ДОПОГ. Специализированный курс по перевозке радиоактивных материалов (Класс 7)

Радиоактивность. Общие понятия

В 1896 году А. Беккерель в поисках ответа на вопрос о природе излучения, открытого в предыдущем году В. Рентгеном, обнаружил почернение фотопластинки под воздействием соли урана. Было установлено, что испускаемое ураном излучение приводило к ионизации воздуха. Эти явления, которые Марией Кюри были названы радиоактивностью, свидетельствовали о самопроизвольном (спонтанном) распаде ядер. В результате распада происходило образование новых элементов, что коренным образом изменило господствовавшее в XIX веке представление о химическом элементе.

В 1903 г. Беккерель получил совместно с Пьером и Марией Кюри Нобелевскую премию по физике «В знак признания его выдающихся заслуг, выразившихся в открытии самопроизвольной радиоактивности». В его честь названа единица радиоактивности в системе единиц СИ — беккерель (Бк).

Радиоактивность происходит от латинских слов radio – излучаю (radius – луч), activus – действенный, активный.

Радиоактивность – это способность ядер атомов некоторых химических элементов разрушаться, видоизменяться с испусканием атомных, субатомных частиц, гамма-квантов.

К радиоактивным относятся превращения ядер с испусканием

– a-частиц (альфа-распад),
– электронов и позитронов (бета-распад),
– спонтанное деление ядер.

Радиоактивность часто сопровождается g-излучением.

Различают:

Естественная радиоактивность – самопроизвольный распад ядер элементов, встречающихся в природе (открыта А. Беккерелем).

Искусственная радиоактивность – самопроизвольный распад ядер элементов, полученных искусственным путем через соответствующие ядерные реакции (обнаружена в 1934 г. И. Жолио-Кюри и Ф. Жолио-Кюри для открытых ранее двух новых элементов – радия и полония).

Испускаемые частицы взаимодействуют с атомами среды. Это может приводить к образованию ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул, т.е. к  ионизации воздуха. Такое излучение впоследствии стали называть ионизирующим.

Радиоактивность и сопутствующее ей ионизирующее излучение всегда существовали и на Земле, и в Космосе. Поэтому во всякой живой ткани присутствуют следы радиоактивности.

Экранирование живых организмов от естественного радиационного фона приводит к ослаблению процессов жизнедеятельности организмов и снижению их жизнеспособности.

Естественный радиационный фон является неотъемлемым фактором окружающей среды, таким же как, например, гравитация и электромагнитные поля. Все живые организмы развиваются в условиях постоянного воздействия естественной радиации. Она играет существенную роль в процессе жизнедеятельности живых организмов. Причем в различных местах земного шара ее количественное значение существенно меняется.

Ионизирующее излучение — это вид излучения энергии такой мощности, что оно способно отделять электроны от атомов или молекул, тем самым вызывая изменения на атомном уровне при взаимодействии с веществом, включая живые организмы. Такие изменения обычно сопровождаются образованием ионов (электрически заряженных атомов или молекул) — отсюда и возник термин «ионизирующее» излучение.

В больших дозах ионизирующее излучение может повредить клетки или органы нашего тела или даже привести к смерти. В случае надлежащего использования и в правильных дозах, а также при соблюдении необходимых мер защиты, этот вид излучения имеет множество полезных применений, например, в производстве энергии, в промышленности, в научных исследованиях, в медицинской диагностике и лечении различных заболеваний, таких как рак. Хотя ответственность за регулирование в области использования источников излучения и радиационной защиты лежит на государствах, МАГАТЭ оказывает поддержку законодателям и регулирующим органам через всеобъемлющую систему международных норм безопасности, направленных на защиту работников и пациентов, а также населения и окружающей среды от потенциально вредного воздействия ионизирующего излучения.

Некоторые радионуклиды сильно радиоактивны – время их жизни до распада чрезвычайно мало (вплоть до нескольких миллисекунд – например, Нобелий, Лоуренсий), другие – слабо радиоактивны, и могут не распадаться тысячи и миллионы лет (изотопы урана, радия). Длительность жизни радионуклидов (время, в течение которого они сохраняют свои свойства) сильно варьируется от одного элемента к другому.

Периодом полураспада называется время, за которое радиоактивное вещество естественным образом теряет половину своей радиоактивности. Таким образом, в конце 10 периодов полураспада радиоактивность вещества снижается в 1024 раза. Период полураспада полония 214 составляет одну секунду, в то время как урана 238 – 4,5 миллиарда лет.

Кривая радиоактивного распада: через два периода радиоактивность вещества снижается в четверо, через три – в восемь раз и т.д.

Несколько примеров радиоактивности
Период полураспада вещества обратно пропорционален радиоактивности радионуклида: чем длиннее период полураспада, тем меньше радиоактивность. В следующей таблице приведены примеры активности на один грамм вещества (йод 131, цезий 137, плутоний 239, уран 238).

Радиоактивный элемент	Период полураспада	Удельная активность
Йод 131	8 дней	4,6 квадриллионов Бк/г
Цезий 137	30,2 лет	3,2 триллионов Бк/г
Плутоний 239	24 000лет	2,3 миллиарда Бк/г
Уран 238	4,5 миллиарда лет	12 300 Бк/г

Доза излучения — в радиационной безопасности, физике и радиобиологии — величина, используемая для оценки степени воздействия ионизирующего излучения на любые вещества, живые организмы и их ткани.

Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения со средой — это ионизационный эффект. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.

Экспозиционная доза — это отношение суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованных после полного торможения в воздухе электронов и позитронов, освобождённых или порождённых фотонами в элементарном объёме воздуха, к массе воздуха в этом объёме.

В международной системе единиц (СИ) единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, делённый на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица — рентген (Р). 1 Кл/кг = 3876 Р.

Мощность дозы

Мощность дозы (интенсивность облучения) — приращение соответствующей дозы под воздействием данного излучения за единицу времени. Имеет размерность соответствующей дозы (поглощённой, экспозиционной и т. п.), делённую на единицу времени. Допускается использование различных специальных единиц (например: Зв/час, бэр/мин, мЗв/год и др.).

