Понятие о применении радиоактивных веществ
План:
1. Ионизирующие излучения.
2. Нормирование ионизирующих излучений.
3. Защита от ионизирующих излучений.
4. Лазерное излучение.
Цель занятия: Пояснить учащимся смысл применения радиоактивных веществ на производстве, а также определить основные правила по защите от ионизирующих излучений. Рассмотреть лазерное излучение и классификацию лазеров по степени опасности лазерного излучения.
1. Ионизирующие излучения. Ионизирующие излучения (ИИ) – излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию ионов (электрически заряженных частиц) разных знаков из электрически нейтральных атомов и молекул. ИИ делят на корпускулярные и электромагнитные. К корпускулярным ИИ относятся: альфа (α)-излучение – поток ядер атомов гелия; бета (β)-излучение – поток электронов, иногда позитронов («положительных электронов»); нейтронное (n)-излучение – поток нейтронов, возникающий в результате ряда ядерных реакций. Электромагнитными ИИ являются: рентгеновское (v) излучение – электромагнитные колебания с частотой 3*1017 - 3*1021 Гц, возникающие при резком торможении электронов в веществе; гамма-излучение – электромагнитные колебания с частотой 3*1022 Гц и более, возникающие при изменении энергетического состояния атомного ядра, при ядерных превращениях или аннигиляции («уничтожении») частиц. Количественную оценку действия ИИ в среде производят по значению дозы излучения: поглощенной и эквивалентной. Поглощенная доза характеризует количество энергии любого ионизирующего излучения, поглощенное, единицей облучаемой массы и измеряется в СИ в греях (Гр), 1Гр = 1 Дж/кг; внесистемная единица – рад (рад), 1рад = 0,011 Гр. Эквивалентная доза характеризует количество энергии любого ионизирующего излучения, поглощенное биологической тканью и измеряется в СИ в зивертах (Зв), 1 Зв = 1 Гp*W, где W = 1–20 и более – взвешивающие коэффициенты, показывающие во сколько раз радиационная опасность данного вида ИИ выше, чем от рентгеновского излучения при одинаковых поглощенных дозах; внесистемная единица эквивалентной дозы – бэр (бэр), 1 бэр=0,01 Зв. Биологическое действие ИИ на организм человека характеризуется следующими особенностями. Наши органы чувств не приспособлены к восприятию ИИ, поэтому человек не может обнаружить их наличие и действие на организм. Различные органы и ткани человека имеют неодинаковую чувствительность к действию облучения. Имеется латентный (скрытый) период проявления действия ИИ, характеризующийся тем, что видимое развитие лучевого заболевания проявляется не сразу, а спустя некоторое время (от нескольких минут до десятков лет в зависимости от дозы облучения), радиочувствительности органа и наблюдаемой функции. Действие даже от малых доз облучения может накапливаться. Суммирование (кумуляция) доз происходит скрытно. Последствия облучения могут проявиться непосредственно у самого облученного (соматические эффекты) или у его потомства (генетические эффекты). К соматическим эффектам относятся: локальные лучевые повреждения (лучевой ожог, катаракта глаз, повреждение половых клеток и др.); острая лучевая болезнь (при однократном облучении большой дозой за короткий промежуток времени, например, при аварии); хроническая лучевая болезнь (при облучении организма в течение продолжительного времени); лейкозы (опухолевые заболевания кроветворной системы); опухоли органов и клеток; сокращение продолжительности жизни. Генетические эффекты – врожденные уродства – возникают в результате мутаций (наследственных изменений) и других нарушений в половых клеточных структурах, ведающих наследственностью. Облучение источниками ИИ может быть внешним и внутренним. Внешнее облучение производится источниками, находящимися вне организма, внутреннее – источниками, попавшими в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и кожу или ее повреждения.
