явления для которых имеется порог интенсивности излучения, ниже которого они не появляются. То есть, если интенсивность излучения больше пороговой (больше некоторого порогового значения), то возникают поражения, тяжесть которых закономерно нарастает с увеличением дозы. Примеры: Лучевая болезнь (острая и хроническая). При дозе менее 100 Бэр острая лучевая болезнь не разовьется. Хроническая лучевая болезнь не развивается при дозе менее 25 Бэр. Точно также от порога интенсивности излучения зависит развитие или неразвитее Лучевых ожогов, Лучевой катаракты, Лучевого бесплодия, Лучевых аномалий в развитии плода, Гипофункции щитовидной железы, Снижение кроветворения и иммунореактивности 2) Беспороговые (стохастические, вероятностные) эффекты. Это такие эффекты, для которых не существует порога. Даже 1 квант излучения может вызывать эти эффекты. Тяжесть проявления не зависит от дозы, доза лишь определяет вероятность их появления в популяции. Примеры: а) Канцерогенное действие, б) Мутагенное действие, в) Возникновение лейкозов. Уважаемые коллеги! Мы с Вами рассмотрели вопросы радиации как физического, химического и биологического явления. Но этого недостаточно без рассмотрения вопроса о том, как мы должны защищаться от него, чтобы исключить или хотя бы уменьшить его негативное влияние. Наиболее компетентной и представительной в отношении проблем радиационной защиты является Международная комиссия по радиационной защите, МКРЗ (ICRP). МКРЗ - независимая неполитическая организация, которая собирает и издает материалы о воздействии ионизирующего излучения на здоровье человека. Основываясь на этих материалах, МКРЗ выдает рекомендации по вопросам улучшения радиационной защиты населения. Законы о радиационной безопасности в России (в частности, Нормы радиационной безопасности НРБ-99) и других странах основаны на этих рекомендациях. ( слайд №46) Главные принципы МКРЗ: Рекомендации МКРЗ по системе радиационной защиты базируются на трех главных принципах, которые являются основными для всех действий, которые вызывают риск облучения людей: Оптимизация радиационной защиты людей; Ограничение индивидуальных доз облучения; Оправданность применения.
Оптимизация Этот принцип подразумевает поддержание облучения на минимально разумном уровне, принимая во внимание все социальные и экономические условия. Данный принцип более известен под английским сокращением "ALARA" - As Low As Reasonably Achievable", что означает "так низко, как разумно достижимо".
Ограничение Ограничение облучения является для каждого человека гарантией того, что, с одной стороны, последствия облучения практически никогда не проявятся и, с другой стороны, что некоторый риск, связанный с получаемым облучением, является терпимым. Возможный переход за пределы ограничения означает, что оцениваемый риск возрастает, не вызывая тем не менее обязательного проявления последствий облучения. Принцип ограничения не применяется в случае естественного природного облучения или при облучении в медицине. Оправданность применения Занятия или деятельность, связанные с использованием ионизирующего излучения, являются "оправданными", если предполагаемая польза выше возникающего риска. Примеры: использование радиоактивных материалов при определенных медицинских процедурах или рентгенография человеческих органов позволяет быстро установить диагноз, что является полезным для пациента. При радиотерапии рака шансы на выздоровление больного заведомо компенсируют риск, связанный с повторным заболеванием раком из-за облучения повышенными дозами. Государства, эксплуатирующие ядерные электростанции, полагают, что производимая ими электроэнергия принесет больше пользы населению, нежели риска, которому население подвергается. В России на основе рекомендаций Международной комиссии по радиационной защите в качестве реализации принципа «Ограничения» применяется метод защиты населения нормированием. (слайд №47) Особенности нормирования радиационного фактора 1) Сочетание порогового и беспорогового принципов. 2) Численные значения норм зависят от того, какие группы людей облучаются. 3) Численные значения норм зависят от того, какой орган облучается. (слайд №48) Область применения Норм радиационной безопасности касается: 1) Работы населения и персонала с техногенными источниками ИИ в нормальных условиях. 2) Работы профессионалов в условиях радиационных аварий. 