Атомное излучение - одно из самых опасных. Его последствия непредсказуемы для человека. Что понимается под понятием радиоактивности? Что означают слова «большая» или «меньшая» радиоактивность? Какие частицы входят в состав различных видов атомного излучения?

Что такое радиоактивное излучение?

В состав радиоактивного излучения могут входить различные частицы. Однако все три типа излучения относятся к одной категории - их называют ионизирующими. Что обозначает этот термин? Энергия излучений невероятно высока - настолько, что, когда излучение достигает определенного атома, оно выбивает с его орбиты электрон. Тогда атом, ставший мишенью излучения, превращается в ион, являющийся положительно заряженным. Именно поэтому атомное излучение называется ионизирующим, к какому типу бы оно ни принадлежало. Высокая мощность отличает ионизирующее излучение от других видов, например от микроволнового или инфракрасного.

Как происходит ионизация?

Чтобы понять, что может входить в состав радиоактивного излучения, необходимо детально рассмотреть процесс ионизации. Происходит он следующим образом. Атом при увеличении выглядит как маленькое маковое зерно (ядро атома), окруженное орбитами его электронов, словно оболочкой мыльного пузыря. Когда происходит радиоактивный распад, от этого ядра вылетает мельчайшая крупинка - альфа- или бета-частица. Когда происходит испускание заряженной частицы, меняется и а это значит, что образуется новое химическое вещество.

Частицы, входящие в состав радиоактивного излучения, ведут себя следующим образом. Отлетевшая от ядра крупинка несется с гигантской скоростью вперед. На своем пути она может врезаться в оболочку другого атома и точно так же выбить из нее электрон. Как уже говорилось, такой атом превратится в заряженный ион. Однако в этом случае вещество останется прежним, так как количество протонов в ядре осталось неизменным.

Особенности процесса радиоактивного распада

Знание перечисленных процессов позволяет оценить то, насколько интенсивно происходит радиоактивный распад. Эта величина измеряется в беккерелях. Например, если в одну секунду имеет место один распад, то говорят: «Активность изотопа - 1 беккерель». Когда-то вместо этой единицы использовали единицу под названием кюри. Она была равна 37 миллиардам беккерелей. При этом необходимо сравнивать активность одинакового количества вещества. Активность определенной единицы массы изотопа носит название удельной активности. Эта величина обратно пропорциональна того или иного изотопа.

Характеристика радиоактивных излучений. Их источники

Ионизирующее излучение может происходить не только в случае радиоактивного распада. Послужить источниками для радиоактивного излучения могут: реакция деления (происходит в результате взрыва или же внутри атомного реактора), синтез так называемых легких ядер (происходит на поверхности Солнца, других звезд, а также в водородной бомбе), а также различные Все эти источники излучения объединяет одна общая черта - мощнейший уровень энергии.

Какие частицы входят в состав радиоактивного излучения вида альфа?

Отличия между тремя типами ионизирующих излучений - альфа, бета и гамма - находятся в их природе. Когда были открыты эти излучения, никто и понятия не имел, что они могут собой представлять. Поэтому их просто называли буквами греческого алфавита.

Как и следует из их названия, альфа-лучи были открыты первыми. Они входили в состав радиоактивного излучения при распаде тяжелых изотопов, таких как уран или торий. Их природа была определена по прошествии времени. Ученые выяснили, что альфа-излучение является достаточно тяжелым. В воздухе оно не может преодолеть даже нескольких сантиметров. Оказалось, что в состав радиоактивного излучения могут входить ядра атомов гелия. Именно это относится к альфа-излучению.

Главным его источником являются радиоактивные изотопы. Иными словами, оно представляет собой положительно заряженные «наборы» из двух протонов и такого же числа нейтронов. В этом случае говорят, что в состав радиоактивного излучения входят а -частицы, или альфа-частицы. Два протона и два нейтрона образуют собой ядро гелия, свойственное альфа-излучению. Впервые в человечестве такую реакцию смог получить Э. Резерфорд, занимавшийся превращением ядер азота в ядра кислорода.

Бета-излучение, открытое позднее, но не менее опасное

Потом оказалось, что в состав радиоактивного излучения могут входить не только ядра гелия, но и просто обычные электроны. Это справедливо для бета-излучения - оно и состоит из электронов. Но их скорость намного больше, чем скорость альфа-излучения. Этот тип излучения также обладает меньшим зарядом, чем альфа-излучение. От родительского атома бета-частицы «наследуют» разный заряд и разную скорость.

Она может достигать от 100 тыс. км/сек вплоть до скорости света. Но в открытом воздухе бета-излучение может распространиться на несколько метров. Проникающая их способность очень мала. Бета-лучи не могут преодолеть бумагу, ткань, тонкий лист металла. Они лишь проникают внутрь этой материи. Однако облучение без защиты может привести к ожогу кожи или глаза, как это происходит и с ультрафиолетовыми лучами.

Отрицательно заряженные бета-частицы носят название электронов, а положительно заряженные называются позитронами. Большое количество бета-излучения очень опасно для человека и может привести к лучевой болезни. Намного более опасным может быть попадание внутрь радионуклидов.

Гамма-излучение: состав и свойства

Следующим было открыто гамма-излучение. В этом случае оказалось, что в состав радиоактивного излучения могут входить фотоны с определенной длиной волны. Гамма-излучение похоже на ультрафиолет, инфракрасные лучи радиоволны. Иными словами, оно представляет собой электромагнитное излучение, однако энергия входящих в него фотонов очень высока.

Этот тип излучения обладает чрезвычайно высокой способностью проникать сквозь любые препятствия. Чем плотнее стоящий на пути этого ионизирующего излучения материал, тем лучше он может задержать опасные гамма-лучи. Для этой роли чаще всего избирается свинец или бетон. В открытом воздухе гамма-излучение может легко преодолевать сотни и тысячи километров. Если оно воздействует на человека, то это приводит к повреждению кожи и внутренних органов. По своим свойствам гамма-излучение может быть сравнено с рентгеновским. Но они отличаются по своему происхождению. Ведь рентгеновское излучение получают только в искусственных условиях.

