90924

Дослідження і оцінка радіоактивного забруднення об’єктів у навколишньому середовищі

Лабораторная работа

Военное дело, НВП и гражданская оборона

Радіоактивне забруднення в атмосфері – це наявність радіоактивних речовин в кількостях, які перевищують рівень природного вмісту на поверхні і в об’ємах, в тілі людини, в побуті і на виробництві, в навколишньому середовищі.

Украинкский

2015-07-10

116.03 KB

0 чел.

Лабораторно-практичне заняття № 7

  Тема: Дослідження і оцінка радіоактивного забруднення об’єктів у навколишньому середовищі        

Мета роботи: 

а) вивчити прилади, засвоїти методики вимірювання радіоактивного забруднення.

б) вивчити теоретичний матеріал теми;

в) вивчити зовнішню будову дозиметра-радіометра АНРИ-01-02  “Сосна”, дозиметра “Белла”;

г) дати відповіді на питання для контролю та самоконтролю.

Лабораторне та методичне забезпечення:

Дозиметр-радіометр АНРИ-01-02 “Сосна”, дозиметр “Белла”; навчально-методичний посібник.

           Теоретичні відомості

Радіоактивне забруднення в атмосфері – це наявність радіоактивних речовин в кількостях, які перевищують рівень природного вмісту на поверхні і в об’ємах, в тілі людини, в побуті і на виробництві, в навколишньому середовищі.

З курсів хімії і фізики відомо, що на початку таблиці Менделєєва знаходяться особливо “міцні” і найбільш поширені у Всесвіті елементи, в ядрах яких число протонів дорівнює числу нейтронів (це водень, гелій, вуглець). У кінці таблиці ядра сильно збагачені нейтронами: число нейтронів в важких ядрах перевищує число протонів більш ніж в 1,5 рази. Наприклад, в ядрі урану 23892U на 92 протони приходиться 238 – 92 = 146 нейтронів. Такі ядра (нукліди) нестабільні і самочинно розпадаються з виділенням енергії. При цьому їх атомний номер і масове число змінюються. Такий процес називається радіоактивністю, а самі елементи – радіоактивними. До них відносяться уран, торій, радій, калій та інші.

Так, з атома урану-238, в ядрі якого протони і нейтрони ледве утримуються разом силами зчеплень, час від часу виривається компактна група 3 4-х частин – двох протонів і двох нейтронів (α-частинка). Уран перетворюється в торій −234, з торію-234 один з нейтронів перетворюється в протон і вилітає неспарений електрон з атома (β-випромінювання) і утворюється протантиній-234 і т. п.

При кожному такому акті розпаду (самочинних перетворень)  вивільняється енергія, яка і передається далі у вигляді випромінювання ядром частинки, яка складається з 2-х протонів і 2-х нейтронів, − це α-випромінювання; відрив електрона, як у випадку розпаду торію-234, − це β-випромінювання. Часто нестабільний нуклід виявляється настільки збудженим, що випромінювання не призводить до повного зняття збудження, тоді він викидає порцію чистої енергії (фотон світла), яка називається γ-випромінювання (γ-квантом).

Відомо, що альфа-випромінювання () представляє собою потік позитивно заряджених частинок (тобто двічі іонізованих ядер гелію – іонів Не++), які рухаються із швидкістю  20 000 км/с. Вони мають дуже велику іонізуючу і малу проникну здатність. Пробіг -частинок в повітрі не перевищує 11 см, а в м’яких тканинах він вимірюється мікронами. Наприклад, листок паперу вже затримує -промені.

-випромінювання не представляє небезпеки до того часу, поки радіоактивні елементи, які випромінюють -частинки, не проникнуть всередину організму через відкриту рану, з їжею або з повітрям.

Бета-випромінювання () –  це потік від’ємно заряджених частинок (електронів). Їх швидкість наближається до швидкості світла, тобто дорівнює 3108 м/с. Іонізуюча здатність їх менша ніж -частинок, а проникна здатність висока (проникають через шар алюмінію товщиною до 0,5 мм; в повітрі їх пробіг становить до декількох  метрів, в тканини організму проникає на глибину 1-2 см). Вплив на організм людини цього випромінювання, і відповідно захист, залежить від енергії – частинки, що випромінюється. Для різних радіонуклідів вона є різною.

Гамма-випромінювання () – це потік фотонів із дуже малою довжиною хвилі і, отже, з дуже великою енергією. Іонізуюча здатність низька, а проникна – перевищує проникну здатність -, -променів і навіть рентгенівських (проникають через товщу свинцю в декілька сантиметрів).  У повітрі проникає на сотні метрів, біологічні тканини проходить наскрізь. Отже, створюється так зване іонізуюче випромінювання, яке має здатність проникати через матеріали різної товщини, а також іонізувати повітря і живі клітини організмів.

Іонізація – це процес утворення іонів, тобто акт розділення електрично нейтрального атому на дві протилежно заряджені частини – позитивний іон  і від’ємний електрон.

Процес утворення позитивного іона полягає у вириванні електрона з електронної оболонки нейтрального атома, для чого необхідно затратити деяку енергію. Електрон, вирваний із ядра в результаті іонізації, "прилипає" до нейтрального атома чи нейтральної молекули, утворюючи негативний іон. Іони, що виникли, зникають в результаті рекомбінації – процесу з’єднання негативних та позитивних іонів, в якому утворюються нейтральні атоми або молекули.

Отже, іонізуючим називається випромінювання, взаємодія якого з середовищем призводить до утворення іонів різних знаків.

Джерелом іонізуючого випромінювання (ІВ) є природні та штучні радіоактивні речовини та елементи (уран, радій, цезій, стронцій та ін.). Джерела ІВ широко використовуються в атомній енергетиці, медицині (для діагностики та лікування).та в різних галузях промисловості (для дефектоскопії металів, контролю якості зварних з’єднань, боротьби з розрядами статичної електрики, пошуку корисних копалин та ін.).

