9199

100

6.4. Механизм, особенности воздействия ионизирующих излучений

Никакой вид энергии (тепловой, звуковой, электрической и др.) не приво-

дят к таким изменениям, как энергия ионизирующих излучений. Смертельная доза его для млекопитающих, например, равна 5 Грей, т.е. 5 Дж/ кг. Она созда-

ёт как прямое воздействие на организм, вызывая расщепление белка и нуклеи-

новых кислот – основы ДНК, так и косвенное – приводят к ионизации, наруше-

нию качественных характеристик атомов, молекул клеточной ткани.

Облучение может быть внутренним и внешним. Первое возникает при поступлении радионуклидов через травмированный кожный покров, дыхатель-

ные пути, желудочно-кишечный тракт. Представляет большую опасность, по-

ражая внутренние органы. Процесс негативного воздействия заканчивается только при полном распаде радиоактивного вещества или его удалении за счёт физиологических процессов организма.

Внешнее воздействие радиации может иметь место при эксплуатации установок гамма-рентгеноскопии, при использовании нейтронных излучений.

Подобное облучение α и β-частицами (корпускулами) из-за небольшого пробега не представляет большой опасности только в том случае, если отсутствуют травмы кожного покрова, т.к. не поражаются важнейшие, в том числе крове-

творные органы человека.

Под влиянием названного излучения в тканях, состоящих на 75-80% из воды и углерода, происходят сложные физические, химические, биологические процессы. Вода разлагается с образованием ионов Н+ и гидроксильной группы ОН-. Последние обладают значительной химической активностью, через цепь

101

вторичных превращений образуются химические продукты с высокой реакци-

онной способностью: перекись (пероксид водорода) Н2О2 и гидроперекись

(гидроксид) водорода НО2, которые вступают в химическое взаимодействие с белками, ферментами, другими биологическими компонентами. Это приводит к дестабилизации биохимических, физиологических процессов, обмена веществ,

сопровождающихся разрушением молекул белка. В результате происходят су-

щественные изменения в делении, регенерации клеток, состоянии хромосомно-

го аппарата. Нарушение обмена веществ приводит к трансформации тканей,

изменению деятельности важнейших систем и органов (в первую очередь пече-

ни – кроветворного органа). Возникают устойчивые отклонения в качественных характеристиках крови. В конечном итоге прекращается рост, развитие здоро-

вых тканей, возникают злокачественные новообразования.

В печени происходит синтез белков плазмы крови, расщепление ненуж-

ных организму веществ, образование мочевины и др. процессы. При однократ-

ном облучении тела человека дозой 0,5 Гр уже через сутки резко сокращается число вырабатываемых печенью лимфоцитов. По истечении двух недель уменьшается количество эритроцитов (красных кровяных телец). У здорового человека их 1014 (при ежедневном воспроизводстве 1012), у больного лучевой болезнью это соотношение нарушается, что приводит к летальному исходу.

В зависимости от величины поглощенной дозы, функционального состо-

яния организма происходят в нём изменения, которые могут быть обратимые и необратимые: нарушается работа органов кровообращения из-за снижения свёртываемости крови, поражения кроветворного органа, кровеносных сосудов,

возникает расстройство органов пищеварения и др. В целом воздействие радио-

активного излучения на человека сопровождается рядом особенностей:

- малые количества полученной энергии излучения способны, в опреде-

лённых условиях, активизировать происходящие изменения в организме;

- многократное воздействие малых доз способно суммироваться, т.е. име-

ет место кумулятивный эффект;

102

- последствия облучения определяется их частотой: одноразовое облуче-

ние большой дозой вызывает более значительный негативный эффект по срав-

нению многоразовыми малыми дозами;

- после воздействия ионизирующего излучения на живой организм имеет место инкубационный (латентный) период – период мнимого благополучия.

Продолжительность его зависит от дозы облучения;

- ионизирующее излучение воздействует не только на конкретный живой организм, но и на его потомство, т.е. имеет место генный эффект.

Длительность нахождения радиоактивного вещества в организме зависит от скорости выделения и периода полураспада. Выделение происходит через желудочно-кишечный тракт, почки, лёгкие, кожный покров при потовыделе-

нии, через слизистые оболочки рта, дыхательных путей.

По степени чувствительности к ионизирующему излучению органы чело-

века подразделяются на 3 группы:

I(наиболее чувствительная) − костный мозг, гонады (от греческого gonao

–порождающие, порождаю) половые железы, органы, образующие половые продукты – яйца, сперматозоиды у человека, животных;

II – щитовидная железа, мышечная, жировая ткань, печень, почки, лёгкие,

хрусталик глаза (образуется катаракта) и др.;

III – кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки, стопы.

6.5. Способы защиты от радиации

Обеспечивается защита экранированием источника ионизирующего излу-

чения, определённым расстоянием между ним и человеком, временем, т.е. про-

должительностью контакта.

