Реферат на тему «Внешнее и внутреннее облучение. Дозы»

Содержание

Введение

1.Внешнее и внутреннее облучение

2.Дозы внешнего и внутреннего облучения

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Где бы мы ни находились – на знойном юге или на далеком севере, в долинах или высоко в горах, на свежем воздухе или в помещении, на отдыхе в санатории или на работе, окруженные современной техникой, на пароходе, в поезде или в самолете – наше тело постоянно пронизывается высокоэнергетическими фотонами и корпускулами ионизирующей радиации. Падая на организм извне, они проникают во все ткани и органы, где отдают свою энергию молекулам и структурам клеток.

В большом количестве они зарождаются внутри нашего тела от находящихся в нем радиоактивных веществ, и тогда вероятность их поглощения тканями повышается. Речь идет о высокоэнергетических фотонах и частицах. Их энергия во много раз превышает энергию любой химической связи в молекуле.

Облучение от естественных источников ни на минуту не останавливается: секунды, минуты, часы, дни, годы непрерывно идет эта микробомбардировка наших клеток. Ее последствия только за последние годы становятся ясны благодаря многочисленным радиобиологическим исследованиям. И, как часто бывает в науке, то, что казалось очевидным еще несколько лет назад, приобретает новое освещение в свете полученных фактов.

Если в 40-х годах ученые имели смутные представления о естественном фоне радиации, то теперь ясно, что нельзя игнорировать, обсуждая такие проблемы, как происхождение жизни, эволюция, старение, канцерогенез и другое.

Мы различаем внешнее облучение от источников, расположенных вне организма, и внутреннее – от инкорпорированных, т.е. включенных в организм радиоактивных нуклидов.

Целью данной работы является ознакомление с путем, при помощи которого излучение достигает ткани организма и воздействует на них, постараемся дать определение внешнему и внутреннему облучениям, и выявить какую опасность они представляют для человека.

Внешнее и внутреннее облучение 

Ионизирующее излучение может двумя способами оказывать воздействие на человека. Первый способ — внешнее облучение от источника, расположенного вне организма, которое в основном зависит от радиационного фона местности на которой проживает человек или от других внешних факторов. Второй — внутреннее облучение, обусловленное поступлением внутрь организма радиоактивного вещества, главным образом с продуктами питания.

Продукты питания, не соответствующие радиационным нормам, имеют повышенное содержание радионуклидов, инкорпорируются с пищей и становятся источником излучения непосредственно внутри организма.

Большую опасность представляют продукты питания и воздух, содержащие изотопы плутония и америция, которые обладают высокой альфа активностью. Плутоний, выпавший в результате Чернобыльской катастрофы, является самым опасным канцерогенным веществом. Альфа излучение имеет высокую степень ионизации и, следовательно, большую поражающую способность для биологических тканей.

Попадание плутония, а также америция через дыхательные пути в организм человека вызывает онкологию легочных заболеваний. Однако следует учесть, что отношение общего количества плутония и его эквивалентов америция, кюрия к общему количеству плутония, попавшего в организм ингаляционным путем незначительно.

Как установил Беннетт, при анализе ядерных испытаний в атмосфере, на территории США соотношение выпадения и ингаляции равно 2,4 млн. к 1, то есть подавляющее большинство альфа-содержащих радионуклидов от испытаний ядерного оружия ушли в землю не оказав влияния на человека.

В выбросах Чернобыльского следа наблюдались также частицы ядерного топлива, так называемые горячие частицы размером около 0,1 микрона. Эти частицы также могут проникать ингаляционным путем в легкие и представлять серьезную опасность.

Внешнее и внутреннее облучения требуют различные меры предосторожности, которые должны быть приняты против опасного действия радиации.

Внешнее облучение в основном создается гамма содержащими радионуклидами, а также рентгеновским излучением. Его поражающая способность зависит от:

а) энергии излучения;

б) продолжительности действия излучения;

в) расстояния от источника излучения до объекта;

г) защитных мероприятий.

Между продолжительностью времени облучения и поглощенной дозой существует линейная зависимость, а влияние расстояния на результат радиационного воздействия имеет квадратичную зависимость.

Для защитных мероприятий от внешнего облучения используются в основном свинцовые и бетонные защитные экраны на пути излучения. Эффективность применения материала в качестве экрана для защиты от проникновения рентгеновских или гамма-лучей зависит от плотности материала, а также от концентрации содержащихся в нем электронов.

Если от внешнего облучения можно защититься специальными экранами или другими действиями, то с внутренним облучением это сделать не представляется возможным.

Различают три возможных пути, по которым радионуклиды способны попасть внутрь организма:

а) с пищей;

б) через дыхательные пути с воздухом;

в) через повреждения на коже.

