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Tópico 5. Proteção contra radiações ionizantes.

Impacto da radiação ionizante em humanos.
Radiação ionizante

Pares de íons

Quebrando conexões moleculares

(radicais livres).

Efeito biológico

A radioatividade é a autodesintegração dos núcleos atômicos, acompanhada pela emissão de raios gama e pela ejeção de partículas  e . Com duração diária (vários meses ou anos) de irradiação em doses que excedem os limites máximos permitidos, uma pessoa desenvolve doença crônica da radiação (estágio 1 - comprometimento funcional do centro sistema nervoso, aumento da fadiga, dores de cabeça, diminuição do apetite). Com uma única exposição de todo o corpo a altas doses (>100 rem), desenvolve-se o enjoo agudo da radiação. Dose 400-600 rem - a morte ocorre em 50% dos expostos. O estágio primário de exposição aos humanos é a ionização de tecidos vivos, moléculas de iodo. A ionização faz com que os compostos moleculares se quebrem. Formam-se radicais livres (H, OH), que reagem com outras moléculas, o que destrói o corpo e atrapalha o funcionamento do sistema nervoso. Substâncias radioativas se acumulam no corpo. Eles são liberados extremamente lentamente. Posteriormente, ocorre doença de radiação aguda ou crônica ou queimadura de radiação. Consequências a longo prazo - catarata ocular por radiação, tumor maligno, consequências genéticas. Fundo natural (radiação cósmica e radiação de substâncias radioativas na atmosfera, na terra, na água). A taxa de dose equivalente é de 0,36 - 1,8 mSv/ano, o que corresponde à taxa de dose de exposição de 40-200 mR/ano. Radiografias: crânio - 0,8 - 6 R; coluna vertebral - 1,6 - 14,7 R; pulmões (fluorografia) - 0,2 - 0,5 R; fluoroscopia - 4,7 - 19,5 R; trato gastrointestinal - 12,82 R; dentes -3-5 R.

Diferentes tipos de radiação têm efeitos diferentes nos tecidos vivos. O impacto é avaliado pela profundidade de penetração e pelo número de pares iônicos formados por cm do trajeto da partícula ou feixe. As partículas - e  penetram apenas na camada superficial do corpo, - em várias dezenas de mícrons e formam várias dezenas de milhares de pares de íons em um caminho de um cm - em 2,5 cm e formam várias dezenas de íons. pares em um caminho de 1 cm de raios X e  - a radiação tem alto poder de penetração e baixo efeito ionizante.  - quanta, raios X, radiação de nêutrons com formação de núcleos de recuo e radiação secundária. Em doses absorvidas iguais D absorvente Diferentes tipos de radiação não causam o mesmo efeito biológico. Isto é levado em conta dose equivalente

D equação =  D absorvente * PARA eu , 1 C/kg = 3,876 * 10 3 R

eu=1

onde D absorve - dose absorvida diferentes radiações, rad;

K i - fator de qualidade da radiação.

Dose de exposição X- utilizado para caracterizar uma fonte de radiação pela sua capacidade ionizante, a unidade de medida é coulomb por kg (C/kg). Uma dose de 1 P corresponde à formação de 2,083 * 10 9 pares de íons por 1 cm 3 de ar 1 P = 2,58 * 10 -4 C/kg.

Unidade de medida dose equivalente radiação é peneira (SV), especial a unidade desta dose é equivalente biológico do raio X (BER) 1 ZV = 100 rem. 1 rem é uma dose de radiação equivalente que cria o mesmo dano biológico que 1 rad de raios X ou radiação  (1 rem = 0,01 J/kg). Rad - unidade extrassistêmica de dose absorvida corresponde à energia de 100 erg absorvida por uma substância com massa de 1 g (1 rad = 0,01 J/kg = 2,388 * 10 -6 cal/g). Unidade dose absorvida (SI) - Cinza- caracteriza a energia absorvida de 1 J por massa de 1 kg de substância irradiada (1 Gray = 100 rad).
Padronização da radiação ionizante

De acordo com as normas de segurança radiológica (NRB-76), foram estabelecidas doses máximas de radiação permitidas (MADs) para humanos. Regulamentos de trânsito- esta é a dose anual de radiação que, se acumulada uniformemente ao longo de 50 anos, não causará alterações adversas na saúde da pessoa exposta e de seus descendentes.

As normas estabelecem 3 categorias de exposição:

A - exposição de pessoas que trabalham com fontes de radiação radioativa (pessoal de usinas nucleares);

B - exposição de pessoas que trabalham em instalações adjacentes (parcela limitada da população);

B – exposição da população de todas as idades.

Limites máximos de exposição (acima do fundo natural)

Uma dose única de radiação externa pode ser de 3 rem por trimestre, desde que a dose anual não exceda 5 rem. Em qualquer caso, a dose acumulada até os 30 anos não deve ultrapassar 12 MDA, ou seja, 60 rem.

A base natural da Terra é de 0,1 rem/ano (de 00,36 a 0,18 rem/ano).

Controle de exposição(serviço de segurança radiológica ou trabalhador especial).

Realizar medições sistemáticas de doses de fontes de radiação ionizante nos locais de trabalho.

Dispositivos monitoramento de radiação baseado em cintilação de ionização e métodos de registro fotográfico.

Método de ionização- com base na capacidade dos gases sob a influência da radiação radioativa de se tornarem eletricamente condutores (devido à formação de íons).

Método de cintilação- baseia-se na capacidade de algumas substâncias luminescentes, cristais e gases emitirem flashes de luz visível ao absorver radiação radioativa (fósforo, flúor, fósforo).

Método fotográfico- baseado no efeito da radiação radioativa na emulsão fotográfica (escurecimento do filme fotográfico).

Dispositivos: eficiência - 6 (dosímetro individual de bolso 0,02-0,2R); Contadores Geiger (0,2-2P).

A radioatividade é a transformação espontânea de núcleos atômicos instáveis ​​em núcleos de elementos, acompanhada pela emissão de radiação nuclear.

Existem 4 tipos conhecidos de radioatividade: decaimento alfa, decaimento beta, fissão espontânea de núcleos atômicos, radioatividade de prótons.

Para medir a taxa de dose de exposição: DRG-0,1; DRG3-0.2;SGD-1

Dosímetros de dose de exposição do tipo cumulativo: IFK-2,3; IFK-2.3M; CRIANÇA -2; TDP-2.
Proteção contra radiação ionizante

A radiação ionizante é absorvida por qualquer material, mas em graus variados. Os seguintes materiais são usados:

k - coeficiente proporcionalidade, k  0,44 * 10 -6

A fonte é um aparelho elétrico de vácuo. Tensão U = 30-800 kV, corrente anódica I = dezenas de mA.

Daí a espessura da tela:

d = 1/ * ln ((P 0 /P adicionar)*B)

Com base na expressão, foram construídos nomonogramas que permitem determinar a espessura da tela de chumbo para o fator de atenuação necessário e uma determinada tensão.

To osl = P 0 /P adicional de acordo com To osl e U -> d

k = I*t*100/36*x 2 P adicionar.

I - (mA) - corrente no tubo de raios X

t (h) por semana

P extra - (mR/semana).

Para nêutrons rápidos com energia.
J x =J 0 /4x 2 onde J 0 é o rendimento absoluto de nêutrons por 1 segundo.

Proteção com água ou parafina (devido à grande quantidade de hidrogênio)

Os recipientes para armazenamento e transporte são feitos de uma mistura de parafina com alguma substância que absorve fortemente nêutrons lentos (por exemplo, vários compostos de boro).

Métodos e meios de proteção contra radiações radioativas.

As substâncias radioativas como fontes potenciais de radiação interna são divididas em 4 grupos de acordo com o grau de perigo - A, B, C, D (em ordem decrescente de grau de perigo).

Instituído pelas “Normas Sanitárias Básicas para Trabalho com Substâncias Radioativas e Fontes de Radiação Ionizante” - OSP-72. Todo o trabalho com substâncias radioativas abertas é dividido em 3 classes (ver tabela). As normas e meios de proteção para trabalhos com substâncias radioativas abertas são estabelecidas em função da classe (I, II, III) de risco radioativo do trabalho com isótopos.
Atividade da droga no local de trabalho mCi

O trabalho com fontes abertas das classes I, II requer medidas de proteção especiais e é realizado em salas separadas e isoladas. Não considerado. Trabalhando com fontes Classe III são realizadas em áreas comuns em locais especialmente equipados. As seguintes medidas de proteção foram estabelecidas para estas obras:

1) No invólucro do dispositivo, a taxa de dose de exposição deve ser 10 mr/h;

A uma distância de 1 m do dispositivo, a taxa de dose de exposição é  0,3 mr/h;

Os dispositivos são colocados em um recipiente protetor especial, em uma caixa protetora;

Reduzir a duração do trabalho;

Sinal de perigo de radiação postado

Os trabalhos são realizados um a um, por uma equipa de 2 pessoas, com um grupo de qualificação de 4.

Somente pessoas maiores de 18 anos, especialmente treinadas e que realizem exames médicos pelo menos uma vez a cada 12 meses podem trabalhar.

São utilizados EPIs: batas, chapéus, confeccionados em algodão. tecidos, copos de vidro com chumbo, manipuladores, ferramentas.

As paredes da sala são pintadas com tinta a óleo a uma altura superior a 2 metros, os pisos são resistentes a detergentes.

TÓPICO 6.

Fundamentos ergonômicos da proteção do trabalho.
Durante o processo de trabalho, uma pessoa é influenciada por fatores psicofísicos, atividade física, habitat, etc.

Estudar o impacto cumulativo destes fatores, coordenando-os com as capacidades humanas e otimizando as condições de trabalho ergonomia.
Cálculo da categoria de gravidade trabalhista.

A gravidade do trabalho é dividida em 6 categorias dependendo da mudança no estado funcional de uma pessoa em comparação com o estado inicial de repouso. A categoria de severidade do trabalho é determinada por avaliação médica ou cálculo ergonômico (os resultados são próximos).

O procedimento de cálculo é o seguinte:

É compilado um “Mapa das Condições de Trabalho no Local de Trabalho”, no qual todos os indicadores (fatores) biologicamente significativos das condições de trabalho são inseridos e avaliados em uma escala de 6 pontos. Avaliação baseada em normas e critérios. “Critérios para avaliar as condições de trabalho através de um sistema de seis pontos.”

As pontuações dos fatores considerados k i são somadas e a pontuação média é encontrada:

k av = 1/n  eu =1 n k eu

Determine o indicador integral do impacto de todos os fatores em uma pessoa:

k  = 19,7 k média - 1,6 k média 2

Indicador de desempenho:

k funciona = 100-((k  - 15,6)/0,64)

Utilizando o indicador integral da tabela, encontra-se a categoria de severidade do trabalho.

1 categoria - ótimo condições de trabalho, ou seja, aqueles que garantem o estado normal do corpo humano. Não existem fatores perigosos ou prejudiciais. k   18 A eficiência é alta, não há alterações funcionais de acordo com indicadores médicos.

3 categoria- à beira aceitável. Se, segundo os cálculos, a categoria de severidade trabalhista for superior à categoria 2, então é necessário tomar decisões técnicas para racionalizar os fatores mais difíceis e trazê-los aos níveis normais.

a gravidade do trabalho de parto.