Экранирование предусматривает использование стационарных, пере-

движных ограждений. В качестве таковых могут быть стены, перекрытия, спе-

циальные экраны (свинцовые, бетонные, пластмассовые, резиновые и др.),

103

ширмы. Контейнеры, тубусы для перевозки, хранения радиоактивных веществ исключают распространение радиации.

Защита расстоянием осуществляется при небольших дозах облучения за счёт использования дистанционных инструментов (захватов, манипуляторов,

щупов с удлинёнными ручками).

Защита временем – ограничивается продолжительность нахождения че-

ловека в зоне работ с радиоактивным веществом.

При γ – дефектоскопии строительных изделий применяется дистанцион-

ное управление аппаратом. На открытых площадках безопасное расстояние от других рабочих мест принимается 40-60 м. Граница опасной зоны обозначается соответствующими знаками, надписями, днём должны подаваться звуковые, а в тёмное время суток световые сигналы.

К помещениям дефектоскопической лаборатории, использующей радио-

активные вещества, предъявляются следующие требования:

- должно быть изолированное, отдельно расположенное здание или смежное, в котором имеется дверь с блокировкой, исключающей вход посто-

ронних;

-снабжается автономной хозяйственно-бытовой системой водоотведения

сприёмником-накопителем сточных вод, подлежащих радиометрическому кон-

тролю, дезактивации;

- искусственная вентиляция должна обеспечивать 5 – 10-кратный возду-

хообмен с замкнутым циклом;

- комплектуется приборами контроля полученной дозы и степени радио-

активного загрязнения поверхностей помещения;

- предусматривается гладкое напольное покрытие с минимальным коли-

чеством швов, приподнятое в закруглённых углах;

104

- выполняется систематическая влажная уборка с дезактивацией, исполь-

зуя растворы синтетических моющих средств, мыла. Генеральная уборка с об-

работкой стен, мебели проводится 1 раз в месяц горячей водой, содержащей названные моющие средства;

-инвентарь для уборки должен храниться в закрытых шкафах в этом же помещении;

-радиоактивные отходы собираются в специальную тару и отправляются на захоронение.

Такие здания принимаются в эксплуатацию комиссией, включающей представителя МВД, санэпиднадзора, технической инспекции по охране труда и др. Выдаётся санитарный паспорт на 3 года. Администрация определяет пе-

речень допускаемых лиц к работе с радиоактивными элементами: операторы обязательно старше 18 лет, имеющие специальную подготовку, сдают экзаме-

ны, квалификация подтверждается соответствующим удостоверением, прохо-

дят предварительный и регулярный медицинский осмотр не реже 1 раза в пол-

года.

При работе с радионуклидами используются СИЗ, которые предназначе-

ны предохранять кожный покров от загрязнения техногенными изотопами,

предотвращать их поступление внутрь организма. Они способны обеспечивать защиту от α-лучей и частично от β-лучей. Применяются пневмокостюмы, бахи-

лы, фартуки из ПВХ, комбинезоны, респираторы, резиновые перчатки, защит-

ные щитки из оргстекла, очки со стёклами, содержащие фосфат вольфрама или свинца, нарукавники, перчатки из просвинцованной резины, шапочки из плот-

ных тканей и др.

В ряде случаев при неизбежном облучении, предварительно принимают радиозащитные (фармацевтические) препараты – радиопротекторы (рroteсtor

– страж, защитник). Это химические вещества, создающие в облучаемом орга-

низме состояние повышенной стойкости (резистенции) к действию ионизиру-

105

ющего излучения. К ним относится, например, обычный йод. Он накапливается в щитовидной железе до определённого предела, если в пище используется ио-

дированная соль или употребляются специальные таблетки, содержащие йоди- стый калий К:, т. е. используется "йодная диета". Если в организм поступает радиоизотоп :131, то ему уже не будет места в названном органе человека.

Для защиты от накопления в организме радиоактивного Сs137 в пище должны превалировать продукты, содержащие кальций, т.к. их способность накапливаться в костной ткани одинакова. Следовательно, в пище должны пре-

обладать молочные продукты богатые кальцием. Этанол способствует выведе-

нию радионуклидов из организма. Наряду с этим применяются и другие препа-

раты, которые способны существенно снижать воздействие ионизирующего из-

лучения.

Предусматриваются также другие способы защиты от воздействия радио-

нуклидов. Известно, что Sr90, Сs137 концентрируются в верхних слоях почвы

(около 5 см). Глубокой вспашкой их можно перевести в удалённые от нулевой отметки горизонты земли, т. е. они не будут поступать в корневую систему рас-

тений, в том числе выращиваемых сельскохозяйственных культур.

Контрольные вопросы:

1. Какие технические задачи в строительном производстве можно решать,

используя радиоактивные излучения?

2.Пояснить особенности воздействия на организм человека различных видов корпускулярных излучений

3.Что характеризуют дозы экспозиционная, поглощённая и эквивалент-

ная?

4.Изложить механизм, особенности происходящих физиологических про-

цессов в организме человека вследствие радиоактивного облучения?