Одиниці вимірювання радіоактивних випромінювань та їх дози

Радіоактивне випромінювання є одним із видів ІВ. Радіоактивні елементи, радіонукліди утворюють випромінювання в момент перетворення одних атомних ядер в інші. Вони характеризуються періодом напіврозпаду (П. П.) – часом, за який розпадається половина ядер даного нукліда (від секунд до млн. років). Це означає, що за два періоди залишиться чверть радіоактивних ядер, за три – одна восьма і т. д.

Іонізуюча здатність радіоактивних елементів (радіонуклідів) характеризується їх активністю (числом радіоактивних розпадів за одиницю часу). За одиницю активності радіонукліду в системі СІ прийнято одне ядерне перетворення за секунду (розп/с). Ця одиниця називається беккерелем (бк) – 1 Бк = 1 розп/с. Позасистемною одиницею вимірювання активності являється Кюрі (Кі).

Кюрі – це одиниця радіоактивності, яка визначається як  кількість будь-яких радіоактивних ядер, в яких проходить 3,71010 (37 млрд.) розпадів за секунду.

Міра дії ІВ в будь-якому середовищі залежить від енергії випромінювання й оцінюється дозою ІВ. Доза ІВ визначається для повітря, речовини і біологічної тканини. Відповідно розрізняють дозу поглинання (поглинуту і еквівалентну) та експозиційну дозу.

І. Доза поглинання Dn  визначається:

                                         Dn  = dE ∕ dm,                                                 (7.1)

де dE – середня енергія, яка передана випромінюванням речовині в деякому елементарному об’ємі, Дж;

dm – маса речовини в цьому об’ємі, кг.

Поглинута доза характеризує енергію ІВ, що поглинається одиницею маси опроміненої речовини.

За одиницю поглинутої дози випромінювання в системі СІ прийнято джоуль на кілограм (Дж/кг) – це грей. Грей – це така поглинута доза випромінювання, при якій 1 кг речовини поглинає енергію в 1 Дж (1 Гр = 1 Дж/ кг). Застосовується і позасистемна одиниця рад (1 рад = 0,01 Гр= 0,01 Дж ∕ кг).

Проте поглинута доза ІВ не враховує того, що вплив на біологічний об’єкт однієї і тієї ж дози різних видів випромінювань неоднаковий. Так, при однаковій дозі поглинання α-випромінювання значно небезпечніше ніж β- або γ- випромінювання. Щоб врахувати цей ефект, введено поняття еквівалентної дози. За одиницю вимірювання еквівалентної дози в системі СІ прийнятий зіверт (Зв). Зіверт дорівнює поглинутій дозі в 1 Дж ∕ кг. Позасистемною одиницею являється бер (біологічний еквівалент рада). 1 бер = 0,01 Зв. Потужність еквівалентної дози в системі СІ вимірюється в Зв ∕ с, в позасистемній одиниці в бер ∕ с.

Вплив α-, β-, γ-променів на біологічні об’єкти характеризується відносною біологічною ефективністю (ВБЕ) коефіцієнтом якості опромінення – К;  для α-променів Кα = 20; β-, γ-променів Кβ,γ = 1.

Коефіцієнт якості К враховує те, що при однаковій поглинутій дозі α-випромінювання значно небезпечніше (приблизно в 20 разів) ніж β- чи γ-випромінювання. Отже, еквівалентна доза Некв. визначається як добуток поглинутої дози Dn та коефіцієнта якості даного випромінювання Кя:

Некв. = Dn ∙ Кя                               (7.2)

У зв’язку з тим, що різні частини тіла людини (органи, тканини) мають різну чутливість до опромінення, дози опромінення  слід враховувати з різними коефіцієнтами. Якщо помножити еквівалентні дози на відповідні коефіцієнти і підсумувати їх по всіх органах, матимемо ефективну еквівалентну дозу. Вона показує сумарний ефект впливу радіоактивних випромінювань для організму і вимірюється в зівертах.

                                        Не.еф. = ∑ Некв ∙ Кчутл.,                                                                    (7.3)        

де Не.еф. – ефективна еквівалентна доза;

Некв. – еквівалентна доза;

Кчутл. − коефіцієнт, який враховує, чутливість різних тканин до опромінювання. Ці три поняття описують тільки індивідуально одержані дози.

II. Доза опромінювання.

Для характеристики дози по ефекту іонізації, який є в повітрі, використовується так звана експозиційна доза (х) рентгенівського і -випромінювання.  Доза опромінювання – це кількість заряду, який виникає в результаті іонізації маси повітря. Доза опромінювання  Do визначається:

Do = dQ ∕ dm,

де dQ – повний заряд іонів одного знаку, що виникають у малому об’ємі повітря; dm – маса повітря в цьому об’ємі, кг.

За одиницю експозиційної дози в системі СІ прийнято кулон на кілограм (Кл ∕ кг) – це експозиційна доза  фотонового випромінювання, при якій корпускулярна емісія в сухому атмосферному повітрі масою 1 кг виробляє іони, які несуть заряд кожного знаку, рівний 1 Кл. Позасистемною  одиницею являється рентген (Р).

Рентген – це доза рентгенівського або  -випромінювання, під дією якого в 1 см3 сухого повітря при нормальних умовах (t = 00С, Р = 760 мм.рт.ст.) утворюються іони, які несуть 1 електростатичну одиницю кількості електрики кожного знаку (дозі в  1 Р відповідає утворення 2,08109 пар іонів в 1 см3 повітря). Потужність експозиційної дози в системі СІ вимірюється в кулонах на кілограм за годину; в позасистемній одиниці – в рентгенах за годину (Р/г). 1Р = = 2,58∙10-4 Кл ∕ кг.

Біологічна дія іонізуючих випромінювань (ІВ)

Під впливом ІВ атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні процеси, які впливають на характер подальшої діяльності людини.

За даними одних досліджень, іонізація атомів і молекул, що виникає під дією випромінювання, веде до розриву зв’язків у білкових молекулах, що призводить до загибелі клітин і ураження організму.

