Характеристика очагов поражения

где h — толщина  экрана, см. 

Задаваясь коэффициентом  ослабления и зная толщину слоя половинного  ослабления, можно вычислить толщину  экрана h. 

Если экран состоит  из нескольких слоев различных материалов, то суммарный коэффициент ослабления 

,  

где I — число слоев  экрана со своими коэффициентами ослабления Kосл i. 

Биологическое воздействие  ионизирующих излучений на человека. При радиоактивном облучении  живых организмов в биологических  тканях происходят сложные физические, химические и биологические процессы. Известно, что 75 % общего веса тканей человека составляют вода и углерод. Вода под  воздействием ИИ разлагается на водород  Н и гидроксильную группу ОН, которые  непосредственно или через цепь вторичных превращений образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный оксид НО2 и перекись водорода Н2О2. Эти соединения, взаимодействуя с органическими веществами биологической  ткани, окисляют и разрушают ее. В  результате этого в организме  человека нарушается нормальное течение  биохимических процессов и обмена веществ, происходит разрушение лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов и т. д. Все эти процессы могут быть обратимыми и необратимыми. Так, при небольших  дозах облучения пораженная ткань  через некоторое время восстанавливается, но большие дозы облучения при  длительном воздействии могут вызывать в организме человека необратимые  процессы и привести к лучевым  заболеваниям. 

Итак, биологический  эффект зависит от суммарной дозы облучения и времени облучения, от вида излучений, от размеров облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей человека. 

Наиболее опасным  является однократное внешнее облучение  человека, т. е. облучение, которому подвергается организм человека однократно или дробно в течение четырех суток, так  как на пятые, шестые сутки организм человека начинает выводить радиоактивные  вещества. В результате однократного облучения и в зависимости  от суммарной дозы человек может  получить лучевую болезнь четырех  степеней. 

Лучевая болезнь 1-й  степени — легкая степень поражения. Наступает при однократном облучении  человека суммарной дозой 100–200 бэр. Проявляется через 2–3 ч после  облучения в виде несильной тошноты, слабости. Выздоровление (относительное) наступает в 100 % случаев без госпитального  лечения. 

Лучевая болезнь 2-й  степени — средняя степень  поражения. Наступает при дозе облучения 200–400 бэр. Проявляется через 1–2 ч  в виде неоднократной рвоты, слабости, недомогания и незначительного  повышения температуры тела. Скрытый  период (период мнимого благополучия) длится 3–4 недели. Требуется госпитальное лечение. Относительное выздоровление  наступает в 100 % случаев, если лечение  было организовано своевременно. 

Лучевая болезнь 3-й  степени — тяжелая степень  поражения. Наступает при дозе облучения 400–600 бэр. Проявляется через 20–30 мин. после облучения и выражается в виде многократной рвоты, значительного  недомогания, повышения температуры  тела до 38 °С. Такое состояние продолжается до двух суток. Скрытый период длится 10–20 суток. С первых дней наблюдается  поражение слизистой рта, гипермия тела — приток крови к различным  частям тела и слабый ее отток, рвота, сильное расстройство желудка, эритема  кожи. Относительное выздоровление  наступает у 50–80 % пораженных при  лечении в специальных клиниках. 

Лучевая болезнь 4-й  степени — крайне тяжелая степень  поражения. Наступает при суммарной  дозе облучения в 600 бэр и более. Проявляется через 20–30 мин. после  облучения со всеми признаками 3-й  степени, но добавляется жидкий стул и температура тела повышается до 38–39 °С. Такое состояние длится 3–4 суток, затем наступает период мнимого  благополучия, который длится 3–4 суток. Выздоровление наступает у 30–50 % пораженных при раннем лечении в  специальных клиниках. Считается, что  облучение дозой более 600 бэр приводит к летальному исходу. 

