Качество воздушной среды. Микроклимат помещений

 

Действие ИИ на организм человека

При воздействии излучений  на живые организмы происходит поглощение энергии излучения, а затем физико-химические и биологические процессы в тканях и отдельных клетках. В конечном итоге каждая отдельная клетка живого организма может быть убита, частично повреждена или в ней могут быть нарушены какие-либо функции. Под прямым действием понимают возбуждение белковых молекул. Если речь идет о непрямом действии, то имеется ввиду радиолиз воды, которой в клетках 70% и более, и взаимодействие продуктов радиолиза с органическими веществами.

Облучение организма  может быть внешним (источник излучения находится вне его) и внутренним (источник излучения — внутри его). При внешнем облучении наиболее опасны -g-излучатели, так как g-лучи обладают большой проникающей способностью и поражают все органы человека или животного. a-Излучатели более опасны как внутренние источники, так как a-частицы обладают малым пробегом в веществе и вся их энергия поглощается в том органе,   где находится  излучатель.

Облучение может приводить  к биологическим изменениям в  организме, а само заболевание названо  лучевой болезнью. Лучевая болезнь – это комплексная реакция организма на количество и интенсивность поглощенной энергии. Постоянное облучение малыми дозами может вызвать хроническую форму лучевой болезни или отрицательные последствия в более поздний период жизни.  К такому же результату приводит попадание внутрь организма радиоактивных веществ через органы дыхания, раны, ожоги, с пищей, жидкостями. Такая форма лучевой болезни излечима, но необходимо прекратить облучение.

Острые поражения (острая лучевая болезнь) наступают при облучении большими дозами в течение короткого промежутка времени.

Облучение глаз при дозе 2…10 бэр/год в течение 10–20 лет  приводит к гибели клеток хрусталика глаза, появлению помутневших участков хрусталика (катаракте), а затем и  постоянной слепоте. Рак – наиболее серьезное из всех последствий облучения человека при малых дозах. Вероятность заболевания раком растет пропорционально дозе облучения. Первыми в группе раковых заболеваний стоят лейкозы, они вызывают гибель людей в среднем через 10 лет с момента облучения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Единицы измерения

Таблица 2.2 - Основные дозиметрические величины и единицы измерения

 

Величина	Единицы			Соотношение между единицами
	в системе  СИ	Внесистемные
Активность. А-мера радиоактивности. Характеризует скорость ядерных превращений (распада) радионуклида. А=lN	Бк (Беккерель)	Ки  (кюри)		1 Бк = 1 расп/с = 2,703×10-11 Ки 1 Ku = 3,7 . 1010 Бк
Поглощенная доза. Dпогл - мера радиационного эффекта облучения. Характеризует энергию излучения, переданную телу определенной массы. Фундаментальная дозиметрическая величина. Dпогл = dE/dm	Гр  (Грей)	Рад (рад - радиационная адсорбированная доза)		1 рад = 1×10-2 Дж/кг= = 1×10-2 Гр 1 Гр= 1 Дж/кг= =100 рад
Эквивалентная доза. Dэкв − мера биологического эффекта облучения в зависимости от вида ИИ. Произведение поглощенной дозы данного вида излучения на соответствующий взвешивающий коэффициент WR Dэкв = Dпогл × WR	Зв  (зиверт)		Бэр (бэр- биологический эквивалент рада)	1 бэр = 1 рад×WR=10-2 Зв   1Зв = 1 Гр ×WR==100 бэр
Эффективная эквивалентная доза. Dэфф –мера риска возникновения отдаленных последствий облучения с учетом радиочувствительности различных органов. Сумма произведений эквивалентной в органе на соответствующий взвешивающий коэффициент для органа (ткани) WТ Dэфф = Dэкв × WТ	Зв  (зиверт)		Бэр (бэр)	1 Зв = 100 бэр
Мощность дозы. Р - приращение дозы (поглощенной, эквивалентной, эффективной) за интервал времени к этому интервалу. P=D/t	За единицу времени  могут приниматься секунда, час, год: Гр/ч, Зв/год, рад/с и  т.д.
Связь между эквивалентной, поглощенной и экспозиционной дозами: Dэкв. = Dпогл. . WR= =Dэксп . К1. WR	Для рентгеновского и γ – излучения 1Р эквивалентен 1 бэр, т.е. коэффициенты К1 = 1 рад/Р = 0,01 Гр/Р, WR = 1 бэр/рад = 1 Зв/Гр. 1Р ≈ 1 рад ≈ 1 бэр         100 Р = 1Гр = 1Зв