5. В чём принципиальные отличия методов контроля радиации и спосо-

бов защиты от её воздействия?

106

Список рекомендованной литературы:

. 1. Безопасность жизнедеятельности: учебник / под редакцией Э. А. Ару-

стамова. -10-е изд. перераб. и доп. – Москва: Дашков и К, 2006. – 476 с.

2. Павлов, А. Н. Безопасность жизнедеятельности и перспективы экораз-

вития / А. Н. Павлов, В. М. Кириллов. – Москва: Гелиос АРВ, 2002. – 352 с. – ISBN 5-85438-050-1.

3. СанПиН 2.6.1.2523 – 09. Нормы радиационной безопасности. НРБ –

99/2009: утвержден и введён в действие постановлением Главного государ-

ственного врача Российской Федерации от 07 июля 2009 года № 47: дата введе-

ния 01 сентября 2009 г. – URL: http://docs.cntd.ru/document/902170553.

4. СП 2.6.2612-10. Основные санитарные правила обеспечения радиаци-

онной безопасности (ОСПОРБ-99/2010): утвержден и введён в действие поста-

новлением Главного государственного врача Российской Федерации от 26 ап-

реля 2010 года № 40. – URL: http://docs.cntd.ru/document/902214068.

5. СанПиН 2.2.3.1384-03. Гигиенические требования к организации стро-

ительного производства и строительных работ: утвержден и введён в действие постановлением Главного государственного врача Российской Федерации от 11

июня 2003 года № 141: дата введения 30 июня 2003 г. – URL: http://docs.cntd.ru/document/901865872.

107

7.Обеспечение безопасной световой среды

7.1.Основные характеристики естественного света

Видимый свет – это световой поток лучистой энергии с длиной электро-

магнитных волн от 380 до 770 нм. Естественными источниками является не только Солнце, но и действующие вулканы, лесные пожары, нагретые тела. С

точки зрения физики свет – скопление множества возбуждённых или непре-

рывно возбуждаемых атомов, каждый из которых является генератором свето-

вой волны. С позиций физиологии свет − возбудитель зрительных анализаторов глаза.

Оптическая область электромагнитных волн занимает широкий интервал

(табл. 7.1), в то время как для солнечного света их длина составляет от 0,05 до

3000 нм.

*) - условно показано расположение интервалов длины волны γ, Rе, ультрафиолетово-

го, инфракрасного излучений, а также видимого солнечного фиолетового, синего, голубого, зелёного, жёлтого, оранжевого, красного цветов, радиоволн, разночастотного шума, электри- ческих волн.

В спектре видимого света орган зрения человека способен чётко разли-

чать 7 цветов и более 100 их оттенков: воспринимаются электромагнитные волны в диапазоне 380-770 нм (0,38-0,77 мкм). Под действием электромагнит-

ной энергии видимого диапазона происходит раздражение светочувствительно-

го вещества сетчатки глаза. Чем больше света на неё поступает, тем интенсив-

нее происходит раздражение и тем больше сигнал поступает в зрительный центр мозга.

108

Из приведённой кривой чувствитель-

ности глаза к свету различной длины волны видно, что наш орган зрения более активно воспринимает свет в области от 500 до 555 нм.

В пределах до 150 нм располагаются на оптической оси γ и Rе (Х) – излу-

чения. Диапазон 150 – 380 нм соответствует УФИ, в котором жёсткое (опасное для живого в-ва) УФИ находится в интервале до 290 нм, мягкое УФИ при длине волны до 380 нм несёт много энергии, активно поглощается кожным покровом,

вызывает покраснение (эритему). В небольших количествах активизирует об-

менные процессы, тканевое (кожное) дыхание. В кожном покрове образуется меланин (загар), защищающий организм от избыточного проникновения УФИ.

Обладает такое излучение бактерицидными свойствами, применяется для дез-

активации патогенных микроорганизмов в воздушной среде помещений, в ме-

дицине, при очистке природных и сточных вод и т. д.

Недостаток мягкого УФИ – «ультрафиолетовая недостаточность», «све-

товое голодание» – приводит к общей слабости, быстрой утомляемости, отсут-

ствию аппетита, бессоннице у шахтёров, к рахиту детей дошкольного возраста.

Причина – авитаминоз, нарушение фосфорно-кальциевого обмена вследствие недостаточного синтеза витамина Д. В то же время длительное воздействие та-

кого излучения ускоряет старение кожного покрова, способствует образованию ЗНО.

Умеренное тепловое (инфракрасное) излучение имеет длину волны 7701000 нм, далее до 700000 нм – дальнее ИКИ, приводящее к нагреву предметов.

ИКИ не воспринимается органом зрения, но ощущается кожным покровом.

Наиболее активно коротковолновое тепловое излучение, т.к. оно обладает наибольшей энергией фотонов, способно глубоко проникать в ткани организма и интенсивно поглощается водой, содержащейся в тканях.