Какое излучение самое опасное?

Многие из тех, кто уже изучил, какие лучи входят в состав радиоактивного излучения, убеждены в опасности гамма-лучей. Ведь именно они легко могут преодолеть многие километры, разрушая жизни людей и приводя к страшной лучевой болезни. Именно для того чтобы защититься от гамма-лучей, ядерные реакторы окружают огромными бетонными стенами. Небольшие кусочки изотопов всегда помещают в контейнеры, сделанные из свинца. Однако главная опасность для человека состоит в

Доза - это то количество, которое обычно рассчитывается с учетом массы тела человека. Например, для одного пациента будет подходить доза лекарства в 2 мг. Для другого та же доза может оказать неблагоприятное влияние. Так же оценивают и дозу радиоактивного излучения. Его опасность определяется поглощенной дозой. Чтобы ее определить, сначала измеряют то количество радиации, которое было поглощено телом. А затем это количество сравнивается с массой тела.

Доза излучения - критерий его опасности

Разные виды излучений способны оказать разный вред на живые организмы. Поэтому нельзя путать проникающую способность различных видов радиоактивного излучения и их повреждающее действие. Например, когда у человека нет возможности защититься от радиации, альфа-излучение оказывается намного опаснее гамма-лучей. Ведь в его состав входят тяжелые ядра водорода. А такой тип, как альфа-излучение, проявляет свою опасность только в том случае, когда попадает внутрь организма. Тогда происходит внутреннее облучение.

Итак, в состав радиоактивного излучения может входить три типа частиц: это ядра гелия, обычные электроны, а также фотоны с определенной длиной волны. Опасность того или иного вида излучения определяется его дозой. Происхождение этих лучей не имеет значения. Для живого организма абсолютно отсутствует разница, откуда набралась радиация: будь это рентгеновский аппарат, Солнце, атомная станция, радоновый курорт или же взрыв. Самое главное - сколько опасных частиц было поглощено.

Откуда берется атомное излучение?

Наряду с природным радиационным фоном человеческая цивилизация вынуждена существовать среди многих искусственно сделанных источников опасного ионизирующего излучения. Чаще всего оно является следствием страшных аварий. Например, катастрофа на атомной станции "Фукусима-1" в сентябре 2013 года привела к утечке радиоактивной воды. В результате этого содержание изотопов стронция и цезия в окружающей среде выросло в разы.

Ионизирующее излучение – вид радиации, которая у всех ассоциируется исключительно со взрывами атомных бомб и авариями на АЭС.

Однако на деле ионизирующее излучение окружает человека и представляет собой естественный радиационный фон: оно образуется в бытовых приборах, на электрических вышках и т.д. При воздействии с источниками происходит облучение человека данным излучением.

Стоит ли бояться серьезных последствий – лучевой болезни или поражения органов?

Сила действия излучения зависит от продолжительности контакта с источником и его радиоактивности. Бытовые приборы, создающие незначительный «шум», не опасны для человека.

Но некоторые типы источников могут нанести серьезный вред организму. Чтобы предотвратить негативное воздействие, нужно знать базовую информацию: что такое ионизирующее излучение и откуда оно исходит, а также как влияет на человека.

Ионизирующее излучение возникает при распаде радиоактивных изотопов.

Таких изотопов множество, они используются в электронике, атомной промышленности, добыче энергии:

1. уран-238;
2. торий-234;
3. уран-235 и т.д.

Изотопы радиоактивного характера естественным образом распадаются с течением времени. Скорость распада зависит от вида изотопа и исчисляется в периоде полураспада.

По истечению определенного срока времени (у одних элементов этом могут быть несколько секунд, у других – сотни лет) количество радиоактивных атомов снижается ровно вдвое.

Энергия, которая высвобождается при распаде и уничтожении ядер, высвобождается в виде ионизирующего излучения. Оно проникает в различные структуры, выбивая из них ионы.

Ионизирующие волны основаны на гамма-излучении, измеряются в гамма-квантах. Во время передачи энергии не выделяются никакие частицы: атомы, молекулы, нейтроны, протоны, электроны или ядра. Воздействие ионизирующего излучения чисто волновое.

Проникающая способность излучения

Все виды разнятся по проникающей способности, то есть способность быстро преодолевать расстояния и проходить сквозь различные физические преграды.

Наименьшим показателем отличается альфа-излучение, а в основе ионизирующего излучения лежат гамма-лучи – самые проникающие из трех типов волн. При этом альфа-излучение оказывает самое отрицательное действие.

Что отличает гамма-излучение?

Оно опасно из-за следующих характеристик:

• распространяется со скоростью света;
• проходит через мягкие ткани, дерево, бумагу, гипсокартон;
• останавливается только толстым слоем бетона и металлическим листом.

Для задержки волн, которыми распространяется данное излучение, на АЭС ставят специальные коробы. Благодаря им радиации не может ионизировать живые организмы, то есть нарушать молекулярную структуру людей.

Снаружи коробы состоят из толстого бетона, внутренняя часть обита листом чистого свинца. Свинец и бетон отражают лучи или задерживают их в своей структуре, не позволяя распространиться и нанести вред живому окружению.

Виды источников радиации

Мнение, что радиация возникает только в результате жизнедеятельности человека, ошибочно. Слабый радиационный фон есть почти у всех живых объектов и у самой планеты соответственно. Поэтому избежать ионизирующего излучения очень сложно.

На основе природы возникновения все источники делятся на природные и антропогенные. Наиболее опасны антропогенные, такие, как выброс отходов в атмосферу и водоемы, аварийная ситуация или действие электроприбора.

Опасность последнего источника спорна: считается, что небольшие излучающие устройства не создают серьезной угрозы для человека.

Действие индивидуально: кто-то может почувствовать ухудшение самочувствия на фоне слабого излучения, другой же индивид окажется абсолютно не подвержен естественному фону.

Природные источники радиации

Основную опасность для человека представляют минеральные породы. В их полостях скапливается наибольшее количество незаметного для человеческих рецепторов радиоактивного газа – радона.