Нормирование

СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)» применяются для обеспечения безопасности человека во всех условиях воздействия на него ионизирующего излучения искусственного или природного происхождения. Основные санитарные правила и нормативы обеспечения радиационной безопасности (Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности ОСПОРБ – 99/2010) устанавливают требования по защите людей от вредного радиационного воздействия при всех условиях облучения от источников ионизирующего излучения, на которые распространяется действие НРБ-09/2009.

Главной целью  радиационной безопасности является охрана здоровья населения, включая персонал, от вредного воздействия ионизирующего  излучения путем соблюдения основных принципов и норм радиационной безопасности без необоснованных ограничений полезной деятельности при использовании излучения в различных областях хозяйства, в науке и медицине.

Ответственность за соблюдение настоящих Норм устанавливается  в соответствии со статьей 52 Федерального Закона Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

Основные  дозовые пределы — предельно допустимые дозы (ПДД) облучения (для категории А) и пределы дозы (ПД) (для категории Б) за календарный год. ПДД и ПД измеряются в миллизивертах в год (мЗв/год).

ПДД и ПД не включают в себя дозы естественного фона и дозы облучения, получаемые при медицинском обследовании и лечении.

ПДД − наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы облучения за календарный год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

ПД − основной дозовый предел, при котором равномерное облучение в течение 70 лет не вызывает изменений здоровья, обнаруживаемых современными методами.

Эффективная доза для персонала не должна превышать  за период трудовой деятельности (50 лет) – 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) – 70 мЗв. Начало периодов вводится с 1 января 2000 года.

В нормах радиационной безопасности НРБ-99/09 установлены:

1) три категории облучаемых лиц:

- категория А − персонал (профессиональные работники);

- категория Б − профессиональные работники, не связанные с использованием источников ионизирующих излучений, но рабочие места которых расположены в зонах воздействия радиоактивных излучений;

- категория В − население области, края, республики, страны;

2) три группы критических органов:

- 1-я группа − все тело, половые органы, костный мозг;

- 2-я группа − мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к 1-й и 3-й группам;

- 3-я группа − кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, стопы;

3) основные дозовые пределы, допустимые для лиц категории А, Б и В.

При одновременном  воздействии на человека источников внешнего и внутреннего облучения годовая эффективная доза не должна превышать пределов доз, установленных в табл. 2.3, 2.4.

 

Таблица 2.3             Основные дозовые пределы, мЗв/год

Категория облучаемых лиц	Группа критических  органов
	1-я	2-я	3-я
А	20	150	500
В	1	15	50

Примечание. Дозы облучения для персонала категории Б не должны превышать 1/4 значений для персонала категории А.

Таблица 2.4                   Основные пределы доз (НРБ-99/2009)

Нормируемые величины1	Пределы доз
	Персонал (группа А)2	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
Эквивалентная доза за год:   в хрусталике глаза	150 мЗв	15 мЗв
коже	500 мЗв	50 мЗв
кистях  и стопах	500 мЗв	50 мЗв

 

¹Допускается одновременное облучение до указанных пределов по всем нормируемым величинам.

²Основные пределы доз, как и все остальные допустимые уровни облучения персонала группы Б, равны ¼ значений для персонала группы А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.5

Взвешивающие  коэффициенты W_R (для расчета эквивалентной дозы)

Вид излучения	WR, Зв/Гр или бэр/рад
Рентгеновское и γ – излучение	1
Электроны и позитроны, β – излучение	1
Нейтроны с энергией                                 от 10 кэВ до 100 кэВ	10
от 100 кэВ до 2 МэВ	20
от 2 МэВ до 20 МэВ	10
более 20 МэВ	5
менее 10 кэВ	5
Протоны с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи	5
a– частицы, осколки деления, тяжелые ядра	20

Примечание: все значения W_R относятся к излучению, падающему на тело, а в случае внутреннего облучения – испускаемому при ядерном превращении.