Сводная таблица единиц измерения

Физическая величина	Внесистемная единица	Единица СИ	Переход от внесистемной единицы к единице СИ
Активность нуклида в радиоактивном источнике	Кюри (Ки)	Беккерель (Бк)	1 Ки = 3.7⋅1010 Бк
Экспозиционная доза	Рентген (Р)	Кулон/килограмм (Кл/кг)	1 Р = 2,58⋅10−4 Кл/кг
Поглощенная доза	Рад (рад)	Грей (Дж/кг)	1 рад = 0,01 Гр
Эквивалентная доза	Бэр (бэр)	Зиверт (Зв)	1 бэр = 0,01 Зв
Мощность экспозиционной дозы	Рентген/секунда (Р/c)	Кулон/килограмм (в) секунду (Кл/кг·с)	1 Р/c = 2.58⋅10−4 Кл/кг·с
Мощность поглощённой дозы	Рад/секунда (Рад/с)	Грей/секунда (Гр/с)	1 рад/с = 0.01 Гр/c
Мощность эквивалентной дозы	Бэр/секунда (бэр/с)	Зиверт/секунда (Зв/с)	1 бэр/c = 0.01 Зв/с
Интегральная доза	Рад-грамм (Рад·г)	Грей-килограмм (Гр·кг)	1 рад·г = 10−5 Гр·кг

Перечень радиоактивных материалов класса 7, их классификация и свойства

2.2.7.1 Определения

2.2.7.1.1 Радиоактивный материал – любой материал, содержащий радионуклиды, в котором концентрация активности, а также полная активность груза превышают значения, указанные в пунктах 2.2.7.2.2.1–2.2.7.2.2.6. 2.2.7.1.2 Радиоактивное загрязнение Радиоактивное загрязнение – наличие радиоактивности на поверхности в количествах, превышающих 0,4 Бк/см2 для бета- и гамма-излучателей и для альфаизлучателей низкой токсичности, или 0,04 Бк/см2 для всех других альфа-излучателей. Нефиксированное радиоактивное загрязнение – радиоактивное загрязнение, которое может быть удалено с поверхности при обычных условиях перевозки. Фиксированное радиоактивное загрязнении – радиоактивное загрязнение, не являющееся нефиксированным радиоактивным загрязнением.

2.2.7.1.3 Определения конкретных терминов

А1 и А2

А1 – значение активности радиоактивного материала особого вида, которое указано в таблице в пункте 2.2.7.2.2.1 или определяется согласно положениям пункта 2.2.7.2.2.2 и используется для определения пределов активности для требований ДОПОГ.

А2 – значение активности радиоактивного материала, иного, чем радиоактивный материал особого вида, которое указано в таблице в пункте 2.2.7.2.2.1 или определяется согласно положениям пункта 2.2.7.2.2.2 и используется для определения пределов активности для требований ДОПОГ.

Делящиеся нуклиды – уран-233, уран-235, плутоний-239 и плутоний-241. Делящийся материал означает материал, содержащий любой из делящихся нуклидов. Под определение делящегося материала не подпадают:

а) необлученный природный уран или обедненный уран;

и b) природный уран или объединенный уран, облученный только в реакторах на тепловых нейтронах.

Радиоактивный материал с низкой способностью к рассеянию – твердый радиоактивный материал или твердый радиоактивный материал в герметичной капсуле, имеющий ограниченную способность к рассеянию и не находящийся в порошкообразной форме. Материал с низкой удельной активностью (LSA* ) – радиоактивный материал, который по своей природе имеет ограниченную удельную активность, или радиоактивный материал, к которому применяются пределы установленной средней удельной активности.

Материалы внешней защиты, окружающей материал LSA, при определении установленной средней удельной активности не должны учитываться. Альфа-излучатели низкой токсичности – природный уран; обедненный уран; природный торий; уран-235 или уран-238; торий-232; торий-228 и торий-230, содержащиеся в рудах или в форме физических и химических концентратов; или альфа-излучатели с периодом полураспада менее 10 суток.

Удельная активность радионуклида – активность на единицу массы данного нуклида. Удельная активность материала – активность на единицу массы материала, в котором радионуклиды в основном распределены равномерно. Радиоактивный материал особого вида:

а) либо нерассеивающийся твердый радиоактивный материал;

b) либо закрытая капсула, содержащая радиоактивный материал. Объект с поверхностным радиоактивным загрязнением (SCO**) – твердый объект, который, не являясь сам по себе радиоактивным, содержит радиоактивный материал, распределенный на его поверхности. Необлученный торий – торий, содержащий не более 10–7 г урана-233 на грамм тория-232. Необлученный уран – уран, содержащий не более 2 × 103 Бк плутония на грамм урана-235, не более 9 × 106 Бк продуктов деления на грамм урана-235 и не более 5 × 10–3 г урана-236 на грамм урана-235.

Уран природный, обедненный, обогащенный: Природный уран – уран (который может быть химически выделен), содержащий природную смесь изотопов урана (приблизительно 99,28% урана-238 и 0,72% урана-235 по массе). Обедненный уран – уран, содержащий меньшее в процентном выражении количество урана-235 по массе по сравнению с природным ураном. Обогащенный уран – уран, содержащий количество урана-235 в процентном выражении по массе больше 0,72%. Во всех случаях присутствует очень небольшое в процентном выражении по массе количество урана-234.

2.2.7.2 Классификация

2.2.7.2.1.1 Радиоактивный материал должен быть отнесен к одному из номеров ООН, указанных в таблице 2.2.7.2.1.1 в зависимости от уровня активности радионуклидов, содержащихся в упаковке, наличия или отсутствия у этих радионуклидов способности к делению, типа упаковки, предъявляемой к перевозке, а также характера или формы содержимого упаковки или специальных условий, регулирующих перевозку, в соответствии с положениями, изложенными в подразделах 2.2.7.2.2–2.2.7.2.5

Таблица 2.2.7.2.1.1 Отнесение к номерам ООН

2.2.7.2.2 Определение уровня активности 2.2.7.2.2.1 В таблице 2.2.7.2.2.1 приведены следующие основные значения для отдельных радионуклидов:

a) A1 и A2 в ТБк;

b) концентрации активности для материалов, на которые распространяется изъятие, в Бк/г;

и c) пределы активности для грузов, на которые распространяется изъятие, в Бк.

Taблица 2.2.7.2.2.1. Основные значения для отдельных радионуклидов

a) Значения A1 и/или A2 для этих материнских радионуклидов включают вклад от дочерних радионуклидов с периодом полураспада менее 10 суток, перечисленных ниже:
Mg-28 Al-28
Ar-42 K-42
Ca-47 Sc-47
Ti-44 Sc-44
Fe-52 Mn-52m
Fe-60 Co-60m
Zn-69m Zn-69
Ge-68 Ga-68
Rb-83 Kr-83m
Sr-82 Rb-82
Sr-90 Y-90
Sr-91 Y-91m
Sr-92 Y-92
Y-87 Sr-87m
Zr-95 Nb-95m