Indicadores de carga psicofisiológica: tensão nos órgãos da visão, audição, atenção, memória; a quantidade de informações que passam pelos órgãos da audição e da visão.

O trabalho físico é avaliado pelo consumo de energia em W:

Condições ambientais(microclima, ruído, vibração, composição do ar, iluminação, etc.). Eles são avaliados de acordo com os padrões GOST SSBT.

Segurança(segurança elétrica, radiação, explosão e segurança contra incêndio). Eles são avaliados de acordo com os padrões PTB e GOST SSBT.

A carga de informações do operador é determinada da seguinte forma. Aferente (operações sem influência), eferente (operações de controle).

A entropia (ou seja, a quantidade de informação por mensagem) de cada fonte de informação é determinada:

Hj = -  pi log 2 pi, bit/sinal.

onde j são fontes de informação, cada uma com n sinais (elementos);

Hj é a entropia de uma (j-ésima) fonte de informação;

pi = k i /n - probabilidade do i-ésimo sinal da fonte de informação considerada;

n - número de sinais de 1 fonte de informação;

ki é o número de repetições de sinais do mesmo nome ou elementos de trabalho do mesmo tipo.

A entropia de todo o sistema é determinada

número de fontes de informação.

O fluxo estimado de informações é determinado

Frasch = H  * N/t,

onde N é o número total de sinais (elementos) de toda a operação (sistema);

t - duração da operação, segundos.

A condição Fmin  Frasch  Fmax é verificada, onde Fmin = 0,4 bits/seg, Fmax = 3,2 bits/seg – as menores e maiores quantidades permitidas de informação processada pelo operador.

Radiação no século XX. representa uma ameaça crescente para toda a humanidade. As substâncias radioactivas transformadas em energia nuclear, que acabam em materiais de construção e, finalmente, são utilizadas para fins militares, têm efeitos nocivos para a saúde humana. Portanto, a proteção contra radiação ionizante ( segurança contra radiação) se transforma em uma das tarefas mais importantes para garantir a segurança da vida humana.

Substancias radioativas(ou radionuclídeos) são substâncias capazes de emitir radiação ionizante. Sua causa é a instabilidade do núcleo atômico, pelo que sofre decaimento espontâneo. Este processo de transformações espontâneas dos núcleos dos átomos de elementos instáveis ​​​​é denominado decaimento radioativo, ou radioatividade.

Radiação ionizante - radiação que é criada durante o decaimento radioativo e forma íons de diferentes sinais ao interagir com o meio ambiente.

O ato de decaimento é acompanhado pela emissão de radiação na forma de raios gama, partículas alfa, beta e nêutrons.

A radiação radioativa é caracterizada por diferentes habilidades penetrantes e ionizantes (danos). As partículas alfa têm um poder de penetração tão baixo que são retidas por uma folha de papel comum. Seu alcance no ar é de 2 a 9 cm, nos tecidos de um organismo vivo - frações de milímetro. Em outras palavras, essas partículas, quando expostas externamente a um organismo vivo, não conseguem penetrar na camada da pele. Ao mesmo tempo, a capacidade ionizante de tais partículas é extremamente elevada, e o perigo de sua exposição aumenta quando entram no corpo com água, alimentos, ar inalado ou através de uma ferida aberta, pois podem danificar os órgãos e tecidos em que eles penetraram.

As partículas beta têm maior poder de penetração que as partículas alfa, mas menos capacidade ionizante; seu alcance no ar chega a 15 m, e nos tecidos do corpo - 1-2 cm.

A radiação gama viaja à velocidade da luz, tem a maior profundidade de penetração e só pode ser enfraquecida por um chumbo grosso ou por uma parede de concreto. Ao passar pela matéria, a radiação radioativa reage com ela, perdendo sua energia. Além disso, quanto maior a energia da radiação radioativa, maior será a sua capacidade prejudicial.

A quantidade de energia de radiação absorvida por um corpo ou substância é chamada dose absorvida. A unidade de medida da dose de radiação absorvida no sistema SI é Cinza (Gr). Na prática, é usada uma unidade não sistêmica - alegre(1 rad = 0,01 Gy). No entanto, na mesma dose absorvida, as partículas alfa têm um efeito prejudicial significativamente maior do que a radiação gama. Portanto, para avaliar o efeito prejudicial Vários tipos radiação ionizante em objetos biológicos, uma unidade de medida especial é usada - rem(equivalente biológico de um raio-x). A unidade SI para esta dose equivalente é peneirar(1 Sv = 100 rem).

Para avaliar a situação de radiação no solo, em uma sala de trabalho ou residencial, causada pela exposição a raios X ou radiação gama, use dose de exposição. A unidade de dose de exposição no sistema SI é coulomb por quilograma (C/kg). Na prática, é mais frequentemente medido em roentgens (R). A dose de exposição em raios X caracteriza com bastante precisão o perigo potencial da exposição à radiação ionizante durante a irradiação geral e uniforme do corpo humano. Uma dose de exposição de 1 R corresponde a uma dose absorvida aproximadamente igual a 0,95 rad.

Em outras condições idênticas, a dose de radiação ionizante é tanto maior quanto mais longa for a irradiação, ou seja, a dose se acumula com o tempo. A dose relacionada a uma unidade de tempo é chamada de taxa de dose, ou nível de radiação. Então, se o nível de radiação em uma área for de 1 R/h, isso significa que em 1 hora de permanência em uma determinada área uma pessoa receberá uma dose de 1 R.

Os raios X são uma unidade de medida muito grande, e os níveis de radiação são geralmente expressos em partes de um roentgen - milésimos (miliroentgen por hora - mR/h) e milionésimos (micro-roentgen por hora - μR/h).

Para detectar a radiação ionizante, medir sua energia e outras propriedades, são utilizados instrumentos dosimétricos: radiômetros e dosímetros.

Radiômetroé um dispositivo projetado para determinar a quantidade de substâncias radioativas (radionuclídeos) ou o fluxo de radiação.

Dosímetro- um dispositivo para medir a exposição ou a taxa de dose absorvida.

Uma pessoa está exposta à radiação ionizante ao longo de sua vida. Isto é antes de tudo fundo de radiação natural Terras de origem cósmica e terrestre. Em média, a dose de radiação de todas as fontes naturais de radiação ionizante é de cerca de 200 mR por ano, embora este valor em diferentes regiões da Terra possa flutuar na faixa de 50-1000 mR/ano ou mais.

Radiação de fundo natural– radiação criada pela radiação cósmica, radionuclídeos naturais distribuídos naturalmente na terra, água, ar e outros elementos da biosfera (por exemplo, alimentos).

Além disso, uma pessoa encontra fontes artificiais de radiação (fundo de radiação artificial). Isto inclui, por exemplo, radiações ionizantes utilizadas para fins médicos. Uma certa contribuição para o contexto tecnogênico é dada pelas empresas do ciclo do combustível nuclear e pelas usinas termelétricas a carvão, pelos voos de avião em grandes altitudes, pela exibição de programas de televisão, pelo uso de relógios com mostradores luminosos, etc. Em geral, o fundo tecnogênico varia de 150 a 200 mrem.

Radiação tecnogênica de fundo – radiação de fundo natural alterada pela atividade humana.

Assim, cada habitante da Terra anualmente, em média recebe dose de radiação de 250-400 mrem. Este já é um estado normal do ambiente humano. Nenhum efeito adverso deste nível de radiação na saúde humana foi estabelecido.

Uma situação completamente diferente surge durante explosões nucleares e acidentes em reatores nucleares, quando se formam vastas zonas de contaminação radioativa (contaminação) com altos níveis de radiação.

Qualquer organismo (planta, animal ou humano) não vive isolado, mas está de alguma forma ligado a toda a natureza viva e inanimada. Nessa cadeia, o caminho das substâncias radioativas é aproximadamente o seguinte: as plantas as absorvem pelas folhas diretamente da atmosfera, pelas raízes do solo (água do solo), ou seja, se acumulam e, portanto, a concentração de substâncias radioativas nas plantas é maior do que no meio ambiente. Todos os animais de fazenda recebem substâncias radioativas dos alimentos, da água e da atmosfera. As substâncias radioativas que entram no corpo humano com alimentos, água, ar, entram nas moléculas do tecido ósseo e dos músculos e, permanecendo nelas, continuam a irradiar o corpo por dentro. Portanto, a segurança humana em condições de contaminação radioativa (contaminação) do meio ambiente é alcançada pela proteção contra irradiação externa, contaminação por precipitação radioativa, bem como pela proteção do sistema respiratório e do trato gastrointestinal contra a entrada de substâncias radioativas no corpo com alimentos , água e ar. Em geral, a atuação da população na área de infecção resume-se principalmente ao cumprimento das regras de comportamento adequadas e à implementação de medidas sanitárias e higiênicas. Ao relatar um perigo de radiação, é recomendado que você faça o seguinte imediatamente:

1. Refugie-se em edifícios residenciais ou escritórios. É importante saber que as paredes de uma casa de madeira atenuam a radiação ionizante em 2 vezes, e uma de tijolo em 10 vezes. Abrigos embutidos (porões) reduzem ainda mais a dose de radiação: com cobertura de madeira - em 7 vezes, com tijolo ou concreto - em 40-100 vezes.

2. Tomar medidas de proteção contra a penetração de substâncias radioativas no apartamento (casa) com ar: fechar as janelas, escotilhas de ventilação, respiros, vedar as esquadrias e portas.

3. Criar um abastecimento de água potável: recolher a água em recipientes fechados, preparar produtos sanitários simples (por exemplo, soluções de sabão para limpeza das mãos), fechar as torneiras.

4. Realizar profilaxia de emergência com iodo (o mais cedo possível, mas após notificação especial!). A profilaxia com iodo consiste em tomar preparações estáveis ​​de iodo: comprimidos de iodeto de potássio ou solução aquosa-alcoólica de iodo. O iodeto de potássio deve ser tomado após as refeições com chá ou água, uma vez ao dia, durante 7 dias, um comprimido (0,125 g) por dose. Uma solução hidroalcoólica de iodo deve ser tomada após as refeições, 3 vezes ao dia, durante 7 dias, 3-5 gotas por copo de água.

Você deve saber que uma overdose de iodo traz consigo uma série de efeitos colaterais, como uma condição alérgica e alterações inflamatórias na nasofaringe.

5. Comece a se preparar para uma possível evacuação. Prepare documentos e dinheiro, itens essenciais, embale os remédios que você usa com frequência, um mínimo de lençóis e roupas (1-2 trocas). Reúna um suprimento de comida enlatada que você tiver por 2 a 3 dias. Tudo isso deve ser acondicionado em sacos plásticos e sacolas. Ligue o rádio para ouvir as mensagens informativas da Comissão de Emergência.

