Безпека життєдіяльності - Купчик

органу, фізичний (Т1/2) та біологічний (Т1/2б) періоди напіврозпаду ізотопу.

Біологічний період напіврозпаду — це той час, що потрібний для виведення з організму половини радіоактивної речовини (з потом, слиною, сечею, калом).

Кількісно швидкість виведення радіоактивної речовиніи з організму характеризують за ефективним періодом напівиведення Т1/2еф. Це час, за який активність депонованого в органінізм ізотопу зменшується вдвоє:

Для різних радіоактивних ізотопів значення Т1/2еф дуже відрізняються: від кількох годин (24Na, 64Сu) і днів (131І, 32Р, 35S) дj десятків років (236Rа, 90Sr).

Природно, що чим більший ефективний період в ізотопу, тим більша його радіотоксичність, оскільки сумарна доза при цьому збільшується із збільшенням

Т1/2еф. У табл. 4.8 наведено значення ефективного періоду напіввиведення інкорпорованого нукліда. Ефективний період напіввиведення може значно відрізнятися від Т1/2 і Т1/2б, але якщо Т1/2 >> Т1/2б ,тоТ1/2еф = Т1/2б , а якщо Т1/2 <<

Т1/2б , то Т1/2еф = Т1/2 .

Таблиця 4.8. Значення ефективного періоду

напіввиведення радіоактивних речовин

Орган, що здатний до найбільшого ураження РР, має назву критичного.

Для різних критичних органів розроблено нормативи,

100

що визначають допустимий вміст у них кожного радіоактивного елемента. На основі цих даних розробляються документи, що регламентують допустимі концентрації радіоактивних речовин в атмосферному повітрі, воді для пиття,

харчових продуктах, будівельних матеріалах тощо. Захист від внутрішнього опромінення в цілому полягає в обмеженні доступу радіоактивних речовин в організм людини.

Норми радіаційної безпеки. Радіація — явище потенційно небезпечне,

тому опромінення людини підлягає контролю і нормуванню. В нашій державі розроблено і введено в дію з січня 1998 року Державні гігієнічні нормативи

"Норми радіаційної безпеки України" (НРБУ-97). Вони включають систему принципів, критеріїв, нормативів і правил, виконання яких є обов'язковою нормою в політиці держави щодо забезпечення радіаційного захисту людини та радіаційної безпеки. Ці норми є основним документом, що встановлює систему радіаційно-гігієнічних регламентів, які забезпечують прийнятні рівні опромінення як для окремої людини, так і для суспільства взагалі.

Основні регламенти в НРБУ-97 зведені в чотири групи.

Перша група — регламенти, за допомогою яких контролюють і підтримують на прийнятному рівні опромінення людей (персоналу і населення),

а також радіаційно прийнятний стан навколишнього середовища і радіаційно-

ядерних об'єктів. До цих регламентів входять: ліміти доз, допустимі та контрольні рівні.

Друга група — регламенти, що обмежують опромінення від медичних джерел, тобто встановлюють рекомендовані рівні.

Третя і четверта групи — регламенти щодо дози опромінення населення,

відвернутої внаслідок втручання в умовах радіааційної аварії і техногенно підсилених джерел природного походження. До цих регламентів входять рівні втручання і рівні дій.

Числові значення лімітів доз (ЛД) встановлюють на рівнях, що виключають виникнення детерміністичних ефектів опромінення і водночас гарантують низьку ймовірність виникнення стохастичних ефектів опромінення та є прийнятими як для окремих осіб, так і для суспільства в цілому. Норми радіаційної безпеки України встановлюють такі категорії осіб, які зазнають опромінення: категорія А (персонал) — особи, які постійно чи тимчасово працюють безпосередньо з джерелами іонізуючих

101

випромінювань; категорія Б (персонал) — особи, які безпосередньо не зайняті роботою з джерелами іонізуючих випромінювань, але у зв'язку з розташуванням робочих місць у приміщеннях та на промислових майданчиках, де є об'єкти з радіаційно-ядерними технологіями, можуть отримувати додаткові опромінення;

категорія В — все населення.

У табл. 4.9 наведено ліміти доз (ЛД) опромінення для осіб розглянутих категорій.

Для жінок репродуктивного віку (до 45 років) та для вагітних жінок встановлені значення допустимих рівнів у 20 разів нижчі, ніж допустимих рівнів для осіб категорії А.

Таблиця 4.9. Ліміти доз опромінення, мЗв*рік1,

для осіб різних категорій

Для персоналу категорії А в непередбачуваних ситуаціях допускається опромінення ЛДmах = 50 мЗв*рік -1. Крім того, один раз протягом усієї трудової діяльності працівника у виняткових випадках МОЗ допускає опромінення від 2

до 5 ЛД max (100...250 мЗв*рік-1).