2. Нормирование ионизирующих излучений. К основным правовым нормативам в области радиационной безопасности относятся: 1. СП 2.6.1.758-99. Нормы радиационной безопасности (НРБ - 99) введены постановлением Госкомсанэпиднадзора от 2 июля 1999 года. 2. СП 2.6.1.799-99. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99). Нормы радиационной безопасности устанавливают три категории облучаемых лиц: категория А – профессиональные работники, работающие непосредственно с источниками ИИ; категория Б – лица, которые не работают непосредственно с источниками ИИ, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться промышленному облучению; третья категория – остальное население. Установлены также три класса нормативов: - основные пределы доз (ПД) приведены в табл.6; - допустимые уровни монофакторного воздействия, являющиеся производными от дозовых пределов: пределы кодового поступления (ПГП), допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА), среднегодовые удельные активности (ДУА), допустимые уровни загрязнения рабочих поверхностей и т. д.; - контрольные уровни (дозы, уровни активности, плотности потоков и др.).
Таблица 6
Основные пределы доз Эквивалентная доза за год в - хрусталике глаза - коже - кистях и стопах
150 мЗв 500 мЗв 500 мЗв
15 мЗв 50 мЗв 50 мЗв
Примечание*) Дозы облучения, как и все остальные допустимые производные уровни персонала группы Б, не должны превышать 1/4 значений для персонала группы А.
3. Защита от ионизирующих излучений. Эквивалентную дозу излучения можно снизить, если: а) уменьшить активность источника ИИ («защита количеством»); б) использовать в качестве источника излучения нуклид (изотоп) с меньшей энергией («защита мягкостью излучения»); в) уменьшить время облучения («защита временем»); г) увеличить расстояние от источника излучения («зашита расстоянием»). Если зашита количеством, мягкостью излучения, временем или расстоянием невозможна, то используют экраны («защита экранированием»). Экранирование – основное защитное средство, позволяющее снизить ИИ на рабочем месте до любого уровня. Защита от внутреннего облучения состоит в предотвращении или ограничении (требуемом санитарными нормами) попадания радиоактивного вещества внутрь организма. Наиболее важные защитные меры здесь: поддержание необходимой чистоты воздуха в помещениях путем эффективной вентиляции их; подавление и улавливание радиоактивной пыли, чтобы исключить накопление радиоактивных веществ на различных плоскостях; соблюдение правил личной гигиены. К числу основных профилактических мероприятий относятся правильный выбор планировки помещений, оборудования, отделки помещений, технологических режимов, рациональная организация рабочих мест, соблюдение мер личной гигиены работающими, рациональные системы вентиляции, защиты от внешнего и внутреннего облучения, сбора и удаления радиоактивных отходов. К средствам индивидуальной защиты от ИИ относятся: 1) изолирующие пластиковые пневмокостюмы с принудительной подачей воздуха в них; 2) специальная одежда хлопчатобумажная (халаты, комбинезоны, полукомбинезоны) и пленочная (халаты, костюмы, фартуки, брюки, нарукавники); 3) респираторы и шланговые противогазы для защиты органов дыхания; 4) специальная обувь (сапоги резиновые, пленочные туфли, парусиновые чехлы на обувь); 5) резиновые перчатки и рукавицы из просвинцованной резины с гибкими нарукавниками для защиты рук; 6) пневмошлемы и шапочки (хлопчатобумажные, из просвинцованной резины) для защиты головы: 7) щитки из оргстекла для зашиты лица; 8) очки для защиты глаз; из обычного стекла при альфа- и мягком бета-излучении, из силикатного и органического стекла (плексигласа) при бета-излучении высокой энергии, из свинцового стекла при гамма-излучении, из стекла с бороксилатом кадмия или фтористыми соединениями при излучении нейтронов.