6. Procure seguir as regras de segurança radiológica e higiene pessoal, nomeadamente:

Use apenas leite enlatado e produtos alimentícios armazenados em ambientes fechados e não expostos à contaminação radioativa. Não beba leite de vacas que continuam pastando em campos contaminados: substâncias radioativas já começaram a circular pelas chamadas cadeias biológicas;

Não coma vegetais que cresceram em terreno aberto e foram colhidos após substâncias radioativas começarem a entrar no meio ambiente;

Coma alimentos apenas em locais fechados, lave bem as mãos com sabão antes de comer e enxágue a boca com solução de bicarbonato de sódio a 0,5%;

Não beba água de fontes abertas ou água da torneira após o anúncio oficial de risco de radiação; cubra os poços com filme ou tampas;

Evite viagens longas por áreas contaminadas, principalmente em estradas empoeiradas ou gramadas, não entre na floresta e evite nadar no corpo d'água mais próximo;

Troque de calçado ao entrar nas instalações pela rua (os sapatos “sujos” devem ser deixados no patamar ou na varanda);

7. Ao se deslocar em áreas abertas, é necessário utilizar os equipamentos de proteção disponíveis:

Órgãos respiratórios - cobrir a boca e o nariz com uma atadura de gaze umedecida em água, um lenço, uma toalha ou qualquer parte da roupa;

Pele e cabelos - cubra-se com todas as peças de roupa - chapéus, cachecóis, capas, luvas. Se for absolutamente necessário sair de casa, recomendamos o uso de botas de borracha.

Abaixo estão os cuidados em condições de alta radiação recomendados pelo famoso médico americano Gale, especialista em segurança radiológica.

NECESSÁRIO:

1. Boa nutrição.

2. Evacuações diárias.

3. Decocções de sementes de linho, ameixas, urtigas, ervas laxantes.

4. Beba bastante líquido e sue com mais frequência.

5. Sucos com pigmentos corantes (uva, tomate).

6. Chokeberry, romãs, passas.

7. Vitaminas P, C, B, suco de beterraba, cenoura, vinho tinto (3 colheres de sopa por dia).

8. Rabanete ralado (rale de manhã, coma à noite e vice-versa).

9. 4-5 nozes por dia.

10. Rábano, alho.

11. Trigo sarraceno, aveia.

12. Pão kvass.

13. Ácido ascórbico com glicose (3 vezes ao dia).

14. Carvão ativado(1-2 peças antes das refeições).

15. Vitamina A (não mais que duas semanas).

16. Quademite (3 vezes ao dia).

Os melhores laticínios para comer são queijo cottage, creme de leite, creme de leite e manteiga. Descasque legumes e frutas até 0,5 cm, retire pelo menos três folhas das cabeças do repolho. Cebola e alho têm maior capacidade de absorver elementos radioativos. Os produtos cárneos incluem principalmente carne suína e aves. Evite caldos de carne. Prepare a carne desta forma: escorra o primeiro caldo, acrescente água novamente e cozinhe até ficar pronto.

PRODUTOS COM EFEITO ANTI-RADIOATIVO:

1. Cenouras.

2. Óleo vegetal.

3. Requeijão.

4. Comprimidos de cálcio.

NÃO DEVE SER CONSUMIDO EM ALIMENTOS:

2. Carne gelatinosa, ossos, gordura óssea.

3. Cerejas, damascos, ameixas.

4. Carne bovina: é mais provável que esteja contaminada.

Metas: formar conceitos sobre radiação, radioatividade, decaimento radioativo; estudar os tipos de radiação radioativa; considere fontes de radiação radioativa.

Métodos: história, conversa, explicação.

Localização: sala de aula.

Gasto de tempo: 45 minutos.

Plano:

1. Parte introdutória:

• organização. momento;
• enquete

2. Parte principal:

• aprendendo novo material

3.Conclusão:

• repetição;

O termo "radiação" vem da palavra latina raio e significa raio. No próprio Num amplo sentido A palavra radiação abrange todos os tipos de radiação existentes na natureza – ondas de rádio, radiação infravermelha, luz visível, ultravioleta e, por fim, radiação ionizante. Todos esses tipos de radiação, de natureza eletromagnética, diferem em comprimento de onda, frequência e energia.

Existem também radiações que são de natureza diferente e são fluxos de várias partículas, por exemplo, partículas alfa, partículas beta, nêutrons, etc.

Cada vez que uma barreira aparece no caminho da radiação, ela transfere parte ou toda a sua energia para essa barreira. E o efeito final da radiação depende de quanta energia foi transferida e absorvida pelo corpo. Todo mundo conhece o prazer de um bronzeado bronzeado e a frustração de uma queimadura solar severa. É óbvio que a superexposição a qualquer tipo de radiação acarreta consequências desagradáveis.

Os tipos de radiação ionizante são os mais importantes para a saúde humana. À medida que a radiação ionizante passa através do tecido, ela transfere energia e ioniza átomos em moléculas que desempenham importantes funções biológicas. Portanto, a exposição a qualquer tipo de radiação ionizante pode afetar a saúde de uma forma ou de outra. Esses incluem:

Radiação alfa- Estas são partículas pesadas com carga positiva que consistem em dois prótons e dois nêutrons fortemente ligados entre si. Na natureza, as partículas alfa surgem do decaimento de átomos de elementos pesados ​​como urânio, rádio e tório. No ar, a radiação alfa não viaja mais do que cinco centímetros e, via de regra, é completamente bloqueada por uma folha de papel ou pela camada externa morta da pele. No entanto, se uma substância que emite partículas alfa entra no corpo através dos alimentos ou do ar inalado, irradia órgãos internos e torna-se potencialmente perigosa.

Radiação beta- são elétrons muito menores que as partículas alfa e podem penetrar vários centímetros de profundidade no corpo. Você pode se proteger com uma fina folha de metal, vidro de janela e até mesmo roupas comuns. Quando a radiação beta atinge áreas desprotegidas do corpo, geralmente afeta as camadas superiores da pele. Durante o acidente da usina nuclear de Chernobyl em 1986, os bombeiros sofreram queimaduras na pele como resultado de uma exposição muito forte às partículas beta. Se uma substância que emite partículas beta entrar no corpo, ela irradiará os tecidos internos.

Radiação gama- estes são fótons, ou seja, onda eletromagnética transportando energia. No ar pode percorrer longas distâncias, perdendo gradativamente energia em decorrência de colisões com átomos do meio. A intensa radiação gama, se não for protegida dela, pode danificar não só a pele, mas também os tecidos internos. Materiais densos e pesados, como ferro e chumbo, são excelentes barreiras à radiação gama.

Radiação de raios X semelhante à radiação gama emitida pelos núcleos, mas é produzida artificialmente em um tubo de raios X, que por si só não é radioativo. Como o tubo de raios X é alimentado por eletricidade, a emissão de raios X pode ser ligada ou desligada por meio de um interruptor.

Radiação de nêutronsé formado durante a fissão do núcleo atômico e possui alta capacidade de penetração. Os nêutrons podem ser interrompidos por uma barreira espessa de concreto, água ou parafina. Felizmente, na vida pacífica, praticamente não há radiação de nêutrons em qualquer lugar, exceto nas imediações dos reatores nucleares.

Em relação aos raios X e à radiação gama, as definições frequentemente utilizadas são: "duro" E "macio". Esta é uma característica relativa de sua energia e do poder de penetração da radiação associado (“duro” - maior energia e poder de penetração, “suave” - menos).

Radiação ionizante e sua capacidade de penetração

Radioatividade

O número de nêutrons em um núcleo determina se um determinado núcleo é radioativo. Para que o núcleo esteja em estado estável, o número de nêutrons, via de regra, deve ser ligeiramente superior ao número de prótons. Num núcleo estável, prótons e nêutrons estão tão fortemente unidos por forças nucleares que nem uma única partícula consegue escapar. Tal núcleo permanecerá sempre num estado equilibrado e calmo. No entanto, a situação é completamente diferente se o número de nêutrons perturbar o equilíbrio. Nesse caso, o núcleo possui excesso de energia e simplesmente não pode ser mantido intacto. Mais cedo ou mais tarde, ele liberará o excesso de energia.

Diferentes núcleos liberam sua energia de diferentes maneiras: na forma de ondas eletromagnéticas ou fluxos de partículas. Essa energia é chamada de radiação.

Decaimento radioativo

O processo pelo qual átomos instáveis ​​liberam seu excesso de energia é chamado decaimento radioativo, e esses próprios átomos - radionuclídeo. Núcleos leves com um pequeno número de prótons e nêutrons tornam-se estáveis ​​após um decaimento. Quando núcleos pesados, como o urânio, decaem, o núcleo resultante ainda é instável e, por sua vez, decai ainda mais, formando um novo núcleo, etc. A cadeia de transformações nucleares termina com a formação de um núcleo estável. Tais cadeias podem formar famílias radioativas. As famílias radioativas do urânio e do tório são conhecidas na natureza.

Uma ideia da intensidade da decadência é dada pelo conceito meia-vida- o período durante o qual metade dos núcleos instáveis ​​de uma substância radioativa decairá. A meia-vida de cada radionuclídeo é única e inalterada. Um radionuclídeo, por exemplo, o criptônio-94, nasce em um reator nuclear e decai muito rapidamente. Sua meia-vida é inferior a um segundo. Outro, por exemplo, o potássio-40, foi formado no nascimento do Universo e ainda está preservado no planeta. Sua meia-vida é medida em bilhões de anos.

Fontes de radiação.

EM Vida cotidiana uma pessoa é exposta a várias fontes de radiação ionizante, tanto de origem natural quanto artificial (produzida pelo homem). Todas as fontes podem ser divididas em quatro grupos:

• radiação de fundo natural;
• antecedentes tecnogênicos de radionuclídeos naturais;
• exposição médica devido a diagnósticos de raios X e radioisótopos;
• consequências globais de explosões de testes nucleares

A estas fontes deve-se acrescentar a exposição causada pela operação de energia nuclear e empreendimentos industriais e a contaminação radioativa do meio ambiente em decorrência de acidentes e incidentes de radiação, embora essas fontes sejam de natureza local limitada.

A radiação de fundo natural é formada pela radiação cósmica e pelos radionuclídeos naturais encontrados nas rochas, no solo, nos alimentos e no corpo humano.

A exposição provocada pelo homem geralmente se refere à exposição causada por radionuclídeos naturais concentrados em produtos atividade humana, Por exemplo, materiais de construção, fertilizantes minerais, emissões de usinas termelétricas, etc., ou seja, fundo natural tecnogenicamente alterado.

As fontes médicas de radiação ionizante são um dos fatores mais significativos na exposição humana. Isso se deve, em primeiro lugar, ao fato de os procedimentos radiográficos diagnósticos e preventivos serem generalizados. Além disso, os níveis de exposição dependem da concepção dos procedimentos e da qualidade do equipamento. As demais fontes de radiação artificial - usinas termelétricas, usinas nucleares, fertilizantes minerais, bens de consumo, etc. no total formam uma dose de radiação populacional de vários μSv por ano (ver Apêndice No. 6).

Literatura:

1. Landau-Tylkina S.P. Radiação e vida. M. Atomizdat, 1974

2. Tutoshina L.M. Petrova ID. Radiação e homem. M. Conhecimento, 1987

3. Belousova I.M. Radioatividade natural.M. Medgiz, 1960

4. Petrov N.N. "Homem em situações de emergência." Tutorial- Chelyabinsk: Editora de Livros do Sul dos Urais, 1995.

RADIAÇÃO IONIZANTE, SUA NATUREZA E IMPACTO NO CORPO HUMANO

Radiação e suas variedades

Radiação ionizante

Fontes de perigo de radiação

Projeto de fontes de radiação ionizante

Caminhos de penetração da radiação no corpo humano

Medidas de exposição ionizante

Mecanismo de ação da radiação ionizante

Consequências da radiação

Doença de radiação

Garantindo a segurança ao trabalhar com radiação ionizante

Radiação e suas variedades

Radiação são todos os tipos de radiação eletromagnética: luz, ondas de rádio, energia solar e muitas outras radiações ao nosso redor.