Згідно з іншими даними, у формуванні біологічних наслідків ІВ відіграють роль продукти радіолізу води, яка, як відомо становить 70-75% маси організму людини. При іонізації води утворюються атом водню (Н+) і гідроксильна група (ОН-) за схемою Н2 ОН+ + ОН-. Так як в організмі є кисень, то в присутності кисню утворюються пероксидні сполуки НО2  і Н2 О2, які в свою чергу являються сильними окислювачами. Останні вступають у хімічну взаємодію з молекулами білків, ферментів, руйнуючи їх, що призводить до зміни біохімпроцесів, у результаті чого порушуються обмінні процеси, пригнічується активність ферментних систем, сповільнюється і припиняється ріст тканин, порушуються функції кровотворних органів, змінюється склад крові, виникають нові хімічні речовини – токсини. А це призводить до порушення життєдіяльності окремих органів і організму в цілому.

Вплив радіоактивного випромінювання можна уявити таким чином. Відомо, що їжа, яка надходить в організм людини, розкладається на більш прості сполуки, які потім надходять через мембрану в середину кожної клітини і будуть використані як будівельний матеріал для відтворення собі подібних. Під час потрапляння випромінювання на мембрану відразу ж порушуються молекулярні зв’язки, атоми перетворюються в іони. Крізь зруйновану мембрану в клітину починають надходити токсичні речовини, робота її порушується. Якщо доза випромінювання невелика, відбувається рекомбінація електронів, тобто повернення їх на своє місце. Молекулярні зв’язки відновлюються, і клітина продовжує виконувати свої функції. Якщо ж доза опромінення висока, або багато разів повторюється, то електрони не встигають рекомбінувати; молекулярні зв’язки не відновлюються; виходить із ладу велика кількість клітин; робота органів розладнується; нормальна життєдіяльність організму стає неможливою.

Специфічна дія ІВ полягає в тому, що швидкість протікання хімічних реакцій, які зумовлені вільним  радикалами, висока; в цих реакціях беруть участь сотні і тисячі молекул, які не опромінені.

Таким чином, ефект дії ІВ зумовлений не кількістю поглинутої енергії об’єктом, що опромінюється, а формою, в якій ця енергія передається. Ніякий інший вид енергії, (електрична, теплова та ін.) що поглинається біологічним ефектом у тій самій кількості, не призводить до таких змін , які спричиняє ІВ.

Необхідно визначити деякі особливості дії ІВ на організм людини:

  1.  висока ефективність поглинутої енергії. Навіть невелика кількість поглинутої енергії ІВ може викликати суттєві біологічні зміни в організмі людини;
  2.  наявність прихованого періоду проявлення впливу ІВ;
  3.  малі дози ІВ можуть накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);
  4.  органи чуття не реагують на випромінювання;
  5.  різні органи мають різну чутливість до ІВ;
  6.  ІВ впливає не лише безпосередньо на саму людину, але і на його майбутнє потомство (генетичний ефект);
  7.  ступінь впливу ІВ залежить від індивідуальних властивостей організму. Зміни в організмі можуть бути незворотного та невиліковного характеру.

Найсильнішого впливу зазнають клітини червоного кісткового мозку, щитовидна залоза, легені, внутрішні органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень поділу. При одній і тій самій дозі випромінювання у дітей вражається більше клітин, ніж у дорослих, тому що у дітей всі клітини перебувають у стадії поділу.

Червоний кістковий мозок та інші складники кровотворної системи дорослої людини найбільше страждають при опромінюванні і втрачають здатність нормально функціонувати вже при дозах 0,5-1 Гр. Якщо доза не дуже велика, щоб викликати пошкодження всіх клітин, кровотворна система може повністю відновити свої функції.

Необхідно відмітити, що, попадаючи в живі організми, радіонукліди викликають мутагенні, канцерогенні та інші зміни. Найбільш небезпечними являються ті, які мають період піврозпаду (Т = 1/2) від декількох діб до десятків років. Наприклад, для  131J – п.п. = 8,06 діб;  137Cs – п.п. = 50,5 діб; 89Sr – п.п. = 50 діб. Особливо небезпеними є 90Sr і  144Cs, які легко засвоюються рослинами, тваринами і людиною. 90Sr  за своїми хімічними властивостями подібний до кальцію і при недостатку останнього в організмі він може відкладатися в тканинах костей і в зубах.

Радіонукліди йоду (131J, 133J, 135J) можуть відкладатися у щитовидній залозі; цезію – у шлунково-кишковому тракті; у м’язах – калій, рубідій, цезій у печінці, нирках, селезінці – полоній, рутеній; тритій, вуглець, залізо, полоній – розподіляються рівномірно в організмі людини.

Нормування радіаційної безпеки

Радіаційна безпека регламентується нормами радіаційної безпеки України – НРБУ-97. У НРБУ-97 наведено три категорії людей, які ризикують зазнати опромінення:

  1.  категорія А – персонал, що професійно працює з радіоактивними речовинами;
  2.  категорія Б – особи, що безпосередньо не працюють  із радіоактивними речовинами, але за умовами проживання або розміщення їх робочих місць можуть потрапити під дію опромінення;
  3.  категорія Б – інше населення країни.

Для трьох категорій осіб встановлені норми на день, тиждень і рік, які приведені в табл. 7.1.

Таблиця 7.1

Норми для трьох категорій осіб

Категорія

День

Тиждень

Рік

А

17 мбер

100

0,5 бер

Б

17 мбер

10

0,5 бер

В

не вище, ніж для категорії Б

Для категорії В опромінення в основному відбувається за рахунок природного фону та ренгено-діагностики, дози, яких незначні і не можуть викликати в організмі відчутних несприятливих змін.

  1.  Вплив радіації на здоров ’я людини

Відомо, що проникаюча радіація спричиняє іонізацію атомів і молекул організму. Це призводить до порушення життєвих функцій окремих органів, ураження кісткового мозку, розвитку променевої хвороби.

Розрізняють чотири ступені променевої хвороби: І – легкий (при опроміненні 100-200 бер); II – середньої важкості (200-300 бер); Ш – тяжкий (300-500 бер); IV – дуже тяжкий (більше 500 бер).

При опроміненні організму розрізняють гостре й пролонговане (тривале) одноразове й багаторазове опромінення. Під гострим розуміють короткочасне опромінення при високій потужності дози, а під пролонгованим – тривале при невеликій потужності дози.