Он естественным образом выделяется из земной коры и плохо регистрируется проверочными приборами. При поставке строительных материалов возможен контакт с радиоактивными породами, и как результат – процесс ионизации организма.

Опасаться следует:

1. гранита;
2. пемзы;
3. мрамора;
4. фосфогипса;
5. глинозема.

Это наиболее пористые материалы, которые лучше всего задерживают в себе радон. Данный газ выделяется из строительных материалов или грунта.

Он легче воздуха, поэтому поднимается на большую высоту. Если вместо открытого неба над землей обнаружено препятствие (навес, крыша помещения), газ будет скапливаться.

Большая насыщенность воздуха его элементами приводит к облучению людей, компенсировать которое можно только выведением радона из жилых зон.

Чтобы избавиться от радона, требуется начать простое проветривание. Нужно стараться не вдыхать воздух в том помещении, где произошло заражение.

Регистрация возникновения скопившегося радона осуществляется только при помощи специализированных симптомов. Без них сделать вывод о скоплении радона можно только на основе не специфичных реакций человеческого организма (головная боль, тошнота, рвота, головокружение, потемнение в глазах, слабость и жжение).

При обнаружении радона вызывается бригада МЧС, которая устраняет радиацию и проверяет эффективность проведенных процедур.

Источники антропогенного происхождения

Другое название созданных человеком источников – техногенные. Основной очаг излучения – АЭС, расположенные по всему миру. Нахождение в зонах станций без защитной одежды влечет за собой начало серьезных заболеваний и летальный исход.

На расстоянии нескольких километров от АЭС риск сводится к нулю. При правильной изоляции все ионизирующие излучения остаются внутри станции, и можно находиться в непосредственной близости от рабочей зоны, при этом не получая никакой дозы облучения.

Во всех сферах жизнедеятельности можно столкнуться с источником излучения, даже не проживая в городе близ АЭС.

Искусственная ионизирующая радиация повсеместно используется в различных отраслях:

• медицине;
• промышленности;
• сельском хозяйстве;
• наукоемких отраслях.

Однако получить облучение от аппаратов, которые изготавливаются для данных отраслей, невозможно.

Единственное, что допустимо – минимальное проникновение ионных волн, которое не наносит вреда при малой продолжительности воздействия.

Радиоактивные осадки

Серьезная проблема современности, связанная с недавними трагедиями на АЭС – распространение радиоактивных дождей. Выбросы в атмосферу радиации заканчиваются накоплением изотопов в атмосферной жидкости – облаках. При переизбытке жидкости начинаются осадки, которые представляют серьезную угрозу для сельскохозяйственных культур и человека.

Жидкость впитывается в земли сельскохозяйственных угодий, где произрастает рис, чай, кукуруза, тростник. Данные культуры характерны для восточной части планеты, где наиболее актуальна проблема радиоактивных дождей.

Ионное излучение оказывает меньшее воздействие на другие части света, потому что осадки не доходят до Европы и островных государств в области Великобритании. Однако в США и Австралии дожди иногда проявляются радиационные свойства, поэтому при покупке овощей и фруктов оттуда нужно проявлять осторожность.

Радиоактивные осадки могут выпадать над водоемами, и тогда жидкость по каналам водоочистки и водопроводным системам может попасть в жилые дома. Очистные сооружения не обладают достаточной для снижения радиации аппаратурой. Всегда есть риск, что принимаемая вода – ионная.

Как обезопасить себя от радиации

Прибор, который измеряет, есть ли в фоне продукта ионные излучения, находится в свободном доступе. Его можно приобрести за небольшие деньги и использовать для проверки покупок. Название проверочного устройства – дозиметр.

Вряд ли домохозяйка будет проверять покупки прямо в магазине. Обычно мешает стеснение перед посторонними. Но хотя бы дома те продукты, что поступили из подверженных радиоактивным дождям зон, нужно проверять. Достаточно поднести счетчик к предмету, и он покажет уровень испускания опасных волн.

Влияние ионизирующего излучения на человеческий организм

Научно доказано, что радиация оказывает на человека отрицательное действие. Это было выяснено и на реальном опыте: к сожалению, аварии на Чернобыльской АЭС, в Хиросиме и т.д. доказали биологическую и излучения.

Влияние радиации основано на полученной «дозе» — количестве переданной энергии. Радионуклид (испускающий волны элементы) может оказывать влияние как изнутри, так и снаружи организма.

Полученная доза измеряется в условных единицах – Греях. Нужно учитывать, что доза может быть равной, а вот влияние радиации – разным. Это связано с тем, что различные излучения вызывают разные по силе реакции (самая выраженная у альфа-частиц).

Также на силу воздействия влияет и то, на какую часть организма пришлось попадание волн. Наиболее подвержены структурным изменениям половые органы и легкие, меньше – щитовидная железа.

Результат биохимического воздействия

Радиация влияет на структуру клеток организма, вызывая биохимические изменения: нарушения в циркуляции химических веществ и в функциях организма. Влияние волн проявляется постепенно, а не сразу после облучения.

Если человек попал под допустимую дозу (150 бэр), то отрицательные эффекты не будут выражены. При большем облучении ионизационный эффект увеличивается.

Естественное излучение равно примерно в 44 бэр в год, максимум – 175. Максимальное число лишь немного выходит за рамки нормы и не вызывает отрицательных изменений в организме, кроме головных болей или слабой тошноты у гиперчувствительных людей.

Естественное излучение складывается на основе радиационного фона Земли, употребления зараженных продуктов, использования техники.

Если доля превышена, развиваются следующие заболевания:

1. генетические изменения организма;
2. нарушения половой функции;
3. раковые образования мозга;
4. дисфункции щитовидной железы;
5. рак легких и дыхательной системы;
6. лучевая болезнь.

Лучевая болезнь является крайней стадией всех связанных с радионуклидами заболеваний и проявляется лишь у тех, кто попал в зону аварии.

