Основные понятия в радиологии

Ионизирующие излучения подразделяются на электромагнитные и корпускулярные. Рентгеновское и гамма-излучение относится к электромагнитным; а нейтронный поток, излучение альфа- и бета-частиц - к корпускулярным. Общим свойством вышеуказанных электромагнитных и корпускулярных излучений является способность ионизировать среду.

При осуществлении контроля за облучением человека используется понятие экспозиционной, поглощённой и эффективной дозы ионизирующего излучения.

Экспозиционная доза - количество энергии, освобождаемое источником в воздушной среде. Эту дозу принято обозначать в рентгенах /Р/, а в системе СИ - в кулонах на килограмм /Кл/кг/:

1 Р = 2,58 х 10-4 Кл/кг.

Более полное представление о поражающем действии ионизирующего излучения на человека даёт поглощённая доза - количество энергии в единице массы биообъекта. Эту дозу принято обозначать в радах /радиационная адсорбированная доза/.В системе СИ поглощенная доза измеряется в Греях /Гр/.

1 Гр. = 100 рад.

Для перехода от единиц измерения электромагнитного излуче­ния к корпускулярным используется понятие биологический эквива­лент рада /бэр,/, под которым понимают такую же степень ионизации в тканях, которую создаёт 1 рад гамма - излучения. В системе СИ эквивалентная доза получила название зиверт /Зв/.

1 бэр = 10-2 Зв.

Для определения суммарной дозы облучения за период 4 суток используется понятие период полувосстановления, равный для человека в среднем 28 суткам.

Единицей измерения мощности дозы излучения на местности яв­ляется в системе СИ грей в секунду /Гр/сек/,внесистемная едини­ца - рад в секунду /рад/сек/:

1 Гр/сек = 102 рад/сек.

Оценка степени внутреннего заражения радиоактивными вещес­твами человека измеряется в тысячных и миллионных долях кюри /мКи,мкКи/. В системе СИ степень заражения измеряется в Беккерелях /Бк/,равных одному распаду в секунду /расп/сек/.

1 Ки = 3,7 ґ 1010Бк.

Плотность радиоактивного загрязнения местности измеряется Бк/м 2 или Ки/м2 :

1 Ки/км2 = 37000 Бк/м2

Для практических целей на местности, загрязнённой цезием 137, можно пользоваться следующим уравнением: 1 Ки/км2= 10 мкР/ч.

Характер возможного радиоактивного загрЯзнениЯ при авариЯх на АЭС

При общей радиационной аварии на атомной электростанции в зависимости от наработанной в реакторе активности и масштаба аварии может быть выброшено значительное количество наработанных радиоактивных продуктов (радионуклидов).

Так, при аварии на ЧАЭС в атмосферу было выброшено около 450 типов различных радионуклидов. Из них большинство - коротко живущие изотопы. Одним из основных был йод-131 с периодом полураспада 8 суток, который на 50-70% и обусловил радиоактивность сразу после аварии (40-60 дней). Далее стали проявляться долгоживущие радионуклиды: ниобий-95, церий-141, рутений-103, стронций-89, цирконий-95, церий-144, рутений-106, цезий-134, свинец-210, стронций-90,цезий-1376 а также были обнаружены трансурановые элементы: нептуний, плутоний, америций, уран, торий и радиоактивные газы: ксенон-133 и криптон-85.

Радиоактивному заражению при авариях на АЭС, как и при ядерных взрывах, подвергается не только район прилегающий к станции, но и местность, удаленная от него на десятки и даже сотни километров. Авария на ЧАЭС показала, что глубина распрос­транения опасных радиоактивных заражений для населения может достигать 500 км и более.

Масштабы, степень радиоактивного заражения местности зависит от количества радионуклидов, времени, прошедшего после аварии и метеорологических условий. Из всех метеоусловий наибольшее влияние на масштаб и степень заражения, а так же на положение радиоактивного следа оказывает направление и скорость ветра на высоте нескольких десятков метров (при ядерных взрывах используется “средний ветер” - в пределах высоты облака ядерного взрыва, т.е. до 10 км).