As fontes de radiação penetrante que criam a radiação de fundo natural são a radiação galáctica e solar, a presença de elementos radioativos no solo, ar e materiais utilizados nas atividades econômicas, bem como isótopos, principalmente potássio, nos tecidos de um organismo vivo. Uma das fontes naturais de radiação mais significativas é o radônio, um gás insípido e inodoro.

O que interessa não é qualquer radiação, mas sim a radiação ionizante, que, passando pelos tecidos e células dos organismos vivos, é capaz de transferir para eles sua energia, quebrando ligações químicas no interior das moléculas e causando graves alterações em sua estrutura. A radiação ionizante ocorre durante o decaimento radioativo, transformações nucleares, inibição de partículas carregadas na matéria e forma íons de diferentes sinais ao interagir com o meio ambiente.

Radiação ionizante

Toda radiação ionizante é dividida em fóton e corpuscular.

A radiação ionizante de fótons inclui:

a) Radiação Y emitida durante o decaimento de isótopos radioativos ou aniquilação de partículas. A radiação gama, por sua natureza, é uma radiação eletromagnética de ondas curtas, ou seja, um fluxo de quanta de energia eletromagnética de alta energia, cujo comprimento de onda é significativamente menor que as distâncias interatômicas, ou seja, sim< 10 см. Не имея массы, Y-кванты двигаются со скоростью света, не теряя её в окружающей среде. Они могут лишь поглощаться ею или отклоняться в сторону, порождая пары ионов: частица- античастица, причём последнее наиболее значительно при поглощении Y- квантов в среде. Таким образом, Y- кванты при прохождении через вещество передают энергию электронам и, следовательно, вызывают ионизацию среды. Благодаря отсутствию массы, Y- кванты обладают большой проникающей способностью (до 4- 5 км в ambiente aéreo);

b) Radiação de raios X, que ocorre quando a energia cinética das partículas carregadas diminui e/ou quando o estado de energia dos elétrons do átomo muda.

A radiação ionizante corpuscular consiste em um fluxo de partículas carregadas (partículas alfa, beta, prótons, elétrons), cuja energia cinética é suficiente para ionizar os átomos durante a colisão. Nêutrons e outras partículas elementares não produzem ionização diretamente, mas no processo de interação com o meio ambiente liberam partículas carregadas (elétrons, prótons) capazes de ionizar átomos e moléculas do meio por onde passam:

a) os nêutrons são as únicas partículas sem carga formadas durante certas reações de fissão dos núcleos dos átomos de urânio ou plutônio. Como essas partículas são eletricamente neutras, elas penetram profundamente em qualquer substância, inclusive nos tecidos vivos. Característica distintiva radiação de nêutrons é sua capacidade de transformar átomos elementos estáveis em seus isótopos radioativos, ou seja, criar radiação induzida, o que aumenta drasticamente o perigo da radiação de nêutrons. O poder de penetração dos nêutrons é comparável ao da radiação Y. Dependendo do nível de energia transportada, nêutrons rápidos (com energia de 0,2 a 20 MeV) e nêutrons térmicos (de 0,25 a 0,5 MeV) são convencionalmente distinguidos. Essa diferença é levada em consideração na execução das medidas de proteção. Os nêutrons rápidos são desacelerados, perdendo energia de ionização, por substâncias de baixo peso atômico (as chamadas substâncias contendo hidrogênio: parafina, água, plásticos, etc.). Os nêutrons térmicos são absorvidos por materiais que contêm boro e cádmio (aço boro, boral, grafite de boro, liga de cádmio-chumbo).

Partículas alfa, beta e gama-quanta têm uma energia de apenas alguns megaelétron-volts e não podem criar radiação induzida;

b) partículas beta - elétrons emitidos durante o decaimento radioativo de elementos nucleares com poderes ionizantes e penetrantes intermediários (alcance no ar de até 10-20 m).

c) partículas alfa - núcleos carregados positivamente de átomos de hélio e, no espaço sideral, átomos de outros elementos, emitidos durante o decaimento radioativo de isótopos elementos pesados– urânio ou rádio. Possuem baixa capacidade de penetração (a distância no ar não ultrapassa 10 cm), até a pele humana é um obstáculo intransponível para eles. Eles só são perigosos se entrarem no corpo, pois são capazes de arrancar elétrons da camada de um átomo neutro de qualquer substância, inclusive o corpo humano, e transformá-lo em um íon com carga positiva, com todas as consequências que se seguem, que será discutido abaixo. Assim, uma partícula alfa com energia de 5 MeV forma 150.000 pares de íons.

Características da capacidade de penetração de vários tipos de radiação ionizante

O conteúdo quantitativo de material radioativo em um corpo ou substância humana é definido pelo termo “atividade de fonte radioativa” (radioatividade). A unidade de radioatividade no sistema SI é o becquerel (Bq), correspondendo a um decaimento em 1 s. Às vezes, na prática, é usada a antiga unidade de atividade - o curie (Ci). Esta é a atividade de uma quantidade de matéria na qual 37 bilhões de átomos decaem em 1 s. Para tradução, utiliza-se a seguinte relação: 1 Bq = 2,7 x 10 Ci ou 1 Ci = 3,7 x 10 Bq.

Cada radionuclídeo tem uma meia-vida constante e única (o tempo necessário para que uma substância perca metade da sua atividade). Por exemplo, para o urânio-235 são 4.470 anos, enquanto para o iodo-131 são apenas 8 dias.

Fontes de perigo de radiação

1. A principal causa do perigo é um acidente de radiação. Acidente de radiação - perda de controle de uma fonte de radiação ionizante (IRS), causada por mau funcionamento de equipamentos, ações incorretas de pessoal, desastres naturais ou outros motivos que possam levar ou tenham levado à exposição de pessoas acima dos padrões estabelecidos ou à contaminação radioativa do ambiente. Em caso de acidentes causados ​​pela destruição do vaso do reator ou fusão do núcleo, são liberados:

1) Fragmentos da zona ativa;

2) Combustível (resíduo) na forma de poeira altamente ativa, que pode permanecer no ar por muito tempo na forma de aerossóis e, após a passagem da nuvem principal, cair na forma de chuva (neve) precipitação e, quando ingerido, causa tosse dolorosa, às vezes semelhante em gravidade a um ataque de asma;

3) lavas constituídas por dióxido de silício, bem como concreto derretido pelo contato com combustível quente. A taxa de dose perto dessas lavas chega a 8.000 R/hora, e mesmo uma permanência de cinco minutos nas proximidades é prejudicial para os humanos. No primeiro período após a precipitação radioativa, o maior perigo é representado pelo iodo-131, que é fonte de radiação alfa e beta. Sua meia-vida na glândula tireóide é: biológica - 120 dias, efetiva - 7,6. Isto requer a implementação mais rápida possível da profilaxia com iodo para toda a população atingida na zona do acidente.

2. Empreendimentos para desenvolvimento de jazidas e enriquecimento de urânio. O urânio tem peso atômico de 92 e três isótopos de ocorrência natural: urânio-238 (99,3%), urânio-235 (0,69%) e urânio-234 (0,01%). Todos os isótopos são emissores alfa com radioatividade insignificante (2.800 kg de urânio equivalem em atividade a 1 g de rádio-226). Meia-vida do urânio-235 = 7,13 x 10 anos. Os isótopos artificiais urânio-233 e urânio-227 têm meias-vidas de 1,3 e 1,9 minutos. O urânio é um metal macio, mas aparência semelhante ao aço. O conteúdo de urânio em alguns materiais naturais atinge 60%, mas na maioria dos minérios de urânio não excede 0,05-0,5%. Durante o processo de mineração, ao receber 1 tonelada de material radioativo, são geradas de 10 a 15 mil toneladas de resíduos, e durante o processamento - de 10 a 100 mil toneladas. Os resíduos (contendo pequenas quantidades de urânio, rádio, tório e outros produtos de decomposição radioativa) liberam gás radioativo - radônio-222, que, quando inalado, causa irradiação do tecido pulmonar. Quando o minério é enriquecido, os resíduos radioativos podem entrar nos rios e lagos próximos. Ao enriquecer concentrado de urânio, é possível algum vazamento de gás hexafluoreto de urânio da unidade de condensação-evaporação para a atmosfera. Algumas ligas de urânio, aparas e serragem obtidas durante a produção de elementos combustíveis podem inflamar-se durante o transporte ou armazenamento, como resultado, quantidades significativas de resíduos de urânio queimado podem ser liberadas no meio ambiente;

3. Terrorismo nuclear. Casos de roubo de materiais nucleares adequados para a fabricação de armas nucleares, mesmo que de forma improvisada, têm se tornado mais frequentes, bem como ameaças de inutilização de empresas nucleares, navios com instalações nucleares e usinas nucleares para obtenção de resgate. O perigo do terrorismo nuclear também existe no dia a dia.

4. Testes de armas nucleares. Recentemente, foi alcançada a miniaturização de cargas nucleares para testes.

Projeto de fontes de radiação ionizante

De acordo com o projeto, as fontes de radiação são de dois tipos - fechadas e abertas.

As fontes seladas são colocadas em recipientes selados e representam perigo apenas se não houver controle adequado sobre sua operação e armazenamento. As unidades militares também dão sua contribuição doando aparelhos desativados para instituições de ensino patrocinadas. Perda de itens baixados, destruição como desnecessária, roubo com posterior migração. Por exemplo, em Bratsk, em uma fábrica de construção civil, fontes de radiação, envoltas em uma concha de chumbo, foram armazenadas em um cofre junto com metais preciosos. E quando os ladrões arrombaram o cofre, decidiram que aquele enorme bloco de chumbo também era precioso. Roubaram-no e depois dividiram-no bastante, serrando a “camisa” de chumbo ao meio e a ampola com um isótopo radioativo aprisionado nela.

Trabalhar com fontes de radiação abertas pode levar a consequências trágicas se as instruções relevantes sobre as regras para o manuseio dessas fontes não forem conhecidas ou violadas. Portanto, antes de iniciar qualquer trabalho utilizando fontes de radiação, é necessário estudar cuidadosamente todas as descrições de cargos e normas de segurança e cumprir rigorosamente seus requisitos. Esses requisitos estão previstos nas “Normas Sanitárias para Gestão de Resíduos Radioativos (SPO GO-85)”. A empresa Radon, mediante solicitação, realiza monitoramento individual de pessoas, territórios, objetos, inspeção, dosagem e reparo de dispositivos. Os trabalhos na área de manuseio de fontes de radiação, equipamentos de proteção radiológica, extração, produção, transporte, armazenamento, uso, manutenção, descarte, descarte são realizados somente mediante licença.

Caminhos de penetração da radiação no corpo humano

Para compreender corretamente o mecanismo dos danos causados ​​pela radiação, é necessário ter uma compreensão clara da existência de duas maneiras pelas quais a radiação penetra nos tecidos do corpo e os afeta.

A primeira forma é a irradiação externa de uma fonte localizada fora do corpo (no espaço circundante). Esta exposição pode envolver raios X, raios gama e algumas partículas beta de alta energia que podem penetrar nas camadas superficiais da pele.