Тест 8 класс

В — 1

1. В состав ионизирующего излучения входят:

а) ультрафиолетовые лучи;

б) альфа-излучение;

в) бета-излучение;

г) тепловое излучение;

д) электромагнитное излучение;

е) гамма-излучение.

2. За счет чего в основном образуется естественный радиацион-ный фон? Назовите правильный ответ:

а) за счет радиации Солнца, Земли, внутренней радиоактив-ности человека, рентгеновских исследований, флюорогра-фии, радиоактивных осадков от ядерных испытаний, про-водившихся в атмосфере;

б) за счет увеличения добычи радиоактивных материалов;

в) за счет роста химически опасных производств, использо-вания радиоактивных материалов на производстве, сжига-ния угля, нефти, газа на ТЭС.

3. К радиационно-опасным объектам относятся:

4. Каковы пути проникновения радиоактивных веществ в орга-низм человека при внутреннем облучении? Назовите правиль-ные ответы:

а) через одежду и кожные покровы;

б) в результате прохождения радиоактивного облака;

в) в результате потребления загрязненных продуктов питания;

г) в результате вдыхания радиоактивной пыли и аэрозолей;

д) в результате радиоактивного загрязнения поверхности зем-ли, зданий и сооружений;

е) в результате потребления загрязненной воды.

5. Внимательно прочитайте задание и определите, какие дозы облучения людей (в рентгенах) соответствуют следующим признакам поражения:

а) через несколько часов после облучения появляется лучевая болезнь III степени, которая в большинстве случаев при-водит к смертельному исходу;

б) после однократного облучения появляется рвота, чувство усталости, в организме сокращается количество белых кро-вяных телец; серьезной потери трудоспособности не насту-пает;

в) отсутствуют признаки поражения;

г) пораженные погибают в первые дни облучения в результате молниеносной формы лучевой болезни.

6. Какое заболевание вызывает проникающая радиация у неза-щищенных людей? Назовите правильный ответ:

а) поражение центральной нервной системы;

б) поражение опорно-двигательного аппарата;

в) лучевую болезнь.

7. Определите какие из приведенных марок противогазов и респираторов необходимо использовать для защиты от радиоактивного йода? Назовите правильный ответ:

а) ГП-5;

б) ГП-7;

в) ПДФ-Д;

г) ПДФ-Ш;

д) ПДФ-2П;

е) ПДФ-2Ш;

ж) «Лепесток»;

з) Р-2, Р-2Д.

8. При движении по зараженной радиоактивными веществами местности необходимо:

а) находиться в средствах индивидуальной защиты органов дыхания и кожи;

б) периодически снимать средства индивидуальной защиты органов дыхания и кожи и отряхивать их от пыли;

в) двигаться по высокой траве и кустарнику;

г) избегать движения по высокой траве и кустарнику;

д) без надобности не садиться и не прикасаться к местным предметам;

е) принимать пищу и пить только при ясной безветренной погоде;

ж) не принимать пищу, не пить, не курить;

з) не поднимать пыль и не ставить вещи на землю. Выберите из предложенных вариантов ваши дальнейшие дейст-вия и расположите их в логической последовательности.

9. Управление ГОЧС передало сообщение об аварии на АЭС. В нём жителям района, в котором вы живете, рекомендовано покинуть свои квартиры (дома) и прийти на сборный пункт для эвакуации в безопасную зону. Родители находятся на работе. Вы располагаете временем 1,5 часа. Ваши действия и их последовательность:

а) позвонить родителям на работу и сообщить о случившемся;

б) вывесить на двери табличку об отсутствии в квартире жи-телей и следовать на сборный пункт;

г) выключить газ, электричество, погасить огонь в печи;

д) переодеться в чистую одежду;

е) освободить холодильник от продуктов, вынести скоропор-тящиеся продукты и мусор в мусоросборник;

з) использовать намоченный носовой платок в качестве сред-ства защиты органов дыхания при следовании на сборный пункт

Тест 8 класс

Аварии с выбросом радиоактивных веществ

В — 2

1. Самым опасным излучением для человека является:

а) альфа-излучение;

б) бета-излучение;

в) гамма-излучение.

2. Объект с ядерным реактором, завод, использующий ядерное топливо или перерабатывающий ядерный материал, а также его место хранения и транспортное средство, перевозящее ядерный материал или источникионизирующего излучения, при аварии на котором или разрушении которого может про-изойти облучение людей, животных и растений, а также ра-диоактивное загрязнение окружающей природной среды, это:

а) объект экономики особой опасности;

б) экологически опасный объект;

в) радиационно-опасный объект;

г) объект повышенной опасности.

3. Из предложенных вариантов ответов выберите те, которые характеризуют специфические свойства радиоактивных веществ

:а) стелются по земле на небольшой высоте и таким образом могут распространяться на несколько десятков километров;

б) не имеют запаха, цвета, вкусовых качеств или других внешних признаков;

в) способны вызвать поражение не только при непосредствен-ном соприкосновении с ними, но и на расстоянии (до со-тен метров) от источника загрязнения;

г) моментально распространяются в атмосфере независимо от скорости и направления ветра;

д) имеют специфический запах сероводорода;

е) поражающие свойства радиоактивных веществ не могут быть уничтожены химически и (или) каким-либо другим способом, так как радиоактивный распад не зависит от внешних факторов, а определяется периодом полураспада данного вещества.

4. Ткань, орган и часть тела, воздействие на который в условиях неравномерного облучения организма может причинить наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомства, называют критическим. В порядке убывания радиочувствительности критические органы относятся к I, II или III группам. Определите, какие из приведенных критических органов относятся к I, II и III группам:

а) мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, поч-ки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрус-талики глаз;

б) кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы;

в) половые органы и красный костный мозг;

5. Какую цель преследует проведение йодной профилактики? Не допустить:

а) возникновения лучевой болезни;

б) внутреннего облучения;

в) поражения щитовидной железы.

6. Тяжелую степень лучевой болезни вызывает доза облучения:

а) 450 бэр.;

б) 10 бэр.;

в) 0,5 бэр.