Чувствительность  различных органов человека к  облучению неодинакова и самыми чувствительными к облучению  являются зародышевые клетки (гонады), красный костный мозг, зобная железа и т. д. Большая чувствительность кроветворных органов к ионизирующему  облучению лежит в основе определения  лучевой болезни. Уже при однократном  облучении человеческого тела дозой  в 50 бэр через сутки может резко  сократиться число лейкоцитов в  крови, а по истечении двух недель после облучения сокращается  число эритроцитов. 

Большое значение имеют  время облучения и мощность дозы. С увеличением мощности дозы облучения  поражающее действие ИИ растет. Чем  более дробно действие облучения  на организм человека, тем меньше его  поражающее действие, так как на 5–6 сутки начинается вывод РВ из организма человека. 

При внешнем облучении  наиболее опасными являются g-излучения  и поток нейтронов, обладающие высокой  проникающей способностью, а при  внутреннем облучении — a- и b-излучения, обладающие наибольшей ионизирующей способностью. 

Степень радиационного  поражения человека зависит и  от размеров облучаемой поверхности. С  уменьшением поверхности облучения  уменьшается и биохимический  эффект. Так, при облучении дозой  в 400 бэр участка тела площадью 6 см2 заметного поражения не будет, а  при облучении такой же дозой  всего тела человека в 50 % случаев  возможен летальный исход. Далее, степень  поражения человека зависит от скорости выведения радионуклидов из организма  человека. Если радионуклиды однотипны  с нерадиоактивными элементами, которые  человек обычно потребляет с пищей, водой (натрий, хлор, калий, кальций  и т. д.), то радионуклиды, т. е. радиоактивные  натрий (22Na), хлор (36Cl), калий (39Ка), кальций (40Са) и др., не задерживаются на долгое время в организме человека, а  замещаются на однотипные нерадиоактивные  элементы и выводятся из организма. 

Некоторые радионуклиды, попадая в организм человека, распределяются в нем более или менее равномерно, другие же концентрируются в отдельных  органах. Так, в костных тканях концентрируются  радий, уран, плутоний — источники a-излучений, стронций, иттрий — источники b-лучей. Эти химические элементы очень трудно выводятся из костной ткани (период полувыведения стронция 50 лет). 

Химические элементы, образующие в организме человека легкорастворимые соли, к которым  относится цезий — источник g-лучей, накапливаются в мягких тканях и  достаточно легко выводятся из организма (период полувыведения цезия из организма 70 суток). 

Когда речь идет о  лучевых болезнях, это значит, что  заболевания имеют характерные  признаки. Во многих же случаях явного проявления заболевания нет —  человек работает, живет на загрязненной местности, облучается и не подозревает  об этом, так как излучения могут  быть обнаружены только в результате инструментальных измерений. Известно, что после облучения резко  сокращается количество лейкоцитов в крови человека, что приводит к сокращению плазменных клеток, вырабатывающих антитела. Антитела обеспечивают защитные реакции организма человека к  заболеваниям. Особенно важна роль лейкоцитов в борьбе с раковыми клетками. Таким образом, снижение лейкоцитов в крови человека приводит к снижению иммунитета человека к различным  заболеваниям, в том числе простудного  характера. 

Далее, ионизирующие излучения могут разрушать генетический код человека, т. е. разрушать систему  “записи” наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот. В случае разрыва связей между  последовательными нуклеотидами может  встретиться случай, когда это  не приносит вреда — мало разрывов. Если же таких разрывов много, то молекулы теряют способность к восстановлению нарушенных связей и, следовательно, происходит нарушение генетического кода, т. е. нарушается передача информации потомству, происходят мутации организма. Следует  отметить, что мутации происходят не в первом, а во втором, третьем  поколениях. 

