Управление экологической безопасностью

1 Мегакюри (МКи) = 106Ки = 3,7*1016 Бк 1 килокюри (кКи) = 103Ки = 3,7*1013 Бк. 1 милликюри (мКи) = 10-3Ки = 3,7*107 Бк

1 нанокюри (нКи) = 10-9Ки = 3,7*101 Бк = 37 Бк.

1 пикокюри (пКи) = 10-12Ки = 3,7*10-2 Бк = 0,37 Бк.

Вместо понятия «интенсивность» иногда используют «плотность загрязнения» радионуклидами, это количество распадов приходящихся на единицу площади или объема вещества, единицы измерения: Ки/км2, Бк/м2, Бк/кг и т.д.

Количественной характеристикой проникающего рентгеновского излучения (γ-излучение) является экспозиционная доза.

Экспозиционная доза (Дэ) измеряется в рентгенах (Р). Один рентген – это такая величина ионизирующего излучения, при которой образуется 2,08*109 пар ионов в 1 см3 сухого воздуха.

В качестве меры глубинных доз и радиационного воздействия проникающих излучений на живые объекты было предложено определять энергию, поглощенную облучаемым веществом.

Поглощенная доза (Дп) – это количество энергии, поглощенной единицей массы облучаемого вещества.

Единица измерения Дп – рад. 1 рад =100 эрг/г. Для мягких тканей в поле рентгеновского или гамма-излучения поглощенная доза 1 рад соответствует экспозиции 1Р (точнее 1Р=0,88 рад).

Между поглощенной дозой и радиационным эффектом существует прямая зависимость: чем больше поглощенная доза, тем более радиационный эффект.

131

Действие ионизирующих излучений на живой организм оказалось сложнее, чем последствия облучения сравнительно простых и даже более сложных, но неживых веществ. Радиобиологический эффект зависит не только от поглощенной дозы (энергии, переданной облучаемому веществу), но и от плотности ионизации, то есть число пар ионов на единице пути в облучаемой среде.

Например, электроны при движении в среде организма не дают сплошной дорожки ионизации, а образуют своего рода пунктир. При движении тяжелых заряженных частиц, протонов, которые в 1836 раз тяжелее электрона, плотность ионизации намного порядков выше. Расположенные близко друг к другу ионы, возникающие вдоль траектории протона, образуют сплошной «чулок». Поэтому при одной и той же поглощенной дозе радиобиологический эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Для количественной оценки этого влияния потребовалось ввести понятие коэффициента относительной биологической эффективности (ОБЭ), или коэффициента качества (КК) излучения:

ОБЭ или КК какого-либо излучения – это числовой коэффициент, который равен отношению поглощенной дозы эталонного излучения, вызывающей определенный радиобиологический эффект, к дозе рассматриваемого излучения, вызывающей тот же биологический эффект.

Так, при изучении лучевых катаракт на кроликах было пока-

132

зано, что доза, при которой катаракты развиваются при воздействии γ-излучения, составляют 200 рад, а при воздействии быстрых нейтронов, характерных для залов ускорителей – 20 рад. Отсюда для быстрых нейтронов КК=10. Из примера ясно, что поглощенная доза нейтронов может быть эквивалентна поглощенной дозе гамма-излучения только с учетом коэффициента ОБЭ (КК). Так в радиационной дозиметрии появилось новое понятие «эквива-

лентная доза» (3.4.).

Единицей измерения эквивалентной дозы является биологический эквивалент рада:

1бэр = 1 рад*ОБЭ.

Всистеме единиц СИ единицей Дэкв является зиверт (Зв). 1 Зв = 100 бэр. Суммарная доза облучения и мощность дозы связаны соотношением (3.5.):

где Р – мощность дозы, мбэр/ч; Т – время в час.

Влияние радиоактивного загрязнения на живые организмы

Сильные дозы радиации способны изменять различные свойства живой клетки или приводить ее к гибели. Слабые дозы могут переноситься без каких-либо видимых нарушений, но вызвать необратимые процессы в структуре ДНК (мутации) (табл. 3.12.).