Радиационная обстановка после аварии на АЭС будет существенно отличаться от обстановки после ядерного взрыва. Прежде всего тем, что выброс будет представлять аэрозоль, а не тяжелое, быстро оседающее на ближнем наземном следе пылевое облако, а также совсем другим радионуклидным составом. Радио-аэрозольное облако оседает медленно, и в результате слабого и неустойчивого направления ветра, наземный след будет иметь неправильную форму и пятнистую структуру. Это значительно затрудняет выявление и оценку радиационной обстановки. Неравномерность заражения местности может вызвать горный и холмистый рельеф местности, так как высота подъема радиоактивного облака незначительна.

Выпадение радионуклидов из радиоактивного облака происходит в больших количествах в момент соприкосновения воздушных масс с поверхностью земли, поэтому степень заражения на склонах гор и холмов будет значительно выше. Распространяясь по ветру, радиоактивные продукты образуют на местности зоны радиоактивного загрязнения.

По степени и возможным последствиям внешнего облучения на зараженной местности выделяют зоны:

- зона умеренного радиоактивного загрязнения (индекс А)-участок местности, в пределах которого доза излучения за год может иметь значения от 50 до 500 Рад.

- зона сильного радиоактивного загрязнения (индекс Б) -характеризуется дозой излучения на местности от 500 до 1500 Рад в год.

- зона опасного радиоактивного загрязнения (индекс В) -характеризуется дозой облучения за год от 1500 до 5000 Рад.

- зона чрезвычайно опасного радиоактивного загрязнения (индекс Г) -характеризуется дозой излучения за год более 5000 Рад.

- зона радиационной опасности (индекс М) -внешняя зона на радиационном следе, характеризуется дозой излучения на открытой местности за год от 5 до 50 Рад.

В пределах зоны “М” должно быть ограничено пребывание населения. Для производственного персонала предприятий должны выполняться специальные мероприятия по противорадиационной защите. При попадании предприятий в зоны “A” “Б” “В” и “Г” они прекращают производственную деятельность до проведения всеобщих дезактивационных работ, а персонал немедленно выводится из зоны загрязнения. Радиационное воздействие на население характеризуется величинами доз внешнего и внутреннего облучения людей. Дозы внешнего и внутреннего облучения рассчитываются по данным, характеризующим радиационную обстановку в зоне аварии, по каждому из возможных путей радиационного воздействия на человека.

Оценка радиационной обстановки
после аварии на АЭС

Под радиационной обстановкой понимают масштабы и степень радиоактивного загрязнения местности, оказывающего отрицательное воздействие на здоровье персонала АЭС, ликвидаторов аварии и населения зараженных районов.

Оценка радиоактивной обстановки - это выяснение степени воздействия ионизирующего излучения на людей и выбор различных вариантов их защиты, при которых должны быть исключены или значительно уменьшены радиационные поражения.

Оценку радиационной обстановки осуществляют путем решения ряда задач, а по результатам ее делают выводы о наиболее целесообразных действиях тех или иных контингентов людей и дополнительных мерах их защиты. Оценку радиационной обстановки осуществляют в два этапа: вначале выявляют уровни радиации и степень радиоактивного заражения местности и различных объектов внешней среды, затем проводят оценку обстановки и ее влияние на людей.

Выявить радиоактивную обстановку - это значит определить и нанести на рабочую карту зоны радиоактивного загрязнения местности.

Радиоактивная обстановка может быть выявлена и оценена методом прогнозирования и по данным радиационной разведки.

При использовании метода прогнозирования устанавливают размеры зон радиоактивного загрязнения при помощи заранее разработанных таблиц, формул и т.д.