Zr-97 Nb-97m, Nb-97
Mo-99 Tc-99m
Tc-95m Tc-95
Tc-96m Tc-96
Ru-103 Rh-103m
Ru-106 Rh-106
Pd-103 Rh-103m
Ag-108m Ag-108
Ag-110m Ag-110
Cd-115 In-115m
In-114m In-114
Sn-113 In-113m
Sn-121m Sn-121
Sn-126 Sb-126m
Te-118 Sb-118
Te-127m Te-127
Te-129m Te-129
Te-131m Te-131
Te-132 I-132
I-135 Xe-135m
Xe-122 I-122
Cs-137 Ba-137m
Ba-131 Cs-131
Ba-140 La-140
Ce-144 Pr-144m, Pr-144
Pm-148m Pm-148
Gd-146 Eu-146
Dy-166 Ho-166
Hf-172 Lu-172
W-178 Ta-178
W-188 Re-188
Re-189 Os-189m
Os-194 Ir-194
Ir-189 Os-189m
Pt-188 Ir-188
Hg-194 Au-194
Hg-195m Hg-195
Pb-210 Bi-210
Pb-212 Bi-212, Tl-208, Po-212
Bi-210m Tl-206
Bi-212 Tl-208, Po-212
At-211 Po-211
Rn-222 Po-218, Pb-214, At-218, Bi-214, Po-214
Ra-223 Rn-219, Po-215, Pb-211, Bi-211, Po-211, Tl-207
Ra-224 Rn-220, Po-216, Pb-212, Bi-212, Tl-208, Po-212
Ra-225 Ac-225, Fr-221, At-217, Bi-213, Tl-209, Po-213, Pb-209
Ra-226 Rn-222, Po-218, Pb-214, At-218, Bi-214, Po-214
Ra-228 Ac-228
Ac-225 Fr-221, At-217, Bi-213, Tl-209, Po-213, Pb-209
Ac-227 Fr-223
Th-228 Ra-224, Rn-220, Po-216, Pb-212, Bi-212, Tl-208, Po-212
Th-234 Pa-234m, Pa-234
Pa-230 Ac-226, Th-226, Fr-222, Ra-222, Rn-218, Po-214
U-230 Th-226, Ra-222, Rn-218, Po-214
U-235 Th-231
Pu-241 U-237

Pu-244 U-240, Np-240m
Am-242m Am-242, Np-238
Am-243 Np-239
Cm-247 Pu-243
Bk-249 Am-245
Cf-253 Cm-249

b) Ниже перечислены материнские нуклиды и их вторичные частицы, включенные в вековое равновесие:
Sr-90 Y-90
Zr-93 Nb-93m
Zr-97 Nb-97
Ru-106 Rh-106
Ag-108m Ag-108
Cs-137 Ba-137m
Ce-144 Pr-144
Ba-140 La-140
Bi-212 Tl-208 (0,36), Po-212 (0,64)
Pb-210 Bi-210, Po-210
Pb-212 Bi-212, Tl-208 (0,36), Po-212 (0,64)
Rn-222 Po-218, Pb-214, Bi-214, Po-214
Ra-223 Rn-219, Po-215, Pb-211, Bi-211, Tl-207
Ra-224 Rn-220, Po-216, Pb-212, Bi-212, Tl-208 (0,36), Po-212 (0,64)
Ra-226 Rn-222, Po-218, Pb-214, Bi-214, Po-214, Pb-210, Bi-210, Po-210
Ra-228 Ac-228
Th-228 Ra-224, Rn-220, Po-216, Pb-212, Bi-212, Tl-208 (0,36), Po-212 (0,64)
Th-229 Ra-225, Ac-225, Fr-221, At-217, Bi-213, Po-213, Pb-209
Th-прир. Ra-228, Ac-228, Th-228, Ra-224, Rn-220, Po-216, Pb-212, Bi-212,
Tl-208 (0,36), Po-212 (0,64)
Th-234 Pa-234m
U-230 Th-226, Ra-222, Rn-218, Po-214
U-232 Th-228, Ra-224, Rn-220, Po-216, Pb-212, Bi-212, Tl-208 (0,36),
Po-212 (0,64)
U-235 Th-231
U-238 Th-234, Pa-234m
U-прир. Th-234, Pa-234m, U-234, Th-230, Ra-226, Rn-222, Po-218, Pb-214,
Bi-214, Po-214, Pb-210, Bi-210, Po-210
Np-237 Pa-233
Am-242m Am-242
Am-243 Np-239

c) Количество может быть определено путем измерения скорости распада или уровня излучения на заданном расстоянии от источника.
d) Эти значения применяются только к соединениям урана, принимающим химическую форму UF6, UO2F2 и UO2(NO3)2, как в нормальных, так и в аварийных условиях перевозки.
e) Эти значения применяются только к соединениям урана, принимающим химическую форму UO3, UF4, UCl4, и к шестивалентным соединениям как в
нормальных, так и в аварийных условиях перевозки.
f) Эти значения применяются ко всем соединениям урана, кроме тех, которые указаны в пунктах d) и e), выше.
g) Эти значения применяются только к необлученному урану.

2.2.7.2.2.2 В случае отдельных радионуклидов, не перечисленных в таблице 2.2.7.2.2.1, определение основных значений для радионуклидов, о которых говорится в пункте 2.2.7.2.2.1, должно требовать многостороннего утверждения. Разрешается использовать значение A2, рассчитанное с использованием дозового коэффициента для соответствующего типа легочного поглощения, согласно рекомендациям Международной комиссии по радиологической защите, при условии, что во внимание принимаются химические формы каждого радионуклида как в нормальных, так и в аварийных условиях перевозки. В качестве альтернативы могут использоваться без утверждения компетентным органом значения для радионуклидов, приведенные в таблице 2.2.7.2.2.2.

Таблица 2.2.7.2.2.2. Основные значения для неизвестных радионуклидов или смесей

2.2.7.2.2.3 При расчете величин A1 и A2 для радионуклида, не указанного в таблице 2.2.7.2.2.1, одна цепочка радиоактивного распада, в которой радионуклиды присутствуют в природных пропорциях и в которой отсутствует дочерний нуклид с периодом полураспада, превышающим либо 10 суток, либо период полураспада материнского нуклида, должна рассматриваться как один радионуклид; принимаемая во внимание активность и применяемое значение A1 или A2 должны соответствовать активности и значению материнского нуклида данной цепочки.

В случае цепочек радиоактивного распада, в которых какой-нибудь дочерний нуклид имеет период полураспада, превышающий 10 суток, или период полураспада материнского нуклида, материнский нуклид и такие дочерние нуклиды должны рассматриваться как смеси различных нуклидов.

2.2.7.2.2.4 В случае смесей радионуклидов основные значения, о которых говорится в пункте 2.2.7.2.2.1, могут определяться следующим образом:

где:
f(i) доля активности или концентрация активности i-го радионуклида смеси;

X(i) соответствующее значение A1 или A2 или, соответственно, концентрация активности для материала, на который распространяется изъятие, или предел
активности для груза, на который распространяется изъятие, применительно к значению i-го радионуклида; и

Xm прозводное значение A1 или A2 или концентрация активности для материала, на который распространяется изъятие, или предел активности для груза, на
который распространяется изъятие, применительно к смеси.

2.2.7.2.2.5 Когда каждый радионуклид известен, но не известны индивидуальные активности некоторых радионуклидов, эти радионуклиды можно объединять в группы, и в формулах, приведенных в пунктах 2.2.7.2.2.4 и 2.2.7.2.4.4, могут использоваться, соответственно, наименьшие значения для радионуклидов в каждой группе.

Группы могут составляться на основе полной альфа-активности и полной бета/гаммаактивности, если они известны, с использованием наименьших значений, соответственно, для альфа-излучателей или бета/гамма-излучателей.

2.2.7.2.2.6 В случае отдельных радионуклидов или смесей радионуклидов, по которым отсутствуют соответствующие данные, используются значения, приведенные в таблице 2.2.7.2.2.2.