Обидва види опромінення можуть бути одноразовими й фракціонованими (роздрібненими). За одноразове опромінення приймають опромінення, одержане протягом 1–4 діб (незалежно від кількості отриманих доз). Крім того, відомим є хронічне опромінення, яке може розглядатися як різновид фракціонованого опромінення, що проходить тривалий час при малих дозах.

Гостра променева хвороба виникає при тотальному одноразовому зовнішньому рівномірному опроміненні в 1–10 Гр. При цьому уражаються кістковий мозок, основною функцією якого є продукування клітин крові, зокрема еритроцитів, лімфоцитів і тромбоцитів. Відсутність або недостатня кількість цих клітин обумовлює основні патологічні прояви гострої променевої хвороби – інфекційний та геморагічний синдром (виникнення інфекційно-запалювальних процесів, кровотечі і крововиливи різної локалізації).

У всіх випадках опромінення при дозах, що перевищують 1 Гр, розвивається первинна реакція організму на радіацію: нудота, блювота, зникнення апетиту. Іноді відчуваються сухість і гіркота у роті. У постраждалих з’являється відчуття важкості у голові, головний біль, загальна слабість, сонливість тощо. На ділянках тіла, що потрапили під опромінення потужністю 6-10 Гр, виникає перехідна гіперемія (почервоніння), болючий свербіж. У осіб, які постраждали найбільше, первинна реакція виникала через 0,5-3 години і тривала протягом кількох днів. Несприятливими ознаками, які обумовлюють тяжке протікання хвороби, є розвиток шокоподібного стану зі зникненням артеріального тиску, короткочасна втрата свідомості тощо.

Через 2-4 дні симптоми первинної реакції зникають. Хвороба входить у другу стадію, яку називають прихованою, її тривалість залежить від отриманої дози опромінення. Через 2-4 тижні самопочуття хворих різко погіршується, настає критична стадія хвороби з характерними для неї інфекційними й геморагічними синдромами. У хворих, які лікувалися, вона триває від одного до трьох тижнів. Потім настає четверта стадія хвороби – відновлення, її тривалість – 2-2,5 місяці.

За прийнятою Міжнародним Комітетом радіаційного захисту безпороговою концепцією, не існує абсолютно безпечних доз і будь-яке опромінення пов’язане з ризиком виникнення негативних ефектів. Вміст навіть невеликої кількості радіонуклідів у живих тканинах і організмах часто приводить до виникнення серйозних захворювань, мутацій, онкоутворень, зменшення імунітету та ін. Дуже чутливі до підвищеної радіації ембріони і діти. Вона викликає клітинні деформації, спричиняє народження мутантів, аномалії розвитку і росту. Найнебезпечнішими для людей є мутації зародкових статевих клітин.

Віддалені наслідки опромінення — скорочення тривалості життя; розвиток з’єднувальної тканини (фіброзів) у шкірі, легенях, нирках та інших органах, що призводить до порушення їхніх функцій. Віддаленими наслідками є також порушення ендокринної рівноваги, катаракта, зниження імунітету. До найтяжчих наслідків опромінення слід віднести виникнення злоякісних новоутворень і виникнення у нащадків спадкових захворювань.

Орієнтовні норми радіаційної безпеки людини:

  1.  450 бер – тяжкий ступінь променевої хвороби;
  2.  100 бер – нижній рівень розвитку променевої хвороби;
  3.  75 бер – короткочасна незначна зміна складу крові;
  4.  25 бер – допустиме аварійне опромінення персоналу (разове);
  5.  10 бер – допустиме аварійне опромінення населення (разове);
  6.  бер – допустиме опромінення персоналу за рік;
  7.  бери – опромінення під час рентгеноскопії зубів (місцеве);
  8.  500 мбер – допустиме опромінення населення за рік;
  9.  100 мбер – фонове опромінення на рік;
  10.  30 бер – місцеве опромінення при рентгеноскопії шлунка;
  11.  1 мкбер – перегляд одного хокейного матчу по телевізору;
  12.  35 бер межа для населення за 70 років (середня тривалість життя).

Допустимі рівні забруднення:

  1.  внутрішнє приміщення дитячих закладів – 0,02 мР/год;
  2.  верхній одяг дітей – 0,05 мР/год;
  3.  територія дошкільних закладів – 0,04 мР/год;
  4.  верхній одяг, взуття, засоби індивідуального захисту – 0,045 мР/год;
  5.   автотракторна техніка – 0,055 мР/год.
  6.  Шляхи потрапляння в організм людини радіоактивних речовин.

Радіоактивні речовини можуть потрапляти в організм такими способами: інгаляційним (разом із повітрям, що вдихається); через шлунково-кишковий тракт (разом із їжею та водою); через шкіру.

Джерела радіоактивності є компонентами харчових ланцюгів атмосфера – вітер дощ – ґрунт – рослини – тварини – людина. Найбільшу небезпеку серед них становлять: ізотопи йоду, стронцію, барію, ітрію, лантаноїдів, цирконію, ніобію, молібдену, телуру, рутенію. Вони проникають не лише через травний тракт, систему дихання, поверхні ран та опіків, але й при сильному радіоактивному забрудненні неушкоджених ділянок шкіри.

Шляхи потрапляння радіонуклідів в організм можна пояснити таким чином: радіоактивний пил осідає на листі рослин, на плодах, на ґрунті й у водоймах; із ґрунту через коріння радіонукліди потрапляють всередину рослин. Навіть, якщо ці рослини не вживає людина, їх можуть їсти тварини, чиє м’ясо потім використовують для харчування люди. Потрапивши в організм людини, радіонукліди опромінюють органи й тканини із середини.

Йод-131 є γ- і β-випромінювачем, поглинається щитовидною залозою; цезій-137 – γ- й β-випромінювач, накопичується у лімфовузлах і печінці; стронцій – 90 — γ- і р-випромінювач, накопичується у кістковій тканині; плутоній-239 накопичується в легенях і репродуктивних органах.

Через деякий час після радіоактивного забруднення місцевості рівень радіації зменшується.