133

Таблица 3.12.

Воздействие ионизирующей радиации на человека

Чувствительность живых существ к облучению тем больше, чем выше уровень их развития и чем сложнее их организм.

Франсуа Рамад определяет летальную дозу, как дозу, которая вызывает гибель 50% особей рассматриваемой популяции через определенный промежуток времени (ЛД50). При единичном (разовом) облучении для бактерий ЛД50 имеет значение порядка миллиона рад, для зеленых растений – несколько сотен тысяч, для членистоногих – около 5000 рад, для млекопитающих – несколько сотен рад. Рекордом для животного мира по исключительно высокой сопротивляемости к ионизирующей радиации с ЛД50, равной 150 000 рад, является скорпион и некоторые чешуекрылые.

Облучение приводит к уменьшению или полной потере животными и человеком способности вырабатывать антитела, ослабляет естественный иммунитет.

Малые дозы облучения приводят к снижению сопротивляемости к инсектицидам у насекомых.

134

Действие радиации усиливается многими факторами, прямо не связанными с радиацией, увеличивающими вероятность заболевания другими болезнями (табл. 3.13.).

Таблица 3.13.

Механизм воздействия облучения на организм

135

Окончание таблицы 3.13

После облучения в течение двух лет идет скрытый период развития лейкозов, через 25 лет заболеваемость лейкозами практически исчезает. Смерть от лейкозов среди тех, кто перенес атомную бомбардировку в Хиросиме и Нагасаки, стала резко снижаться после 1970 года. Раковые опухоли начинают развиваться через 10 лет после облучения, а максимум наступает через 30-40 лет. Наиболее опасное воздействие радиации происходит на генетическом уровне, вызывая мутации. Такое воздействие грозит уже не отдельным индивидам, а целой популяции.

Критерии радиационного риска. Проблемы минимальной критической дозы.

Уровень индивидуального риска в искусственной среде обитания высок – 1 случай на 1000 чел./год.

Риск погибнуть от стихийных бедствий составляет – 1 чел. на 10000 чел./год.

Уровень радиации, который соответствует этому риску, со-

136

ставляет 0,1 бэр в год для населения и 0,5 бэр для персонала АЭС.

Естественный радиоактивный фон с учетом вероятности заболевания раком создает риск от «среднежитейского» (0,3-10-4).

Смертность от ежедневного выкуривания 20 сигарет эквивалентна хроническому облучению в 500 бэр за жизнь, а проживание в экологически бедствующем городе соответствует дозе в 300 бэр за жизнь. В 1990 г Международная комиссия рекомендовала принять предельное значение доз облучения граждан равным 1 мЗв/год (0,1 бэр), что соответствует ожидаемому риску (1 чел.

на 100 000).

Критическая минимальная доза радиации, при которой возникают заболевания и мутации, до настоящего времени не установлена. Международная комиссия по защите от радиации сомневается в наличии допустимой дозы. Нормы, которые она рекомендовала, сводятся к следующему: для всего человечества в качестве предельно допустимой дозы ионизирующей радиации можно принять дозу, равную удвоенному среднему значению дозы облучения, которому человек подвергается в естественных условиях.

То есть, если Вы и ваши предки жили в местности, где нормальный фоновый уровень радиации, например, по гаммаизлучению составлял 20 мкр/час, то риск для вашего организма может наступить уже с 40 мкР/час. Франсуа Рамад утверждает: «...единственной дозой, не оставляющей никаких последствий,

137

является нулевая доза».

Первая попытка разработать санитарные правила обращения с радиоактивными веществами в СССР началась еще в 20-е годы, но только в 1946 г была установлена «допустимая» доза облучения, которая составила 0,2 рентгена в сутки. Исходя из этих доз, были разработаны предельно допустимые ПДК радиоактивных веществ в воздухе и воде без дифференциации их на изотопы.