A segunda forma é a irradiação interna, causada pela entrada de substâncias radioativas no corpo das seguintes formas:

Nos primeiros dias após um acidente de radiação, os mais perigosos são os isótopos radioativos de iodo que entram no corpo com alimentos e água. Existem muitos deles no leite, o que é especialmente perigoso para as crianças. O iodo radioativo se acumula principalmente na glândula tireóide, que pesa apenas 20 g. A concentração de radionuclídeos neste órgão pode ser 200 vezes maior do que em outras partes do corpo humano;

Através de danos e cortes na pele;

Absorção pela pele saudável durante exposição prolongada a substâncias radioativas (RS). Na presença de solventes orgânicos (éter, benzeno, tolueno, álcool), aumenta a permeabilidade da pele às substâncias radioativas. Além disso, algumas substâncias radioativas que entram no corpo pela pele entram na corrente sanguínea e, dependendo de suas propriedades químicas, são absorvidas e se acumulam em órgãos críticos, o que leva ao recebimento de altas doses locais de radiação. Por exemplo, os ossos dos membros em crescimento absorvem bem o cálcio radioativo, o estrôncio e o rádio e os rins absorvem o urânio. Outros elementos químicos, como o sódio e o potássio, serão distribuídos de maneira mais ou menos uniforme por todo o corpo, pois são encontrados em todas as células do corpo. Além disso, a presença de sódio-24 no sangue significa que o corpo foi adicionalmente exposto à irradiação de nêutrons (ou seja, a reação em cadeia no reator não foi interrompida no momento da irradiação). É especialmente difícil tratar um paciente exposto à irradiação de nêutrons, por isso é necessário determinar a atividade induzida dos bioelementos do corpo (P, S, etc.);

Através dos pulmões ao respirar. A entrada de substâncias radioativas sólidas nos pulmões depende do grau de dispersão dessas partículas. A partir de testes realizados em animais, foi estabelecido que partículas de poeira menores que 0,1 mícron se comportam da mesma forma que moléculas de gás. Quando você inspira, eles entram nos pulmões com o ar e, quando você expira, são removidos junto com o ar. Apenas uma pequena quantidade de partículas pode permanecer nos pulmões. Partículas grandes maiores que 5 mícrons são retidas pela cavidade nasal. Gases radioativos inertes (argônio, xenônio, criptônio, etc.) que entram no sangue através dos pulmões não são compostos que fazem parte dos tecidos e são removidos do corpo com o tempo. Os radionuclídeos do mesmo tipo dos elementos que compõem os tecidos e consumidos pelo homem com os alimentos (sódio, cloro, potássio, etc.) não permanecem no corpo por muito tempo. Eles são completamente removidos do corpo com o tempo. Alguns radionuclídeos (por exemplo, rádio, urânio, plutônio, estrôncio, ítrio, zircônio depositados no tecido ósseo) entram em ligação química com elementos do tecido ósseo e são difíceis de remover do corpo. Ao realizar um exame médico de residentes de áreas afetadas pelo acidente na usina nuclear de Chernobyl na União centro de hematologia A AMS descobriu que quando o corpo era geralmente irradiado com uma dose de 50 rad, as suas células individuais eram irradiadas com uma dose de 1.000 ou mais rad. Atualmente, foram desenvolvidos padrões para vários órgãos críticos que determinam o conteúdo máximo permitido de cada radionuclídeo neles. Estas normas estão definidas na seção 8 “Valores numéricos dos níveis permitidos” das Normas de Segurança Radiológica NRB - 76/87.

A exposição interna é mais perigosa e suas consequências são mais graves pelos seguintes motivos:

A dose de radiação aumenta acentuadamente, determinada pelo tempo que o radionuclídeo permanece no corpo (rádio-226 ou plutônio-239 ao longo da vida);

A distância até o tecido ionizado é quase infinitamente pequena (a chamada irradiação de contato);

A irradiação envolve partículas alfa, as mais ativas e, portanto, as mais perigosas;

As substâncias radioativas não se espalham uniformemente pelo corpo, mas sim de forma seletiva, concentradas em órgãos individuais (críticos), aumentando a exposição local;

É impossível utilizar quaisquer medidas de proteção utilizadas durante a exposição externa: evacuação, equipamentos de proteção individual (EPI), etc.

Medidas de exposição ionizante

Uma medida do efeito ionizante da radiação externa é dose de exposição, determinado pela ionização do ar. A unidade de dose de exposição (DE) é considerada roentgen (R) - a quantidade de radiação na qual 1 cm cúbico. ar a uma temperatura de 0 C e uma pressão de 1 atm, 2,08 x 10 pares de íons são formados. De acordo com documentos que regem A Companhia Internacional de Unidades Radiológicas (ICRU) RD - 50-454-84 após 1º de janeiro de 1990, o uso de grandezas como dose de exposição e sua potência não é recomendado em nosso país (admite-se que a dose de exposição seja a absorvida dose no ar). A maior parte do equipamento dosimétrico na Federação Russa é calibrado em roentgens, roentgens/horas, e essas unidades ainda não foram abandonadas.

Uma medida do efeito ionizante da radiação interna é dose absorvida. A unidade de dose absorvida é considerada rad. Esta é a dose de radiação transferida para uma massa de 1 kg da substância irradiada e medida pela energia em joules de qualquer radiação ionizante. 1 rad = 10J/kg. No sistema SI, a unidade de dose absorvida é o gray (Gy), igual à energia de 1 J/kg.

1 Gy = 100 rad.

1 rad = 10 Gy.

Para converter a quantidade de energia ionizante no espaço (dose de exposição) naquela absorvida pelos tecidos moles do corpo, utiliza-se um coeficiente de proporcionalidade K = 0,877, ou seja:

1 roentgen = 0,877 rad.

Devido ao facto de diferentes tipos de radiação terem eficiências diferentes (com custos iguais de energia para ionização produzem efeitos diferentes), foi introduzido o conceito de “dose equivalente”. Sua unidade de medida é o rem. 1 rem é uma dose de radiação de qualquer tipo, cujo efeito no corpo é equivalente ao efeito de 1 rad de radiação gama. Portanto, ao avaliar o efeito global da radiação nos organismos vivos com exposição total a todos os tipos de radiação, é levado em consideração um fator de qualidade (Q), igual a 10 para a radiação de nêutrons (os nêutrons são aproximadamente 10 vezes mais eficazes em termos de radiação dano) e 20 para radiação alfa. A unidade SI de dose equivalente é o sievert (Sv), igual a 1 Gy x Q.

Junto com a quantidade de energia, tipo de irradiação, material e massa do órgão, um fator importante é o chamado meia-vida biológica radioisótopo - o tempo necessário para remover metade da substância radioativa do corpo (com suor, saliva, urina, fezes, etc.). Dentro de 1-2 horas após a entrada de substâncias radioativas no corpo, elas são encontradas em suas secreções. A combinação da meia-vida física com a meia-vida biológica dá o conceito de “meia-vida efetiva” - o mais importante na determinação da quantidade resultante de radiação à qual o corpo, especialmente órgãos críticos, está exposto.

Junto com o conceito de “atividade” existe o conceito de “atividade induzida” (radioatividade artificial). Ocorre quando nêutrons lentos (produtos de uma explosão nuclear ou reação nuclear) são absorvidos pelos núcleos de átomos de substâncias não radioativas e os transformam em potássio-28 e sódio-24 radioativos, que se formam principalmente no solo.

Assim, o grau, a profundidade e a forma das lesões por radiação que se desenvolvem em objetos biológicos (incluindo humanos) quando expostos à radiação dependem da quantidade de energia de radiação absorvida (dose).

Mecanismo de ação da radiação ionizante

Uma característica fundamental da ação da radiação ionizante é sua capacidade de penetrar em tecidos biológicos, células, estruturas subcelulares e, causando ionização instantânea dos átomos, danificá-los devido a reações químicas. Qualquer molécula pode ser ionizada e, portanto, toda a destruição estrutural e funcional nas células somáticas, mutações genéticas, efeitos no embrião, doença humana e morte.

O mecanismo desse efeito é a absorção da energia de ionização pelo organismo e a quebra das ligações químicas de suas moléculas com a formação de compostos altamente ativos, os chamados radicais livres.

O corpo humano é composto por 75% de água, portanto, o efeito indireto da radiação através da ionização da molécula de água e subsequentes reações com radicais livres será de importância decisiva neste caso. Quando uma molécula de água é ionizada, formam-se um íon positivo HO e um elétron que, tendo perdido energia, podem formar íon negativo HO. Ambos os íons são instáveis ​​e se dividem em um par de íons estáveis, que se recombinam (reduzem) para formar uma molécula de água e dois radicais livres, OH e H, que são extremamente reativos. Diretamente ou por meio de uma cadeia de transformações secundárias, como a formação de um radical peróxido (óxido hidratado de água), e depois peróxido de hidrogênio H O e outros agentes oxidantes ativos dos grupos OH e H, interagindo com moléculas de proteínas, levam ao tecido destruição principalmente devido a processos de oxidação que ocorrem vigorosamente. Neste caso, uma molécula ativa com alta energia envolve milhares de moléculas de matéria viva na reação. No corpo, as reações oxidativas começam a prevalecer sobre as reações de redução. Há um preço a pagar pelo método aeróbico de bioenergia - a saturação do corpo com oxigênio livre.

O impacto da radiação ionizante nos seres humanos não se limita às mudanças na estrutura das moléculas de água. A estrutura dos átomos que constituem nosso corpo muda. Como resultado, ocorre a destruição do núcleo, das organelas celulares e da ruptura da membrana externa. Como a principal função das células em crescimento é a capacidade de divisão, sua perda leva à morte. Para células maduras que não se dividem, a destruição causa a perda de certas funções especializadas (produção de certos produtos, reconhecimento de células estranhas, funções de transporte, etc.). Ocorre morte celular induzida por radiação, que, ao contrário da morte fisiológica, é irreversível, uma vez que a implementação do programa genético de diferenciação terminal, neste caso, é realizada no contexto de múltiplas alterações no curso normal dos processos bioquímicos após a irradiação.

Além disso, a ingestão adicional de energia de ionização no corpo perturba o equilíbrio processos energéticos, ocorrendo nele. Afinal, a presença de energia nas substâncias orgânicas depende principalmente não de sua composição elementar, mas da estrutura, localização e natureza das ligações dos átomos, ou seja, aqueles elementos que são mais facilmente passíveis de influência energética.

Consequências da radiação

Uma das primeiras manifestações da radiação é a morte maciça das células do tecido linfóide. Falando figurativamente, essas células são as primeiras a sofrer o impacto da radiação. A morte dos linfóides enfraquece um dos principais sistemas de suporte à vida do corpo - o sistema imunológico, uma vez que os linfócitos são células capazes de responder ao aparecimento de antígenos estranhos ao corpo, produzindo anticorpos estritamente específicos contra eles.

Como resultado da exposição à energia da radiação em pequenas doses, ocorrem alterações no material genético (mutações) nas células, ameaçando a sua viabilidade. Como consequência, ocorre degradação (dano) do DNA da cromatina (quebras moleculares, danos), que bloqueiam ou distorcem parcial ou completamente a função do genoma. Há uma violação do reparo do DNA - sua capacidade de restaurar e curar danos celulares quando a temperatura corporal aumenta, exposição substancias químicas etc.