2.2.7.2.3.1 Материал с низкой удельной активностью (LSA)

2.2.7.2.3.1.2 Материалы LSA входят в одну из трех групп:

1. a) LSA-I i) урановые и ториевые руды и концентраты таких руд, а также другие руды, которые содержат радионуклиды природного происхождения и предназначаются для переработки с целью использования этих радионуклидов;
2. ii) природный уран, обедненный уран, природный торий или их составы или смеси, которые не облучены и находятся в твердом или жидком состоянии;

iii) радиоактивные материалы, для которых величина A2 не ограничивается, за исключением делящихся материалов, не подпадающих под освобождение по пункту 2.2.7.2.3.5;

или iv) другие радиоактивные материалы, в которых активность распределена по всему объему и установленная средняя удельная активность не превышает более чем в 30 раз значения концентрации активности, указанные в пунктах 2.2.7.2.2.1–2.2.7.2.2.6, за исключением делящихся материалов, не подпадающих под освобождение по пункту 2.2.7.2.3.5;

b) LSA-II i) вода с концентрацией трития до 0,8 ТБк/л; или ii) другие материалы, в которых активность распределена по всему объему, а установленная средняя удельная активность не превышает 10-4 A2/г для твердых и газообразных веществ и 10-5 A2/г для жидкостей;

c) LSA-III – твердые материалы (например, связанные отходы, активированные вещества), исключая порошки, отвечающие требованиям пункта 2.2.7.2.3.1.3, в которых:

i) радиоактивный материал распределен по всему объему твердого материала или группы твердых объектов либо в основном равномерно распределен в твердом сплошном связывающем материале (например, бетоне, битуме, керамике и т. д.);

ii) радиоактивный материал является относительно нерастворимым или структурно содержится в относительно нерастворимой матрице, в силу чего даже при разрушении упаковочного комплекта утечка радиоактивного материала в расчете на упаковку в результате выщелачивания при нахождении в воде в течение семи суток не будет превышать 0,1 A2;

и iii) установленная средняя удельная активность твердого материала без учета любого защитного материала не превышает

2.2.7.2.3.1.3 Материал LSA-III должен быть твердым и обладать такими свойствами, чтобы при проведении указанных в пункте 2.2.7.2.3.1.4 испытаний в отношении всего внутреннего содержимого упаковки активность воды не превышала 0,1 A2.

2.2.7.2.3.1.4 Материал LSA-III должен испытываться следующим образом: Образец материала в твердом состоянии, представляющий полное содержимое упаковки, должен погружаться на 7 суток в воду при температуре внешней среды. Объем воды для испытаний должен быть достаточным для того, чтобы в конце 7-суточного испытания оставшийся свободный объем непоглощенной и непрореагировавшей воды составлял по меньшей мере 10% объема собственно испытываемого твердого образца.

Начальное значение pH воды должно составлять 6–8, а максимальная проводимость – 1 мС/м при 20°C. После погружения испытываемого образца на 7 суток измеряется полная активность свободного объема воды.

2.2.7.2.3.1.5 Подтверждение соответствия рабочих характеристик требованиям, изложенным в пункте 2.2.7.2.3.1.4, должно осуществляться в соответствии с пунктами 6.4.12.1 и 6.4.12.2.

2.2.7.2.3.2 Объект с поверхностным радиоактивным загрязнением (SCO) SCO относится к одной из двух групп:

а) SCO-I: твердый объект, на котором:

1. i) нефиксированное радиоактивное загрязнение на доступной поверхности, усредненное по площади 300 см2 (или по всей поверхности, если ее площадь меньше 300 см2 ), не превышает 4 Бк/см2 для бета- и гаммаизлучателей и альфа-излучателей низкой токсичности или 0,4 Бк/см2 для всех других альфа-излучателей;

и ii) фиксированное радиоактивное загрязнение на доступной поверхности, усредненное по площади 300 см2 (или по всей поверхности, если ее площадь меньше 300 см2 ), не превышает 4 ´ 104 Бк/см2 для бета- и гаммаизлучателей и для альфа-излучателей низкой токсичности или 4 ´ 103 Бк/см2 для всех других альфа-излучателей;

и iii) нефиксированное радиоактивное загрязнение плюс фиксированное радиоактивное загрязнение на недоступной поверхности, усредненное по площади 300 см2 (или по всей поверхности, если ее площадь меньше 300 см2 ), не превышает 4 ´ 104 Бк/см2 для бета- и гамма-излучателей и для альфа-излучателей низкой токсичности или 4 ´ 103 Бк/см2 для всех других альфа-излучателей;

1. b) SCO-II: твердый объект, на котором: фиксированное или нефиксированное радиоактивное загрязнение поверхности превышает соответствующие пределы, указанные для SCO-I в подпункте а), выше, и на котором:
2. i) нефиксированное радиоактивное загрязнение на доступной поверхности, усредненное по площади 300 см2 (или по всей поверхности, если ее площадь меньше 300 см2 ), не превышает 400 Бк/см2 для бета- и гаммаизлучателей и альфа-излучателей низкой токсичности или 40 Бк/см2 для всех других альфа-излучателей;

и ii) фиксированное радиоактивное загрязнение на доступной поверхности, усредненное по площади 300 см2 (или по всей поверхности, если ее площадь меньше 300 см2 ), не превышает 8 ´ 105 Бк/см2 для бета- и гаммаизлучателей и для альфа-излучателей низкой токсичности или 8 ´ 104 Бк/см2 для всех других альфа-излучателей;

iii) нефиксированное радиоактивное загрязнение плюс фиксированное радиоактивное загрязнение на недоступной поверхности, усредненное по площади 300 см2 (или по всей поверхности, если ее площадь менее 300 см2 ), не превышает 8 ´ 105 Бк/см2 для бета- и гамма-излучателей и для альфа-излучателей низкой токсичности или 8 ´ 104 Бк/см2 для всех других альфа-излучателей.

2.2.7.2.3.3 Радиоактивный материал особого вида

2.2.7.2.3.3.1 Радиоактивный материал особого вида должен иметь как минимум один размер не менее 5 мм. Если составной частью радиоактивного материала особого вида является герметичная капсула, эта капсула должна быть изготовлена таким образом, чтобы ее можно было открыть только путем разрушения. Конструкция радиоактивного материала особого вида требует одностороннего утверждения.

2.2.7.2.3.3.2 Радиоактивный материал особого вида должен обладать такими свойствами или должен быть таким, чтобы при испытаниях, указанных в пунктах 2.2.7.2.3.3.4– 2.2.7.2.3.3.8, были выполнены следующие требования:

а) он не должен ломаться или разрушаться при испытаниях на столкновение, удар и изгиб, указанных, соответственно, в пунктах 2.2.7.2.3.3.5 a), b), c) и 2.2.7.2.3.3.6 a);

2. b) он не должен плавиться или рассеиваться при соответствующих тепловых испытаниях, указанных, соответственно, в пунктах 2.2.7.2.3.3.5 d) или 2.2.7.2.3.3.6 b);

и с) активность воды при испытаниях на выщелачивание согласно пунктам 2.2.7.2.3.3.7 и 2.2.7.2.3.3.8 не должна превышать 2 кБк; или же для закрытых источников степень утечки после соответствующих испытаний методом оценки объемной утечки, указанных в ISO 9978:1992 “Радиационная защита – Закрытые источники – Методы испытания на утечку”, не должна превышать соответствующего допустимого порога, приемлемого для компетентного органа.