У виняткових випадках комунальної радіаційної аварії, під час виконання рятувальних робіт з метою збереження жит тя мають бути застосовані усі можливі заходи для того, щоб особи, які виконують ці роботи, не отримали еквівалентну дозy понад 500 мЗв.

Підвищене опромінення жінок у віці до 45 років та чоловіків молодших 30

років планувати забороняється.

Під час медичних обстежень чи лікування ліміти доз не встановлюються, а

необхідність проведення певної рентгенологічної та радіологічної процедури обґрунтовується лікарем на основі медичних показань.

102

Під час проведення профілактичного обстеження населення річна ефективна доза не повинна перевищувати 1 мЗв. Для жінок репродуктивного віку (до 45 років) з діагностованою чи можливою вагітністю, а також у період грудного годування дитини треба уникати проведення радіологічних і рентгенологічних процедур, за винятком ургентних випадків. Рентгенологічні процедури жінкам репродуктивного віку слід проводити тільки під час перших

10 днів після початку менструального періоду, тобто коли немає сумнівів, що жінка не вагітна. Це так зване правило 10 днів.

Регламенти, що спрямовані на зменшення доз хронічного опромінення людини від техногенно підсилених джерел природного походження, включають кількісні критерії: рівні втручання - відвернуту дозу; рівні дій у показниках радіаційної ситуації, які можна вимірювати, зокрема потужність поглинутої з повітря ДОЗИ гамма-випромінювання, питому активність природних радіо-

нуклідів у мінеральній сировині, будівельних матеріалах, питній воді,

мінеральних добривах, виробах з порцеляни, фарфору та глини тощо. Так, якщо питома активність у будівельних матеріалах і мінеральній сировині нижча або дорівнює 370 Бк*кг-1 , то вони можуть використовуватися без обмежень.

Потужність поглинутої з повітря дози гамма-випромінювання,

сформованої завдяки активності природних радіонуклідів (включаючи і радіаційний фон, всередині приміщень, будівель, та споруд) має бути від 30 до

50 мкР *год-1 (4,4...7,3 нГр*с-1), залежно від їх призначення.

Одним із важливих заходів зменшення доз опромінення населення є встановлення гігієнічних регламентів вмісту радіонуклідів у харчових продуктах і питній воді. Такими Державними гігієнічними нормативами для України є "Допустимі рівні вмісту радіонуклідів 137Сs і 90Sr у продуктах харчування та питній воді" (ДР-97), що наведені в табл. 4.10. Ці рівні встановлено на основі того, що вміст радіонуклідів 137Сs і 90Sr в продуктах і питній воді не повиинен перевищувати межі ефективної дози внутрішнього опромінення 1 мЗв. Цей регламент має діяти певний термін (3 роки) з можливим продовженням. Для кожного із продуктів ДР обчислюють з урахуванням його відносної ролі у постачанні певного радіонукліда в організм на підставі статичного аналізу даних про вміст радіонуклідів у харчових продуктах у різних місцевостях.

103

Біологічна дія іонізуючих випромінювань. Вивчаючи дію іонізуючих

випромінювань на живий організм, слід визначити такі особливості

випромінювань:

1.Високу ефективність поглинутої енергії. Мала кількість поглинутої енергії випромінювання може спричинити глибокі біологічні зміни в організмі.

Уцьому полягає головний радіобіологічний парадокс, природу якого досі не з'ясовано.

2.Наявність прихованого періоду проявлення дії іонізуючого випромінювання. Термін його зменшується після опромінення великими дозами.

3.Малі дози можуть накопичуватись.

4.Іонізуючі випромінювання не сприймаються органами чуття, вони невидимі, не мають запаху й смаку, тому в момент опромінення організм не відчуває дії радіації.

5.Випромінювання діє не тільки на даний живий організм, а й на його нащадків.

6.Різні органи організму мають свою чутливість до опромінення.

Найбільший радіаційний ефект зумовлює опромінення всього організму —

загальне опромінення.

7.Кожний організм у цілому неоднаково реагує на опромінення.

8.Ефект опромінення залежить від частоти опромінення. Одноразове опромінення у великій дозі дає більш глибокі наслідки, ніж періодичне.

Біологічний ефект прямо пропорційний дозі опромінення і залежить від виду

випромінювання.

9.Немає вибіркової дії, тому іонізуюче випромінювання може взаємодіяти

затомами і молекулами будь-яких структур організму.

10.Миттєве поглинання енергії іонізуючого випромінювання атомами і

молекулами.

