Оценка искусственного освещения помещения
Искусственное освещение помещений обеспечивается лампами накаливания или люминесцентными. Мощность ламп, система освещения (общее равномерное, общее локализованное, местное, комбинированное), вид арматуры, направление светового потока, характер падения света (прямой, рассеянный, отраженный), наличие или отсутствие резких теней и блескости – основные параметры искусственного освещения. При использовании ламп накаливания лучшей гигиенической оценки заслуживают светильники отраженного (например, школьные кольцевые) и рассеянного (молочно-белый шар) света. Равномерность освещения в помещении обеспечивает общая система освещения. Достаточная освещенность на рабочем месте достигается дополнительным использованием местного освещения (настольные, прикроватные лампы). Наилучшее освещение достигается при комбинации общего и местного освещения. Использование местного освещения без общего в служебных помещениях недопустимо. Оценка достаточности искусственного освещения производится по уровню горизонтальной освещенности на рабочем месте (табл.45).
Таблица 45. Нормы искусственной освещенности некоторых помещений учебных и лечебно-профилактических учреждений
| Наименование помещения | Оптимальная освещенность, лк | |
| Люминесцентные лампы | Лампы накаливания | |
| Аудитории, классы, учебные кабинеты, лаборатории | ||
| Кабинеты черчения | ||
| Рекреационные помещения | ||
| Вестибюли и гардеробы | ||
| Операционные | - | |
| Родовая, реанимация | ||
| Перевязочная | ||
| Кабинеты врачей | ||
| Палаты для новорожденных, послеоперационные палаты | ||
| Палаты для взрослых |
Задание
1. Определить и оценить тип инсоляционного режима учебной комнаты.
2. Определить показатели естественного освещения в учебном помещении (световой коэффициент) и на рабочем месте (КЕО, углы падения и отверстия). Оценить условия естественного освещения помещения в целом и своего рабочего места.
3. Определить освещенность помещения искусственным светом. Дать оценку освещенности и характеристику источников света, системы освещения, вида арматуры и характера света в применяемых светильниках.
4. Написать санитарно-гигиеническое заключение.
Раздел 4. Радиационная гигиена
Мы подходим к великому перевороту в жизни человечества..., когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет(В.И. Вернадский, 1922 г.)
Радиационная гигиена - наука о сохранении здоровья людей в условиях воздействия радиоактивного и вообще ионизирующего излучения. Она имеет радиобиологическое направление, занимающееся изучением воздействия ионизирующих излучений на живой организм, и собственно гигиеническое направление разрабатывающее гигиенические нормативы допустимого облучения и меры защиты от чрезмерного облучения. В настоящее время существует два аспекта радиационной гигиены: промышленная и коммунальная радиационная гигиена.
Тема 4.1. Естественная и искусственная радиоактивность. Радиометрия объектов среды
Цель: Усвоить основные понятия, связанные с радиоактивностью среды обитания, уяснить принципы гигиенического нормирования радиоактивного загрязнения объектов среды. Освоить методы определения радиоактивности воды и пищевых продуктов; научиться давать гигиеническую оценку радиоактивного загрязнения исследованных объектов.
План занятия
1. Радиоактивность, мера активности, единицы радиоактивности. Естественные и искусственные радиоактивные изотопы. Виды радиоактивных превращений.
2. Характеристика основных видов радиоактивных лучей: корпускулярных потоков и электромагнитных колебаний.
3. Принципы гигиенического нормирования радиоактивного загрязнения воздуха, воды, пищевых продуктов.
4. Методы определения радиоактивности.
5. Лабораторная работа «Радиометрия объектов среды».
Радиоактивность - самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений.
Единицы радиоактивности: беккерель (Бк)-в Международной системе единиц Си; 1 Бк = 1 распад/сек; кюри (Ки)-внесистемная единица радиоактивности; 1 Ки = 3,7·1010 расп./сек или 2,2·1012 расп./мин.