3) Облучение населения от природных источников. 4) Медицинского облучения населения. (слайд №49) Разработанные нормы радиационной безопасности учитывают три категории облучаемых лиц: А - персонал, т.е. лица, постоянно или временно работающие с источниками ионизирующего излучения; Б - ограниченная часть населения, т.е. лица, непосредственно не занятые на работе с источниками ионизирующих излучений, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могущие подвергаться воздействию ионизирующих излучений; В - всё население. (слайд №50) Имеющееся система нормирования включает в себя несколько параметров. 1) Основные дозовые пределы облучения Основной дозовый предел облучения - это доза за год, соблюдение которой предотвращает возникновение детерминированных эффектов и сводит вероятность возникновения стохастических эффектов к приемлемому уровню риска. Предполагаемое время воздействия принимается равным для профессионалов 50 лет, для остального населения - 70 лет. Основной дозовый предел различается для профессионалов группы А, группы Б, остального населения. Для персонала группы А основной дозовый предел носит название «предельно допустимая доза» (ПДД). (слайд №51) Предельно допустимая доза - это наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которая при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. (слайд №52) Основные дозовые пределы
Специальные ограничения устанавливаются для женщин детородного возраста. Доза, получаемая женщиной в возрасте до 45 лет на нижнюю часть кожи живота должна быть не больше 1 мЗв в месяц. В случае беременности женщина должна немедленно освобождаться от работы с источниками ИИ. Студенты и учащиеся до 21 года, которые в ходе обучения работают с источниками ИИ приравниваются к населению. Численное значение основных дозовых пределов зависит не только от облучаемого контингента, но и от того, какие органы иткани облучаются. (слайд №53) На практике удобно пользоваться понятием «критический орган», т.е. орган или ткань, преимущественно страдающая при облучении. Все органы и ткани организма подразделяются на три группы "критических органов": 1-ая группа (наиболее чувствительные к радиации органы, в которых идет активный митоз и имеются клетки на разных уровнях созревания). К ним относятся внутренние половые органы (гонады), кроветворные органы (в частности, красный костный мозг) и все тело. 2-ая группа: органы грудной и брюшной полости (легкие, сердце, пищеварительный тракт, печень, почки, селезенка), а также щитовидная железа и хрусталик глаза. 3-ья группа (наименее радиочувствительные органы и части тела): костная ткань, кожный покров, кисти, предплечья, стопы и лодыжки. (слайд №54) Нормирование по группам критических органов предусматривает предельно допустимые дозы годового облучения (ПДД) для лиц категории А и пределы доз (ПД) для лиц категории Б Предельно допустимые дозы и пределы доз за год по группам критических органов
(Вернуться к слайду №50) 2) Допустимые уровни Рассчитываются для конкретных сред и излучений, исходя из основных деловых пределов. Включают в себя 1) допустимую мощность дозы 2) допустимое поступление дозы с продуктами питания 3) допустимую удельную активность вещества в воде и воздухе. 3) Контрольные уровни. Это контролируемые величины радиационного загрязнения воздуха, которые устанавливаются руководством учреждения и органами Госсанэпиднадзора для закрепления достигнутого уровня радиационной безопасности и дальнейшего снижения доз и радиационного загрязнения. Они должны быть ниже допустимых уровней. То есть учреждения устанавливают свой норматив, меньший допустимого уровня.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ОТ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ Чтобы уметь эффективно защитить себя и пациентов от опасности облучения необходимо знать, как обнаружить ионизирующее излучение и как оценить размеры опасности для организма. Одна из проблем, связанная с ионизирующим излучением, то, что оно не может быть воспринято ни одним из наших пяти чувств. Невозможно обонять или осязать его, увидеть или услышать, определить на вкус. Таким образом, для определения наличия ионизирующего излучения необходимо прибегать к использованию приборов. При их помощи можно измерить даже небольшие количества радиоактивных веществ, являющихся источниками ионизирующего излучения и содержащихся в любом материале, пищевом продукте, питьевой воде.
