Атомная энергетика и экология. Биологическое действие

Атомная энергетика и экология.
Биологическое действие
радиоактивных излучений.
Атомная энергетика и экология.
Биологическое действие радиоактивных излучений.
Понятие радиации
• Радиоактивность - радиоактивный распад, деление
ядер атомов, любые радиоактивные (или ядерные)
превращения - это способность ядер атомов
различных химических элементов разрушаться,
видоизменяться с испусканием атомных и
субатомных частиц высоких энергий. При этом в
подавляющем большинстве случаев ядра атомов (а
значит, и сами атомы) одних химических элементов
превращаются в ядра атомов (в атомы) других
химических элементов, либо (по крайней мере)
один изотоп химического элемента превращается в
другой изотоп того же элемента.
• При альфа-распаде из ядра вылетает сравнительно
тяжелая альфа-частица, которая представляет собой
ядро атома гелия. Энергия вылетающей альфа-частицы
по атомным масштабам довольно высока – примерно
5...10 МэВ, то есть почти в миллион раз больше энергии
электрона в атоме. Поэтому альфа-частицы, проходя
через вещество, могут производить в нем обильные
нарушения вследствие ионизации и возбуждения
атомов.
• При бета-распаде нейтрон внутри ядра
самопроизвольно превращается в протон, и при этом
испускается электрон (или, наоборот, протон переходит
в нейтрон с испусканием позитрона). Кроме электрона и
позитрона, при бета-распаде возникают также нейтрино
и антинейтрино, однако их воздействие на вещество
ничтожно.
• Гамма-излучение - это поток гамма-квантов, это
электромагнитное излучение, более "жёсткое", чем
обычное медицинское рентгеновское.
Измерение ИИ
Доза, поглощённая доза (от греческого - доля, порция)
энергия ионизирующего излучения (ИИ), поглощённая
облучаемым веществом и часто рассчитанная на единицу
его массы (см. "рад", "Грэй").
Экспозиционная доза (для рентгеновского и гаммаизлучения) - определяется по ионизации воздуха.
Единицей измерения в системе СИ является "кулон на кг"
(Кл/кг), что соответствует образованию в 1 кг воздуха
такого количества ионов, суммарный заряд которых
равен 1 Кл (каждого знака). Внесистемной единицей
измерения является "рентген" (см. "Кл/кг" и "рентген").
Измерение ИИ
Эквивалентная доза - доза, рассчитанная для
биологических объектов (человека) с учётом
коэффициента качества излучения; равна произведению
поглощённой дозы на К. Эквивалентная доза может
измеряться в тех же единицах, что и поглощённая (см.
"бэр" и "Зиверт").
Мощность дозы - доза, полученная за единицу времени
(сек., час).
Фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующего
излучения в данном месте.
Естественный фон - мощность экспозиционной дозы
ионизирующего излучения, создаваемая всеми
природными источниками ИИ.
Основные радиологические величины и единицы
Величина
Наименование и обозначение
Соотношения между
единицы измерения
единицами
Внесистемные
Активность нуклида, А
Кюри (Ки, Ci)
Си
Беккерель (Бк, Bq)
1 Ки=3,7·1010Бк
1Бк=1расп/с
1Бк=2,7·10-11Ки
Экспозиционная доза, X
Поглощенная доза, D
Рентген (Р, R)
Рад (рад, rad)
Кулон/кг
1 Р=2,58·10-4Кл/кг
(Кл/кг, C/kg)
1 Кл/кг=3.88·103 Р
Грей (Гр, Gy)
1 рад-10-2 Гр
1 Гр=1 Дж/кг
Эквивалентная доза, Н
Бэр (бэр, rem)
Зиверт (Зв, Sv)
1 бэр=10-2 Зв
1 Зв=100 бэр
Интегральная доза излучения
Рад-грамм (рад·г,
rad·g)
Грей- кг (Гр·кг,
Gy·kg)
1 рад·г=10-5 Гр·кг
1 Гр·кг=105 рад·г
Радиоактивный распад
Проникающая способность ИИ
Деление ядер атомов
Шкала облучения человека
“Допустимые” дозы в лучевой
терапии
Вероятность заболевания раком
Дозы облучения и их эффект
Курение и радиация
Наследственные дефекты
Естественные источники радиации
Получение изотопов с пищей
Радон и вентиляция помещений
ИИ в строительных материалах
Радон в зданиях
Радон в воде
Радон при пользовании душем
Экономия энергии и радон
Испытание ядерного оружия
Влияние испытаний ядерного оружия на ИИ в пище
Захоронение отработанного ядерного
топлива
ИИ в медицине
ИИ в медицине
ИИ в медицине
Средства защиты организмов от ИИ
• увеличение расстояния между оператором и
источником;
• сокращение продолжительности работы в поле
излучения;
• экранирование источника излучения;
• дистанционное управление;
• использование манипуляторов и роботов;
• полная автоматизация технологического процесса;
• использование средств индивидуальной защиты и
предупреждение знаком радиационной опасности;
• постоянный контроль над уровнем излучения и за
дозами облучения персонала.