Удельная радиоактивность воды и других жидкостей выражается в Бк/л или Ки/л; пищевых продуктов и других твердых веществ – в Бк/кг или Ки/кг.
Непрямая единица активности мг-экв Ra (милиграмм-эквивалент радия) соответствует активности какого-либо изотопа, создающего вокруг источника такую же степень ионизации воздуха, как g-излучение 1 мг радия.
Виды радиоактивных превращений, сопровождающиеся излучением ионизирующей радиации:
1. Альфа-распадхарактерен для естественных радиоактивных изотопов с большими порядковыми номерами и малыми энергиями внутриатомных связей. Пример: 22688Ra ® 42a + 22286Rn + g. Выделяется a-частица и g-квант.
2. Электронный бета-распадвозможен как у естественных, так и у искусственных изотопов: 4019K ® e –1 + 4020Ca + n + g. Выделяется электрон, нейтрино и g-квант.
3. Позитронный бета-распадимеет место у некоторых искусственных изотопов: 3215P ® e +1 + 3214Si. Выделяется позитрон.
4. К-захват (захват ядром электрона с К-орбиты): 6429Cu + e –1 ® 6428 Ni + n. Выделяется нейтрино.
Деление ядер– бывает только у радиоактивных элементов с большим атомным номером при ядерных реакциях с нейтронами: 23592U + 10n ® 9036Kr + 14056Ba +5 10 n. Выделяются нейтроны, идет цепная реакция.
Скорость распада ядер атомов определяет не только радиоактивность изотопа, но и его период полураспада – отрезок времени, в течение которого происходит распад 50% ядер изотопа и радиоактивность снижается в 2 раза.
Таблица 46. Свойства основных видов лучей радиоактивного распада
| Виды лучей | Масса, ед. массы | Заряд | Характер взаимодействия с веществом | Плотность ионизации в воздухе (1 см пути) | Длина пробега в воздухе | Длина пробега в тканях тела |
| a-лучи | 4,04 | +2 | Возбуждение, ионизация атомов | Сотни тысяч пар ионов | <10 см | <0,05 мм |
| b-лучи | 0,00055 | -1, +1 | Возбуждение, ионизация, тормозное R-излучение | Сотни пар ионов | 10-20 м | ~ 1 см |
| g-лучи | 0,0011 | Ионизация, фотоэффект | Единицы пар ионов | Сотни м | <2 м | |
| Нейтроны | 1,02 | Ядерные реакции, наведенная активность | Ионизация вторична | Сотни м | Метры |
В качестве g-излучателей используют искусственные изотопы: 60Co, 75Se, 109Cd, 104Cs, 107Cs и другие. В качестве излучателей нейтронов могут служить Ra+Be, Po+Be, Po+B. К b-излучателям относятся 32P, 90Sr, 134Ce, 198Au и другие.
Радиоактивные изотопы по происхождению подразделяются на естественные, не связанные с деятельностью человека, и искусственные, полученные в результате ядерных реакций в реакторах при облучении стабильных химических элементов быстрыми нейтронами.
Естественный радиационный фон создает как внешнее облучение земной поверхности и населяющих ее живых существ, так и внутреннее облучение за счет попадающих внутрь организма (инкорпорированных) радионуклидов. Годовые эффективные эквивалентные дозы (ЭЭД) облучения гонад человека натуральными источниками радиации показаны в табл.47.
Внешние источники излучения включают:
· Космическое излучение: а) первичное, состоящее из протонов (92%), альфа-частиц (7%), ядер атомов углерода, кислорода, азота и других элементов (1%); б) вторичное – результат взаимодействий первичных космических лучей с ядрами атомов воздуха, в результате которых образуются пары электрон-позитрон, нейтроны и мезоны. Интенсивность космического излучения уменьшается с приближением к земле.
