Защита
от ионизирующих излучений
Ионизирующим излучением называют потоки
корпускул (элементарных частиц) и потоки фотонов (квантов электромагнитного
поля), которые при движении через вещество ионизируют его атомы и молекулы.
Наиболее известны альфа-частицы
(представляющие собой ядра гелия и состоящие из двух протонов и двух
нейтронов), бета-частицы (представляющие из себя электрон) и гамма-излучение
(представляющее кванты электромагнитного поля определенного диапазона частот).
Дуализм «частица – волна» квантового мира позволяет говорить об альфа-излучении
и бета-излучении. Ионизирующими являются также рентгеновское, тормозное и космическое
излучения, потоки протонов, нейтронов и позитронов.
Природное ионизирующее излучение присутствует
повсюду. Оно поступает из космоса в виде космических лучей. Оно есть в воздухе
в виде излучений радиоактивного радона и его вторичных частиц. Радиоактивные
изотопы естественного происхождения проникают с пищей и водой во все живые
организмы и остаются в них. Ионизирующего излучения невозможно избежать.
Естественный радиоактивный фон существовал на Земле всегда, и жизнь зародилась
в поле его излучений, а затем – много-много позже – появился и человек. Эта
природная (естественная) радиация сопровождает нас в течение всей жизни.
Физическое явление радиоактивности было
открыто в 1896 г., и сегодня оно широко применяется во многих областях.
Несмотря на радиофобию, атомные электростанции играют важную роль в энергетике
многих странах. Рентгеновское излучение используется в медицине для диагностики
внутренних повреждений и заболеваний. Ряд радиоактивных веществ используется в
виде меченых атомов для исследования функционирования внутренних органов и
изучения процессов обмена веществ. Для лечения рака методами лучевой терапии
используются гамма-излучение и другие виды ионизирующих излучений.
Радиоактивные вещества широко используются в различных приборах контроля, а
ионизирующие излучения (в первую очередь рентгеновское) – для целей
промышленной дефектоскопии. Знаки «выход» в зданиях и самолетах благодаря
содержанию радиоактивного трития светятся в темноте в случае внезапного
отключения электричества. Многие приборы пожарной сигнализации в жилых домах и
общественных зданиях содержат радиоактивный америций.
Радиоактивные излучения разного типа с разным
энергетическим спектром характеризуются разной проникающей и ионизирующей
способностью. Эти свойства определяют характер их воздействия на живое вещество
биологических объектов.
Биологическое действие ионизирующего излучения
заключается в том, что поглощенная веществом энергия проходящего через него
излучения расходуется на разрыв химических связей атомов и молекул, что
нарушает нормальное функционирование клеток живой ткани.
Различают следующие эффекты воздействия
ионизирующего излучения на организм человека: соматические – острая лучевая
болезнь, хроническая лучевая болезнь, местные лучевые поражения; сомато-стохастические
(злокачественные опухоли, нарушения развития плода, сокращение
продолжительности жизни) и генетические (генные мутации, хромосомные
аберрации).
Если источники радиоактивного излучения
находятся вне организма человека и тем самым человек облучается снаружи, то
говорят о внешнем облучении.
Если радиоактивные вещества, находящиеся в
воздухе, пище, воде, попадают внутрь организма человека, то источники
радиоактивного излучения оказываются внутри организма и свидетельствуют о
внутреннем облучении.
Подчеркнем, что внешнее облучение происходит
от непосредственного взаимодействия радиоактивных ионизирующих излучений
внешних источников с атомами биологических субстратов организма. Защититься от
внешнего излучения можно, поставив на пути движения излучений тот или иной
защитный экран и/или применив средства индивидуальной защиты. В частности, специальная
защитная одежда полностью защищает от альфа-излучения и частично – от
бета-излучения, рентгеновского или гамма-излучения. Для этой цели служат
антиконтаминационные костюмы, перчатки, капюшоны, сапоги, перчатки, очки,
освинцованные фартуки.
Внутреннее облучение всегда связано с
попаданием в организм человека радиоактивных веществ, разнообразие которых
обусловливает разнообразие механизмов поглощения, усвоения и вывода этих
веществ из организма, степень участия в метаболизме. В результате радиоактивные
вещества могут задерживаться и даже накапливаться в организме. Распадаясь, они
облучают расположенные вокруг них ткани.
Уменьшение внутреннего облучения достигается
только средствами индивидуальной защиты органов дыхания, служащих для защиты
дыхательных путей от радиоактивных веществ, находящихся в воздухе, и
специальным рационом питания.
Обеспечение радиационной безопасности требует
комплекса многообразных защитных мероприятий, зависящих от конкретных условий
работы с источниками ионизирующих излучений, а также от типа источника.
Защита временем основана на сокращении времени
работы с источником, что позволяет уменьшить дозы облучения персонала. Этот
принцип особенно часто применяется при непосредственной работе персонала с
малыми радиоактивностями.
Защита расстоянием – достаточно простой и
надежный способ защиты. Это связано со способностью излучения терять свою
энергию во взаимодействиях с веществом: чем больше расстояние от источника, тем
больше процессов взаимодействия излучения с атомами и молекулами, что в конечном
итоге приводит к снижению дозы облучения персонала.
Защита экранами – наиболее эффективный способ
защиты от излучений. В зависимости от вида ионизирующих излучений для
изготовления экранов применяют различные материалы, а их толщина определяется
мощностью и излучением.