К исходным данным для оценки радиационной обстановки при аварии на АЭС относятся: координаты реактора, его тип и мощность, время аварии, реальные метеоусловия, а так же степень защиты людей от ионизирующего излучения. При оценке радиоактивной обстановки методом прогнозирования решают следующие основные задачи:

-определение уровней ионизирующего излучения и размеров зон радиоактивного загрязнения, нанесение их на карту;

-определение времени подхода радиоактивного облака к данному объекту и изменение характеристик радиоактивного заражения;

-расчет площадей радиоактивного заражения, в пределах которых возможно поражающее действие на людей;

-оценка степени интегрального загрязнения среды и плотности заражения наиболее опасными радионуклидами (цезий, стронций, плутоний и др.);

-определение радиационных потерь среди персонала АЭС, ликвидаторов и населения;

-определение порядка возможных действий населения на территории, загрязненной РВ, допустимого времени начала работы спасателей, формировании ЭМП и продолжительности их работы.

В основных выводах, которые формулируются в результате оценки радиационной обстановки, для формирования ЭМП должен быть ответ на следующие вопросы: -число людей, пострадавших от ионизирующего излучения;

-наиболее целесообразные действия личного состава формирований ЭМП, ликвидаторов, персонала на АЭС;

-дополнительные меры защиты различных контингентов людей.

Второй метод оценки радиационной обстановки - по данным радиационной разведки - используется после аварии.

Он основан на выявлении радиоактивной обстановки путем измерения уровней ионизирующего излучения и степени радиоактивного загрязнения местности и объектов. Кроме вышеупомянутых исходных данных, при использовании данного метода обязательно учитываются данные измерения уровней ионизирующего излучения и степени радиоактивного заражения местности и объектов, измеренные с помощью приборов радиационного контроля (ДП-5В и др.)

Полученные фактические данные наносятся на карту, с предварительным приведением уровня ионизирующего излучения на 1 час после аварии. Затем оценку обстановки проводят в той же последовательности, что и методом прогнозирования.

При прогнозе радиационных последствий и планировании мер по защите населения следует выделить три фазы протекания аварии.

Ранняя фаза -от начала аварии до момента прекращения выброса радиоактивных веществ в атмосферу и окончания формирования радиоактивного следа на местности. В этот период доза внешнего облучения формируется гамма и бета излучением радиоактивных веществ, содержащихся в облаке. Внутреннее облучение обусловлено ингаляционным поступлением в организм радиоактивных продуктов из облака.

Средняя фаза - от момента завершения формирования радиоактивного следа до принятия всех мер защиты населения. Источник внешнего облучения - радиоактивные вещества, осевшие из облака на поверхность земли, зданий и т.п. Внутрь радиоактивные вещества поступают в основном пероральным путем при употреблении загрязненных продуктов и воды.

Поздняя фаза -длится до прекращения необходимости в выполнении защитных мер. В поздней фазе источники внешнего и внутреннего облучения те же, что и в предыдущей фазе.

В зависимости от складывающейся обстановки защита населения обеспечивается выполнением следующих мер:

1. Ограничение пребывания населения на открытой местности путем временного укрытия в домах и убежищах с герметизацией помещений на время рассеивания радиоактивного загрязнения в воздухе.

2.Предупреждение накопления радиойода в щитовидной железе путем проведения йодной профилактики.

3.Эвакуация населения.

4.Исключение или ограничение потребления с пищей загрязненных продуктов питания.

5.Переселение.

6.Дезактивация людей посредством санитарной обработки.

7.Простейшая обработка продуктов питания, загрязненных (поверхностно) радиоактивными веществами.

8.Защита органов дыхания подручными средствами, желательно увлажненными.

9.Перевод сельскохозяйственных животных на незагрязненные пастбища или незагрязненные корма.

10.Дезактивация загрязненной местности.

Решение о мерах защиты населения от радиоактивного облучения на ранней и средней фазах развития аварии принимается на основании сравнения прогнозируемых доз с приведенными.

Если прогнозируемое облучение не превышает нижний уровень, то не требуется проводить меры, указанные в таблице. Если прогнозируемое облучение превосходит нижний уровень, но не достигает верхнего, то решение о проведении мер может быть отсрочено и принимается с учетом конкретных условий. Если прогнозируемое облучение достигает или превосходит верхний уровень, то мероприятия проводятся экстренно. Дозовые пределы для переселения указаны как годовые.