Таблица 47. Годовые дозы облучения гонад за счет природных источников ионизирующего излучения
| Природные источники ионизирующего излучения | Годовая ЭЭД, мбэр (мкЗв) | ||
| Внешнее облучение | Внутреннее облучение | Суммарное облучение | |
| Космические лучи | 30 (300) | нет | 30 (300) |
| Космогенные нуклиды | нет | 1,5 (15) | 1,5 (15) |
| Радионуклиды земного происхождения | |||
| Калий-40 | 12 (120) | 18 (189) | 30 (300) |
| Рубидий-87 | нет | 0,6 | (6) |
| Ряд урана-238 | 9 (90) | 115 (1150) | 124 (1240) |
| Ряд тория-232 | 14 (140) | 24 (240) | 38 (380) |
| Сумма (округленно) | 65 (650) | 160 (1600) | 225 (2250) |
· Радионуклиды литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы: а) изотопы, входящие в радиоактивные семейства урана (238U), тория (232Th) и актиноурана (235Ac), находящиеся в недрах земли, в т.ч. газообразные радон, торон и актинон, выносимые на поверхность с подземными водами и через трещины земной коры; б) изотопы, не входящие в семейства (40K, 48Ca, 87Rb) и другие; в) изотопы, возникающие при ядерных реакциях нейтронов с ядрами азота атмосферы – углерод (14С) и тритий (3Н). Из-за процессов, непрерывно идущих в атмосфере, гидросфере и литосфере происходит круговорот радионуклидов в природе. Горные породы имеют более высокую радиоактивность, чем осадочные, глинистые почвы более радиоактивны, чем песчаные. Такие строительные материалы как кирпич, бетон, цемент в 5-10 раз активнее известняка и в 50-80 раз активнее дерева. Радиоактивность животной и растительной пищи определяется активностью почвы и воды. В ней превалирует 40К, значительно меньше 226Ra, 14C, 3H, 87Rb и других радионуклидов.
Общая доза облучения внутренних половых органов (гонад) человека за счет естественного радиационного фона составляет примерно 200 мбэр в год. На земле есть области со значительно большим естественным излучением, создаваемым залежами радиоактивных пород (побережье Эспириту-Санту в Бразилии, штат Керала в Индии, области на юго-востоке Африки и другие).
Фоновое облучение современного человека может значительно превышать уровень естественного радиационного фона за счет антропогенных загрязнений. К ним относятся: Испытания ядерного оружия; предприятия по добыче, переработке и получению естественных и искусственных радиоактивных веществ; учреждения, предприятия и лаборатории, использующие радионуклиды в технологии производственных процессов. При атомных взрывах ядра урана-235 и плутония-239 расщепляются с образованием около 200 радиоактивных изотопов 36 химических элементов с периодом полураспада от нескольких секунд до тысяч лет, наибольшую опасность из которых в первые дни после взрыва представляет 131I, а через месяцы и годы - 90Sr и 137Cs.
Тело человека проявляет радиоактивность за счет присутствия радиоактивных изотопов, встречающихся в биосфере (40К, 14С, 87Pb, 3H и др.).
К радиоактивным отходам относятся остающиеся после работы материалы содержащие остатки радионуклидов, а также отработавшие источники радиации. Они могут быть твердыми, жидкими и газообразными.Радиоактивные отходы образуются при добыче радиоактивных руд урана (уран, радий, радон и другие продукты полураспада урана сосредоточены в рудничном воздухе, шахтных отвалах и шахтных водах). Жидкие, твердые, газообразные радиоактивные отходы образуются при работе ядерных реакторов (в т.ч. на атомных электростанциях); на предприятиях и в лабораториях радиоизотопных и радиологических отделений медицинских учреждений, научно-исследовательских институтов, промышленных предприятий, где используются радиоактивные изотопы. Попадая в атмосферный воздух, на почву и в воду, изотопы мигрируют в наземную растительность, попадают алиментарным и ингаляционным путем в организм животных и человека.