Mutações genéticas nas células germinativas afetam a vida e o desenvolvimento das gerações futuras. Este caso é típico, por exemplo, se uma pessoa foi exposta a pequenas doses de radiação durante a exposição para fins médicos. Existe um conceito - quando uma dose de 1 rem é recebida pela geração anterior, dá um adicional de 0,02% de anomalias genéticas na prole, ou seja, em 250 bebês por milhão. Estes factos e muitos anos de investigação sobre estes fenómenos levaram os cientistas à conclusão de que não existem doses seguras de radiação.

A exposição à radiação ionizante nos genes das células germinativas pode causar mutações prejudiciais que serão transmitidas de geração em geração, aumentando a “carga mutacional” da humanidade. Condições que duplicam a “carga genética” são potencialmente fatais. Essa dose duplicada é, de acordo com as conclusões do Comité Científico das Nações Unidas sobre a Radiação Atómica, uma dose de 30 rad para exposição aguda e 10 rad para exposição crónica (durante o período reprodutivo). À medida que a dose aumenta, não é a gravidade que aumenta, mas a frequência das possíveis manifestações.

Mudanças mutacionais também ocorrem em organismos vegetais. Nas florestas expostas à precipitação radioactiva perto de Chernobyl, surgiram novas espécies de plantas absurdas como resultado de mutações. Apareceram florestas de coníferas vermelho-enferrujadas. Em um campo de trigo localizado próximo ao reator, dois anos após o acidente, os cientistas descobriram cerca de mil mutações diferentes.

Efeitos no embrião e no feto devido à irradiação materna durante a gravidez. A radiossensibilidade de uma célula muda em diferentes estágios do processo de divisão (mitose). A célula fica mais sensível no final da dormência e no início do primeiro mês de divisão. O zigoto, uma célula embrionária formada após a fusão de um espermatozóide com um óvulo, é especialmente sensível à radiação. Além disso, o desenvolvimento do embrião nesse período e a influência da radiação, inclusive dos raios X, sobre ele podem ser divididos em três etapas.

Estágio 1 – após a concepção e até o nono dia. O embrião recém-formado morre sob a influência da radiação. A morte na maioria dos casos passa despercebida.

Estágio 2 – do nono dia à sexta semana após a concepção. Este é o período de formação dos órgãos internos e membros. Ao mesmo tempo, sob a influência de uma dose de radiação de 10 rem, o embrião desenvolve toda uma série de defeitos - fenda palatina, interrupção do desenvolvimento dos membros, comprometimento da formação do cérebro, etc. possível, o que se expressa na diminuição do tamanho corporal ao nascer. O resultado da exposição materna neste período da gravidez também pode ser a morte do recém-nascido no momento do nascimento ou algum tempo depois dele. Contudo, o nascimento de uma criança viva com defeitos graves é provavelmente o maior infortúnio, muito pior do que a morte do embrião.

Estágio 3 – gravidez após seis semanas. As doses de radiação recebidas pela mãe causam retardo persistente no crescimento. O filho de uma mãe irradiada é menor que o normal ao nascer e permanece abaixo da altura média durante toda a vida. Possíveis alterações patológicas no sistema nervoso, sistemas endócrinos etc. Muitos radiologistas sugerem que a alta probabilidade de ter um filho defeituoso é motivo para a interrupção da gravidez se a dose recebida pelo embrião durante as primeiras seis semanas após a concepção exceder 10 rads. Esta dose foi incluída na legislação de alguns países escandinavos. Para efeito de comparação, com a fluoroscopia do estômago, as principais áreas da medula óssea, abdômen e tórax recebem uma dose de radiação de 30-40 rad.

Às vezes surge um problema prático: uma mulher faz uma série de radiografias, incluindo imagens do estômago e dos órgãos pélvicos, e posteriormente descobre que está grávida. A situação é agravada se a radiação ocorreu nas primeiras semanas após a concepção, quando a gravidez pode passar despercebida. A única solução para este problema é não expor a mulher à radiação durante o período especificado. Isto pode ser conseguido se uma mulher em idade reprodutiva fizer uma radiografia do estômago ou da cavidade abdominal apenas durante os primeiros dez dias após o início do período menstrual, quando não há dúvidas de que não há gravidez. Na prática médica, isso é chamado de regra dos “dez dias”. Numa emergência, os procedimentos de raios X não podem ser adiados por semanas ou meses, mas seria prudente que uma mulher informasse o seu médico sobre a sua possível gravidez antes de fazer um raio X.

As células e tecidos do corpo humano variam em seu grau de sensibilidade à radiação ionizante.

Órgãos particularmente sensíveis incluem os testículos. Uma dose de 10 a 30 rads pode reduzir a espermatogênese em um ano.

O sistema imunológico é altamente sensível à radiação.

No sistema nervoso, a retina do olho revelou-se a mais sensível, uma vez que foi observada deterioração da visão durante a irradiação. Distúrbios na sensibilidade gustativa ocorreram durante a radioterapia do tórax, e a irradiação repetida com doses de 30-500 R reduziu a sensibilidade tátil.

Alterações nas células somáticas podem contribuir para o desenvolvimento do câncer. Um tumor cancerígeno ocorre no corpo no momento em que uma célula somática, tendo escapado do controle do corpo, começa a se dividir rapidamente. A causa raiz disso são mutações em genes causadas por irradiação única repetida ou forte, levando ao fato de que as células cancerígenas perdem a capacidade, mesmo em caso de desequilíbrio, de morrer fisiológicamente, ou melhor, de morte programada. Eles se tornam, por assim dizer, imortais, dividindo-se constantemente, aumentando em número e morrendo apenas por falta de nutrientes. É assim que ocorre o crescimento do tumor. A leucemia (câncer de sangue) se desenvolve de maneira especialmente rápida - uma doença associada ao aparecimento excessivo de glóbulos brancos defeituosos - leucócitos - na medula óssea e depois no sangue. No entanto, tornou-se recentemente claro que a relação entre radiação e cancro é mais complexa do que se pensava anteriormente. Assim, um relatório especial da Associação Nipo-Americana de Cientistas afirma que apenas alguns tipos de câncer: tumores das glândulas mamárias e da tireóide, bem como leucemia, se desenvolvem como resultado de danos causados ​​​​pela radiação. Além disso, a experiência de Hiroshima e Nagasaki mostrou que o câncer de tireoide é observado com irradiação de 50 rads ou mais. O câncer de mama, do qual morrem cerca de 50% dos casos, é observado em mulheres que foram submetidas a repetidos exames de raios-X.

Uma característica das lesões por radiação é que as lesões por radiação são acompanhadas por distúrbios funcionais graves e requerem tratamentos complexos e de longo prazo (mais três meses) tratamento. A viabilidade dos tecidos irradiados é significativamente reduzida. Além disso, as complicações surgem muitos anos e décadas após a lesão. Assim, casos de aparecimento de tumores benignos foram observados 19 anos após a irradiação, e o desenvolvimento de câncer de pele e mama induzido por radiação em mulheres foi observado após 25-27 anos. Freqüentemente, as lesões são detectadas no contexto ou após exposição a fatores adicionais de natureza não radioativa (diabetes, aterosclerose, infecção purulenta, lesões térmicas ou químicas na zona de radiação).

Também deve ser levado em consideração que as pessoas que sobrevivem a um acidente de radiação sofrem estresse adicional durante vários meses e até anos depois. Esse estresse pode incluir mecanismo biológico, o que leva à ocorrência de doenças malignas. Assim, em Hiroshima e Nagasaki, foi observado um grande surto de cancro da tiróide 10 anos após o bombardeamento atómico.

Estudos realizados por radiologistas com base em dados do acidente de Chernobyl indicam uma diminuição no limiar das consequências da exposição à radiação. Assim, foi estabelecido que a irradiação de 15 rem pode causar distúrbios no funcionamento do sistema imunológico. Já ao receber uma dose de 25 rem, os liquidatários do acidente experimentaram uma diminuição no sangue dos linfócitos - anticorpos contra antígenos bacterianos, e aos 40 rem aumenta a probabilidade de complicações infecciosas. Quando expostos a doses constantes de radiação de 15 a 50 rem, eram frequentemente relatados casos de distúrbios neurológicos causados ​​por alterações nas estruturas cerebrais. Além disso, esses fenômenos foram observados a longo prazo após a irradiação.

Doença de radiação

Dependendo da dose e do tempo de irradiação, são observados três graus da doença: agudo, subagudo e crônico. Nas áreas afetadas (ao receber altas doses), geralmente ocorre doença aguda da radiação (ARS).

Existem quatro graus de ARS:

Leve (100 – 200 rad). O período inicial - a reação primária, como acontece com a RSA de todos os outros graus - é caracterizado por crises de náusea. Dor de cabeça, vômito, mal-estar geral, leve aumento da temperatura corporal, na maioria dos casos - aparecem anorexia (falta de apetite, até aversão à comida), e complicações infecciosas são possíveis. A reação primária ocorre 15–20 minutos após a irradiação. Suas manifestações desaparecem gradualmente após algumas horas ou dias, ou podem estar completamente ausentes. Segue-se um período latente, o chamado período de bem-estar imaginário, cuja duração é determinada pela dose de radiação e pelo estado geral do corpo (até 20 dias). Durante esse período, os glóbulos vermelhos esgotam sua vida útil, deixando de fornecer oxigênio às células do corpo. ARS leve é ​​curável. Possíveis consequências negativas - leucocitose sanguínea, vermelhidão da pele, diminuição do desempenho em 25% dos afetados 1,5 - 2 horas após a irradiação. Um alto teor de hemoglobina no sangue é observado dentro de 1 ano a partir do momento da irradiação. O tempo de recuperação é de até três meses. Grande importância ao mesmo tempo, têm a atitude pessoal e a motivação social da vítima, bem como o seu emprego racional;

Médio (200 – 400 rad). Ataques curtos de náusea que desaparecem 2 a 3 dias após a irradiação. O período latente é de 10 a 15 dias (pode estar ausente), durante o qual os leucócitos produzidos pelos gânglios linfáticos morrem e param de rejeitar a infecção que entra no corpo. As plaquetas param de coagular o sangue. Tudo isso se deve ao fato de que a medula óssea, os gânglios linfáticos e o baço mortos pela radiação não produzem novos glóbulos vermelhos, leucócitos e plaquetas para substituir os gastos. Inchaço da pele e aparecimento de bolhas. Essa condição do corpo, chamada de “síndrome da medula óssea”, leva 20% dos afetados à morte, que ocorre em decorrência de danos aos tecidos dos órgãos hematopoiéticos. O tratamento consiste em isolar os pacientes do ambiente externo, administrar antibióticos e transfusões de sangue. Homens jovens e idosos são mais suscetíveis à RSA moderada do que homens e mulheres de meia-idade. A perda da capacidade de trabalho ocorre em 80% das pessoas afetadas 0,5 a 1 hora após a irradiação e após a recuperação permanece reduzida por um longo período. É possível desenvolver catarata ocular e defeitos locais nos membros;

Pesado (400 – 600 rad). Sintomas característicos de distúrbios gastrointestinais: fraqueza, sonolência, perda de apetite, náuseas, vômitos, diarreia prolongada. O período latente pode durar de 1 a 5 dias. Após alguns dias aparecem sinais de desidratação: perda de peso, cansaço e esgotamento total. Esses fenômenos são decorrentes da morte das vilosidades da parede intestinal que absorvem nutrientes dos alimentos recebidos. Suas células são esterilizadas por radiação e perdem a capacidade de se dividir. Ocorre perfuração das paredes do estômago e as bactérias entram na corrente sanguínea a partir dos intestinos. Aparecem úlceras de radiação primária e infecção purulenta por queimaduras de radiação. A perda da capacidade de trabalho 0,5-1 hora após a irradiação é observada em 100% das vítimas. Em 70% das pessoas afetadas, a morte ocorre dentro de um mês por desidratação e envenenamento estomacal (síndrome gastrointestinal), bem como por queimaduras por radiação gama;

Extremamente grave (mais de 600 rads). Náuseas e vômitos intensos ocorrem minutos após a exposição. Diarréia - 4-6 vezes ao dia, nas primeiras 24 horas - comprometimento da consciência, inchaço da pele, fortes dores de cabeça. Esses sintomas são acompanhados por desorientação, perda de coordenação, dificuldade em engolir, distúrbios intestinais, convulsões e, por fim, morte. A causa imediata da morte é o aumento da quantidade de líquido no cérebro devido à sua liberação de pequenos vasos, o que leva ao aumento da pressão intracraniana. Esta condição é chamada de “síndrome de distúrbio do sistema nervoso central”.

