🗊Презентация Радиационная безопасность и защита

Радиационная безопасность и защита доктор медицинских наук профессор Васин М.В.

Физические единицы в радиационной медицине БЕККЕРЕЛЬ (Бк, Bq) — единица радиоактивности нуклидов в СИ, соответствующая 1 распаду ядер в 1 сек. РЕНТГЕН (Р) — единица экспозиционной дозы рентгеновского и -излучения, при которой 1,293 мг (1 см3) воздуха образуются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака. ГРЕЙ (Гр, Gy) — единица поглощенной дозы излучения в СИ. 1 Гр равен поглощенной дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. 1 Гр равен 100 рад. ЗИВЕРТ (Зв, Sv) — единица эквивалентной (эффективной) дозы любого вида излучения в СИ, соответствующая поглощенной дозе излучения в 1 кг биологической ткани, при которой наблюдается тот же биологический эффект, что и при поглощенной дозе в 1 Гр фотонного из лучения. 1 Зв = 100 бэр.

ДОЗА ЭФФЕКТИВНАЯ (ЭКВИВАЛЕНТНАЯ) ГОДОВАЯ - сумма зффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год ДОЗА ЭФФЕКТИВНАЯ (ЭКВИВАЛЕНТНАЯ) ГОДОВАЯ - сумма зффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год

Связь между поглощенной дозой в воздухе, выраженной в радах, и экспозиционной дозой, выраженной в рентгенах, устанавливается выражением: Связь между поглощенной дозой в воздухе, выраженной в радах, и экспозиционной дозой, выраженной в рентгенах, устанавливается выражением: Dэксп = 0.877 • Dпогл

Явление радиоактивности Земли обусловлено самопроизвольным превращением ядер Th-232, U-235 и U-238, содержащихся в земной коре. Явление радиоактивности Земли обусловлено самопроизвольным превращением ядер Th-232, U-235 и U-238, содержащихся в земной коре. Внешнее облучение составляет от 1/3 до половины лучевой нагрузки на человека от природного фона, остальное обусловлено за счет внутреннего облучения от радионуклидов, поступивших в организм через органы дыхания, с пищей и водой. Внешнее гамма-облучение за счет естественного радиационного фона в основном связано с радионуклидами, содержащимися в почве и скальных породах, на 2/3 обусловлено U-238 и Th-232 и продуктами их деления, на 1/3 – К-40. Космические лучи представляют собой поток ядерных частиц (1 част./cм2•c), падающих на землю из космоса со средней энергией около 100 Мэв (плотность энергии 0,6 эВ/см3) и состоящих из протонов (90%), альфа-частиц (7%). Вторичное космическое излучение состоит из фотонов, электронов с энергией до 100 Мэв, протонов, нейтронов с энергией 1015 Мэв и мезонов с энергией до 600 Мэв. Мезоны составляют до 80% активности излучений. Доза облучения человека за счет космических лучей составляет 0,39 мЗв/год. Радионуклиды, возникающие на Земле под действием космических лучей,  в основном углерод-14 и тритий.

Подавляющее значение в формировании дозы внутреннего облучения составляет радон-222. Радон-222 - продукт распада радия, выделяется из почвы и горных пород, растворяется в воде (1 Бк в 1 л воды) или смешивается с воздухом (34 Бк в 1 м3 воздуха). Подавляющее значение в формировании дозы внутреннего облучения составляет радон-222. Радон-222 - продукт распада радия, выделяется из почвы и горных пород, растворяется в воде (1 Бк в 1 л воды) или смешивается с воздухом (34 Бк в 1 м3 воздуха). Наибольшее содержание радона в земле на глубине 5 м, в более поверхностных слоях происходит его выветривание и выделение в атмосферу. В радоновых источниках, где концентрация радия > 1011г/л, его на 3 порядка больше. В жилых и производственных помещениях концентрация рaдона в 25 раз выше ( 825 Бк в 1 м3), чем на открытом воздухе, что связано с его накоплением из подвальных помещений и стен дома при ограничении в нем вентиляции. Доза на легкие в 10 раз больше за счет действия альфа-частиц радона и составляет до 50% эффективной дозы для человека. Доза облучения человека от воздействия природного радона составляет 1,3 мЗв/год. Поступление радионуклидов в организм через пищеварительную систему связано в основном с приемом пищевых продуктов и, прежде всего, растительных за счет калия-40 (содержание калия-40 в организме человека 83 мг, или 22,2•103 Бк).