Переработка и обезвреживание радиоактивных отходов. Переработка отходов сводится к снижению их объема. Газообразные отходы задерживаются специальными фильтрами, вставленными в вытяжные трубопроводы. Отработавший фильтр удаляется вместе с твердыми отходами. Жидкие отходы подвергаются дистилляции, выпариванию, коагуляции, осаждению на ионообменных фильтрах, что делает возможным удаление радиоактивного осадка или отработавших ионообменных смол вместе с твердыми отходами.
Все твердые радиоактивные отходы на этапе сбора в рабочих помещениях помещают в полиэтиленовые мешки или металлические контейнеры-сборники и отправляют на дальнейшую переработку (измельчение, прессование, сжигание, цементирование).
Твердые и жидкие отходы, содержащие короткоживущие изотопы с периодом полураспада £15 суток (131I, 24Na, 27Mg, 31Si, 32P и др.) выдерживаются в бетонных резервуарах в течение времени, соответствующего 10 периодам полураспада (обычно не меньше 3 месяцев), после чего становятся практически неактивными.
Жидкие отходы можно также при малом объеме и низкой удельной активности разбавлять чистой водой до безопасного уровня радиоактивности, после чего сливать их в водоемы. Жидкие радиоактивные отходы в отдельных случаях непосредственно закачивают в грунт (нефтяные скважины, отработанные шахты, пещеры и гроты и другие естественные и искусственные углубления в земле и скальных породах).
Транспортировка радиоактивных отходов осуществляется в герметично закрытых свинцовых контейнерах. Удаление и захоронение радиоактивных отходов в связи с постоянным увеличением их количества представляет трудно разрешимую проблему. Могильники радиоактивных отходов устраивают на расстоянии не менее 1 км от населенных пунктов, в равнинной местности с песчаным грунтом и низким стоянием подземных вод Дозиметристы пункта захоронения проверяют герметичность и прочность упаковок, интенсивность g- и нейтронного излучения, загрязненность радионуклидами. Контейнеры с отходами, залитыми жидким стеклом и загерметизированными, помещают в бетонированные подземные емкости, поверх которых устраивают бетонное перекрытие, полностью герметизирующее могильник. В ряде стран практикуется удаление радиоактивных отходов в моря, океаны и ближнее космическое пространство. Ни один из этих способов не гарантирует безопасности отходов в будущем.
Лабораторная работа «Радиометрия объектов среды»
Определение радиоактивности объектов среды называется радиометрией. Приборы, используемые для радиометрии, носят название радиометров.
Принципы радиометрии объектов среды основаны на способности ионизирующих излучений производить ионизацию молекул среды на пути своего движения (ионизационный метод) или способность некоторых химических веществ (люминофоров) преобразовывать энергию излучений в световую энергию (люминесцентный метод).
В качестве детектора и ионизационный метод использует газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера или сцинтилляционный счетчик.
Газоразрядный счетчик представляет собой стеклянную или металлическую трубку, в которую впаяны электроды: анод и катод. Трубка заполнена инертным газом (аргон) с примесью паров спирта. На электроды поступает высокое напряжение: 800-2000 вольт, в результате которого образовавшиеся при ионизации газа ионы приобретают огромную кинетическую энергию и, устремляясь к противоположно заряженным электродам, производят вторичную ионизацию. Одна частица или квант излучения вызывает полную мгновенную ионизацию газа в счетчике, а декатронные счетчики радиометра фиксируют при этом импульс тока.
Внутренняя поверхность сцинтилляционного счетчика покрыта слоем люминофора – вещества, испускающего под действием энергии радиоактивных излучений фотоны света. Вспышки света регистрируются специальным устройством, преобразующим их в импульсы электрического тока. В качестве люминофоров используют соли ZnS, NaI или специальные пластмассы.
При радиометрии подсчитывается число импульсов за минуту, которое пропорционально радиоактивности источника, но не равно числу распадов атомов в источнике за то же время, т.к. часть радиоактивных частиц и квантов не попадает в счетчик из-за хаотического характера распадов атомов. Для определения числа распадов в источнике предварительно необходимо установить с помощью эталона, активность которого известна, «эффективность счета» радиометра.
Порядок работы с радиометром,