Итак, особенностями  биологического действия ИИ на организм человека являются: 

а) высокая чувствительность организма человека к ИИ, т. е. малые  количества поглощенной энергии  излучения могут вызвать глубокие биологические изменения в организме  человека; 

б) имеет место  скрытый или инкубационный период проявления действия ИИ — период мнимого  благополучия. Это период, когда  человек не ощущает, что он уже  облучен и заболевает, так как  у него отсутствует механизм, регистрирующий облучение; 

в) дозы облучения  накапливаются в организме человека — кумуляция, и, несмотря на выведение  из организма радионуклидов, накопление доз облучения может привести к лучевым заболеваниям; 

г) ИИ обладают генетическим эффектом, т. е. оказывают влияние  на развитие последующих поколений; 

д) различные органы человеческого тела обладают различной  чувствительностью к облучению  и различные люди реагируют на облучение неодинаково; 

е) действие ИИ на организм человека зависит от частоты облучения. Одноразовое облучение в большой  дозе вызывает более глубокие изменения  в организме человека, чем дробные, т. е. многоразовое облучение той  же мощности. 

Радиационная безопасность. Радиационная безопасность — комплекс административных, технических, санитарно-гигиенических  и других мероприятий, ограничивающих облучение и радиоактивное загрязнение  лиц из персонала и населения  и окружающей среды до наиболее низких уровней, достигаемых средствами, приемлемыми  для общества. 

Радиационная безопасность — это научно-практическая дисциплина, разрабатывающая способы оценки и прогнозирования радиационной обстановки, исследующая конкретные случаи радиационной обстановки и дающая рекомендации для приведения ее в  соответствие с установленными нормативами. 

Страны, использующие атомную энергетику, источники радиоактивных  излучений на производстве, в медицине, в науке, имеют национальные нормы  радиационной безопасности, основанные на рекомендациях Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ), для предупреждения неблагоприятных последствий облучения людей в процессе применения, хранения и транспортировки РВ и источников ИИ. 

С 1976 г. в стране действуют  нормы радиационной безопасности НРБ-76, уточненные по ряду позиций в 1987 г. В  НРБ-76/87 регламентированы три категории  облучаемых лиц и три группы критических  органов, облучение которых наносит  наибольший ущерб здоровью человека. 

Итак, все население  делится на 3 категории: 

А — персонал, занятый  на предприятиях атомной промышленности; 

Б — ограниченная часть населения, не работающая в  атомной промышленности, но проживающая  вблизи таких предприятий; 

В — остальная  часть населения страны. 

Все органы человеческого  тела делятся на группы критических  органов: 

I группа — все  тело, гонады (зародышевые клетки), красный  костный мозг; 

II группа — мышцы,  щитовидная железа, жировая ткань,  печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный  тракт, легкие, хрусталики глаз; 

III группа —костная  ткань, кожный покров, кисти и  предплечья рук, лодыжки и стопы  ног. 

Дозовые пределы  облучения оцениваются предельно-допустимой дозой ПДД для лиц категории  А и пределом дозы ПД для лиц  категорий Б и В. 

Предельно-допустимая доза — это наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы облучения за год, которая при  равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии  здоровья человека категории А неблагоприятных  изменений, обнаруживаемых современными методами. Полувековая доза должна быть введена для оценки риска  возникновения нежелательных биологических эффектов, которые, как считают, линейно зависят от эффективной дозы, усредненной по данному органу или ткани, вне зависимости от времени, за которое эта доза поступила в организм. Название — полувековая — она получила вследствие того, что верхний предел интегрирования принят равным средней продолжительности профессиональной деятельности человека, т. е. 50 лет. 

Предел дозы —  это предельная эквивалентная доза облучения за год для ограниченной части населения, т. е. для лиц  категории Б, проживающих в 30-километровой зоне, и для остальной части  населения, т. е. для лиц категории  В. 

В 1996 г. был принят Федеральный закон “О радиационной безопасности”, в котором устанавливаются  следующие допустимые пределы доз  облучения на территории Российской Федерации в результате использования  источников ионизирующего излучения: 

для населения средняя  годовая эффективная доза равна 0,001 Зв (0,1 бэр) или эффективная доза за период жизни (70 лет) —0,07 Зв (70 бэр); в  отдельные годы допустимы бóльшие  значения эффективной дозы при условии, что средняя годовая эффективная  доза, исчисленная за 5 последовательных лет не превышает 0,001 Зв (0,1 бэр);