Період напіврозпаду – час, за який розпадається половина всіх атомів радіоактивного елемента. Критичний орган – життєво важливий орган або система, які перші уражаються в діапазоні доз випромінювання. За швидкістю виведення нуклідів органи розміщуються таким чином: легені, щитовидна залоза, печінка, нирки, селезінка, шкіра, м’язи, кістяк і т, д.

Органи дихання мають природний захист, який полягає в здатності епітелію бронхів самоочищатися й повертати велику кількість нуклідів назад у носоглотку. Але значна їхня частина потім потрапляє у кишково-шлунковий тракт людини.

З ґрунту сільськогосподарські культури засвоюють лише ті радіонукліди, які розчиняються у воді. За ступенем накопичення нуклідів рослини можна розмістити у такий спадний ряд: капуста – буряк – картопля – пшениця – природні трав’яні покриви. Перехід нуклідів у рослини залежить також від характеру ґрунту: найменший – там, де переважають чорноземні масиви, найбільший –  у торф’яно-болотистих і піщаних районах.

Радіонукліди розносяться по всьому організму та інкорпоруються (відкладаються, накопичуються) у різних органах. За ступенем концентрації радіонуклідів органи можна розмістити у такій послідовності: щитовидна залоза – печінка – нирки – м’язи. Найбільш небезпечними для людини є такі ізотопи: йод-131 – для щитовидної залози, стронцій-89 і стронцій-90 – для кісток, цезій-137 – для м’язів.

Після інкорпорації радіоактивні речовини починають виділятися з організму різними шляхами: радіоактивні гази – через органи дихання, решта – із калом, сечею, потом, слиною, грудним молоком. Основним шляхом виведення нуклідів з організму є кишково-шлунковий тракт і нирки. При одноразовому потраплянні радіоізотопи видаляються з організму людини порівняно швидко. Наприклад, через 5 днів після надходження їхній загальний вміст в організмі зменшується приблизно у 10 разів, а через 45 днів – у 300 разів. Найшвидше вони виводяться з м’яких тканин і дещо повільніше – із кісток.

Три основних типи розподілу радіонуклідів в організмі: скелетний (Са, Sr, Ва, Rа); дифузний, тобто рівномірний (К, Na, Н, N, Ро) і вибірковий, який характерний для йоду і деяких інших елементів. Більше половини радіойоду, який потрапляє в організм, накопичується у щитовидній залозі.

  1.  Способи захисту від радіації
  2.  Концепція радіозахисного харчування. Сучасна концепція радіозахисного харчування базується на трьох основних принципах:
  3.  обмеження надходження радіонуклідів із їжею;
  4.  гальмування всмоктування, накопичення й прискорення їхнього виведення;
  5.  підвищення захисних сил організму.

Реалізація зазначених принципів здійснюється різноманітними способами, які можна розділити на дві групи: специфічні й неспецифічні. До специфічних способів належать фізико-технічні (захист часом, відстанню, засобами екранування), біологічні (радіозахисне харчування, йодна профілактика) та хімічні (радіопротектори); до неспецифічних належать: фізична загартованість, психологічна рівновага, гігієна тіла й житла.

Радіозахисні речовини – це радіоблокатори, радіопротектори, радіокорпоранти.

Радіоблокатори блокують шкідливий вплив радіоактивних речовин. До них належать вітаміни А, С, Е, мікроелементи (селен, цинк, мідь).

Радіопротектори – це хімічні речовини, що підвищують стійкість організму до опромінення і послаблюють перебіг променевої хвороби. Наукою створені ефективні радіопротектори, такі, як ціанід натрію, азот, сульфамідні групи речовин тощо.

Розроблені також хімічні засоби для очищення шкіри від радіоактивного забруднення і препарати, які здатні зв’язувати плутоній.

Радіокорпоранти зменшують всмоктування радіоактивних речовин в організмі. Антиоксиданти – це антиокислювачі: вітаміни та мікроелементи.

За допомогою радіопротекторів відбувається штучне виведення з організму резорбованих радіонуклідів, а також тих, які не всмокталися. Цьому сприяють чисті продукти харчування та їжа, котра штучно збагачена компонентами радіопротекторної дії.

  1.  Рекомендації щодо використання в їжу продуктів харчування, забруднених радіонуклідами. Для створення безпеки населення в умовах радіоактивного забруднення місцевості при постійному вживанні в їжу місцевих продуктів харчування необхідно дотримуватися певних правил, котрі сприятимуть зведенню до мінімуму накопичення радіонуклідів в організмі людини.

При радіоактивному забрудненні особливістю підготовки продуктів харчування рослинного походження до вживання в їжу є застосування таких заходів первинної дезактивації і технологічної обробки, як миття овочів у проточній воді, зрізання головок коренеплодів, видалення верхніх листків капусти тощо. Ці заходи знижують вміст радіонуклідів у 2-10 разів. У випадках подальшої переробки овочів і фруктів, наприклад, у процесі соління, маринування, вміст радіоактивних елементів зменшується ще в декілька разів, але вживати розсоли й маринади в їжу не рекомендується. При застосуванні в їжу різноманітних продуктів харчування рослинного й тваринного походження існують деякі відмінності в рекомендаціях щодо їхнього використання.

Продукти харчування рослинного походження

Перед використанням у їжу або на відгодівлю тваринам картоплі необхідно ретельно відмити її від ґрунту у проточній воді або у звичайних умовах, оновлюючи воду не менше, ніж 2-3 рази. Окрім цього, при очищенні картоплі від лушпиння потрібно знімати якомога товщий шар.

Перед використанням у їжу коренеплодів, зокрема буряка й моркви, треба ретельно відмити їх від частинок ґрунту й зрізати головки коренеплодів не менше, ніж на 1/4.

Усі фрукти та ягоди перед уживанням миють у проточній воді, а технологія приготування варення, соків і компотів з них нічим не відрізняється від традиційної.

Загальноприйняті способи переробки олійних культур для одержання олії забезпечують значне зниження вмісту в них радіоактивних речовин.

Кукурудза й інші зернові та зернобобові культури не накопичують радіонукліди в таких обсягах, як овочі та фрукти. Тому після попередньої обробки (перевіювання й звільнення від ґрунтового пилу) їх дозволяється використовувати для приготування страв і на відгодівлю худоби без обмежень. Відходи, отримані внаслідок переробки продуктів рослинництва, використовують для приготування корму сільськогосподарським тваринам.