2.2.7.2.3.3.3 Подтверждение соответствия рабочих характеристик требованиям, изложенным в пункте 2.2.7.2.3.3.2, должно осуществляться в соответствии с пунктами 6.4.12.1 и 6.4.12.2.

2.2.7.2.3.3.4 Образцы, представляющие собой или имитирующие радиоактивный материал особого вида, должны подвергаться испытанию на столкновение, испытанию на удар, испытанию на изгиб и тепловому испытанию, которое предусматривается в пункте 2.2.7.2.3.3.5, или альтернативным испытаниям, разрешенным в пункте 2.2.7.2.3.3.6. Для каждого из этих испытаний может использоваться отдельный образец. После каждого испытания должна проводиться оценка образца методом выщелачивания или определения объема утечки, который должен быть не менее чувствительным, чем методы, указанные в пункте 2.2.7.2.3.3.7 для нерассеивающегося твердого материала или в пункте 2.2.7.2.3.3.8 для материала в капсуле.

2.2.7.2.3.3.5 Соответствующие методы испытаний:

a) испытание на столкновение: образец сбрасывается на мишень с высоты 9 м. Мишень должна соответствовать предписаниям пункта 6.4.14;

b) испытание на удар: образец помещается на свинцовую пластину, лежащую на гладкой твердой поверхности, и по нему производится удар плоской стороной болванки из мягкой стали с силой, равной удару груза массой 1,4 кг при свободном падении с высоты 1 м. Нижняя часть болванки должна иметь диаметр 25 мм с краями, имеющими радиус закругления (3,0 ± 0,3) мм. Пластина из свинца твердостью 3,5–4,5 по шкале Виккерса и толщиной не более 25 мм должна иметь несколько большую поверхность, чем площадь опоры образца. Для каждого испытания на удар должна использоваться новая поверхность свинца. Удар болванкой по образцу должен производиться таким образом, чтобы нанести максимальное повреждение;

c) испытание на изгиб: это испытание должно применяться только к удлиненным и тонким источникам, имеющим длину не менее 10 см и отношение длины к минимальной ширине не менее 10. Образец должен жестко закрепляться в горизонтальном положении, так чтобы половина его длины выступала за пределы места зажима. Положение образца должно быть таким, чтобы он получил максимальное повреждение при ударе плоской поверхностью стальной болванки по свободному концу образца. Сила удара болванки по образцу должна равняться силе удара груза массой 1,4 кг, свободно падающего с высоты 1 м. Плоская поверхность болванки должна иметь диаметр 25 мм с краями, имеющими радиус закругления (3,0 ± 0,3) м;

d) тепловое испытание: образец должен нагреваться на воздухе до температуры 800°C, выдерживаться при этой температуре в течение 10 минут, а затем естественно охлаждаться.

2.2.7.2.3.3.6 Образцы, представляющие собой или имитирующие радиоактивный материал, заключенный в герметичную капсулу, могут освобождаться от испытаний:

a) предписываемых в пунктах 2.2.7.2.3.3.5 a) и b), при условии, что масса радиоактивного материала особого вида:

i) менее 200 г и что вместо этого подвергаются испытанию на столкновение 4-го класса, предписываемому в стандарте ISO 2919:1999 “Радиационная защита – Закрытые радиоактивные источники – Общие требования и классификация”;

или ii) менее 500 г и что вместо этого подвергаются испытанию на столкновение 5-го класса, предписываемому в стандарте ISO 2919:1999 “Радиационная защита – Закрытые радиоактивные источники – Общие требования и классификация”;

и b) предписываемых в пункте 2.2.7.2.3.3.5 d), при условии, что они вместо этого подвергаются тепловому испытанию 6-го класса, которое предусмотрено в ISO 2919:1999 “Радиационная защита – Закрытые радиоактивные источники – Общие требования и классификация”.

2.2.7.2.3.3.7 Для образцов, представляющих собой или имитирующих нерассеивающийся твердый материал, оценка методом выщелачивания должна проводиться в следующем порядке:

 

Виды излучений: ионизирующие; альфа-, бета-, гамма-излучение; неионизирующие; нейтронное. Деление ядер и ядерная реакция

Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета или альфа). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами.

Все радионуклиды уникальным образом идентифицируются по виду испускаемого ими излучения, энергии излучения и периоду полураспада.

Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель — это один акт распада в секунду. Период полураспада — это время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины. Период полураспада радиоактивного элемента — это время, в течение которого происходит распад половины его атомов. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 — 5730 лет).

Люди каждый день подвергаются воздействию естественного и искусственного излучения. Естественное излучение происходит из многочисленных источников, включая более 60 естественным образом возникающих радиоактивных веществ в почве, воде и воздухе. Радон, естественным образом возникающий газ, образуется из горных пород, почвы и является главным источником естественного излучения. Ежедневно люди вдыхают и поглощают радионуклиды из воздуха, пищи и воды.

Люди подвергаются также воздействию естественного излучения из космических лучей, особенно на большой высоте. В среднем 80% ежегодной дозы, которую человек получает от фонового излучения, это естественно возникающие наземные и космические источники излучения. Уровни такого излучения варьируются в разных реогрфических зонах, и в некоторых районах уровень может быть в 200 раз выше, чем глобальная средняя величина.

На человека воздействует также излучение из искусственных источников — от производства ядерной энергии до медицинского использования радиационной диагностики или лечения. Сегодня самыми распространенными искусственными источниками ионизирующего излучения являются медицинские аппараты, как рентгеновские аппараты, и другие медицинские устройства.

Воздействие излучения может быть внутренним или внешним и может происходить различными путями.

Внутренне воздействие ионизирующего излучения происходит, когда радионуклиды вдыхаются, поглощаются или иным образом попадают в кровообращение (например, в результате инъекции, ранения). Внутреннее воздействие прекращается, когда радионуклид выводится из организма либо самопроизвольно (с экскрементами), либо в результате лечения.

Внешнее радиоактивное заражение может возникнуть, когда радиоактивный материал в воздухе (пыль, жидкость, аэрозоли) оседает на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела простым мытьем.

Воздействие ионизирующего излучения может также произойти в результате внешнего излучения из соответствующего внешнего источника (например, такое как воздействие радиации, излучаемой медицинским рентгеновским оборудованием). Внешнее облучение прекращается в том случае, когда источник излучения закрыт, или когда человек выходит за пределы поля излучения.

Люди могут подвергаться воздействию ионизирующего излучения в различных обстоятельствах: дома или в общественных местах (облучение в общественных местах), на своих рабочих местах (облучение на рабочем месте) или в медицинских учреждениях (пациенты, лица, осуществляющие уход, и добровольцы).