7. Что необходимо сделать при оповещении об аварии на радиационно- опасном объекте? Определите из предложенных вари-антов последовательность ваших действий:

а) надеть средства индивидуальной защиты;

б) освободить от продуктов питания холодильник и вынести скоропортящиеся продукты и мусор; в) включить радиоприемник, телевизор и выслушать сообщение;

г) следовать на сборный эвакуационный пункт;

д) взять необходимые продукты питания, вещи и документы;

е) вывесить на двери табличку: «В квартире жильцов нет»;

ж) выключить газ, электричество, погасить огонь в печи.

8. При проживании в районе с повышенным радиационным фоном и радиоактивным загрязнением местности, сложив-шимся в результате аварии на АЭС, вам по необходимости приходится выходить на улицу (открытую местность). Какие санитарно-гиенические мероприятия вы должны выполнить при возвращении в дом (квартиру)? Ваши действия и их последовательность:

а) перед входом в дом снять одежду и выбить (вытряхнуть) из нее пыль;

б) обувь ополоснуть в специальной емкости с водой, протереть влажной тканью и оставить у порога;

в) воду из емкости вылить в канализацию;

г) войдя в помещение, верхнюю одежду повесить в плотно закрывающийся шкаф;

д) верхнюю одежду повесить в специально отведенном месте у входа в дом (на улице);

е) вымыть руки и лицо;

ж) принять душ с мылом.

9. К радиационно-опасным объектам относятся:

а) взрывоопасные производства на промышленных предприя-тиях;

б) производства, связанные с применением, хранением и пере-работкой легковоспламеняющихся и горючих жидкостей;

в) предприятия по производству ядерного топлива;

г) атомные электростанции; д) предприятия цветной и черной металлургии;

е) хранилища твердых и жидких радиоактивных отходов;

ж) транспортные ядерные энергетические установки;

з) предприятия нефтеперерабатывающей промышленности;

и) предприятия угольной промышленности;

к) научно — исследовательские организации, имеющие ядер-ные установки и стенды;

л) системы ядерного оружия, склады с ядерными боеприпа-сами и заводы по их производству.

Ответы к тестам

Ионизирующие излучения - потоки фотонов, а также заряженных или нейтральных частиц, взаимодействие которых с веществом среды приводит к его ионизации. Ионизация играет важную роль в развитии радиационно-индуцированных эффектов, особенно в живой ткани. Средний расход энергии на образование одной пары ионов сравнительно мало зависит от вида ионизирующих излучений , что позволяет судить по степени ионизации вещества о переданной ему энергии И. и. Для регистрации и анализа ионизирующих излучений инструментальными методами также используют ионизацию.

Источники ионизирующих излучений делят на естественные (природные) и искусственные. Естественными источниками ионизирующих излучений являются космос и распространенные в природе радиоактивные вещества (радионуклиды). В космосе формируется и достигает Земли космическое излучение - корпускулярные потоки ионизирующего излучения. Первичное космическое излучение состоит из заряженных частиц и фотонов, отличающихся высокой энергией. В атмосфере Земли первичное космическое излучение частично поглощается и инициирует ядерные реакции, в результате которых образуются радиоактивные атомы, сами испускающие И. и. , поэтому космическое излучение у поверхности Земли отличается от первичного космического излучения. Различают три основных вида космического излучения: галактическое космическое излучение, солнечное космическое излучение и радиационные пояса Земли. Галактическое космическое излучение является наиболее высокоэнергетической составляющей корпускулярного потока в межпланетном пространстве и представляет собой ядра химических элементов (преимущественно водорода и гелия), ускоренных до высоких энергий; по своей проникающей способности этот вид космического излучения превосходит все виды ионизирующих излучений , кроме нейтрино. Для полного поглощения галактического космического излучения потребовался бы свинцовый экран толщиной около 15 м . Солнечное космическое излучение представляет собой высокоэнергетическую часть корпускулярного излучения Солнца и возникает при хромосферных вспышках днем. В период интенсивных солнечных вспышек плотность потока солнечного космического излучения может в тысячи раз превысить обычный уровень плотности потока галактического космического излучения. Солнечное космическое излучение состоит из протонов, ядер гелия и более тяжелых ядер. Солнечные протоны высоких энергий представляют наибольшую опасность для человека в условиях космического полета (см. Космическая биология и медицина ). Радиационные пояса Земли сформировались в околоземном пространстве за счет первичного космического излучения и частичного захвата его заряженной компоненты магнитным полем Земли. Радиационные пояса Земли состоят из заряженных частиц: электронов - в электронном поясе и протонов - в протонном. В радиационных поясах устанавливается поле И. и. повышенной интенсивности, что учитывают при запуске пилотируемых космических кораблей.

Природные, или естественные, радионуклиды имеют различное происхождение; часть из них принадлежит к радиоактивным семействам, родоначальники которых (уран, торий) входят в состав пород, слагающих нашу планету, с периода ее образования; некоторая часть естественных радионуклидов является продуктом активации стабильных изотопов космическим излучением. Отличительным свойством радионуклидов является радиоактивность, т.е. самопроизвольное превращение (распад) атомных ядер, приводящее к изменению их атомного номера и (или) массового числа. Скорость радиоактивного распада, характеризующая активность радионуклида, равна числу радиоактивных превращений в единицу времени.

В качестве единицы радиоактивности Международной системой единиц (СИ) определен беккерель (Бк ); 1 Бк равен одному распаду в секунду. На практике применяется также внесистемная единица активности кюри (Ки ); 1 Ки равен 3,7× 10 10 распадов в секунду, т.е. 3,7× 10 10 Бк . В результате радиоактивных превращений возникают заряженные и нейтральные частицы, формирующие поле И. и.

По виду частиц, входящих в состав ионизирующих излучений , различают альфа-излучение, бета-излучение, гамма-излучение, рентгеновское излучение, нейтронное излучение, протонное излучение и др. Рентгеновское и гамма-излучение относят к фотонным, или электромагнитным, ионизирующим излучениям , а все остальные виды ионизирующих излучений - к корпускулярным. Фотоны - это «порции» (кванты) электромагнитных излучений. Их энергия выражается в электрон-вольтах. Она в десятки тысяч раз превосходит энергию кванта видимого света.

Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц, или ядер атомов гелия, несущих положительный заряд, равный двум элементарным единицам заряда. Альфа-частицы относятся к сильно ионизирующим частицам, быстро теряющим свою энергию при взаимодействии с веществом. По этой причине альфа-излучение является слабопроникающим и в медицинской практике используется либо для облучения поверхности тела, либо альфа-излучающий радионуклид вводится непосредственно в патологический очаг при внутритканевой лучевой терапии.

Бета-излучение - поток отрицательно заряженных электронов или положительно заряженных позитронов, испускаемых при бета-распаде. Бета-частицы относятся к слабоионизирующим частицам; однако по сравнению с альфа-частицами при одинаковой энергии они имеют большую проникающую способность.

Нейтронное излучение - поток электрически нейтральных частиц (нейтронов), которые возникают в некоторых ядерных реакциях при взаимодействии высокоэнергетических элементарных частиц с веществом, а также при делении тяжелых ядер. Нейтроны передают часть своей энергии ядрам атомов вещества среды и инициируют ядерные реакции. В результате в облученном нейтронным потоком веществе возникают заряженные частицы различного вида, ионизирующие вещество среды, могут также образовываться радионуклиды. Свойства нейтронного излучения и характер его взаимодействия с живой тканью определяются энергией нейтронов.

Некоторые виды ионизирующих излучений возникают в ядерно-энергетических и ядерно-физических установках; ядерных реакторах, ускорителях заряженных частиц, рентгеновских аппаратах, в также созданных с помощью этих средств искусственных радионуклидов.

протонное излучение генерируется в специальных ускорителях. Око представляет собой поток протонов - частиц, несущих единичный положительный заряд и обладающих массой, близкой к массе нейтронов. Протоны относятся к сильно ионизирующим частицам; будучи ускоренными до высоких энергий, они способны сравнительно глубоко проникать в вещество среды. Это позволяет эффективно использовать протонное излучение в дистанционной лучевой терапии .

Электронное излучение генерируется специальными ускорителями электронов (например, бетатронами, линейными ускорителями), если пучок ускоренных электронов выводится наружу. Эти же ускорители могут быть источником тормозного излучения - разновидности фотонного излучения, возникающего при торможении ускоренных электронов в веществе специальной мишени ускорителя. Рентгеновское излучение, используемое в медицинской радиологии, представляет собой также тормозное излучение электронов, ускоренных в рентгеновской трубке.

Гамма-излучение - поток фотонов высоких энергий, испускаемых при распаде радионуклидов; широко применяется при лучевой терапии злокачественных новообразований. Различают направленное и ненаправленное И. и. Если все направления распространения ионизирующие излучения равноценны, то говорят о изотропном И. и. По характеру распространения во времени И. и. может быть непрерывным и импульсным.

Для описания поля И. и. используют физические величины, определяющие пространственно-временное распределение излучения в веществе среды. Важнейшими характеристиками поля И. и. являются плотность потока частиц и плотность потока энергии. В общем случае плотность потока частиц - это число частиц, проникающих в единицу времени в элементарную сферу, отнесенное к площади поперечного сечения этой сферы. Плотность потока энергии И. и. является синонимом распространенного на практике термина «интенсивность излучения». Она равна плотности потока частиц, умноженной на среднюю энергию одной частицы, и характеризует скорость переноса энергии И. и. Единицей измерений интенсивности И. и. в системе СИ является Дж/м 2 × с .

Биологическое действие ионизирующих излучении . Под биологическим действием И. и. понимают многообразные реакции, возникающие в облучаемом биологическом объекте, начиная от первичных процессов размена энергии излучения до эффектов, проявляющихся спустя длительное время после радиационного воздействия. Знание механизмов биологического действия ионизирующих излучений необходимо для экстренного принятия адекватных мер обеспечения радиационной безопасности персонала и населения при авариях на атомных электростанциях и других предприятиях атомной промышленности. Для ионизации большинства элементов, входящих в состав биологического субстрата, необходимо достаточно большое количество энергии - 10-15 эВ , называемое потенциалом ионизации. Поскольку частицы и фотоны ионизирующих излучений обладают энергией от десятков до миллионов эВ , что намного превышает энергию внутри- и межмолекулярных связей молекул и веществ, составляющих любой биологический субстрат, то поражающему радиационному воздействию подвержено все живое.

Максимально упрощенная схема начальных этапов лучевого поражения состоит в следующем. Вслед и по сути одновременно с передачей энергии И. и. атомам и молекулам облученной среды (физический этап биологического действия И. и. ) в ней развиваются первичные радиационно-химические процессы, в основе которых лежат два механизма: прямой, когда молекулы вещества испытывают изменения при непосредственном взаимодействии с ионизирующими излучениями , и косвенный, при котором изменяемые молекулы непосредственно не поглощают энергию ионизирующих излучений , а получают ее путем передачи от других молекул. В результате этих процессов образуются свободные радикалы и другие высокореакционные продукты, приводящие к изменению жизненно важных макромолекул, а в финале - к конечному биологическому эффекту. В присутствии кислорода радиационно-химические процессы интенсифицируются (кислородный эффект), что при прочих равных обстоятельствах способствует усилению биологического действия И. и. (см. Радиомодификация , Радиомодифицирующие агенты ). Следует иметь в виду, что изменения облучаемого субстрата не являются обязательно окончательными и необратимыми. Как правило, конечный результат в каждом конкретном случае не может быть предсказан, т. к наряду с лучевым повреждением может произойти и восстановление исходного состояния.

Воздействие ионизирующих излучений на живой организм принято называть облучением, хотя это не совсем точно, ибо облучение организма может осуществляться и любым другим видом неионизирующего излучения (видимым светом, инфракрасным, ультрафиолетовым, высокочастотным излучением и др.). Эффективность облучения зависит от фактора времени, под которым понимают распределение дозы ионизирующего излучения во времени. Наиболее эффективно однократное острое облучение при высокой мощности дозы И. и. Пролонгированное хроническое или прерывистое (фракционированное) облучение в заданной дозе оказывает меньшее биологическое действие, благодаря процессам пострадиационного восстановления .