Внешнее облучение составляет от 1/3 до половины лучевой нагрузки на человека от природного фона, остальное обусловлено за счет внутреннего облучения от радионуклидов, поступивших в организм через органы дыхания, с пищей и водой. Внешнее облучение составляет от 1/3 до половины лучевой нагрузки на человека от природного фона, остальное обусловлено за счет внутреннего облучения от радионуклидов, поступивших в организм через органы дыхания, с пищей и водой. Подавляющее значение в формирова­нии дозы внутреннего облучения составляет радон-222. Радон-222 - продукт распада радия, выделяется из почвы и горных пород, растворяется в воде (1 Бк в 1 л воды) или смешивается с воздухом (34 Бк в 1 м3 воздуха). Наибольшее содержание радона в земле на глубине 5 м, в более поверхностных слоях происходит его выветривание и выделение в атмосферу. В радоновых источниках, где концентрация радия > 1011г/л, его на 3 порядка больше. В жилых и производственных помещениях концентрация рaдона в 25 раз выше ( 825 Бк в 1 м3), чем на открытом воздухе, что связано с его накоплением из подвальных помещений и стен дома при ограничении в нем вентиляции. Риск радиационных отдаленных последствий (20% рака легких связано с действием альфа-частиц радона) появляется, когда его содержание в воздухе увеличивается до 5001000 Бк в 1 м3, что имеет место на урановых рудниках и в некоторых жилых постройках. Доза на легкие в 10 раз больше за счет действия альфа-частиц радона и составляет до 50% эффективной дозы для человека. Доза облучения человека от воздействия природного радона составляет 1,3 мЗв/год.

Годовая эффективная доза от природных источников

Уровни облучения населения за счет использования в практике ионизирующего излучения как эквивалент периода облучения от природных источников

Взвешивающие коэффициенты (WR) для отдельных видов ионизирующего излучения (НРБ—99)

ВЗВЕШИВАЮЩИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ДЛЯ ТКАНЕЙ И ОРГАНОВ

Радиочувствительность молекул клетки

Механизм радиационной гибели клеток

Клеточные реакции на облучение

Механизмы пострадиационного восстановления Существует два типа восстановительных процессов: репарация и регенерация.

Радиочувствительность кроветворной ткани человека

Диагностические критерии определения тяжести острой лучевой болезни по изменениям картины периферической крови и появлению рвоты после облучения

Детерминированные эффекты представляют собой клинически выявляемые вредные биологические эффекты ионизирующего излучения, в отношении которых предполагается существование порога, ниже которого эффект отсутствует, а выше – тяжесть эффекта зависит от дозы излучения (развитие острой или хронической лучевой болезни, лучевые поражения кожи, слизистых и легких при дозах более 0,5 Гр). Рекомендации Международного комитета по радиационной защите (МКРЗ) сводятся к недопущению детерминированных эффектов радиации) и к сокращению вероятности стохастических их проявлений у населения

Острая лучевая болезнь человека представляет собой общее заболевание организма с совокупностью клинических синдромов, развивающихся после кратковременного (до 3 сут) внешнего и/или внутреннего облучения организма ионизирующим излучением в дозах, превышающих 1 Гр на все тело. При пролонгированном и фракционированном облучении длительностью 10 и более суток при разовых или суточных дозах 0,1—0,2 Гр возможно развитие подострой лучевой болезни

В условиях низкоинтенсивного общего облучения или длительного систематического воздействия малых доз излучения формируется хроническая лучевая болезнь. Хроническая лучевая болезнь — клинический синдром, развивающийся при длительном воздействии на организм ионизирующего излучения в дозах, превышающих 0,1 Гр в год и суммарно достигающих величины не менее 0,7—1,5 Гр в зависимости от мощности и суммарной величины дозы. Сроки заболевания варьируют от 1—2 до 5—10 лет

Стохастические эффекты излучения относятся к вредным радиобиологическим эффектам, не имеющим дозового порога появления, вероятность возникновения которых пропорциональна дозе и для которых тяжесть проявления не зависит от дозы радиации (опухоли, лейкозы, генетические дефекты). Стохастические эффекты излучения относятся к вредным радиобиологическим эффектам, не имеющим дозового порога появления, вероятность возникновения которых пропорциональна дозе и для которых тяжесть проявления не зависит от дозы радиации (опухоли, лейкозы, генетические дефекты). Стохастические эффекты облучения населения оцениваются по параметру риска: индивидуальной вероятности развития опухолей и наследственных дефектов в результате облучения в дозе 1 Зв или по числу данных случаев, отнесенных на величину 10000 человеко-зиверт (чел.-Зв). 1,1% случаев лейкемии и 10,9% случаев рака после облучения на 1 Зв Риск наследственных эффектов 1,2% на 1 Зв