В1948-1951 г.г. суточная и годовая доза были сокращены до 0,1 бэр/сутки и 30 бэр/год, а в 1953-1957 г.г. – до 0,05 бэр/сутки и 15 бэр/год.

В1957 г впервые допустимые дозы были установлены отдельно для персонала, работающего с источниками (группа А - 15,0 бэр/год), и для персонала, прямо не связанного с ними (группа Б – до 1,5 бэр/год), а для всего населения норма определялась как «не выше природного фона».

В1960 г для категории А норма понизилась до 5,0 бэр/год, для группы Б – до 0,5 бэр/год, а для всего населения – 0,05 бэр/год. В 1960 г разработаны первые государственные «Нормы радиационной безопасности». Величины допустимых доз облучения, установленных для групп А и Б остаются постоянными с 1960 г, а норма для населения была установлена в 0,17 бэр/год

(5,0 бэр за 30 лет).

ВФедеральном законе Российской Федерации «О социальной защите граждан, подвергшихся радиационному воздействию вследствие ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне»

138

от 19.08.95 г установлены два уровня суммарной (накопленной) эффективной дозы, при которых осуществляется социальномедицинская реабилитация населения, проживавшего в 19491963 г.г. в населенных пунктах, подвергшихся радиационному воздействию Семипалатинского полигона:

−более 5,0 бэр за весь период атмосферных испытаний

(1949-1963 г.г.);

−более 25 бэр за этот же период.

Следовательно, 5 и 25 бэр, это уровни доз для разной степени льгот, получаемых пострадавшими.

Самая последняя «Концепция–95» предусматривает три уровня годовой усредненной по жителям населенного пункта эффективной дозы при аварийном загрязнении:

Е1= 1 мЗв (0,1 бэр/год) – зона невмешательства.

Е2 = 5 мЗв (0,5 бэр/год) – зона радиационного контроля. Е3 = 20 мЗв (2 бэр/год) – зона ограниченного проживания.

Обычный средний радиационный фон от всех источников в России составляет 8-25 мкР/час, что соответствует среднегодовой дозе облучения 0,2 бэр (2 мЗв) или около 15 бэр за 70 лет жизни. В Санкт-Петербурге фон – около 15 мкР/час.

Защитные мероприятия должны проводиться, если мощность дозы гамма-излучения превышает мощность дозы на открытой местности более чем на 0,3 мкЗв/час (30 мкР/час), а вопрос о переселении жильцов рассматривается, если практически невозможно снизить это превышение до значений ниже 0,6

139

мкЗв/ч (60 мкР/ч).

Суммарное содержание радона-226, тория-232 и калия-40 в строительных материалах зданий не должно превышать 370 Бк/кг. Эффективная доза за счет естественных радионуклидов в питьевой воде не должна превышать 0,2 мЗв/год.

Единственный практический способ исключить радиоактивность – это удаление человека от мест радиоактивного распада.

Не существует никаких способов нейтрализации этого вида загрязнения окружающей среды. Борьба с радиоактивным загрязнением может носить предупредительный характер.

Радиационная обстановка г. Санкт-Петербурга

Основную часть облучения, около 70%, человек на протяжении всей жизни получает от естественных источников радиоактивного загрязнения (радиоактивные вещества, содержащиеся в космической пыли, земной коре, продуктах распада).

Остальные 30% приходится на антропогенное (техногенное) радиоактивное загрязнение.

Среднегодовая эффективная доза облучения от естественных источников составляет 2 мЗв в год (0,2 бэр/год) и от техногенных 0,42 мЗв/год (0,04 бэр/год). Средний житель Земли получает фоновое облучение около 2,4 мЗв/год (0,24 бэр/год) или за 70 лет жизни – около 170 мЗв (17 бэр).

Самый большой вклад в облучение населения естественными радионуклидами вносит земная кора. Природные радионуклиды сконцентрированы в основном в гранитах, вулканических по-

140