Различают внешнее и внутреннее облучение. При внешнем облучении источник И. и. располагается вне организма, а при внутреннем (инкорпорированном) оно осуществляется радионуклидами, попавшими в организм через дыхательную систему, желудочно-кишечный тракт или через поврежденную кожу.

Биологическое действие ионизирующих излучений в значительной степени зависит от его качества, в основном определяемого линейной передачей энергии (ЛПЭ) - энергией, теряемой частицей на единице длины ее пробега в веществе среды. В зависимости от значения ЛПЭ все ионизирующие излучения делят на редкоионизирующие (ЛПЭ менее 10 кэВ/мкм ) и плотноионизирующие (ЛПЭ более 10 кэВ/мкм ). Воздействие разными видами ионизирующих излучений в равных поглощенных дозах приводит к разным по величине эффектам. Для количественной оценки качества излучения введено понятие относительной биологической эффективности (ОБЭ), которую обычно оценивают сравнением дозы изучаемого И. и. , вызывающей определенный биологический эффект, с дозой стандартного И. и. , обусловливающей такой же эффект. Условно можно считать, что ОБЭ зависит только от ЛПЭ и возрастает с увеличением последней.

На каком бы уровне - тканевом, органном, системном или организменном не рассматривалось биологическое действие И. и. , его эффект всегда определяется действием И. и. на уровне клетки. Детальное изучение реакций, инициируемых в клетке ионизирующими излучениями , составляет предмет фундаментальных исследований радиобиологии . Следует заметить, что большинство реакций, возбуждаемых ионизирующими излучениями , в том числе и такая универсальная реакция, как задержка клеточного деления, является временной, преходящей и не сказывается на жизнеспособности облученной клетки. К реакциям такого типа - обратимым реакциям - относятся также различные нарушения метаболизма, в т.ч. угнетение обмена нуклеиновых кислот и окислительного фосфорилирования, слипание хромосом и др. Обратимость этого типа лучевых реакций объясняется тем, что они являются следствием повреждения части множественных структур, утрата которой очень быстро восполняется или просто остается незамеченной. Отсюда и характерная особенность этих реакций: с увеличением дозы И. и. возрастает не доля реагирующих особей (клеток), а величина, степень реакции (например, продолжительность задержки деления) каждой облученной клетки.

Существенно иную природу имеют эффекты, приводящие облученную клетку к гибели, - летальные лучевые реакции. Под клеточной гибелью в радиобиологии понимают утрату клеткой способности к делению. Напротив, «выжившими» считаются те клетки, которые сохранили способность к размножению (клонированию).

Существуют две формы летальных реакций, которые гибельны для делящихся и малодифференцированных клеток: интерфазная, при ней клетка погибает вскоре после облучения, во всяком случае до наступления первого митоза, и репродуктивная, когда пораженная клетка гибнет не сразу после воздействия И. и. , а в процессе деления. Наиболее распространена репродуктивная форма летальных реакций. Основной причиной гибели клеток при ней являются возникающие под влиянием облучения структурные повреждения хромосом. Эти повреждения легко обнаруживаются при цитологическом исследовании клеток на разных стадиях митоза и имеют вид хромосомных перестроек, или хромосомных аберраций. Из-за неправильного соединения хромосом и просто утраты их концевых фрагментов при делении потомки такой поврежденной клетки несомненно погибнут сразу же после данного деления или в результате двух-трех последующих митозов (в зависимости от значимости утраченного генетического материала для жизнеспособности клетки). Возникновение структурных повреждений хромосом - процесс вероятности, в основном связанный с образованием двойных разрывов в молекуле ДНК, т.е. с нерепарируемыми повреждениями жизненно важных клеточных макромолекул. В связи с этим, в отличие от рассмотренных выше обратимых клеточных реакций, с увеличением дозы И. и. возрастает число (доля) клеток с летальным повреждением генома, строго описываемая для каждого вида клеток в координатах «доза - эффект». В настоящее время разработаны специальные методы выделения клоногенных клеток из различных тканей in vivo и их выращивания in vitro, с помощью чего после построения соответствующих дозовых кривых выживания количественно оценивают радиочувствительность изучаемых органов и возможности ее изменения в нужном направлении. Кроме того, подсчет числа клеток с хромосомными аберрациями на специальных препаратах используют в целях биологической дозиметрии для оценки радиационной обстановки, например на борту космического корабля, а также для определения степени тяжести и прогноза острой лучевой болезни.

Описанные лучевые реакции клеток лежат в основе непосредственных эффектов, проявляющихся в первые часы, дни, недели и месяцы после общего облучения организма или локального облучения отдельных сегментов тела. К ним относятся, например, эритема, лучевые дерматиты, различные проявления острой лучевой болезни (лейкопения, аплазия костного мозга, геморрагический синдром, поражения кишечника), стерильность (временная или постоянная, в зависимости от дозы ионизирующих излучений ).

Спустя длительное время (месяцы и годы) после облучения развиваются отдаленные последствия местного и общего радиационного воздействия. К ним относятся сокращение продолжительности жизни, возникновение злокачественных новообразований и радиационная катаракта. Патогенез отдаленных последствий облучения в большей степени связывают с повреждением тканей, характеризующихся низким уровнем пролиферативной активности, из которых состоит большинство органов животных и человека. Глубокое знание механизмов биологического действия ионизирующих излучений необходимо, с одной стороны, для разработки способов противолучевой защиты и патогенетического лечения радиационных поражений, а с другой - для изыскания путей направленного усиления лучевого воздействия при радиационно-генетических работах и других аспектах радиационной биотехнологии или при лучевой терапии злокачественных новообразований с помощью радиомодифицирующих агентов. Кроме того, понимание механизмов биологического действия ионизирующих излучений необходимо врачу на случай экстренного принятия адекватных мер обеспечения радиационной безопасности персонала и населения при авариях на атомных электростанциях и других предприятиях атомной промышленности.