Стохастические эффекты излучения связаны с пострадиационным мутагенезом. При радиолизе оснований ДНК изменяется последовательность нуклеотидов в ДНК и генетический код. Стохастические эффекты излучения связаны с пострадиационным мутагенезом. При радиолизе оснований ДНК изменяется последовательность нуклеотидов в ДНК и генетический код. К точковым мутациям приводит замена одного основания на другой. Кластогенные мутации образуются в процессе делеции или инсекции ДНК, т.е. удалении или добавлении пары оснований ДНК, или в процессе инверсии, когда при реинсекции пара оснований ДНК меняет свою пространственную ориентацию на обратную. Большую роль в пострадиационном мутагенезе вносят асимметричные транслокации (обмены).

Ионизирующее излучение относится к средним мутагенам. Мутагенный эффект радиации ответственен за пострадиационный канцерогенез и развитие наследственных болезней. Ионизирующее излучение относится к средним мутагенам. Мутагенный эффект радиации ответственен за пострадиационный канцерогенез и развитие наследственных болезней. Стохастический эффект может теоретически возникнуть при любой дозе ионизирующего излучения. Увеличение дозы радиации только повышает вероятность появления опухолей или наследственных болезней и не влияет на время и тяжесть его проявления. Средний латентный период развития острого лейкоза равен 7–12 годам и 15–20 лет для других злокачественных опухолей. Вероятность злокачественного перерождения клетки 10–11/Зв, или избыток 10% на 1 Зв.

Эпидемиологические данные по смертности от рака 1,1% случаев лейкемии и 10,9% случаев рака после облучения на 1 Зв (Доклад UN­SCEAR, 1994). Эпидемиологические данные по смертности от рака 1,1% случаев лейкемии и 10,9% случаев рака после облучения на 1 Зв (Доклад UN­SCEAR, 1994). Риск смертельного рака 5% на 1 Зв для всего населения, 4% на 1 Зв для взрослых работающих. Вероятность мутации клетки 10–5/Зв; риск наследственных эффектов 1,2% на 1 Зв; риск эмбриотоксических церебральных эффектов облучения эмбриона (от 8 до 15 недель беременности) и развитие умственной отсталости со сдвигом распределения IQ на 30 единиц на 1 Зв. Несколько сотен мЗв вызывают понижение IQ до состояния тяжелой умственной отсталости.

Суммарный радиационный риск от стохастических эффектов (НРБ–99) для производственного облучения: Суммарный радиационный риск от стохастических эффектов (НРБ–99) для производственного облучения: rЕ = 5,6•10–2 чел.-Зв–1 при Е  200 мЗв•год–1 , rЕ = 1,1•10–1 чел.-Зв–1 при Е  200 мЗв•год–1; для облучения населения: rЕ = 7,3•10–2 чел.-Зв–1 при Е  200 мЗв•год–1, rЕ = 1,5•10–1 чел.-Зв–1 при Е  200 мЗв•год–1, где rЕ коэффициент пожизненного риска сокращения длительности периода полноценной жизни в среднем на 15 лет на один стохастический эффект (от смертельного рака, серьезных наследственных эффектов и несмертельного рака).

ПРЕДЕЛ ДОЗЫ (ПД) - величина годовой эффектвной или аквивалентной дозы техногенного облучения, которая не должна превышаться в условиях нормальной работы. ПРЕДЕЛ ДОЗЫ (ПД) - величина годовой эффектвной или аквивалентной дозы техногенного облучения, которая не должна превышаться в условиях нормальной работы. Предел дозы для персонала – 20мЗв/год, для населения – 1 мЗв/год. Для персонала (50 лет стаж работы) эффективная доза не должна превышать 1 Зв, для населения за период жизни (70 лет) 70 мЗв. для женщин до 45 лет поступление радионуклидов за год не должно быть более 1/20 ПГП для персонала (1мЗв) КВОТА - часть предела дозы, установленная для ограничения облучения населения от конкретного техногенного источника излучения и пути облучения (внешнее, поступление с водой, пищей и воздухом)

Принцип НОРМИРОВАНИЯ - непревышение допустимого предела индивидуальных доз облучения граждан от всех источников излучения Принцип НОРМИРОВАНИЯ - непревышение допустимого предела индивидуальных доз облучения граждан от всех источников излучения Принцип ОБОСНОВАНИЯ - запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующего излучения, при которых полученная для человека и общества польза превышает риск возможного вреда причиненного дополннтельным облучением Принцип ОПТИМИЗАЦИИ - поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения.

