Ионизирующие излучения

Радиационная опасность для населения и всей окружающей среды связана с появлением ионизирующих излучений (ИИ), источником которых являются искусственные радиоактивные химические элементы (радионуклиды), которые образуются в ядерных реакторах или при ядерном взрыве. Радионуклиды могут попадать в окружающую среду в результате аварий на радиационно-опасных объектах [АЭС (рис. 36) и других объектах ядерного топливного цикла – ЯТЦ], усиливая радиационный фон земли.

Ионизирующими излучениями называют излучения, которые прямо или косвенно способны ионизировать среду (создавать раздельные электрические заряды). Вообще к ионизирующим излучениям относят: рентгеновское и гамма (γ)-излучения; излучения, состоящие из потока заряженных (α⁺, β^±, протоны p⁺, тяжёлые ядра отдачи) и незаряженных частиц (π-, μ-, κ-мезоны, мюоны и другие частицы).

При авариях реакторов образуются α⁺, β^± частицы и γ-излучение. При ядерном взрыве дополнительно образуются нейтроны.

Рентгеновское и γ-излучение обладают высокой проникающей и достаточно ионизирующей способностью (γ-излучение в воздухе может распространяться до 100 м и косвенно создать 2-3 пары ионов за счёт фотоэффекта на 1 см пути в воздухе). Они представляют собой основную опасность как источники внешнего облучения. Для ослабления γ-излучения требуются значительные толщи материалов.

Бета (β)-частицы (электроны β^- и позитроны β⁺) краткобежны в воздухе (до 3,8 м / МэВ), а в биоткани – до несколько миллиметров. Их ионизирующая способность в воздухе 100-300 пар ионов на 1 см пути. Эти частицы могут действовать на кожу дистанционно и контактным путём (при загрязнении одежды и тела), вызывая «лучевые ожоги». Опасны при попадании внутрь организма.

Альфа (α)-частицы (ядра гелия) α⁺ краткобежны в воздухе (до 11 см), в биоткани до 0,1 мм. Они обладают большой ионизирующей способностью (до 65000 пар ионов на 1 см пути в воздухе) и особо опасны при попадании внутрь организма с воздухом и пищей.

Облучение внутренних органов значительно опаснее наружного облучения.

Ионизирующая способность альфа и бета-частиц будет во многом зависеть от энергии, с которой они покидают «материнское» («дочернее») ядро.

Проходя через среду (биологическую ткань), ионизирующие излучения ионизируют её, что приводит к физико-химическим или биологическим изменениям свойств среды (ткани).

При ионизации организма нарушаются обменные процессы, нормальное функционирование нервной, эндокринной, имунной, дыхательной, сердечно-сосудистой и других систем, в результате чего люди (животные) заболевают.

Элементы технических устройств, особенно радиоэлектронной аппаратуры, при ионизации теряют или изменяют свои свойства и параметры, а при сильном облучении могут выйти из строя.

Всё живое и «неживое» не терпит излишнего облучения.

Чтобы избежать ужасных последствий ионизирующих излучений, необходимо производить строгий контроль служб радиационной безопасности с применением приборов и различных методик.

Для принятия мер защиты от воздействия ионизирующих излучений их необходимо своевременно обнаружить и количественно оценить. Воздействуя на различные среды, ионизирующие излучения вызывают в них определенные физико-химические изменения, которые можно зарегистрировать. На этом основаны различные методы обнаружения ионизирующих излучений.

К основным методам обнаружения ионизирующих излучений относятся:

- ионизационный, в котором используется эффект ионизации газовой среды, вызываемой воздействием на неё ионизирующего излучения, и как следствие – изменение её электропроводности;

- сцинтилляционный, заключающийся в том, что в некоторых веществах под воздействием ионизирующего излучения образуются вспышки света, регистрируемые непосредственным наблюдением или с помощью фотоумножителей;

- химический, в котором ионизирующие излучения обнаруживаются с помощью химических реакций, изменения кислотности и проводимости, происходящих при облучении жидкостных химических систем;

- фотографический, заключающийся в том, что при воздействии ионизирующего излучения на фотопленку на ней в фотослое происходит выделение зёрен серебра вдоль траектории частиц;

- метод, основанный на проводимости кристаллов, то есть когда под воздействием ионизирующего излучения возникает ток в кристаллах, изготовленных из диэлектрических материалов и изменяется проводимость кристаллов из полупроводников.

Методы и средства защиты от ионизирующих излучений включают в себя организационные, гигиенические, технические и лечебно-профилактические мероприятия, а именно:

- увеличение расстояния между оператором и источником;

- сокращение продолжительности работы в поле излучения;

- экранирование источника излучения;

- дистанционное управление;

- использование манипуляторов и роботов;

- полную автоматизацию технологического процесса;

- использование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаком радиационной опасности;

- постоянный контроль уровня излучения и доз облучения персонала.

Защита от внутреннего облучения заключается в устранении непосредственного контакта работающих с радиоактивными веществами и предотвращение попадания их в воздух рабочей зоны. Необходимо руководствоваться нормами радиационной безопасности, в которых приведены категории облучаемых лиц, дозовые пределы и мероприятия по защите, и санитарными правилами, которые регламентируют размещение помещений и установок, место работ, порядок получения, учёта и хранения источников излучения, требования к вентиляции, пылегазоочистке, обезвреживанию радиоактивных отходов.