Продукти харчування тваринного походження

Для зниження концентрації радіоактивних речовин у молоці його переробляють на молочні продукти, тим самим запобігаючи накопиченню в організмі людини значної кількості радіонуклідів. У домашніх умовах дозволяється використовувати знежирені сироватку та сир. При переробці сметани й вершків на вершкове масло основна частина радіоактивних речовин відходить у рідину (маслянку). Якщо вершкове масло ще й перетопити, то радіоактивних речовин можна позбутися майже повністю. Таким чином, молоко й деякі молочні продукти, які мають незначний рівень радіоактивного зараження, після переробки дозволяється використовувати для харчових або кормових цілей.

Зменшити радіоактивну зараженість м’яса можна способом засолювання. При цьому м’ясо розрізають на шматки й засолюють, багаторазово оновлюючи розсіл (радіоактивний цезій переходить у розчин і таким чином видаляється із продукту). Інший спосіб виведення радіонуклідів із м’яса полягає у тому, що його промивають проточною водою або 0,85 % розчином кухонної солі. Ефективність цього способу зростає одночасно із збільшенням строку контакту м’яса з рідиною, підвищенням ступеня його подрібнення (до 2,5 см) та інтенсивності перемішування під час промивання. Але при переробці дуже подрібненого м’яса (м’ясної стружки) утрачається до 30-40 % поживних речовин, що негативно впливає на харчові й смакові властивості і ставить під сумнів доцільність споживання таких продуктів. М’ясний бульйон у їжу використовувати не дозволяється.

Таблиця 7.2

Ефективність зменшення радіоцезію у продуктах харчування тваринного походження

Спосіб обробки

Продукти

Ступінь зниження радіоцезію

Варіння (30-40 хв)

М’ясо

у 3-6 разів

Промивання у проточній воді протягом 12 год або в 0,85 %-му розчині

М’ясо

у 1,5-3 рази

Перетоплення

Сало

у 20 разів

Сало містить менше радіоактивних речовин, ніж інші продукти тваринництва. Але для приготування солоного шпика краще використовувати метод мокрого посолу, у процесі якого радіонукліди видаляються із сала в розсіл. Залежність зменшення кількості радіоактивного цезію від способу переробки м'яса й сала в домашніх умовах подана в табл. 7.2.

             3.3  Санітарні заходи в особистих підсобних господарствах в умовах радіоактивного забруднення місцевості. Дотримання санітарних правил на забруднених територіях дає змогу суттєво зменшити надходження радіонуклідів у житлові приміщення й організм людини. Цього досягають завдяки дотриманню чистоти в домашніх умовах: у приміщеннях роблять вологе прибирання; робочий одяг і взуття залишають поза житловими кімнатами; попіл із печей вибирають після попереднього його зволожування; побутові предмети перед тим, як внести в приміщення, протирають.

Істотного зменшення рівня надходження радіоактивних речовин у помешкання досягають завдяки насадженню біля будинків дерев, високорослих кущів і квітів, які швидко ростуть.

Важливим заходом знезараження місцевості є перекопування ґрунту на необроблених ділянках, а також санітарна обробка території: прибирання сміття й захоронення харчових відходів. При цьому необхідно дотримуватися певних правил: захоронення проводити в спеціально виритих ямах на глибині до 1 м, а місце захоронення повинно бути огороджене і позначене; воду після обмивання взуття й предметів, котрі вносяться з вулиці, потрібно зливати в одному місці, яке має бути віддаленим від джерел питної води (криниць) не менше, ніж на 20 м.

Санітарна гігієна під час проведення сільськогосподарських робіт спрямована на зменшення лозових навантажень від зовнішнього й внутрішнього опромінення і полягає у митті з милом відкритих ділянок тіла після виконання робіт, дотримання чистоти робочого одягу, який необхідно зберігати поза житловим приміщенням.

Деякі види діяльності в особистому господарстві (перевіювання иасіїшя, прибирання сміття, вибирання попелу тощо) здійснюють в умовах підвищеної запиленості. Для запобігання потраплянню радіоактивних речовин у легені достатньо використати засоби індивід}- ального протипилового захисту, наприклад, респіратор або ватно- марлеву пов'язку. При цьому слід пам'ятати, що строк дії ватно- марлевої пов’язки становить від 30 хв. до 2 год.

4. Визначення радіоактивного забруднення продуктів харчування. За допомогою дозиметрів і датчиків іонізаційного випромінювання можна визначити радіоактивне забруднення продуктів харчування за

їхнім зовнішнім у-випромінюванням. Мінімальний рівень радіоактивного забруднення, який потребує уваги, становить 4 кілобеккереля на кілограм (літр) — 4 кБк/кг. Радіоактивне забруднення продуктів харчування викликане в основному ізотопом цезію-137, який, наприклад, концентрується в молоці та м’ясі.

Для контролю рівня забруднення молока чи м’ясопродуктів не¬обхідно дозиметр або датчик розмістити впритул лівим боком до по¬судини, яка містить 1 л молока або 1 кг м’ясопродуктів. Якщо забру¬днення контрольованих продуктів досягає 4 кБк/кг (л), то покази до¬зиметра чи датчика повинні збільшитися на 0,15 мкЗв/год. (15 мкР/год.) понад фон. При виявленні такого радіоактивного за¬бруднення продуктів харчування рекомендується відмовитися від їх¬нього споживання або обмежити споживання вдвічі порівняно зі звичайним раціоном. У табл. 7.3 наведено дані про допустимий вміст радіоактивних речовин у продуктах харчування і воді.

 

Таблиця 7.3

Допустимі рівні вмісту радіонуклідів у продуктах харчування (Бк/кг) і питній воді (Бк/л)

Продукти харчування

Цезій-137

Стронцій-90

Картопля

60

20

Лікарські рослини

600

200

М’ясо й м’ясні продукти

200

20

Молоко й молочні продукти

100

20

Овочі та зелень

40

20

Питна вода

2

2

Продукти дитячого харчування

40

5

Риба й рибні продукти

150

35

Продукти харчування

Цезій-137

Стронцій-90

Свіжі дикорослі ягоди та гриби

500

50

Сушені дикорослі ягоди й гриби

2500

250

Фрукти

70

10

Хліб, хлібопродукти

20

5

Яйця (в 1 шт.)