Воздействие ионизирующего излучения можно классифицировать по трем случаям воздействия.

Первый случай — это запланированное воздействие, которое обусловлено преднамеренным использованием и работой источников излучения в конкретных целях, например, в случае медицинского использования излучения для диагностики или лечения пациентов, или использование излучения в промышленности или в целях научных исследований.

Второй случай — это существующие источники воздействия, когда воздействие излучения уже существует и в случае которого необходимо принять соответствующие меры контроля, например, воздействие радона в жилых домах или на рабочих местах или воздействие фонового естественного излучения в условиях окружающей среды.

Последний случай — это воздействие в чрезвычайных ситуациях, обусловленных неожиданными событиями, предполагающими принятие оперативных мер, например, в случае ядерных происшествий или злоумышленных действий.

На медицинское использование излучения приходится 98% всей дозы облучения из всех искусственных источников; оно составляет 20% от общего воздействия на население.  Ежегодно в мире проводится 3 600 миллионов радиологических обследований в целях диагностики, 37 миллионов процедур с использованием ядерных материалов и 7,5 миллиона процедур радиотерапии в лечебных целях.

Радиационное повреждение тканей и/или органов зависит от полученной дозы облучения или поглощенной дозы, которая выражается в грэях (Гр).

Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения его потенциала причинить вред. Зиверт (Зв) — единица эффективной дозы, в которой учитывается вид излучения и чувствительность ткани и органов. Она дает возможность измерить ионизирующее излучение с точки зрения потенциала нанесения вреда. Зв учитывает вид радиации и чувствительность органов и тканей.

Выше определенных пороговых значений облучение может нарушить функционирование тканей и/или органов и может вызвать острые реакции, такие как покраснение кожи, выпадение волос, радиационные ожоги или острый лучевой синдром. Эти реакции являются более сильными при более высоких дозах и более высокой мощности дозы. Например, пороговая доза острого лучевого синдрома составляет приблизительно 1 Зв (1000 мЗв).

Если доза является низкой и/или воздействует длительный период времени (низкая мощность дозы), обусловленный этим риск существенно снижается, поскольку в этом случае увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. Тем не менее риск долгосрочных последствий, таких как рак, который может проявиться через годы и даже десятилетия, существует. Воздействия этого типа проявляются не всегда, однако их вероятность пропорциональна дозе облучения. Этот риск выше в случае детей и подростков, так как они намного более чувствительны к воздействию радиации, чем взрослые.

Эпидемиологические исследования в группах населения, подвергшихся облучению, например людей, выживших после взрыва атомной бомбы, или пациентов радиотерапии, показали значительное увеличение вероятности рака при дозах выше 100 мЗв. В ряде случаев более поздние эпидемиологические исследования на людях, которые подвергались воздействию в детском возрасте в медицинских целях (КТ в детском возрасте), позволяют сделать вывод о том, что вероятность рака может повышаться даже при более низких дозах (в диапазоне 50-100 мЗв).

Дородовое воздействие ионизирующего излучения может вызвать повреждение мозга плода при сильной дозе, превышающей 100 мЗв между 8 и 15 неделей беременности и 200 мЗв между 16 и 25 неделей беременности. Исследования на людях показали, что до 8 недели или после 25 недели беременности связанный с облучением риск для развития мозга плода отсутствует. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака у плода после воздействия облучения аналогичен риску после воздействия облучения в раннем детском возрасте.

Альфа- бета- гамма-излучение и их свойства

Три основных вида ионизирующего излучения принято обозначать греческими буквами альфа, бета и гамма. Альфа-излучение — это поток ядер гелия-4 (практически весь гелий из воздушных шариков когда-то был альфа-излучением), бета — поток быстрых электронов (реже позитронов), а гамма — поток фотонов высокой энергии. Еще один вид радиации — поток нейтронов. Ионизирующее излучение (за исключением рентгеновского) — результат ядерных реакций, поэтому ни мобильные телефоны, ни микроволновые печи не являются его источниками.

Гамма-излучение обладает очень высокой проникающей способностью, и теоретически никакая преграда не способна защитить от него полностью. Мы постоянно подвергаемся гамма-облучению, оно приходит к нам сквозь толщу атмосферы из космоса, пробивается сквозь слой грунта и стены домов. Обратная сторона такой всепроникаемости — относительно слабое разрушающее действие: из большого количества фотонов лишь малая часть передаст свою энергию организму. Мягкое (низкоэнергетическое) гамма-излучение (и рентгеновское) в основном взаимодействует с веществом, выбивая из него электроны за счет фотоэффекта, жесткое — рассеивается на электронах, при этом фотон не поглощается и сохраняет заметную часть своей энергии, так что вероятность разрушения молекул в таком процессе значительно меньше.

Бета-излучение по своему воздействию близко к гамма-излучению — оно тоже выбивает электроны из атомов. Но при внешнем облучении оно полностью поглощается кожей и ближайшими к коже тканями, не доходя до внутренних органов. Тем не менее это приводит к тому, что поток быстрых электронов передает облученным тканям значительную энергию, что может привести к лучевым ожогам или спровоцировать, например, катаракту.

Альфа-излучение несет значительную энергию и большой импульс, что позволяет ему выбивать электроны из атомов и даже сами атомы из молекул. Поэтому причиненные им «разрушения» значительно больше — считается, что, передав телу 1 Дж энергии, альфа-излучение нанесет такой же ущерб, как 20 Дж в случае гамма- или бета-излучения. К счастью, проникающая способность альфа-частиц чрезвычайно мала: они поглощаются самым верхним слоем кожи. Но при попадании внутрь организма альфа-активные изотопы крайне опасны: вспомните печально известный чай с альфа-активным полонием-210, которым был отравлен Александр Литвиненко.

Неионизирующее излучение — это излучение более низкой энергии, которое не обладает достаточной мощностью, чтобы отделить электроны от атомов или молекул, находящихся в веществе или в живых организмах. Однако его энергия может заставить эти молекулы вибрировать и таким образом выделять тепло. Например, именно так работают микроволновые печи.

Для большинства людей неионизирующее излучение не представляет риска для здоровья. Однако работникам, которые регулярно контактируют с некоторыми источниками неионизирующего излучения, могут потребоваться специальные меры для защиты, например, от выделяемого тепла.

В число других примеров неионизирующего излучения входят радиоволны и видимый свет. Видимый свет — это то неионизирующее излучение, которое может воспринимать человеческий глаз. Радиоволны — это вид неионизирующего излучения, которое наши глаза и другие органы чувств не воспринимают, а вот радиоприемники способны их улавливать.

Деление ядер и ядерная реакция

Ядерная реакция деления — процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра с близкими массами, называемых осколками деления. В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном, альфа-частицы), нейтроны и гамма-кванты. Деление бывает спонтанным (самопроизвольным) и вынужденным (в результате взаимодействия с другими частицами, прежде всего, с нейтронами). Однако спонтанные процессы обычно не относятся к ядерным реакциям, поэтому ядерной реакцией является лишь вынужденное деление (при захвате нейтронов, фотоделение и т.п.) Деление тяжёлых ядер — экзоэнергетический процесс, в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения.