Предел индивидуального пожизненного риска сокращения длительности периода полноценной жизни в результате возникновения тяжелых последствий от детерминированных эффектов в условиях нормальной эксплуатации РОО при техногенном облучения в течение года для персонала принимается за 1,0•10–3, а для населения – 5,0•10–5. Уровень пренебрежимого риска составляет 10–6. Предел индивидуального пожизненного риска сокращения длительности периода полноценной жизни в результате возникновения тяжелых последствий от детерминированных эффектов в условиях нормальной эксплуатации РОО при техногенном облучения в течение года для персонала принимается за 1,0•10–3, а для населения – 5,0•10–5. Уровень пренебрежимого риска составляет 10–6.

Облучение планируемое повышенное планируемое облучение персонала в дозах, превышающих установленные основные пределы доз, с целью предупреждения развития радиационной аварии или ограничения ее последствий (эффективная до 200 мЗв, превышение эквивалентной дозы в 4 раза при согласовании с Минздравом РФ). Облучение планируемое повышенное планируемое облучение персонала в дозах, превышающих установленные основные пределы доз, с целью предупреждения развития радиационной аварии или ограничения ее последствий (эффективная до 200 мЗв, превышение эквивалентной дозы в 4 раза при согласовании с Минздравом РФ). Допускается у мужчин старше 30 лет. Не допускается у ранее облученных в течение года с дозой 200 мЗв и имеющих медицинские противопоказания. Подвергшиеся облучению в течение года с дозой 100 мЗв не должны подвергаться облучению в дозе более 20 мЗв.

Облучение потенциальное — облучение, которое может возникнуть в результате радиационной аварии. Облучение потенциальное — облучение, которое может возникнуть в результате радиационной аварии. Доза предотвращаемая — прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями Санитарно-защитная зона — территория вокруг источника ионизирующего излучения, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации данного источника может превысить установленный предел дозы облучения населения. Зона наблюдения — территория за пределами санитарно-защитной зоны, на которой проводится радиационный контроль.

Основные пределы доз

Высокая потенциальная опасность АЭС в случае аварии связана, в основном, с выбросом в окружающую среду радиоактивных продуктов деления, накопленных в реакторе за время его работы. Высокая потенциальная опасность АЭС в случае аварии связана, в основном, с выбросом в окружающую среду радиоактивных продуктов деления, накопленных в реакторе за время его работы. В качестве ядерного топлива на АЭС используется двуокись урана-238, обогащенная до 2–4% ураном-235. В активной зоне реактора осуществляется реакция деления ядер урана-235. В результате торможения осколков деления их кинетическая энергия превращается в тепловую. За время цикла работы реактора 2/3 массы урана-235 превращаются в продукты деления. Одновременно под действием потока нейтронов крайне незначительная часть урана-238 (тысячные доли процентов) переходит в плутоний-239, 241, америций-241, нептуний-237 и кюрий-242. При нормальной работе реакторов постоянно накапливаются радиоактивные отходы в виде газообразных и твердых радиоактивных веществ.

Значительный выход радионуклидов за пределы защитных барьеров может произойти при сильном перегреве ядерного топлива или его частичном оплавлении. Значительный выход радионуклидов за пределы защитных барьеров может произойти при сильном перегреве ядерного топлива или его частичном оплавлении. Это имеет место при снижении скорости теплосъема ниже допустимого значения, либо в результате возрастания энерговыделения и выхода его за верхний предел работы системы теплосъема.

В обычном режиме работы реактора вода при температуре 270–290С подается в активную зону под большим давлением (12–16 МПа), препятствующим ее закипанию. На выходе из активной зоны температура воды поднимается до 300–320С. В обычном режиме работы реактора вода при температуре 270–290С подается в активную зону под большим давлением (12–16 МПа), препятствующим ее закипанию. На выходе из активной зоны температура воды поднимается до 300–320С. При самопроизвольном разгоне цепной реакции и перегреве ТВЭЛов вода, работающая в качестве теплоносителя, превращается в пар, который под большим давлением вызывает тепловой взрыв с выбросом в окружающую среду оплавленных ТВЭЛов и радионуклидов в виде аэрозолей из активной зоны реактора. Дополнительные контуры и защитные колпаки эту опасность не устраняют. В ядерной энергетике страны в подавляющем случае функционируют реакторы на тепловых нейтронах следующих типов: водоводяной энергетический реактор (ВВЭР) и реактор большой мощности канальный (РБМК).