ВНЕШНЕЕ И ВНУТРЕННЕЕ ОБЛУЧЕНИЕ НАСЕЛЕНИЯ Существуют два пути, посредством которых излучение достигает тканей организма и воздействует на них. Уже говорилось, что облучение организма человека от источников, находящихся вне тела, называется внешним облучением, а облучение от источников, попавших внутрь организма, называется внутренним облучением.
Внешнее облучение
Внешние источники излучения могут находиться на различных поверхностях (например, почва, крыша и стены домов) и в воздухе. Внешнее излучение (гамма или рентгеновские лучи, либо бета-частицы с высокой энергией) проникает сквозь Вашу одежду, кожу и подвергает облучению внутренние органы тела. При этом Ваше тело не становится радиоактивным. Вы подвержены воздействию радиации, пока находитесь в зоне излучения. Внутреннее облучение Имеется три основных пути, по которым радиоактивные вещества могут поступить в организм: 1) через легкие при дыхании; 2) вместе с пищевыми продуктами; 3) через повреждения и Разрезы на коже. Если радиоактивные вещества попадут в Ваш организм в результате миграции радионуклидов в окружающей среде и по пищевым цепочкам, ваше тело будет подвергаться внутреннему облучению. ЗАЩИТА ОТ ВНЕШНЕГО ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ (слайд № 55) Существует 4 принципа защиты от внешнего облучения: · «Защита количеством», т.е. использование на рабочем месте веществ с минимальной суммарной радиоактивностью; · «Защита временем», т.е. выполнение всех связанных с облучением рабочих операций за кратчайшее время, что достигается обычно предварительной тренировкой на неактивных моделях; · «Защита расстоянием», что достигается использованием при работе удлинителей и манипуляторов. · «Защита экранами».
(слайд № 56) Фактор времени Один из факторов, влияющих на полученную дозу облучения, - время. Зависимость простая: чем меньше время воздействия ионизирующего излучения на организм, тем меньше доза облучения. Грубый расчет может помочь Вам определить дозу, которую Вы получите в течение некоторого промежутка времени. Формула расчета дозы облучения: ДОЗА = МОЩНОСТЬ ДОЗЫ * ВРЕМЯ
Например: Вы проживаете в населенном пункте, на территории которого средняя мощность дозы внешнего гамма-излучения равна 1,0 мкЗв/час. Определим ожидаемую дозу внешнего облучения за 1 год: ДОЗА = МОЩНОСТЬ ДОЗЫ * ВРЕМЯ = 1,0 мкЗв/час * 8760 час/год = 8,8 мЗв/год.
Фактор расстояния Свойством всех источников ионизирующего излучения является то, что мощность дозы уменьшается с расстоянием. Источник излучения может иметь различную конфигурацию: точечный, объемный, поверхностный или линейный источник. Излучение от точечного источника уменьшается пропорционально увеличению квадрата расстояния до него. Например: Мощность дозы на расстоянии одного метра от источника со- ставляет 100 мкЗв/час. При удвоении расстояния (2 м) интен- сивность облучения уменьшается в 4 раза и составит 25 мкЗв/ час. Если Вы увеличиваете расстояние от источника в 3 раза мощность дозы будет уменьшена до 1/9 первоначальной величи- ны и т.д. Мощность дозы уменьшается пропорционально рассто- янию от источника. Простая и эффективная мера защиты от внешнего излучения — находиться настолько далеко, насколько возможно, от источника ионизирующего излучения.
(слайд № 57) Защитное экранирование Мощность дозы может быть уменьшена посредством установки защиты (экранирования), так как любой материал поглощает ионизирующее излучение. Именно поэтому Вы подвергаетесь меньшему количеству излучения, если имеется защита между Вами и источником излучения.