Іонізуючі випромінювання, що діють на живий організм, породжують у ньому ланцюжок оборотних і необоротних змін, які призводять до тих або інших біологічних наслідків. Будь-який живий організм при певній дозі опромінення гине. Проте дози опромінення, що спричинюють загибель різних організмів, мають широкі межі. Так, доза, яка є смертельною в 50 % випадках для мавп, коливається в межах 2,5...6,0 Гр, для птахів, риб — 8...20, а для комах,

рослин — 10... 1500 Гр.

105

Утворені в процесі радіолізу вільні радикали та окисники мають високу хімічну активність і вступають у хімічні реакції з молекулами білка, ферментів та інших структурних елементів біологічної тканини, що призводить до змінення біологічних процесів в організмі. Внаслідок цього порушуються обмінні процеси, пригнічується активність ферментних систем, уповільнюється і призупиняється ріст тканини, виникають нові хімічні сполуки, невластиві організму, — токсини. Це порушує життєдіяльність окремих органів або систем та організму в цілому. Зміни, що відбуваються в органах і тканинах опроміненого організму, називають соматичними.

Розрізняють ранні соматичні ефекти, для яких характерна чітка дозова залежність (гостре опромінення), і пізні, до яких належать підвищення ризику розвитку пухлин (лейкозів), скорочення тривалості життя та різні порушення функцій органів (хронічна променева хвороба).

У віддалені терміни можуть спостерігатись і генетичні порушення

(спадкові хвороби, уроджені каліцтва), які поряд з пухлинами є стохастичними.

В основі генетичних ефектів опромінення лежать пошкодження клітинних структур, які відповідають за спадковість (статевих органів).

Проміжне місце між соматичними і генетичними пошкодженнями займають ембріотоксичні ефекти — пороки розвитку, тобто наслідки опромінення плоду. Плід дуже чутливий до опромінення, особливо на 4... 12-му тижнях вагітності. Надто чутливим є мозок плоду — у цей період формується кора головного мозку.

Гостре опромінення виникає внаслідок опромінення в діапазоні доз 1... 10

Гр і більше. В табл. 4.11 наведено коротку характеристику променевих уражень внаслідок загального опромінення залежно від поглинутої дози фотонного випромінювання. Як иидно з таблиці, гостре променеве ураження залежить від дози опромінення. Пороговою дозою, що спричиняє гостру променеву хворобу,

вважають 1 Гр.

Радіаційні ураження шкіри легкого, середнього та важкого ступенів виникають при локальному опроміненні відповідно в дозах 8... 10 Гр, 10...20, 30

Гр і більше.

107

Хронічна променева хвороба виникає внаслідок тривалої дії на організм іонізуючого випромінювання у дозах, що перевищують гранично допустимі рівні для професійного променевого навантаження. Так, доза в 0,5 Зв здатна спричинити хронічну променеву хворобу, яка може завершитись цілковитим відновленням здоров'я, клінічним одужанням або погіршенням стану здоров'я та розвитком ряду синдромів (лейкоз, анемія, прискорена вікова еволюція).

Біологічне оцінювання малих доз є одним з найскладніших, тому що біологічний ефект їх не має специфічного характеру і може спричинятися іншими шкідливими факторами. Злоякісні новоутворення і генетичні зміни також не специфічні і їх складно виявити, тому що спонтанний рак та уроджена спадкова патологія надто поширені. До 10 % всіх живих новонароджених мають ті чи інші генетичні зміни, а від спонтанного раку помирає 1500...2000 осіб з 1

млн. На такому фоні виявити дію радіації в малих дозах надзвичайно складно, а

часто практично і неможливо.

Джерела іонізуючих випромінювань. Основну частину опромінення всі живі істоти, які існують на нашій планеті, одержують від природних джерел,

решту — від штучних. Обидві складові частини утворюють радіаційний фон

(РФ).

Природний радіаційний фон є основним компонентом РФ. І природні джерела зумовлюють зовнішнє і внутрішнє опромінення. Зовнішнє — від зовнішніх джерел (космічного випромінювання та природних радіонуклідів у гірських породах, ґрунті, атмосфері тощо), внутрішнє — від дії випромінювань природних радіонуклідів, що є в організмі (калій-40 та радіонукліди сімей торію, урану, актинію) і надходять до нього з повітрям, їжею, водою.

Рівень природного фону залежить від таких факторів, як висота над рівнем моря, кількість і вид радіонуклідів у гірських породах та ґрунтах, кількість радіонуклідів, що надходять до організму людини з компонентами життєзабезпечення. Найвагоміші з усіх природних джерел радіації є невидимий,

без смаку і запаху важкий газ радон (у 7,5 раза важчий за повітря). Радон і продукти його розпаду відповідальні приблизно за 3/4 річної індивідуальної дози, яку населення отримує від земних джерел і майже полонину дози від усіх джерел радіації. У будівлі радон надходить з природним

109