К нарушению нормальной эксплуатации ядерного реактора могут привести: К нарушению нормальной эксплуатации ядерного реактора могут привести: наиболее сильные разрушения реактора при самопроизвольном разгоне реактора, нарушение герметичности ТВЭЛов, повреждения конструкционных элементов или механические нарушения технологического режима.

Радиационная авария — потеря контроля над источником, — определяется как непредвиденный случай, вызванный неисправностью оборудования или нарушением нормального хода технологического процесса, который создает повышенную опасность облучения людей ионизирующим излучением и радиоактивного загрязнения окружающей среды, выше установленных санитарными нормативами. Радиационная авария — потеря контроля над источником, — определяется как непредвиденный случай, вызванный неисправностью оборудования или нарушением нормального хода технологического процесса, который создает повышенную опасность облучения людей ионизирующим излучением и радиоактивного загрязнения окружающей среды, выше установленных санитарными нормативами.

Резорбция радионуклидов из легких и желудочно-кишечного тракта

Эффективная эквивалентная доза на ЩЖ на 1 Бк радиойода для разных возрастных групп

Основания для продолжения йодной профилактики по интегрированной по времени концентрации радиойода в воздухе

Прогнозируемые уровни облучения, при которых необходимо срочное вмешательство

Коэффициенты ослабления гамма-излучения радиоактивного облака

Коэффициенты ослабления гамма-излучения от выпавших радиоактивных осадков

Критерии для принятия решений об ограничении потребления загрязненных продуктов питания в первый год после возникновения аварии

Критерии для принятия решений об отселении и ограничении потребления загрязненных пищевых продуктов

Уровни вмешательства при хроническом облучении

К мерам по снижению радиационного воздействия относятся: Своевременное оповещение населения; Укрытие населения; Контроль за радиационной обстановкой и до­зами облучения; Применение средств индивидуальной защиты; Применение медицинских средств защиты, стабильного йода, противолучевых препаратов; Санитарная обработка; Эвакуация или временное перенаселение населения; Установление регламентов поведения населения и ВДУ радио­нуклидов в воде и пищевых продуктах; Контроль загрязнения пищевых продуктов и воды; Контроль доступа в район загрязнения; Медицинская помощь и углубленное медицинское обследование.

Для медицинского персонала предназначен медицинский комплект СИЗ 1.Костюм со шлемом из хлопчатобумажной или смешанной ткани или комбинезон со шлемом из хлопчатобумажной ткани, 2. Белье хлопчатобумажное 3. Носки хлопчатобумажные, 4. Ботинки с верхом из лавсановой ткани 5.Респиратор РМ–2 (допускается «Лепесток-А или «Лепесток-Апан») 6. Пленочный полухалат с капюшоном, 7. Пленочные бахилы, 8. Перчатки резиновые в комплекте с вкладышами.

Сочетанные лучевые поражения при авариях на АЭУ

Кумуляция лучевого поражения в радиочувствительных тканях при длительном облучении сопоставима со скоростью репаративных процессов в них, вследствие чего при заболевании не может быть острой миелодепрессии и как ее итог агранулоцитоза и тромбоцитопении, приводящих к развитию клинической картины инфекционно-токсического и геморрагического синдрома ОЛБ.

В развитии ХЛБ можно выделить: В развитии ХЛБ можно выделить: период формирования, связанного с динамикой накопления пороговой дозы для развития заболевания, период восстановления, определяемый по прекращению действия радиации или резком снижении его мощности дозы, период исходов и отдаленных последствий.

Синдромы хронической лучевой болезни: костномозговой синдром синдром вегетативно-сосудистой дисфункции (ВСД), астенический синдром синдром органических изменений нервной системы.

Частота клинических синдромов в период формирования ХЛБ и отдаленном периоде наблюдения, %

Патогенез первичной реакции острой лучевой болезни Симптомы первичной лучевой реакции можно отнести к четырем группам: — диспептические расстройства (анорексия, тошнота, рвота, диарея, боли в животе); — нейромоторные симптомы (общая слабость, быстрая утомляемость, апатия) — нейрососудистые проявления (потливость, головная боль, головокружение, пониженное и повышенное АД, повышение температуры тела); — местные лучевые реакции (первичная кожная эритема, изменение слизистых, отек подкожной клетчатки при неравномерном облучении, отек слюнных желез).

Выраженность первичной реакции в зависимости от тяжести острой лучевой болезни

Первичная лучевая реакция у пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС, %

Антирадикальная активность эндогенных антиоксидантов и флавоноидов