6

2

Захист від ІВ

Захист від ІВ складається з комплексу організаційних, технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів.

Організаційні заходи передбачають:

  1.  захист від зовнішніх джерел випромінювання;
  2.  попередження розповсюдження радіонуклідів в робочому приміщенні і довкіллі;
  3.  відповідна підготовка приміщень;
  4.  організація дозиметричного контролю;
  5.  забезпечення своєчасного збирання і видалення радіоактивних відходів із приміщень у спеціальних контейнерах;
  6.  позначення приміщень, контейнерів знаком радіаційної небезпеки – на жовтому фоні три червоних пелюстки.

Санітарно-гігієнічні заходи передбачають:

  1.  забезпечення чистоти приміщень;
  2.  щоденне вологе прибирання;
  3.  улаштування припливно-витяжної вентиляції з щонайменше п’ятикратним повітрообміном;
  4.  дотримання норм особистої гігієни;

До лікувально-профілактичних заходів належать:

  1.  медогляд осіб, що працюють  з радіоактивними речовинами;
  2.  режим праці та відпочинку;
  3.  використання радіопротекторів – речовин, що підвищують стійкість організму до ІВ.

Важливе значення має застосування засобів індивідуального захисту (ЗІЗ) – це халати, костюми, шапочки, гумові рукавички, тапочки, бахіли, засоби захисту органів дихання та ін.

Порядок виконання роботи:

Вивчити призначення і зовнішню будову дозиметра-радіометра АНРИ-01-02 “Сосна”.

За допомогою приладу можна виміряти:

  1.  потужність експозиційної дози γ-випромінювання;
  2.  густину потоку β-випромінювання із забруднених поверхонь;
  3.  оцінити об’ємну активність радіонуклідів в речовинах.

Діапазон вимірювання потужності:

  1.   еквівалентної дози γ-випромінювання від 0,1 до 99,99 мкЗв ∕ г (для цього покази приладу необхідно помножити на коефіцієнт 10).

Діапазон вимірювання густини потоку β-випромінювання із забруднених поверхонь від 10 до 500 част ∕ см2 хв.

Діапазон оцінки об’ємної активності розчинів (за ізотопом 137Сs):  10-7− 10-6 Кл∕л ; 3,7 ∙ 103 – 3,7 ∙ 104Бк∕л;

Час вимірювання – (205) с.

Рис. 7.1. Зовнішній  вигляд і розташування органів управління дозиметра-радіометра АНРИ-01-02 "Сосна":

1− цифрове рідкокристалічне табло; 2 – гніздо розйому для підключення виносного блоку детектування; 3 – заглушка; 4 – перемикач режимів роботи; 5 – кнопка контролю працездатності приладу; 6 – вимикач живлення; 7 – кнопка "пуск" ∕ "стоп"; вимкнення; 8 – кришка відсіку елемента живлення.

Завдання до виконання роботи

  1.  Опрацювати матеріал теоретичних відомостей лабораторно- практичного заняття та рекомендовану літературу за темою.
  2.  Визначити радіоактивну забрудненість продуктів харчування і води за їхнім зовнішнім гамма-випромінюванням.
  3.  Оформити результати вимірювань та обчислень у вигляді таблиці (табл. 7.4).  
  4.  На. основі одержаних результатів сформулювати висновки.

Таблиця 7.4 Результати дослідної роботи

Номер

досліду

Продукти

харчування

Результати вимірювань, мкЗв/год

Середнє

значення,

мкЗв/год

1

Питна вода

2

Перші страви

3

М’ясні вироби

Питання для контролю та самоконтролю

  1.  Що називається радіоактивним забрудненням об’єктів у навколишньому середовищі?
  2.  Пояснити на прикладі процес радіоактивного розпаду.
  3.  Пояснити, що собою представляють α-, β-, γ-випромінювання та їх вплив на людину.
  4.  Що таке іонізація і як виникає іонізоване середовище?
  5.  Що називається активністю радіонукліду, її одиниці?
  6.  Дати поняття поглинутої дози і її одиниць.
  7.  Дати поняття експозиційної дози і її одиниць.
  8.  Яку дію чинить радіоактивне випромінювання на воду, що є в біологічних тканинах?
  9.  Пояснити деякі особливості дії іонізуючих випромінювань на організм людини.
  10.  Пояснити норми радіаційної  безпеки.
  11.  Які Ви знаєте засоби захисту від дії іонізуючих випромінювань? Пояснити їх.
  12.  Розповісти про призначення дозиметра-радіометра АНРИ-01-02 "Сосна".
  13.   Яким чином радіоактивні речовини можуть потрапляти до організму людини?

14. Які форми перебігу променевої хвороби?

15. Які є рекомендації щодо використання в їжу продуктів харчування, забруднених радіонуклідами?

16. У чому полягають основні положення концепції радіозахисного харчування? Як вони  реалізуються?

17. Коли і за якими рекомендаціями необхідно приймати препарати стабільного йоду, щоб захисний ефект йодної профілактики був найбільшим?

18. У чому особливість проведення йодної профілактики для дітей дошкільного віку?

19. Які ви знаєте радіозахисні речовини? Для чого їх застосовують?

20. Що називають антиоксидантами і для чого вони використовуються?

21. Яким чином визначають рівень забрудненості радіоактивними речовинами продуктів харчування і води за їхнім зовнішнім у- випромінюванням?

22. Які санітарні заходити доцільно проводити на забрудненій радіонуклідами території для зменшення їхнього впливу на здоров’я людини?

23. Які особливості захоронення харчових відходів, забруднених радіонуклідами?

24. Який повинен бути порядок дій для населення, яке повідомили про радіаційну небезпеку?

25. Як виготовити ватно-марлеву пов’язку? Від чого залежить строк її ефективної дії?