бумага Плексиглас Свинец
Обратите внимание на альфа-, бета- и гамма-излучение, воздействующие на тонкий лист бумаги (см. рисунок 6.6). Как Вы знаете, пробег альфа-частицы довольно маленький. Она останавливается тонким слоем кожного покрова, тем более листом бумаги. Бета- и гамма-излучение лист бумаги не остановит. Плексиглас остановит бета-излучение полностью. Гамма-излучение будет несколько ослаблено, но, в целом, свободно проникает сквозь плексиглас. Следующий вид защиты — свинцовый защитный экран. Здесь гамма-излучение будет значительно уменьшено, но оно не будет остановлено полностью. (слайд № 58) Хорошими материалами экранирования, помимо свинца, являются бетон и вода. Оптимальная толщина защитного экрана зависит от энергии излучения и активности источника излучения. Вычисление толщины защиты довольно сложное, но можно воспользоваться такими данными: •1 сантиметр свинца уменьшит мощность дозы гамма-излучения (кобальт-60) в 2 раза; •5 сантиметров бетона уменьшат мощность дозы гамма-излучения (кобальт-60) в 2 раза; •10 сантиметров воды уменьшат мощность дозы гамма-излучения (кобальт-60) в 2 раза. (слайд № 59) В радиационной гигиене существует такое понятие, как Слой половинного ослабления (СПО) – им называют толщину экрана, при прохождении через которую доза снизится в 2 раза. Для свинца СПО = 1,8 см, для железа, стали и чугуна – 2,4 см, для бетона – 10 см. Формула для расчета толщины экрана: Кэ= 2n, где “n” – число слоев половинного ослабления. Для защиты от b-излучения экраны из тяжелых металлов применяться не могут, т.к. электроны и позитроны, нарушая равновесие электронных оболочек атомов этих металлов, возбуждают их и вызывают выброс энергии в виде тормозного рентгеновского излучения. (слайд № 60) Экраны для защиты от внешнего b-излучения делают из легких материалов с малым атомным номером: органическое стекло, различные пластмассы, алюминий и т.п. Для расчета толщины экрана в этом случае применяется эмпирическая формула: S = 2 ´ Emax, где S – толщина экрана в см; Еmax – максимальная энергия излучения изотопа. Экраны для защиты от нейтронного излучения призваны замедлить быстрые нейтроны, способные создавать наведенную радиоактивность. Для этого используются материалы, в составе которых много атомов водорода: вода, парафин, бетон. Тепловые нейтроны хорошо поглощаются кадмием и бором, которые используются как материал для экранов. Процесс поглощения нейтронов сопровождается излучением g-квантов, поэтому дополнительно необходимо использовать экраны из свинца или другого материала для их поглощения. Защитные экраны могут быть представлены контейнерами для хранения радиоактивных препаратов, экранами для оборудования, передвижными защитными экранами у рабочего места, строительными конструкциями (стенами, полами, потолками, специально утолщенными дверьми), а также индивидуальными средствами защиты (очки из оргстекла, просвинцованные перчатки). a-излучатели как источники внешнего облучения не требуют специальных мер защиты, поскольку проникающая способность a-частиц ничтожно мала. Рентгеновское излучение. Меры защиты персонала и пациентов при проведении рентгенодиагностических исследований. (слайд № 61) Источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка. Рентгеновское излучение относится к фотонным излучениям и поэтому обладает следующими свойствами: 1) Большая проникающая способность (в воздухе 100 м и более). 2) Минимальная ионизирующая способность (единицы пар ионов на см пробега). Говоря о конкретном проявлении действия рентгеновского излучения на организм человека, надо вспомнить, что ионизирующее излучение может вызывать две группы эффектов (пороговые и беспороговые). Рентгеновское излучение естественно не применяется в дозах, способных вызвать пороговые эффекты, а вот беспороговые эффекты (канцерогенное, мутагенное действие и тд.), не требующие высоких доз, вполне вероятны. Рентгеновское излучение широко применяется в медицине с диагностической целью и поэтому вносит большой вклад в облучение населения. При медицинском облучении используются принципы контроля и ограничения радиационного воздействия, основанные на получении полезного диагностического и (или) терапевтического результата при минимальном облучении пациента. Нормы разрабатываются федеральными органами здравоохранения совместно с Госсанэпиднадзором. Флюорография грудной клетки - 0.1 Бэра Рентгенография грудной клетки - 0.2 - 0.3 Бэра Рентгеноскопическое исследование - 3-5 Бэр Дата добавления: 2015-02-05 | Просмотры: 1590 | Нарушение авторских прав |
Бета- и гамма-излучение(низкая плотность ионизации