Деление ядер служит источником энергии в ядерных реакторах и ядерном оружии.

Деление ядра — процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра с близкими массами, называемых осколками деления. В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном альфа-частицы), нейтроны и гамма-кванты. Деление бывает спонтанным (самопроизвольным) и вынужденным (в результате взаимодействия с другими частицами, прежде всего, с нейтронами). Деление тяжёлых ядер — экзотермический процесс, в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения.

Внешнее и внутреннее облучение человека

Любые объекты на нашей планете, живые и неживые, искусственные и естественные, органические и неорганические, находятся под постоянным воздействием ионизирующих излучений. Ионизирующее излучение может двумя путями оказывать воздействие на человека и животных. Первый путь – внешнее облучение, второй – внутреннее.

Внешнее облучение происходит от источников, расположенных вне ор­ганизма. Основными источниками внешнего облучения являются космическое излучение, естественные радионуклиды почвы и воздуха, радиоактивные про­дукты деления, которые появляются в результате проведения испытаний ядер­ного оружия, сбрасывания отходов атомной промышленности и аварий ядерных реакторов.

Доза внешнего облучения формируется, главным образом, за счет воз­действия гамма-излучения. Альфа- и бета-излучения не вносят существенного вклада в общее внешнее облучение живых организмов, так как они, в основном, поглощаются воздухом или эпидермисом кожи. Радиационное поражение кожных покровов бета-излучением возможно, в основном, при нахождении на открытом пространстве в момент выпадения радиоактивных продуктов ядер­ного взрыва или других радиоактивных осадков.

Контроль внешнего облучения производится дозиметрами, которые мо­гут измерять экспозиционную дозу или чаще всего уровень радиации. Полученные данные сравниваются с естественным фоном, характерным для данной местности.

Мероприятия по защите от внешнего облучения при радиационных авариях включают укрытие населения в помещениях и убежищах в первые дни после радиационной аварии, удаление верхнего загрязненного радионуклидами слоя почвы после прекращения ра­диоактивных выпадений, отселение и др.

Внутреннее облучение — это облучение организма от находящихся внутри него радиоактивных веществ.

Основным источником поступления радионуклидов в организм являются продукты питания (около 97%), в меньшей степени вода (около 2%) и воздух.

В первоначальный период (первые 1,5-2 месяца) после радиационной аварии дополнительное как внешнее, так и внутреннее облучение населения обусловлено, главным образом, радионуклидами йода. Йод попадает в организм с воздухом и пищей. Из легких и желудочно-кишечного тракта с кровью он распределяется по всем органам и тканям. Но уже через несколько часов большая часть йода оказывается в щитовидной железе. Значительно уменьшить облучение щитовидной железы можно заполнив ее стабильным йодом (йодная профилактика). Для этого необходимо немедленно принимать препараты, содержащие стабильный йод: йодид калия (ежедневно по 1 таблетке после еды в течение недели), спиртовой раствор йода (3 раза в день после еды 1-2 капли на полстакана воды или молока детям до 2-х лет, остальным 3-5 капель). При этом следует помнить, что передозировка стабильного йода вызывает побочные эффекты.

После распада короткоживущих радионуклидов дополнительное внутреннее облучение населения, главным образом, происходит радионуклидами цезия и стронция.

Критическая масса — в ядерной физике минимальная масса делящегося вещества, необходимая для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления. Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества больше единицы или равен единице. Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими. При массе больше критической цепная реакция может (при соответствующих условиях) лавинообразно ускоряться, что приводит к ядерному взрыву.

Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захвата), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие отражателей нейтронов может сильно уменьшить критическую массу.

В ядерной энергетике параметр критической массы является определяющим при конструировании и расчётах самых разнообразных устройств, использующих в своей конструкции различные изотопы или смеси изотопов элементов, способных в определенных условиях к ядерному делению с выделением колоссального количества энергии. Например, при проектировании мощных радиоизотопных генераторов, в которых используются в качестве топлива уран и ряд трансурановых элементов, параметр критической массы ограничивает мощность такого устройства. При расчётах и производстве ядерного и термоядерного оружия параметр критической массы существенным образом влияет как на конструкцию взрывного устройства, так и на его стоимость и сроки хранения. В случае проектирования и строительства атомного реактора, параметры критической массы также ограничивают как минимальные, так и максимальные размеры будущего реактора.

Наименьшей критической массой обладают растворы солей чистых делящихся нуклидов в воде с водяным отражателем нейтронов.

Теплообразование и тепловыделение элементов с высокой активностью

Теплообразование и тепловыделение элементов с высокой активностью являются следствием процессов распада ядерных элементов. Во время ядерных реакций происходит выделение энергии в виде тепла и радиоактивных частиц. Эти частицы могут привести к радиационному загрязнению и являются опасными для здоровья и окружающей среды.

Элементы с высокой активностью, такие как уран, плутоний, цезий и стронций, могут выделять большое количество тепла при распаде ядерных элементов. Это может привести к повышению температуры вокруг элемента и, в некоторых случаях, к возникновению пожара.

Тепловыделение элементов с высокой активностью может быть опасным для окружающей среды и для людей, находящихся рядом с ними. При высокой температуре элементы могут начать расплавляться и испускать радиоактивные частицы в окружающую среду. Это может привести к загрязнению воздуха, почвы и воды.

Для предотвращения тепловыделения и теплообразования элементов с высокой активностью необходимо принимать меры предосторожности. Один из способов – это использование специальных контейнеров и упаковок для транспортировки и хранения радиоактивных материалов. Эти контейнеры и упаковки способны выдерживать высокие температуры и предотвращать выделение радиоактивных частиц.

Также необходимо соблюдать все правила и инструкции по обращению с радиоактивными материалами и элементами с высокой активностью. Это включает в себя использование специальной защитной одежды, масок и других средств защиты, а также проведение регулярных проверок и обслуживания оборудования.

В случае возникновения аварийной ситуации с элементами с высокой активностью необходимо незамедлительно принимать меры по локализации и устранению последствий. Это включает в себя эвакуацию людей, надевание защитной одежды и масок, а также проведение специальных мероприятий по очистке и дезактивации радиоактивных материалов.

Влияние на организм человека радиоактивного излучения, первичные симптомы поражения

Местное лучевое поражение

Как правило, местные поражения появляются при прямом контакте с источником радиации, в том числе в результате лучевой терапии при лечении онкологических заболеваний. Симптомы зависят от полученной дозы.

Так, при локальном облучении у человека могут выпасть волосы на месте воздействия, шелушится кожа, на ней формируются язвы.

Обычно симптомы местного лучевого поражения бесследно проходят, как только человек заканчивает лечение.

Лучевые ожоги

​​Ожоги в результате воздействия радиации могут быть лёгкими — I или II степени: в месте облучения кожа может покраснеть, на ней появляются пузыри, наполненные прозрачным содержимым. Такие ожоги, как правило, сопровождаются сильной жгучей болью.