Deve-se notar que a dose absorvida que causa danos a partes individuais do corpo e morte excede a dose letal para todo o corpo. As doses letais para partes individuais do corpo são as seguintes: cabeça - 2.000 rad, abdômen inferior - 3.000 rad, parte do topo abdômen - 5.000 rad, tórax - 10.000 rad, membros - 20.000 rad.

O nível de eficácia do tratamento da ARS alcançado hoje é considerado o limite, pois se baseia numa estratégia passiva - a esperança de recuperação independente de células em tecidos radiossensíveis (principalmente medula óssea e gânglios linfáticos), para suporte de outros sistemas do corpo , transfusão de massa plaquetária para prevenir hemorragia, glóbulos vermelhos - para prevenir a falta de oxigênio. Depois disso, resta esperar que todos os sistemas de renovação celular comecem a funcionar e eliminem as consequências desastrosas da exposição à radiação. O resultado da doença é determinado ao final de 2-3 meses. Neste caso poderá ocorrer: recuperação clínica completa da vítima; recuperação, na qual sua capacidade de trabalho será limitada em um grau ou outro; evolução desfavorável com progressão da doença ou desenvolvimento de complicações que levam ao óbito.

O transplante de medula óssea saudável é dificultado por um conflito imunológico, que é especialmente perigoso num corpo irradiado, pois esgota o já enfraquecido sistema imunitário. Cientistas radiologistas russos sugerem nova maneira tratamento de pacientes com doença de radiação. Se você retirar parte da medula óssea de uma pessoa irradiada, no sistema hematopoiético, após essa intervenção, os processos de recuperação começarão mais cedo do que no curso natural dos eventos. A parte extraída da medula óssea é colocada em condições artificiais e, após um certo período de tempo, é devolvida ao mesmo corpo. Não há conflito imunológico (rejeição).

Atualmente, os cientistas estão realizando trabalhos e obtiveram os primeiros resultados sobre o uso de radioprotetores farmacêuticos, que permitem tolerar doses de radiação aproximadamente duas vezes maiores que a dose letal. São cisteína, cistamina, cistofos e uma série de outras substâncias contendo grupos sulfideidril (SH) no final de uma molécula longa. Essas substâncias, como “limpadores”, removem os radicais livres formados, que são os grandes responsáveis ​​pelo aumento dos processos oxidativos no corpo. No entanto, uma grande desvantagem destes protetores é a necessidade de administrá-los por via intravenosa no corpo, uma vez que o grupo sulfideidril adicionado a eles para reduzir a toxicidade é destruído no ambiente ácido do estômago e o protetor perde suas propriedades protetoras.

A radiação ionizante também tem um efeito negativo nas gorduras e lipóides (substâncias semelhantes às gorduras) contidas no corpo. A irradiação interrompe o processo de emulsificação e movimento das gorduras para a região criptal da mucosa intestinal. Como resultado, gotas de gordura não emulsionada e grosseiramente emulsionada, que são absorvidas pelo corpo, entram no lúmen dos vasos sanguíneos.

O aumento da oxidação de ácidos graxos no fígado leva ao aumento da cetogênese do fígado durante a deficiência de insulina, ou seja, O excesso de ácidos graxos livres no sangue reduz a atividade da insulina. E isso, por sua vez, leva à doença generalizada do diabetes mellitus hoje.

As doenças mais típicas que acompanham os danos por radiação são neoplasias malignas (tireoide, respiratórias, pele, órgãos hematopoiéticos), distúrbios metabólicos e imunológicos, doenças respiratórias, complicações na gravidez, anomalias congênitas e transtornos mentais.

A restauração do corpo após a irradiação é um processo complexo e ocorre de forma desigual. Se a restauração dos glóbulos vermelhos e linfócitos no sangue começar após 7–9 meses, a restauração dos leucócitos começará após 4 anos. A duração deste processo é influenciada não apenas pela radiação, mas também por fatores psicogênicos, sociais, cotidianos, profissionais e outros do período pós-radiação, que podem ser combinados em um conceito “qualidade de vida” como o mais amplo e completo expressão da natureza da interação humana com fatores ambientais biológicos, condições sociais e econômicas.

Garantindo a segurança ao trabalhar com radiação ionizante

Na organização do trabalho, são utilizados os seguintes princípios básicos para garantir a segurança radiológica: selecionar ou reduzir a potência das fontes a valores mínimos; redução do tempo gasto trabalhando com fontes; aumentando a distância da fonte ao trabalhador; blindagem de fontes de radiação com materiais que absorvam ou atenuem a radiação ionizante.

Nas salas onde são realizados trabalhos com substâncias radioativas e dispositivos radioisótopos, é monitorada a intensidade de vários tipos de radiação. Estas salas devem ser isoladas das demais salas e equipadas com ventilação de insuflação e exaustão. Outros meios coletivos de proteção contra radiações ionizantes de acordo com GOST 12.4.120 são telas de proteção fixas e móveis, recipientes especiais para transporte e armazenamento de fontes de radiação, bem como para coleta e armazenamento de resíduos radioativos, cofres e caixas de proteção.

As telas de proteção fixas e móveis são projetadas para reduzir o nível de radiação no local de trabalho a um nível aceitável. A proteção contra a radiação alfa é obtida usando plexiglass com vários milímetros de espessura. Para proteção contra a radiação beta, as telas são feitas de alumínio ou plexiglass. Água, parafina, berílio, grafite, compostos de boro e concreto protegem contra a radiação de nêutrons. Chumbo e concreto protegem contra raios X e radiação gama. O vidro de chumbo é usado para visualizar janelas.

Ao trabalhar com radionuclídeos, devem ser utilizadas roupas especiais. Se a área de trabalho estiver contaminada com isótopos radioativos, roupas de filme devem ser usadas sobre macacões de algodão: roupão, terno, avental, calças, mangas compridas.

As roupas de filme são feitas de tecidos de plástico ou borracha que são facilmente limpos de contaminação radioativa. Se for utilizada roupa de filme, é necessário prever a possibilidade de fornecimento de ar por baixo da roupa.

Os conjuntos de vestuário de trabalho incluem respiradores, capacetes pneumáticos e outros equipamentos de proteção individual. Para proteger os olhos, use óculos com lentes contendo fosfato de tungstênio ou chumbo. Ao utilizar equipamentos de proteção individual, é necessário seguir rigorosamente a sequência de colocação e retirada e monitoramento dosimétrico.

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Radiação ionizante

A radiação ionizante é a radiação eletromagnética criada durante o decaimento radioativo, transformações nucleares, inibição de partículas carregadas na matéria e forma íons de diferentes sinais ao interagir com o meio ambiente.

Fontes de radiação ionizante. Na produção, as fontes de radiação ionizante podem ser isótopos radioativos (radionuclídeos) de origem natural ou artificial utilizados em processos tecnológicos, instalações de aceleradores, máquinas de raios X, lâmpadas de rádio.

Radionuclídeos artificiais resultantes de transformações nucleares nos elementos combustíveis de reatores nucleares após separação radioquímica especial são utilizados na economia do país. Na indústria, os radionuclídeos artificiais são utilizados para detecção de falhas em metais, no estudo da estrutura e desgaste dos materiais, em dispositivos e dispositivos que desempenham funções de controle e sinalização, como meio de extinção de eletricidade estática, etc.

Elementos radioativos naturais são radionuclídeos formados a partir de tório, urânio e actínio radioativos que ocorrem naturalmente.

Tipos de radiação ionizante. Na resolução de problemas de produção, existem tipos de radiação ionizante como (fluxos corpusculares de partículas alfa, elétrons (partículas beta), nêutrons) e fótons (bremsstrahlung, raios X e radiação gama).

A radiação alfa é um fluxo de núcleos de hélio emitidos principalmente por radionuclídeos naturais durante o decaimento radioativo. O alcance das partículas alfa no ar atinge 8-10 cm, no tecido biológico, várias dezenas de micrômetros. Como o alcance das partículas alfa na matéria é pequeno e a energia é muito alta, sua densidade de ionização por unidade de comprimento de caminho é muito alta.

A radiação beta é um fluxo de elétrons ou pósitrons durante o decaimento radioativo. A energia da radiação beta não excede vários MeV. O alcance no ar é de 0,5 a 2 m, em tecidos vivos - 2-3 cm. Sua capacidade ionizante é menor que a das partículas alfa.

Os nêutrons são partículas neutras com a massa de um átomo de hidrogênio. Ao interagir com a matéria, eles perdem energia em colisões elásticas (como na interação das bolas de bilhar) e inelásticas (uma bola atingindo um travesseiro).

A radiação gama é a radiação de fótons que ocorre quando o estado de energia dos núcleos atômicos muda, durante transformações nucleares ou durante a aniquilação de partículas. As fontes de radiação gama utilizadas na indústria possuem energias que variam de 0,01 a 3 MeV. A radiação gama tem alto poder de penetração e baixo efeito ionizante.

Radiação de raios X - radiação de fótons, consistindo em radiação bremsstrahlung e (ou) característica, ocorre em tubos de raios X, aceleradores de elétrons, com energia de fótons não superior a 1 MeV. A radiação de raios X, assim como a radiação gama, tem alta capacidade de penetração e baixa densidade de ionização do meio.

A radiação ionizante é caracterizada por uma série de características especiais. A quantidade de radionuclídeo é geralmente chamada de atividade. Atividade é o número de decaimentos espontâneos de um radionuclídeo por unidade de tempo.

A unidade SI de atividade é o becquerel (Bq).

1Bq = 1 decaimento/s.

A unidade extrassistêmica de atividade é o valor Curie (Ci) usado anteriormente. 1Ci = 3,7 * 10 10 Bq.

Doses de radiação. Quando a radiação ionizante passa por uma substância, ela é afetada apenas pela parte da energia da radiação que é transferida para a substância e por ela absorvida. A porção de energia transferida por radiação para uma substância é chamada de dose. Uma característica quantitativa da interação da radiação ionizante com uma substância é a dose absorvida.

