Безпека життєдіяльності людини у надзвичайних ситуаціях

Вимірюючи дозу рентгенівських і гамма-променів у повітрі, можна прийняти, що доза, виражена в рентгенах, приблизно відповідає дозі в радах для воді або м'яких тканин. 

Для практики оцінки впливу іонізуючого випромінювання на людину необхідно визначити співвідношення між дією випромінювання на організми з дозою, обмірюваною в рентгенах, у повітрі. Для оцінки дії випромінювання необхідно також знати потужність дози, інакше кажучи дозу в рентгенах або радах за одиницю часу (секунду, хвилину, годину).

Для виміру активності, радіоактивних речовин прийнята спеціальна одиниця – кюрі (Ku). Один Ku означає, що за 1 с розпадається 3,7•1010 атомів; дробові частки – одну тисячну й одну мільйонну – кюрі називають відповідно мілікюрі (мKu) і мікрокюрі (мкKu). Один мKu відповідає 3,7•107, а один мкKu – 3,7•104 росп/с. Схема розпаду у різних радіоактивних ізотопів неоднакова, тому на один розпад може випромінюватися різна кількість енергії. Щоб від активності, вираженої в кюрі, перейти до дози, вираженої в радах, користаються перерахунковими залежностями.

Виражаючи дозу в радах, варто ще врахувати, яким випромінюванням і якої енергії вона обумовлена. Суть справи в тім, що через розходження в просторовому розподілі іонів, характерному для кожного виду й енергії випромінювання при одній і тій же дозі, але з різною лінійною передачею енергії, біологічна дія випромінювання буде неоднакова. Вона виявляється більш високою для іонізуючих випромінювань з великою лінійною передачею енергія.

Неоднакова біологічна дія різних видів і енергії випромінювань при одній і тій же поглиненій дозі привело до необхідності враховувати відносну біологічну ефективність (ВБЕ).

Для розрахунків захисту від випромінювань санітарні правила передбачають ВБЕ для різних видів випромінювань, що наведена в табл. 2.3. За одиницю прийнята біологічна ефективність рентгенівських променів з енергією 200 кеВ.

Відносна біологічна ефективність буде мінятися в досить широких межах у залежності від об'єкта й умов опромінення, а також обраного показника дії іонізуючого випромінювання. Так, наприклад, те саме променеве ураження – виникнення катаракти (помутніння кристалика) у 50% мишей при опроміненні рентгенівськими променями викликалася дозою 800 рад, а при опроміненні нейтронами – дозою 200 рад. У даному випадку ВБЕ дорівнює чотирьом. 

 

Таблиця 2.3

Відносна біологічна ефективність іонізуючих випромінювань

Вид випромінювання ВБЕ Вид випромінювання ВБЕ

Рентгенівські і гамма - промені 1 Повільні нейтрони 3

Бета - частинки 1 Швидкі нейтрони 10

Альфа - частинки 20 Важкі йони та ядра віддачи 20

 

Ця величина зростала, якщо опромінення тією же дозою здійснювалася не відразу, а окремими порціями. Для гігієнічних розрахунків приймають відносні величини, що наведені в табл. 2.3. Отже, доза швидких нейтронів величиною в 1 рад зробить таку ж біологічну дію на людину, що і доза 10 рад рентгенівських чи гамма-променів. Якщо людина піддавалася змішаному опроміненню гамма-променями і нейтронами, простого підсумовування дози (кількості поглиненої енергії) ще недостатньо для того, щоб оцінити можливий біологічний ефект. Потрібно знати внесок у загальну дозу кожного виду випромінювання, і внести виправлення на величину відносної ефективності опромінення нейтронами. Дозу випромінювання з урахуванням виправлення на ВБЕ виражають в одиницях, що називають біологічним еквівалентом рентгена (бер). При опроміненні гамма-променями дозою 300 рад і швидкими нейтронами дозою 100 рад сумарна доза буде дорівнює (300•1) + (100•10) = 1 300 бер. Необхідність зіставлення біологічної ефективності альфа-частинок з іншими видами випромінювань виникає в тому випадку, коли альфа-випромінювач потрапляє усередину організму. Через більшу біологічну ефективність альфа-частинки при влученні їх джерел у середину організму значно більш токсичні, ніж бета-частинки.

Протони, подібно альфа-частинкам, теж належать до іонізуючих з великою щільністю іонізації, однак якщо їхня енергія дуже висока, ВБЕ їх може бути нижче одиниці. ВБЕ протонів високої і надвисокої енергії становить інтерес для дослідників тому, що з них, мабуть, складається внутрішній радіаційний пояс Землі і вони становлять 80% частинок первинного космічного випромінювання, що приходять на Землю зі світового простору.

Для вищих тварин і людини смертельна доза при опроміненні усього тіла рентгенівськими чи гамма - променями дорівнює 600...800 рад, що означає поглинання в 1 мм3 тканині енергії 6•104…8•104 ерг – кількості енергії, при перетворенні якої у тепло, могло б підняти температуру тіла усього на 0,0020С. Таке незначне підвищення температури ніяк не повинно було б уплинути на життєві процеси. Це означає, що при поглинанні, здавалося б, незначної по абсолютній величині енергії іонізуючого випромінювання в організмі починається послідовний ряд фізико-хімічних, біохімічних і фізіологічних процесів, які підсилюють первинний ефект та в кінцевому рахунку приводить до загибелі організму.

Можна було б припустити, що іонізація торкається значної частини молекул, з яких складається тваринна чи рослинна клітина. Розрахунок показує, що це не так. При опроміненні тканини дозою в 1 рад в 1 мкм3 утворюється приблизно дві іонізовані молекули. Об’єм клітини складає приблизно 500 мкм3. Отже, при такій дозі опромінення в клітині утвориться до 1 000 іонізованих