ДОДАТОК

до лабораторної роботи № 7

Таблиця 1

Тимчасово допустимі норми

радіоактивного забруднення різних об’єктів в населених пунктах

№ п∕п

Об’єкт забруднення

Нормований рівень забрудненості бета-частинками, мр∕год

1

Натільна і постільна білизна

0,01

2

Верхня одежа і взуття

0,02

3

Внутрішні поверхні жилих приміщень і предметів особистого користування, які знаходяться в них

0,01

4

Відкриті поверхні території населених пунктів, зовнішні поверхні будівель

0,2

5

Зовнішні поверхні транспортних засобів і механізмів і покрить доріг в населених пунктах

0,1

6

Внутрішні поверхні транспортних засобів і кабін механізмів

0,05

7

Внутрішні поверхні службових приміщень в суспільних споруд. Зовнішні поверхні встановленого в них обладнання

0,02

Таблиця 2

Тимчасові допустимі рівні сумарного вмісту радіонуклідів 137Сs і 134Сs в продуктах харчування і в питній воді

№ пп

Назва продукту

Бк∕кг

Ки∕л

по 137С s

Ки∕л

по 90Sr

Ки∕кг

1

Вода питна

18,5

5∙10-10

1∙10-10

5∙10-10

2

Молоко, кисломолочні продукти, сметана, творог, сир

370

1∙10-8

1∙10-9

1∙10-8

3

Масло вершкове, молоко згущене і концентроване.

1110

3∙10-9

3∙10-8

4

Молоко сухе

1850

3∙10-9

5∙10-8

5

М’ясо (свинина, баранина), птиця, риба, яйця (меланж), рибні продукти

2,5∙10-9

5∙10-8

6

Яловичина та продукти з неї

8∙10-8

7

Жири рослинні та тваринні, маргарин

1∙10-8

1∙10-8

8

Картопля, коренеплоди, овочі, столова зелень, плоди, фрукти, ягоди

1∙10-9

2∙10-8

9

Хліб і хлібопродукти, крупи, мука, цукор

1∙10-9

1∙10-8

10

Консервовані продукти із овочів, садових фруктів і ягід, мед

2∙10-8

2∙10-8

11

Дитяче харчування (всіх видів)

1∙10-8

1∙10-10

1∙10-8

12

Сухі фрукти садові

3∙10-8

 

Таблиця 3

Тимчасові  допустимі норми вмісту радіоактивних речовин

№ п/п

Об’єкт забруднення

Допустимий вміст по 137Cs, 134 Cs Ки/л; Ки/кг

  1.  

Вода питна

510-10

  1.  

Молоко

110-8

  1.  

Згущене молоко

310-8

  1.  

Сир м’який і твердий

110-8

  1.  

Масло вершкове

310-8

  1.  

Сметана

110-8

  1.  

Жири рослинні

110-8

  1.  

Маргарин

110-8

  1.  

М’ясо і м’ясні продукти (свинина, баранина, птиця)

510-8

  1.  

Яйце

510-8

  1.  

Риба

510-8

  1.  

Овочі

210-8

  1.  

Зелень

210-8

  1.  

Картопля

210-8

  1.  

Свіжі ягоди і фрукти

310-8

  1.  

Сушені ягоди і фрукти

210-8

  1.  

Соки

110-8

  1.  

Крупи, зерно, зернопродукти

110-8

  1.  

Хліб і хлібопродукти, борошно

110-8

  1.  

Цукор

110-8

  1.  

Гриби

510-8

  1.  

Лікарські рослини

510-8

  1.  

Сухе молоко

510-8

  1.  

М’ясо яловичини і продукти яловичини

810-8

  1.  

Продукти консервовані із овочів, фруктів, ягід, мед

210-8

  1.  

Дитяча їжа

110-8


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60164. Сценарий к 8 марта «Самой любимой и родной мамочке» 3.82 MB
  Милых мам и бабушек в этот светлый день Поздравлять и радовать никому не лень. Все вокруг стараются им цветы дарить, Поздравленья разные чаще говорить. (2 раза) Все преображается в этот день кругом, Женскими улыбками полон каждый дом.
60166. Дніпропетровщина – мій рідний край 142.5 KB
  Центр області – місто Дніпропетровськ. Географія Протяжність області з півночі на південь 130 кілометрів із заходу на схід – 300 кілометрів. Водойми В області протікає 217 річок з них 55 довжиною понад 25 км.
60167. Моя творчість тобі, рідний краю! Позакласний захід 170.5 KB
  Хто вони творчі люди Які вони талановиті діти Чи маємо ми змогу всі бути талановитими Як можемо розвивати свої здібності щоб розкрити природні таланти Саме на ці питання і спробуємо знайти відповідь на цьому уроці.
60168. Година спілкування, Україна – моя Батьківщина 142.84 KB
  Мета: розширювати та поглиблювати знання учнів про рідну Батьківщину, учити їх висловлювати своє ставлення до держави; формувати громадянські уявлення та патріотичні почуття приналежності до української нації...
60169. Жінки в долі та творчості Т.Шевченка 104.5 KB
  Щось до лона пригортає і з туманом розмовляє: Виходить Ганна з дитиною на руках: Ой тумане тумане Мій латаний талане Чому мене не сховаєш Отут серед лану Чому мене не задавиш У землю не вдавиш...
60170. Пожежонебезпечні і вибухонебезпечні речовини та матеріали 141 KB
  Міні-вистава Небазпечні іграшки Дійові особи: Хлопчики : Миколка Василько Андрійко Бабуся Марина Дівчинка Настя Два лікарі Міліціонер Скверик.
60171. Круглий стіл: «Попередження насильства в сімї» 148.5 KB
  Мета: сформулювати уявлення про насильство та розвинути знання про методи захисту від насильства, вміти протистояти насильству; висловлювати своє відношення до можливих випадків насильства.
60172. Позакласний захід “Свято казки” 186.5 KB
  Дітей люблю і поважаю Завжди учу добро робити Всіх цінувати і любити. Всі мене мабуть впізнали Я Сніжинкою зовусь. Пеппі Де море берег омиває І сяйво півночі сіяє Країна Швеція лежить А в ній повільно час біжить Десь на околиці містечка...