Dose absorvida D n é a razão entre a energia média E transferida por radiação ionizante para uma substância em um volume elementar e uma unidade de massa m da substância neste volume?

No sistema SI, a unidade de dose absorvida é o gray (Gy), em homenagem ao físico e radiobiólogo inglês L. Gray. 1 Gy corresponde à absorção em média de 1 J de energia de radiação ionizante numa massa de matéria igual a 1 kg; 1Gy = 1J/kg.

Dose equivalente H T,R - dose absorvida em um órgão ou tecido D n, multiplicada pelo fator de ponderação correspondente para uma determinada radiação W R

Н T,R = W R * D n ,

A unidade de medida para dose equivalente é J/kg, que tem um nome especial - sievert (Sv).

Os valores de WR para fótons, elétrons e múons de qualquer energia são 1, e para partículas b e fragmentos de núcleos pesados ​​​​- 20.

Efeitos biológicos da radiação ionizante. O efeito biológico da radiação em um organismo vivo começa no nível celular. Um organismo vivo consiste em células. O núcleo é considerado a parte vital mais sensível da célula e seu principal elementos estruturais são cromossomos. A estrutura dos cromossomos é baseada na molécula de ácido dioxirribonucléico (DNA), que contém as informações hereditárias do organismo. Os genes estão localizados nos cromossomos em uma ordem estritamente definida, e cada organismo possui um conjunto específico de cromossomos em cada célula. Nos humanos, cada célula contém 23 pares de cromossomos. A radiação ionizante causa a quebra dos cromossomos, seguida pela união das pontas quebradas em novas combinações. Isso leva a uma mudança no aparato genético e à formação de células-filhas diferentes das originais. Se ocorrer dano cromossômico persistente nas células germinativas, isso leva a mutações, ou seja, ao aparecimento de descendentes com características diferentes em indivíduos irradiados. As mutações são úteis se levarem ao aumento da vitalidade do organismo e prejudiciais se se manifestarem na forma de vários defeitos congênitos. A prática mostra que quando exposto à radiação ionizante, a probabilidade de ocorrência de mutações benéficas é baixa.

Além dos efeitos genéticos que podem afetar as gerações subsequentes (deformidades congênitas), também são observados os chamados efeitos somáticos (corporais), que são perigosos não apenas para o próprio organismo (mutação somática), mas também para seus descendentes. Uma mutação somática se estende apenas a um determinado círculo de células formadas pela divisão normal de uma célula primária que sofreu uma mutação.

O dano somático ao corpo por radiação ionizante é o resultado do efeito da radiação em um grande complexo - grupos de células que formam certos tecidos ou órgãos. A radiação inibe ou até interrompe completamente o processo de divisão celular, no qual sua vida realmente se manifesta, e uma radiação forte o suficiente acaba matando as células. Os efeitos somáticos incluem danos locais à pele (queimadura de radiação), catarata ocular (turvação do cristalino), danos aos órgãos genitais (esterilização de curto prazo ou permanente), etc.

Foi estabelecido que não existe um nível mínimo de radiação abaixo do qual a mutação não ocorre. O número total de mutações causadas pela radiação ionizante é proporcional ao tamanho da população e à dose média de radiação. A manifestação dos efeitos genéticos depende pouco da taxa de dose, mas é determinada pela dose total acumulada, independentemente de ter sido recebida em 1 dia ou em 50 anos. Acredita-se que os efeitos genéticos não tenham limite de dose. Os efeitos genéticos são determinados apenas pela dose coletiva efetiva de man-sievert (man-Sv), e a detecção do efeito em um indivíduo é quase imprevisível.

Ao contrário dos efeitos genéticos, que são causados ​​​​por pequenas doses de radiação, os efeitos somáticos sempre começam com uma certa dose limite: em doses mais baixas, não ocorrem danos ao corpo. Outra diferença entre dano somático e dano genético é que o corpo é capaz de superar os efeitos da radiação ao longo do tempo, enquanto o dano celular é irreversível.

As principais normas legais no campo da segurança radiológica incluem a Lei Federal “Sobre Segurança Radiológica da População” nº 3-FZ de 09/01/96, Lei Federal “Sobre o Bem-Estar Sanitário-Epidemiológico da População” nº 52 -FZ de 30/03/99, Lei Federal “Sobre o Uso de Energia Atômica” nº 170-FZ de 21 de novembro de 1995, bem como Normas de Segurança Radiológica (NRB-99). O documento pertence à categoria de normas sanitárias (SP 2.6.1.758 -- 99), aprovadas pelo Médico Sanitário Chefe do Estado Federação Russa 2 de julho de 1999 e entrou em vigor em 1º de janeiro de 2000.

Os padrões de segurança radiológica incluem termos e definições que devem ser usados ​​na solução de problemas de segurança radiológica. Estabelecem também três classes de padrões: limites básicos de dose; níveis permitidos, que são derivados de limites de dose; limites de ingestão anual, ingestão média anual volumétrica admissível, atividades específicas, níveis admissíveis de contaminação das superfícies de trabalho, etc.; níveis de controle.

A regulação da radiação ionizante é determinada pela natureza do impacto da radiação ionizante no corpo humano. Neste caso, distinguem-se dois tipos de efeitos relacionados com doenças na prática médica: efeitos de limiar determinísticos (doença da radiação, queimadura de radiação, catarata por radiação, anomalias de desenvolvimento fetal, etc.) e efeitos estocásticos (probabilísticos) sem limiar (tumores malignos, leucemia, doenças hereditárias).

Garantir a segurança contra radiação é determinado pelos seguintes princípios básicos:

1. O princípio do racionamento é não ultrapassar os limites permitidos de doses individuais de exposição aos cidadãos a todas as fontes de radiação ionizante.

2. Princípio da justificação - proibição de todos os tipos de atividades que utilizem fontes de radiação ionizante, em que o benefício obtido para o homem e a sociedade não exceda o risco possível dano causada além da exposição natural à radiação de fundo.

3. O princípio da otimização - manter o nível mais baixo possível e alcançável, tendo em conta os fatores económicos e sociais, as doses individuais de radiação e o número de pessoas expostas ao utilizar qualquer fonte de radiação ionizante.

Dispositivos para monitoramento de radiação ionizante. Todos os instrumentos utilizados atualmente podem ser divididos em três grupos principais: radiômetros, dosímetros e espectrômetros. Os radiômetros são projetados para medir a densidade de fluxo de radiação ionizante (alfa ou beta), bem como de nêutrons. Esses instrumentos são amplamente utilizados para medir a contaminação de superfícies de trabalho, equipamentos, pele e roupas de pessoal. Os dosímetros são projetados para alterar a dose e a taxa de dose recebida pelo pessoal durante a exposição externa, principalmente à radiação gama. Os espectrômetros são projetados para identificar contaminantes com base em suas características energéticas. Espectrômetros gama, beta e alfa são usados ​​na prática.

Garantir a segurança ao trabalhar com radiações ionizantes. Todo o trabalho com radionuclídeos é dividido em dois tipos: trabalho com fontes seladas de radiação ionizante e trabalho com fontes radioativas abertas.

Fontes seladas de radiação ionizante são quaisquer fontes cujo projeto impeça a entrada de substâncias radioativas no ar da área de trabalho. Fontes abertas de radiação ionizante podem poluir o ar na área de trabalho. Portanto, os requisitos para trabalho seguro com fontes fechadas e abertas de radiação ionizante na produção foram desenvolvidos separadamente.

O principal perigo das fontes fechadas de radiação ionizante é a exposição externa, determinada pelo tipo de radiação, pela atividade da fonte, pela densidade do fluxo de radiação e pela dose de radiação por ela criada e pela dose absorvida. Princípios básicos para garantir a segurança radiológica:

Reduzir a potência das fontes a valores mínimos (proteção, quantidade); redução do tempo gasto trabalhando com fontes (proteção de tempo); aumentar a distância da fonte aos trabalhadores (proteção por distância) e blindar as fontes de radiação com materiais que absorvam a radiação ionizante (proteção por telas).

A blindagem é a forma mais eficaz de proteção contra a radiação. Dependendo do tipo de radiação ionizante, diversos materiais são utilizados na confecção das telas, e sua espessura é determinada pela potência da radiação. As melhores telas para proteção contra raios X e radiação gama são as de chumbo, o que permite obter o efeito desejado em termos de fator de atenuação com a menor espessura de tela. As telas mais baratas são feitas de vidro com chumbo, ferro, concreto, concreto barrito, concreto armado e água.

A proteção contra fontes abertas de radiação ionizante fornece proteção contra exposição externa e proteção do pessoal contra exposição interna associada à possível penetração de substâncias radioativas no corpo através do sistema respiratório, digestão ou através da pele. Os métodos para proteger o pessoal neste caso são os seguintes.

1. Utilização de princípios de proteção aplicados no trabalho com fontes fechadas de radiação.

2. Vedação de equipamentos de produção para isolar processos que possam ser fontes de entrada de substâncias radioativas no ambiente externo.

3. Atividades de planejamento. A disposição das instalações pressupõe o máximo isolamento dos trabalhos com substâncias radioativas de outras salas e áreas com finalidade funcional diferente.

4. Utilização de dispositivos e equipamentos sanitários e higiênicos, utilização de materiais de proteção especiais.

5. Uso de equipamentos de proteção individual para o pessoal. Todos os equipamentos de proteção individual utilizados para trabalhar com fontes abertas são divididos em cinco tipos: macacões, calçados de segurança, proteção respiratória, roupas isolantes e equipamentos de proteção adicionais.

6. Cumprimento das regras de higiene pessoal. Essas normas prevêem exigências pessoais para quem trabalha com fontes de radiação ionizante: proibição de fumar na área de trabalho, limpeza completa (descontaminação) da pele após o término do trabalho, realização de monitoramento dosimétrico de contaminação de roupas de trabalho, calçados especiais e pele. Todas essas medidas envolvem a eliminação da possibilidade de entrada de substâncias radioativas no corpo.

Serviços de segurança radiológica. A segurança do trabalho com fontes de radiação ionizante nas empresas é controlada por serviços especializados - os serviços de segurança radiológica são compostos por pessoas que receberam formação especial em instituições de ensino secundário e superior ou cursos especializados do Ministério da Energia Atómica da Federação Russa. Estes serviços estão dotados dos instrumentos e equipamentos necessários que lhes permitem resolver as tarefas que lhes são atribuídas.

As principais tarefas determinadas pela legislação nacional de monitorização da situação radiológica, dependendo da natureza do trabalho realizado, são as seguintes:

Monitorar a taxa de dose de raios X e radiação gama, fluxos de partículas beta, nitrons, radiação corpuscular nos locais de trabalho, salas adjacentes e no território do empreendimento e na área observada;

Monitorar o conteúdo de gases radioativos e aerossóis no ar dos trabalhadores e demais dependências do empreendimento;

Controle da exposição individual dependendo da natureza do trabalho: controle individual da exposição externa, controle do conteúdo de substâncias radioativas no corpo ou em órgão crítico separado;

Controle da quantidade de substâncias radioativas liberadas na atmosfera;

Monitoramento do conteúdo de substâncias radioativas em águas residuais, lançado diretamente no esgoto;

Controle da coleta, remoção e neutralização de resíduos sólidos e líquidos radioativos;

Monitoramento do nível de poluição de objetos ambientais fora do empreendimento.