Следует отметить, что радиоактивные элементы плутоний и америций проникают в организм в основном с пищей или при дыхании и очень редко через повреждения кожи.

Как отмечает Дж. Холл, органы человека реагируют на поступившие в организм вещества исходя исключительно из химической природы последних, вне зависимости от того, являются они радиоактивными или нет. Химические элементы такие как натрий и калий, входят в состав всех клеток организма.

Следовательно, их радиоактивная форма, введенная в организм, будет также распределена по всему организму. Другие химические элементы имеют склонность накапливаться в отдельных органах, как это происходит с радиоактивным йодом в щитовидной железе или кальцием в костной ткани.

Проникновение радиоактивных веществ с пищей внутрь организма существенно зависит от их химического взаимодействия. Установлено, что хлорированная вода увеличивает растворимость плутония, и как следствие инкорпорацию его во внутренние органы.

После того, как радиоактивное вещество попало в организм, следует учитывать величину энергии и вид излучения, физический и биологический период полураспада радионуклида. Биологическим периодом полувыведения называют время, которое необходимо для выведения из организма половины радиоактивного вещества. Некоторые радионуклиды выводятся из организма быстро, и поэтому не успевают нанести большого вреда, в то время как другие сохраняются в организме в течение значительного времени.

Период полувыведения радионуклидов, существенно зависит от физического состояния человека, его возраста и других факторов. Сочетание физического периода полураспада с биологическим, называется эффективным периодом полураспада — наиболее важным в определении суммарной величины излучения. Орган, наиболее подверженный действию радиоактивного вещества называют критическим.

Для различных критических органов разработаны нормативы, определяющие допустимое содержание каждого радиоактивного элемента. На основании этих данных созданы документы, регламентирующие допустимые концентрации радиоактивных веществ в атмосферном воздухе, питьевой воде, продуктах питания.

Рассмотрим более подробно дозы внешнего и внутреннего облучения.

Дозы внешнего и внутреннего облучения

Существует два различных пути, при помощи которых излучение достигает ткани организма и воздействует на них.

Первый путь – внешнее облучение от источника, расположенного вне организма. Оно вызывается гамма-излучением, рентгеновским излучением, нейтронами, которые глубоко проникают в организм, а также бета-лучами с высокой энергией, способными проникать в поверхностные слои кожи. Источниками фонового внешнего облучения являются космические излучения, гамма-излучающие нуклиды, которые содержатся в породах, почве, строительных материалах (бета-лучи в этом случае можно не учитывать в связи с низкой ионизацией воздуха, большим поглощением бета-активных частиц минералами и строительными конструкциями).

Рассчитаем дозу, которую получает человек за счет внешнего облучения космическими излучениями.

 = 28 мрад/год (0,28 мГр/год),

 где       Дк – поглощённая доза за счёт космических излучений;

1,95 – число пар ионов, возникающих в 1 см3 за счет космических лучей за 1 с (для средних широт);

3,6•10^3 – число сек в 1 часе

24 – число часов в сутках;

365 – число дней в году;

2,08•10^9 – число пар ионов, возникающих при дозе в 1Р;

103 – коэффициент перевода дозы в мрад;

1,07 – коэффициент перевода дозы из рентген в рад.

Таким образом, 28 мрад/год является средней дозой, которую получает человек за счёт космических лучей.

Значительная часть от суммарной дозы внешнего облучения обусловлено естественными источниками радиации, она образуется за счет гамма-излучающих веществ, содержащихся в поверхностном слое пород и почв.

Так, мощность поглощенной дозы в воздухе, которая образуется за счёт калия-40 составляет в среднем 16 нГр/час, урана-238- 11 нГр/час, тория –232 – 17 нГр/час. Доза за год составляет для калия 0,06-0,354 мГр, урана – 0,165-0,263 мГр.

В некоторых районах Бразилии мощность гамма-излучения достигает 10 мГр в год. Более 95% населения Земли проживает в условиях, где мощность гамма-излучения составляет в воздухе 30-70 нГр/час (в среднем 50 нГр/час).

Годовая эквивалентная доза, обусловленная гамма-излучением естественных радионуклидов, содержащихся в почве, оценивается путем умножения средней мощности поглощенной дозы в воздухе на относительное время нахождения человека на открытой местности (равное 0,2) и на коэффициент, равный 0,7 (отношение мощности эквивалентной дозы к поглощённой дозе в воздухе для средних значений гамма-излучения).

Д=50 нГр/час х 0,7 3в/Гр х 8760 часов в год х 0,2=61 мк3в/год

Доза за счёт облучения внутри помещений составляет 290 мк3в/год.