4. Лазерное излучение. Лазерное излучение (ЭМИ с частотами от 30*1011 до 1,5*1015 Гц) генерируют оптические квантовые генераторы (ОКГ) – лазеры. Лазерное излучение (ЛИ) – это узкий нефокусированный или фокусированный световой поток, сосредоточенный в основном в видимой области длин волн, а также в инфракрасной и ультрафиолетовой. Специфическими свойствами ЛИ являются острая направленность, монохроматичность (одноцветность), большая мощность. Нефокусированный луч имеет ширину 1-2 см, фокусированный – 1-0,01 мм и менее. В основу классификации лазеров положена степень опасности лазерного излучения для обслуживающего персонала. По этой классификации лазеры разделены на четыре класса: 1-й класс (безопасные) – выходное излучение не опасно для глаз; 2-й класс (малоопасные) – опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение; 3-й класс (среднеопасные) – опасно для глаз прямое, зеркально, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) для кожи прямое или зеркально отраженное излучение; 4-й класс (высокоопасные) – опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности. Биологическое действие ЛИ возникает вследствие поглощения организмом тепловой энергии лазера, что приводит к ожогам кожи. Особенно сильно влияет ЛИ на глаза. При работе с лазерами большой мощности возможно повреждение внутренних органов и мозга. ЛИ может вызвать изменения б деятельности сердечно-сосудистой системы. При работе с ОКГ опасно не только прямое, но и отраженное ЛИ. В механизме биологического воздействия лазерного луча, кроме теплового эффекта, имеет значение и ряд других факторов. При обслуживании ОКГ, кроме излучений, на работающих может влиять постоянный или импульсный шум интенсивностью до 120 дБ, пониженное содержание кислорода в воздухе или повышенное содержание азота, а также токсические вещества (нитробензол, сероуглерод). В качестве ведущих критериев при оценке степени опасности генерируемого лазерного излучения приняты величина мощности (энергии), длина волны, длительность импульса и экспозиция облучения. Основными нормативными правовыми актами, используемыми для оценки условий труда при работе с оптическими квантовыми генераторами, являются: Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров СанПиН №5804-91; методические рекомендации «Гигиена труда при работе с лазерами», утвержденные Министерством здравоохранения 27.04.81 г.; ГОСТ 24.713-81 «Методы измерений параметров лазерного излучения. Классификация»; ГОСТ 24.714-81 «Лазеры. Методы измерения параметров излучения. Общие положения»; ГОСТ 12.1.040- 83 «Лазерная безопасность. Общие положения»; ГОСТ 12.1.031-81 «Лазеры. Методы дозиметрического контроля лазерного излучения». Предупреждение поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного, организационного, санитарно-гигиенического характера. Защитные мероприятия включают в себя: экранирование ОКГ; применение телевизионных систем наблюдения за ходом процесса; использование дистанционного управления процессом; сведение к минимуму отражающих поверхностей оборудования и стенок. Работа выполняется при общем ярком освещении. Размещают лазер только в специальном помещении, дверь которого должна иметь блокировку. На входную дверь наносят знак лазерной безопасности. Для удаления возможных токсических газов, паров и пыли оборудуется приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Для защиты от шума принимаются соответствующие меры звукоизоляция установок, звукопоглощения и др. При эксплуатации лазеров должен производиться периодический дозиметрический контроль (не реже одного раза в год). В качестве СИЗ применяют специальные противолазерные очки; фильтры, защищающие глаза оператора: щитки; маски; технологические халаты и перчатки.
Заключение: Защита от внутреннего облучения состоит в предотвращении или ограничении попадания радиоактивного вещества внутрь организма. Наиболее важные защитные меры здесь: поддержание необходимой чистоты воздуха в помещениях путем эффективной вентиляции их; подавление и улавливание радиоактивной пыли, чтобы исключить накопление радиоактивных веществ на различных плоскостях; соблюдение правил личной гигиены. К числу основных профилактических мероприятий относятся правильный выбор планировки помещений, оборудования, отделки помещений, технологических режимов, рациональная организация рабочих мест, соблюдение мер личной гигиены работающими, рациональные системы вентиляции, защиты от внешнего и внутреннего облучения, сбора и удаления радиоактивных отходов.
Вопросы по теме: 1. Что называют ионизирующим излучением и его разновидности? 2. Какие бывают последствия от облучения? 3. На какие классы делят лазеры по степени их излучения?
Используемая литература: 1. «Безопасность жизнедеятельности» под ред. С.В. Белова; 2. «Справочная книга по охране труда в машиностроении» В.Г.Бектобеков, Н.Н.Борисова, В.И.Коротков.
Их значения должны учитывать достигнутый в организации уровень радиационной безопасности и обеспечивать условия, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого.
Нормируемые величины
Пределы доз
персонал (группа А)*
население
Эффективная доза
20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год
1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год