Владимир Макашев - Опасные ситуации техногенного характера и защита от них: учебное пособие

Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент – коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества. Значения коэффициента для различных видов излучений приведены в табл. 7.

Таблица 7

Коэффициент относительной биологической эффективности для различных видов излучений

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (биологический эквивалент рада). 1 Зв = 100 бэр. Одни органы и ткани человека более чувствительны к действию радиации, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения разных органов и тканей следует учитывать с разным коэффициентом, который называется коэффициентом радиационного риска. Умножив значение эквивалентной дозы на соответствующий коэффициент радиационного риска и просуммировав по всем тканям и органам, получим эффективную дозу, отражающую суммарный эффект для организма. Взвешенные коэффициенты устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всего организма составляла единицу. Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы. Она также измеряется в зивертах или бэрах.

Радиоактивные вещества и их активность

Радиоактивные вещества принято оценивать по их активности.

Активность определяется числом распадов, происходящих в данном количестве вещества за единицу времени. Активность изотопа чаще определяется периодом полураспада.

Период полураспада радиоактивного изотопа — промежуток времени, за который число радиоактивных атомов данного изотопа уменьшается вдвое. Так, для урана-238 он составляет приблизительно 4,5 млрд лет, а для полония-212 – около 3 · 10-7 с.

Наиболее опасны те радиоактивные вещества, период полураспада которых близок к продолжительности жизни человека. Большую опасность для здоровья человека представляют наиболее распространенные в природе изотопы, например, стронций-90 (имеющий период полураспада 28 лет) и цезий-137 (период полураспада 33 года). Из короткоживущих радиоактивных изотопов наиболее распространен радон-222, составляющий 1/3 естественной радиации. Период его полураспада равен 3,8 суток.

В системе СИ активность измеряется в беккерелях (Бк). 1 Бк равен одному распаду ядра в секунду. Часто пользуются внесистемной единицей – кюри (Ки); 1 Ки = 3,7 · 1010 Бк.

Активность в ряде случаев измеряют в милликюри (мКи), составляющей 10-3 кюри, и микрокюри (мкКи) = 10-6кюри.

Воздействие ионизирующего излучения на живые организмы

Биологическое действие ионизирующих излучений на организм имеет ряд особенностей:

     • неся в себе огромную опасность для здоровья и жизни, оно неощутимо человеком;

     • существует скрытый (инкубационный) период проявления действия ионизирующего излучения, который может быть весьма продолжительным;

     • одним из видов последствий облучения являются так называемые генетические эффекты – разнообразные наследственные заболевания, возникающие в результате мутаций (изменений) в половых клетках;

     • получаемые человеком дозы излучений накапливаются в организме (кумулятивный эффект), поэтому вероятность возникновения заболеваний пропорциональна длительности воздействия радиации;

     • наиболее чувствительны к облучению дети в период роста;

     • степень чувствительности к облучению различных органов и тканей человека неодинакова;

     • радиочувствительность живых организмов также весьма различна (смертельная доза для бактерий в 100 раз превышает дозу для млекопитающих).

5.2. Радиационно опасные объекты и аварии на них

Радиационно опасные объекты

Ядерные технологии несут в себе опасность радиационного загрязнения окружающей среды и лучевого воздействия на живые организмы. Эксплуатация ядерных объектов показала, что, несмотря на все принимаемые меры, на них нельзя исключить возможность аварий, в т. ч. и с выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду.

Радиационная авария — нарушение пределов безопасной эксплуатации ядерно-энергетической установки, оборудования или устройства, при которых произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, приводящий к облучению населения и загрязнению окружающей среды. Причинами аварии могут быть нарушения барьеров безопасности, предусмотренных проектом реактора; образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении ТВЭлов; нарушение контроля и управления цепной ядерной реакцией.

Радиационно опасные объекты (РОО) — научные, народнохозяйственные (промышленные) или оборонные объекты, при разрушениях которых могут произойти массовые радиационные поражения людей, животных и растений, а также заражение среды.

Радиационные аварии и их классификации

В зависимости от вида радиационно опасного объекта, масштабов и опасности последствий существует несколько различных классификаций радиационных аварий, происшествий и инцидентов. В табл. 8 приведена одна из них, принятая Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) для оценки происшествия.

Таблица 8

Международная шкала оценки происшествий на АЭС, адаптированная для России

Зоны радиационно опасных объектов

В период функционирования РОО с целью профилактики и контроля выделяют две основные зоны безопасности:

     • санитарно-защитная зона (СЗЗ) — территория вокруг объекта, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации объекта может превысить предельно допустимую дозу (ПДД);

     • зона наблюдения — территория, где возможно влияние радиоактивных сбросов и выбросов РОО и где облучение проживающего населения может достигать установленной предельно допустимой дозы.

На случай радиационной аварии рассматривают 5 зон, имеющих различную степень опасности для здоровья людей:

     • зона возможного опасного радиоактивного загрязнения — территория, в пределах которой прогнозируются дозовые нагрузки, не превышающие 10 рад в год;

     • зона ограничений — территория, в пределах которой доза γ-облучения может превысить 10 рад (но не более 25 рад), а доза облучения щитовидной железы радиоактивным йодом – не более 30 рад;

     • зона профилактических мероприятий — территория, в пределах которой доза внешнего γ-облучения населения за время формирования радиоактивного следа выброса при аварии на РОО может превысить 25 рад (но не более 75 рад), а доза облучения щитовидной железы радиоактивным йодом составляет около 30 рад (максимально – 50 рад);

     • зона экстренных мер защиты населения — территория, в пределах которой доза внешнего γ-излучения населения может превысить 75 рад, а доза внутреннего облучения щитовидной железы радиоактивным йодом – 250 рад;

     • зона радиационной аварии — территория, на которой могут быть превышены пределы дозы и пределы годового поступления.

После стабилизации радиационной обстановки в районе аварии устанавливаются зоны:

     • зона отчуждения (загрязнение по γ-излучению – свыше 20 мрад/ч; по цезию – свыше 40 Ки/км2; по стронцию – свыше 10 Ки/км2);

     • зона временного отселения (загрязнение по γ-излучению – от 5 до 20 мрад/ч; по цезию – от 15 до 40 Ки/км2; по стронцию – от 3 до 10 Ки/км2);

5.3. Уровень радиации и предельно допустимые дозы облучения

Мощность дозы естественного (природного и техногенного) радиоактивного фона на территории РФ составляет 0,01–0,02 мР/ч.

Согласно Федеральному закону «О радиационной безопасности населения» № 3-ФЗ от 9 января 1996 г. и поправке к ст. 9 от 1999 г. с января 2000 года для населения средняя годовая эффективная доза равна 0,001 зиверта или эффективная доза за период жизни (70 лет) – 0,07 зиверта; в отдельные годы допустимы бо́льшие значения эффективной дозы при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за пять последовательных лет, не превысит 0,001 зиверта.