В качестве средней дозы принимается эквивалентная доза в 350 мк3в/год=0,35 м3в/год.

Доза внешнего облучения, которая обусловлена бета-частицами естественных радионуклидов, содержащихся в почве и воздухе, составляет
7 мк3в/год=0,007 м3в/год.

Второй путь – внутреннее облучение от ионизирующих излучений радиоактивных веществ, находящихся внутри организма (при вдыхании, поступлении с водой и пищей, проникновении через кожу). В организм попадают как естественные, так и искусственные радиоизотопы. Подвергаясь в тканях тела радиоактивному распаду, эти изотопы излучают альфа-, бета-частицы, гамма-лучи.

Существует ряд особенностей, которые делают внутреннее облучение во много раз более опасным, чем внешнее (при одних и тех же количествах радионуклидов):

1. При внутреннем облучении увеличивается время облучения тканей организма, так как при этом время облучения совпадает со временем нахождения РВ в организме (при внешнем облучении доза определяется временем нахождения в зоне радиационного воздействия).
2. Доза внутреннего облучения резко возрастает из-за практически бесконечно малого расстояния до тканей, которые подвергаются ионизирующему воздействию (так называемое контактное облучение).
3. При внутреннем облучении исключается поглощение альфа-частиц роговым слоем кожи (альфа-активные вещества становятся наиболее опасными).
4. За небольшим исключением РВ распределяются в тканях организма неравномерно, а выборочно концентрируются в отдельных органах, ещё более усиливая их облучение.
5. В случае внутреннего облучения нет возможности использовать методы защиты, которые разработаны для внешнего облучения (экранирование, сокращение времени нахождения в поле действия РВ, удаление от источника облучения).

Степень радиационной опасности при внутреннем облучении человека определяют ряд параметров:

1. Путь поступления РВ в организм (органы дыхания, ЖКТ, кожа).
2. Место локализации (отложения) РВ в организме.
3. Продолжительность поступления РВ в организм человека.
4. Время нахождения излучателя в организме (в зависимости от периода полураспада и периода полувыведения радионуклидов).
5. Энергия, излучаемая радионуклидами за единицу времени (количество распадов в единицу времени умножают на среднюю энергию одного распада).
6. Масса облучаемой ткани (зависит от локализации РВ в организме).
7. Отношение массы облучаемой ткани к массе тела человека.
8. Количество радионуклида в организме, то есть количество распадов в единицу времени и вид излучения.

Наличие и сочетание этих факторов приведут к большому разнообразию величин, которые характеризуют предельно допустимое количество радиоактивных элементов в воздухе, воде, внутри организма человека, а также характеризуют более общий показатель – предел годового поступления радионуклидов в организм человека.

За счёт естественной радиоактивности (фона природных изотопов и космических излучений) индивидуальная эквивалентная доза составляет 2,4 м3в/год, в т.ч. за счёт внешнего облучения 0,8 м3в/год, за счет внутреннего облучения 1,6 м3в/год.

С учетом всех вышеперечисленных факторов и нормативов, подчеркнем, что среднегодовая эффективная эквивалентная доза облучения человека не должна превышать 1 м3в в год.

Заключение

Итак, в заключение, можно отметить ещё раз, что облучение человека в современном мире преследует везде, и человеку от него не скрыться, ведь излучения различного вида, возникли вместе с зарождением земли, а развитие общества, изучение новых технологий, освоение земли дали современному человеку средство дополнительно облучающие его.

Мы не стали в данной работе, говорить о ядерной бомбе, о произошедших катастрофах, а рассмотрели лишь поверхностно, внешние и внутренние облучение, не затрагивая глобально.

Так же хочется сказать, что облучение в допустимых нормах безопасно для человека, и не угрожает его здоровью, но оно имеет свойство накапливаться, и тогда возникнут проблемы, со здоровьем, а также не исключена угроза смерти для человека.

Можно сказать, что облучение таят в себе определенную опасность для человека, наиболее опасным облучением будет внутренние, так как, в случае внутреннего облучения, нет возможных средств защиты, в отличии от внешнего.

Список используемой литературы

1. О.И. Василенко. — «Радиационная экология» — М.: Медицина, 2004. — 216 с.
2. Холл Э.Дж. — Радиация и жизнь — М., Медицина, 1989.
3. Ярмоненко С.П. — Радиобиология человека и животных- М., Высшая школа, 1988.
4. Информация об аварии на Чернобыльской АЭС и ее последствиях, подготовленная для МАГАТЭ — Атомная энергия, 1986. т, 61, вып. 5.,с. 301-320.
5. Нормы радиационной безопасности НРБ-76/87 и основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72-8 7.