Радиоактивное заражение

Основным поражающим фактором при аварии на РАОО, кроме пожаров и взрывов, является радиоактивное заражение. Радиоактивные вещества не имеют запаха, цвета, вкуса, не улавливаются органами чувств.

Протоны и пары протон-нейтрон воздействуют на облучаемую среду аналогично альфа-частицам.

В результате нескольких таких столкновений нейтрон теряет энергию и захватывается одним из ядер облучаемого вещества.

Поражение организма из-за воздействия ионизирующих излучений зависит от энергии, которую радиоактивное излучение (РАИ) передает организму. Это и взято за основу при их измерении. Рассмотрим наиболее распространенные из таких единиц.

Так как выполнить замеры поглощенной дозы затруднительно, то часто используют другую единицу – рентген.

Экспозиционная доза характеризует потенциальную опасность воздействия ИИ при общем равномерном облучении тела человека. 1 рентген – доза рентгеновского или гамма-излучения, при которой в 1 см³ сухого воздуха при температуре 0°С и давлении 760 мм рт. ст. создается 2,08х10⁹ пар ионов, несущих одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака.

В системе СИ экспозиционная доза измеряется в кулонах на килограмм (Кл/кг). При этом один рентген равен 2,58-10^-4 Кл/кг.

Степень РЗ местности характеризуется уровнем радиации (мощностью дозы) на данный момент времени, которая измеряется в Р/ч или рад/ч. Так, доза облучения 400 рад за 1 час приведет к тяжелому лучевому поражению, а та же доза, полученная за несколько лет, даст излечимое заболевание, то есть интенсивность облучения играет огромную роль.

Лучевое поражение организма зависит от плотности потока облучения и его энергии (жесткости). Из-за распада продуктов радиации со временем происходит спад уровня радиации, который подчиняется закону РА распада:

P_t = P₀ (t / t₀)^-1.2

где P₀ – уровень радиации в момент аварии или взрыва t; P_t – уровень радиации в данный момент времени t.

О количестве РВ судят не по весу, а по его активности, то есть количеству распадающихся ядер вещества в единицу времени. За единицу измерения принимается 1 акт распада в секунду, в системе СИ это беккерель (Бк). Внесистемной единицей измерения активности является 1 кюри (Ки) – активность такого количества РВ, в котором происходит 37 млрд актов распада ядер атомов в секунду, то есть 1 Ки =3,7*10¹⁰ Бк.

Поскольку со временем количество РА атомов уменьшается, то снижается и активность РВ, то есть

C_t = C₀e^–λt = C₀e^-0,693t/T

где C_t – активность РВ через заданное время t; C₀ – активность вещества в начальный момент t₀; λ и Т – постоянная распада и период полураспада РВ.

Ионизация биологической ткани приводит к разрыву молекулярных связей и к изменению химической структуры ее соединений. Изменения в химическом составе многих молекул приводят к гибели клеток. Излучения расщепляют находящуюся в тканях воду на Н (атомарный водород) и ОН (гидроксильную группу). В результате реакции появляется Н₂O₂ (перекись водорода) и ряд других продуктов.

Все они обладают высокой химической активностью, и в организме начинают протекать реакции окисления, восстановления и соединения одних молекул с другими молекулами ткани. Это приводит к образованию химических соединений, не свойственных живой ткани организма, что включает в работу его иммунную систему. Все это вызывает нарушения нормального течения биологических процессов в организме.

Достаточно знать коэффициент биологической вредности данного вида РАИ, чтобы определить дозу, полученную организмом. Для этого введена единица бэр – биологический эквивалент рада, который отличается от дозы гамма-облучения на величину коэффициента качества (КК). Его иногда называют ОБЭ (относительная биологическая эффективность) данного вида и жесткости излучения.

Гамма-излучение принято за единицу эквивалента, так как для этого случая есть эталонный источник и отработана методика замера. Величина КК для разных излучений определяется по справочнику. Некоторые из таких коэффициентов приведены ниже:

Сложность выведения из организма РВ усугубляется тем, что различные РВ по-разному усваиваются организмом. РА натрий, калий, цезий почти равномерно распределяются по органам и тканям; радий, стронций, фосфор скапливаются в костях; рутений, полоний – в печени, почках, селезенке, а йод-131 накапливается исключительно в щитовидной железе – важнейшем органе внутренней секреции, который регулирует обмен веществ, рост и развитие организма. Щитовидная железа поглощает весь йод, попавший в организм, до полного ее насыщения.

Накопление в ней РА йода приводит к расстройству гормонального статуса щитовидной железы. Особенно опасно такое насыщение у детей, так как щитовидная железа играет в их жизни более важную роль, чем у взрослых. Именно поэтому перед облучением и в первые его часы для защиты щитовидной железы необходимо предоставить организму избыток нейтрального йода. После получения дозы облучения от РА йода в этой железе может развиться острейшее гормональное расстройство; в крайних случаях наблюдается полное разрушение щитовидной железы.

Человек всегда был подвержен действию естественной радиации. Ее величина – в зависимости от местности – варьируется от 100 мбэр до 1,2 бэр в год. Среднее значение по РФ составляет 300 мбэр в год, а в ее центральном регионе радиационный фон 10…30 мкбэр/ч.

Ослабленная атмосферой радиация приходит из космоса, восходит от земли, ее излучают гранитные здания и химические элементы в теле человека. Чем больше высота полета, тем тоньше защитный слой атмосферы (при полете на высоте 13 км человек получает дозу радиации в 1 мР/ч, а при наличии на солнце пятен эта доза возрастает). Есть территории, где суммарная доза рвущейся из недр земли радиации выше, чем в Чернобыльской зоне, и основную долю ее (до 70%) составляет радон.

Он рождается в РА семействах урана и тория, а продукты распада элементов этого ряда присутствуют везде (в камнях, бетоне, почве, воде). Примерный расклад концентрации радона в квартире (Бк/м³): от стройматериалов – 6,4; от бытового газа – 0,3; от воздуха с улицы – 5; из почвы под зданием – 41,7; от воды – 0,1.

Облучение может привести к биологическим изменениям в организме, а само это заболевание названо лучевой болезнью. Лучевая болезнь – это комплексная реакция организма на количество и интенсивность поглощенной энергии: важно, какое это было излучение, какие участки и органы тела поражены, какое произошло облучение – внутреннее или внешнее, поражен ли костный мозг – главный кроветворный орган.

Постоянное облучение малыми дозами (даже при неполной дезактивации) может вызвать хроническую форму лучевой болезни или отрицательные последствия в более поздний период жизни. К такому же результату приводит попадание внутрь организма РВ через органы дыхания, раны, ожоги, с пищей, жидкостями. Такая форма лучевой болезни излечима, но необходимо прекратить облучение. Острая форма лучевой болезни характеризуется данными табл. 5.2.

Руководящими документами в вопросах нормирования ИИ являются «Нормы радиационной безопасности НРБ-96» и «Основные санитарные правила работы с РВ и ИИИ ОСП-72/87». Определяющим здесь считают предельно допустимую дозу (ПДД) – годовой уровень облучения, не вызывающий при равномерном облучении в течение 50 лет неблагоприятных изменений в состоянии здоровья облучаемого и его потомства.