Библиогр.: Гозенбук В.Л. и др. Дозовая нагрузка на человека в полях гамма-нейтронного излучения, М., 1978; Иванов В.И. Курс дозиметрии, М., 1988; Кеирим-Маркус И.Б. Эквидозиметрия, М., 1980; Комар В.Е. и Хансон К.П. Информационные макромолекулы при лучевом повреждении клеток, М., 1980; Моисеев А.А. и Иванов В.И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене, М., 1984; Ярмоненко С.П. Радиобиология человека и животных, М., 1988.

Виды ионизирующих излучений

Ионизирующие излучения (ИИ) - потоки элементарных частиц (электронов, позитронов, протонов, нейтронов) и квантов электромагнитной энергии, прохождение которых через вещество приводит к ионизации (образованию разнополярных ионов) и возбуждению его атомов и молекул. Ионизация - превращение нейтральных атомов или молекул в электрически заряженные частицы – ионы.ьИИ попадают на Землю в виде космических лучей, возникают в результате радиоактивного распада атомных ядер (απ β-частицы, γ– и рентгеновские лучи), создаются искусственно на ускорителях заряженных частиц. Практический интерес представляют наиболее часто встречающиеся виды ИИ – потоки а– и β-частиц, γ-излучение, рентгеновские лучи и потоки нейтронов.

Альфа-излучение (а) – поток положительно заряженных частиц – ядер гелия. В настоящее время известно более 120 искусственных и естественных альфа-радиоактивных ядер, которые, испуская α-частицу, теряют 2 протона и 2 нейтрона. Скорость частиц при распаде составляет 20 тыс. км/с. При этом α-частицы обладают наименьшей проникающей способностью, длина их пробега (расстояние от источника до поглощения) в теле равна 0,05 мм, в воздухе – 8–10 см. Они не могут пройти даже через лист бумаги, но плотность ионизации на единицу величины пробега очень велика (на 1 см до десятка тысяч пар), поэтому эти частицы обладают наибольшей ионизирующей способностью и опасны внутри организма.

Бета-излучение (β) – поток отрицательно заряженных частиц. В настоящее время известно около 900 бета-радиоактивных изотопов. Масса β-частиц в несколько десятков тысяч раз меньше α-частиц, но они обладают бо́льшей проникающей способностью. Их скорость равна 200–300 тыс. км/с. Длина пробега потока от источника в воздухе составляет 1800 см, в тканях человека – 2,5 см. β-частицы полностью задерживаются твердыми материалами (алюминиевой пластиной в 3,5 мм, органическим стеклом); их ионизирующая способность в 1000 раз меньше, чем у α-частиц.

Гамма-излучение (γ) – электромагнитное излучение с длиной волны от 1 · 10 -7 м до 1 · 10 -14 м; испускается при торможении быстрых электронов в веществе. Оно возникает при распаде большинства радиоактивных веществ и обладает большой проникающей способностью; распространяется со скоростью света. В электрических и магнитных полях γ-лучи не отклоняются. Это излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, чем а– и β-излучение, так как плотность ионизации на единицу длины очень низкая.

Рентгеновское излучение может быть получено в специальных рентгеновских трубках, в электронных ускорителях, при торможении быстрых электронов в веществе и при переходе электронов с внешних электронных оболочек атома на внутренние, когда создаются ионы. Рентгеновские лучи, как и γ-излучение, обладают малой ионизирующей способностью, но большой глубиной проникновения.

Нейтроны - элементарные частицы атомного ядра, их масса в 4 раза меньше массы α-частиц. Время их жизни – около 16 мин. Нейтроны не имеют электрического заряда. Длина пробега медленных нейтронов в воздухе составляет около 15 м, в биологической среде – 3 см; для быстрых нейтронов – соответственно 120 м и 10 см. Последние обладают высокой проникающей способностью и представляют наибольшую опасность.

Выделяют два вида ионизирующих излучений:

Корпускулярное, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля (α-, β– и нейтронное излучения);

Электромагнитное (γ– и рентгеновское излучение) – с очень малой длиной волны.

Для оценки воздействия ионизирующего излучения на любые вещества и живые организмы используются специальные величины – дозы излучения. Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения и среды – это ионизационный эффект. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего приходилось иметь дело с рентгеновским излучением, распространявшимся в воздухе. Поэтому в качестве количественной меры поля излучения использовалась степень ионизации воздуха рентгеновских трубок или аппаратов. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.

Экспозиционная доза определяет ионизирующую способность рентгеновских и γ-лучей и выражает энергию излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха. Экспозиционная доза – это отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном объеме воздуха к массе воздуха в этом объеме. В системе СИ единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица – рентген (Р). 1 Кл/кг = 3880 Р. При расширении круга известных видов ионизирующего излучения и сфер его приложения оказалось, что мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддается простому определению из-за сложности и многообразности протекающих при этом процессов. Важнейшим из них, дающим начало физико-химическим изменениям в облучаемом веществе и приводящим к определенному радиационному эффекту, является поглощение энергии ионизирующего излучения веществом. В результате этого возникло понятие поглощенная доза.

Поглощенная доза показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы любого облучаемого вещества, и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения на массу вещества. За единицу измерения поглощенной дозы в системе СИ принят грэй (Гр). 1 Гр – это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад. 1 Гр = 100 рад. Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, было введено понятие эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент – коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества. Значения коэффициента для различных видов излучений приведены в табл. 7.

Таблица 7

Коэффициент относительной биологической эффективности для различных видов излучений

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (биологический эквивалент рада). 1 Зв = 100 бэр. Одни органы и ткани человека более чувствительны к действию радиации, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения разных органов и тканей следует учитывать с разным коэффициентом, который называется коэффициентом радиационного риска. Умножив значение эквивалентной дозы на соответствующий коэффициент радиационного риска и просуммировав по всем тканям и органам, получим эффективную дозу, отражающую суммарный эффект для организма. Взвешенные коэффициенты устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всего организма составляла единицу. Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы. Она также измеряется в зивертах или бэрах.