Очень большие дозы радиации могут привести к отмиранию кожи в месте облучения, вплоть до повреждения мышц и костей.

Лучевая болезнь

Лучевая болезнь развивается при однократном облучении в 1 000 мЗв. Такую дозу можно получить, если находиться недалеко от места взрыва ядерного реактора или сделать 25 000 флюорографий или 1 000 рентгенов за день.

Как правило, лучевая болезнь — следствие ядерных катастроф, её невозможно получить в обычной жизни, даже если регулярно делать рентген или флюорографию.

Лучевую болезнь диагностировали у большинства людей, заставших ядерную бомбардировку Хиросимы и Нагасаки и аварию на Чернобыльской АЭС.

В зависимости от поглощённой дозы радиации, выделяют три типа, или синдрома, острой лучевой болезни: костномозговой, кишечный и церебральный.

Гематопоэтический (костномозговой) синдром развивается при воздействии дозы облучения от 700 мЗв. В результате разрушается костный мозг, нарушается выработка клеток крови, из-за чего иммунной системе тяжелее справляться даже с безобидными инфекциями, а кровь не может свёртываться как надо.

Гастроинтестинальный (кишечный) синдром возникает при облучении около 10 000 мЗв. Кроме костного мозга, поражается и пищеварительный тракт. В результате возникает обезвоживание, нарушается электролитный баланс, развиваются тяжёлые инфекционные заболевания. Смерть обычно наступает в течение 2 недель после облучения.

Цереброваскулярный (церебральный) синдром начинается от облучения в 20 000 мЗв. Нарушается выработка клеток крови, увеличивается внутричерепное давление, развивается поражение головного и спинного мозга. Смерть наступает в течение 3 дней.

Вне зависимости от типа лучевой болезни, она проходит три последовательные стадии.

Стадии лучевой болезни:

• Начальная — первичные симптомы (тошнота, потеря аппетита, рвота, усталость, диарея), которые могут возникнуть как через несколько минут, так и через несколько дней после облучения.
• Бессимптомная — скрытый период. На этой стадии человеку резко становится лучше, он может выглядеть здоровым на протяжении нескольких часов или даже недель.
• Стадия разгара (ярких клинических проявлений) — развиваются специфические симптомы, характерные для конкретного синдрома лучевой болезни. Так, при костномозговом синдроме наблюдаются массивные плохо купируемые кровотечения и лихорадка, а при кишечном — головокружение, потеря сознания и даже кома.

После периода ярких клинических проявлений человек может либо выздороветь, либо умереть. Всё зависит от дозы облучения и состояния здоровья пострадавшего.

Стохастические эффекты

Стохастические, или так называемые вероятные эффекты, — последствия облучения, которые не имеют точного дозового порога и могут проявиться спустя годы после воздействия радиации.

Распространённые стохастические эффекты:

• онкологические заболевания,
• генетические мутации.

Под воздействием радиации в организме образуются потенциально канцерогенные частицы — свободные радикалы, которые могут повреждать генетический материал клеток. В результате клетки могут начать бесконтрольно делиться и расти, формируя опухоли.

Известно, что через 10 лет после ядерной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки участились случаи рака щитовидной железы, молочной железы и кишечника.

Учитывая, что онкологические заболевания относятся к стохастическим эффектам радиации, сложно выявить прямую взаимосвязь между дозой облучения и возникновением рака (однако исследования, подтверждающие её, есть). Кроме того, при анализе причин онкологии невозможно разделить влияние собственно облучения и образа жизни, наследственности, вирусов и других факторов внешней среды.

Последствия облучения для женщин

У женщин, которые подверглись воздействию радиации, чаще регистрируют хронические воспалительные заболевания органов малого таза, а также акушерские осложнения (внематочная беременность, плацентарная недостаточность, гестоз, преждевременные роды, выкидыши, мертворождение).

Кроме того, воздействие радиации на 8–25-й неделе беременности может приводить к нарушению умственного развития плода и порокам его развития.

При дозах ниже 0,1 мЗв, которые, как правило, применяются в ходе обычных профилактических обследований во время вынашивания ребёнка, риск возникновения таких осложнений не повышается.

Последствия облучения для мужчин

У мужчин, которые подверглись воздействию радиации, чаще регистрируют воспалительные и функциональные заболевания репродуктивной системы:

• варикоцеле — варикозное расширение вен яичка и семенного канатика;
• орхит — воспаление яичка;
• простатит — воспаление предстательной железы;
• эректильную дисфункцию.

Последствия облучения для детей

Головной мозг, хрусталик глаза и щитовидная железа у детей более чувствительны к воздействию радиации, чем у взрослых. Причины этого до конца не изучены, но врачи считают, что повышенная чувствительность некоторых тканей у детей обусловлена высокой скоростью роста и деления клеток.

Теоретически возможны и генетические эффекты, однако даже среди 78 тысяч японских детей, переживших атомную бомбардировку Хиросимы и Нагасаки, не обнаружили увеличения числа случаев наследственных болезней.

Радиация в медицине

Согласно требованиям, изложенным в СанПиН 2.6.1.1192-03, при проведении профилактических медицинских визуализирующих процедур, к которым относится рентген, компьютерная томография, флюорография и другие, доза радиации не должна превышать 1 мЗв в год.

Приборы для измерения радиоактивного излучения

Условно они делятся на три больших класса:

• радиометры, контролирующие степень активности излучающего источника и определения плотности потока α- и β-излучения на поверхности, подвергающиеся воздействию радиации;
• дозиметры, измеряющие величину энергии, передаваемой объекту посредством излучения;
• спектрометры, анализирующие спектр излучения частиц или квантов ионизирующего излучения по определенному показателю.

Каждый класс в свою очередь разделяется на группы по виду воспринимаемого излучения: α-, β-, γ-, рентгеновского, нейтронного или их комбинаций. Однако при едином принципе действия и наборе базовых возможностей приборы, измеряющие уровень радиации, по назначению делятся на два вида:

• бытовые – недорогие и компактные, предназначенные для информирования человека, склонного к радиофобии, о превышении допустимого уровня радиоактивного излучения в конкретном месте, что позволяет ему быстро покинуть зараженный участок. Однако бытовые приборы, оценивая уровень заражения окружающей местности, не способны замерить дозу радиации, уже накопленной человеком;
• профессиональные приборы крупнее и дороже бытовых, но обладающие при этом высокой чувствительностью, широким диапазоном и точностью измерений, что позволяет с большей достоверностью определить реальную опасность. Они используются для мониторинга состояния окружающей среды и контроля за передвижением радиоактивных веществ, а также способны определить дозу радиоактивного излучения, полученную человеком за все время. Профессиональные приборы бывают портативными – весом до 1,5 кг и лабораторными, предназначенными для использования в лабораторных и полевых условиях весом до 10 кг.

При неразрушающем контроле материалов, изделий, конструкций радиографическими методами для контроля радиационной обстановки чаще всего используются портативные профессиональные дозиметры, радиометры и комбинированные радиометры-дозиметры.