Таблица 2.6

Взвешивающие  коэффициенты для тканей и органов W_T при расчете эквивалентной эффективной дозы (НРБ-99/2009)

Орган или  ткань	Взвешивающий  коэффициент WT
Гонады	0,20
Красный костный  мозг	0,12
Толстый кишечник	0,12
Легкие	0,12
Желудок	0,12
Мочевой пузырь	0,05
Грудная железа	0,05
Печень	0,05
Пищевод	0,05
Щитовидная  железа	0,05
Кожа	0,01
Клетки костных  поверхностей	0,01
Остальное*	0,05

 

* При расчетах  учитывать, что "Остальное"  включает надпочечники, головной мозг, экстраторокальный отдел органов дыхания, тонкий кишечник, почки, мышечную ткань, поджелудочную железу, селезенку, вилочковую железу и матку. В тех исключительных случаях, когда один из перечисленных органов или тканей получает эквивалентную дозу, превышающую самую большую дозу, полученную любым из двенадцати органов или тканей, для которых определены взвешивающие коэффициенты, следует приписать этому органу или ткани взвешивающий коэффициент, равный 0,025, а оставшимся органам или тканям из рубрики "Остальное" приписать суммарный коэффициент, равный 0,025.

Задачи  для самостоятельного решения.

Если человек в течение года пребывает в разных помещениях или участках работы с существенно различающимися значениями Р, для него эффективная годовая доза облучения составит:

где D_экв – эквивалентная доза облучения человека, Зв;

K – дозовый коэффициент (0,7);

– мощность дозы в n-ом помещении  или на n-ом участке, Зв/ч;

t_n – время пребывания в n-ом помещении или на n-ом участке, ч.

где Р_изм – измеренное значение мощности эквивалентной дозы, Зв/ч;

Р_ф – фоновое значение мощности дозы, Зв/ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 2.1.

Сделать оценку годовой  эффективной дозы облучения (табл.2.2) работника (категория Б населения, табл.2.3), если он в течении года работал на двух участках с измеренной мощностью соответственно равной и и естественным гамма-фоном соответственно равным и . На первом участке он работал t₁ и t₂ (табл. 2.7)_.

Таблица 2.7

№	Мощность измеренной дозы, мЗв/ч		Естественный  гамма-фон, мЗв/ч		Время, ч
					t1	t2
1.	0,9	1,3	0,009	0,012	1200	800
2.	1,0	1,2	0,008	0,015	1300	850
3.	0,8	1,4	0,009	0,011	1250	750
4.	1,1	0,8	0,010	0,012	900	950
5.	0,9	1,5	0,008	0,013	1300	800
6.	1,2	0,9	0,011	0,010	900	1100
7.	1,4	0,8	0,015	0,009	750	1250
8.	1,5	1,1	0,010	0,014	800	1300
9.	1,3	0,8	0,012	0,009	850	1100
10.	1,0	1,2	0,009	0,011	1250	900
11.	0,9	1,3	0,011	0,010	900	1100
12.	1,0	1,2	0,015	0,009	750	1250
13.	0,8	1,4	0,010	0,014	800	1300
14.	1,1	0,8	0,012	0,009	850	1100
15.	0,9	1,5	0,009	0,011	1250	900
16.	0,8	1,4	0,011	0,010	1200	800
17.	1,1	0,8	0,015	0,009	1300	850
18.	0,9	1,5	0,010	0,014	1250	750
19.	1,2	0,9	0,012	0,009	900	950
20.	1,4	0,8	0,009	0,011	1300	800
21.	1,5	1,1	0,011	0,010	1200	800
22.	1,3	0,8	0,015	0,009	1300	850
23.	1,0	1,2	0,010	0,014	1250	750
24.	0,9	1,3	0,012	0,009	900	950
25.	1,0	1,2	0,009	0,011	1300	800
26.	0,9	1,5	0,009	0,012	1200	800
27.	1,2	0,9	0,008	0,015	1300	850
28.	1,4	0,8	0,009	0,011	1250	750
29.	1,5	1,1	0,010	0,012	900	950
30.	1,3	0,8	0,008	0,013	1300	800