Приложение
Статистические данные о динамике рождаемости и смертности
населения Волгоградской области за период 1987-2002 годов
№
Виды излучений
Примечание
Доза излучений,
(БЭР/год)
1
Естественный фон.
Излучение, поступающее из окружающей среды.
0,2
2
Медицина.
Потребление медицинских препаратов, содержащих радиоактивные химические элементы
(таблетки, микстуры, мази и т. д..)
0,1
3
Телевизор.
Ежедневный просмотр телепередач в течение 3-4 часов.
0,001
4
Бетонные строения.
Стены бетонных или блочных зданий содержат радиоактивные химические вещества.
0,04
5
Деревянные строения.
Стены деревянных зданий содержат радиоактивные химические вещества, но в меньшей степени,
чем в бетонных строениях.
0,02
6
Космическое излучение.
Излучение, идущее из открытого космоса и достигающее поверхности нашей планеты.
0,03
7
Пища, питьевая вода.
Химический состав пищевых продуктов и питьевой воды содержит радиоактивные изотопы.
0,03
8
Тело человека.
Тело человека содержит химические элементы всей таблицы Д. И. Менделеева, в том числе и
радиоактивные изотопы. Например, взрослый человек массой имеет углерода и радиоактивного
изотопа калия.
0,02
9
Дыхание.
Вдыхая окружающий воздух человек получает в свой организм радиоактивные химические
элементы.
0,1
10
Промышленность.
Отходы и выбросы близлежащих промышленных предприятий.
0,1
11
Ядерные испытания.
Ядерные испытания, которые проводятся в различных странах, увеличивают радиоактивный фон на
всей нашей планете, что составляет 7% от естественного фона.
0,014
12
Компьютер.
Электромагнитное излучение, которое получает человек при работе на компьютере (2-3 часа в
сутки).
0,002
13
Мобильный телефон.
Электромагнитное излучение, которое получает человек во время телефонной связи.
0,001
14
Курение.
0,25
Однократное излучение
1
Флюорография.
Флюорография легких, желудка и т. д.
2
Рентген.
Рентген костных тканей, томография головного мозга.
30
3
Рентген зубов.
Рентген корней зуба, полости рта.
3
Итого:
Превышение нормы в 1,816 раза !!!
0,37
0,908
Заболеваемость в абсолютных числах по Красноярской больнице за
период январь – сентябрь 2008 г.
(в сравнении за такой же период 2007 года)
№
Заболевания.
2007 г.
2008 г.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Инфекционные заболевания
Новообразования
Болезни крови
Болезни глаз
Болезни уха
Болезни эндокринной системы
Болезни нервной системы
Болезни системы кровообращения
Болезни органов дыхания
Болезни органов пищеварения
Болезни кожи
Болезни костно-мышечной системы
Болезни моче-половой системы
Врожденные аномалии
Травмы
185
89
170
90
17
263
225
2100
2030
536
176
573
493
87
215
112
125
180
26
15
229
303
2089
2099
737
141
847
645
89
284
Количество учащихся МОУ «Ксош №2», имеющих серьезные
проблемы со здоровьем.
№
Заболевание
1
Заболевания сердца
Количество
учащихся
32
2
Заболевания почек
12
3
Заболевания органов пищеварения
22
4
Заболевания органов дыхания
10
Итого:
76
Всего учащихся в школе – 416. Болен каждый пятый ученик!
ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ В БИОСФЕРЕ И ИХ
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Источники
Вид
излучения
Естественная (фоновая) радиация
α, β, γ
Миллиарды лет
Весь земной шар
Генетическое
η, γ
Периодическое
Сотни гектаров
Лучевое поражение
α, β, γ
Хроническое
Сотни квадратных
километров
Отдаленные генетические
и соматические
α, β, γ
Хроническое
Сотни гектаров
Лучевое поражение
(возможно)
α, β, γ
Острое
Несколько гектаров
Лучевое поражение
η, γ
Острое
Несколько квадратных
километров
Несколько квадратных
километров
Лучевое поражение
Тысячи квадратных
километров
Лучевое поражение
Ядерные энергетические
установки без надежной
защиты и мощные
сосредоточенные источники
нейтронного и
Радиоактивные отходы
газообразные
Радиоактивные отходы жидкие и
твёрдые
Аварийные выбросы: излучение
из радиоактивного облака
Ядерные испытания, мгновенное
излучение
Локальное выпадение
радиоактивных осадков
Ядерная война, мгновенное
излучение
Загрязнение долгоживущими
нуклидами стратосферных и
локальных выпадений
α, β, γ
η, γ
Длительность или
характер облучения
Преимущественно в
течении недели
Острое
Площадь действия
Хроническое, сотни лет
α, β, γ
Весь земной шар
Воздействие на
организм сообщества
Лучевое поражение
Лучевое поражение
(возможно), неизбежны
отдаленные генетические
и соматические эффекты
ШКАЛА СТЕПЕНИ ОБЛУЧЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА
450 бэр
Тяжёлая степень лучевой болезни (погибает 50 % облучённых)
100 бэр
Нижний уровень развития лёгкой степени лучевой болезни
75 бэр
Кратковременные незначительные изменения состава крови
30 бэр
Облучение при рентгеноскопии желудка (местное)
25 бэр
Допустимое аварийное облучение персонала (разовое)
10 бэр
Допустимое аварийное облучение населения (разовое)
5 бэр
Допустимое облучение персонала в нормальных условиях за год
3 бэр
Облучение при рентгенографии зубов
500 мбэр (0,06
мбэр\ч)
100 мбэр
Допустимое облучение населения в нормальных условиях за год
Фоновое облучение за год
УСРЕДНЕННЫЕ ДАННЫЕ О ФОНОВОМ СОДЕРЖАНИИ НЕКОТОРЫХ
ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ОСНОВНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ И
СУТОЧНЫХ РАЦИОНАХ ПИТАНИЯ
Элемент
Суточный
рацион, мг
Пищевые продукты, мг\кг
Рыба
Мясо
Молоко
Хлеб
Картофель
Овощи
Фрукты
Ртуть
0,15
0,007
0,003
0,005
0,003
0,003
0,002
0,015
Кадмий
0,1
0,02
0,01
0,01
0,02
0,02
0,005
0,034
Свинец
0,45
0,15
0,05
0,2
0,2
0,2
0,05
0,31
Мышьяк
0,1
0,1
0,04
0,2
0,1
0,1
0,05
0,24
Сурьма
0,04
0,01
0,001
0,006
0,006
0,006
0,003
0,011
Медь
1,5
1,5
0,02
3,0
1,4
1,1
1,0
2,4
Никель
0,2
0,1
0,02
0,1
0,1
0,1
0,05
0,15
Селен
0,6
0,5
0,04
0,2
0,1
0,1
0,05
0,29
Хром
0,15
0,09
0,02
0,05
0,05
0,04
0,03
0,02
Алюминий 2,5
1,0
0,3
12,0
18,6
5,0
4,0
13,5
Цинк
10,0
25,0
4,0
15,0
3,6
4,0
1,5
16,7
Фтор
7,0
4,0
0,18
0,4
0,17
0,2
0,1
0,91
Йод
0,7
0,1
0,0
0,15
0,1
0,1
0,05
0,22
ДОПУСТИМЫЕ ОСТАТОЧНЫЕ КОЛИЧЕСТВА (ДОК)
НЕКОТОРЫХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В
ОСНОВНЫХ ГРУППАХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Элемент
ДОК, мг\кг
Рыба
Мясо
Молоко
Хлеб
Овощи
Фрукты
Сок, напитки
Железо
30,0
50,0
3,0
50,0
50,0
50,0
15,0
Олово
200,0
200,0
100,0
-
200,0
200,0
100,0
Сурьма
0,5
0,1
0,05
0,1
0,3
0,3
0,3
Никель
0,5
0,5
0,1
0,5
0,5
0,5
0,3
Селен
1,0
1,0
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Хром
0,3
0,2
0,1
0,2
0,2
0,1
0,1
Алюминий 20,0
10,0
1,0
20,0
30,0
20,0
10,0
Фтор
10,0
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
Йод
2,0
1,0
0,3
1,0
1,0
1,0
1,0
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Употреблять с пищей витамины, пептины, каротин, янтарную
кислоту, увеличивающие сопротивляемость организма до 2-х раз.
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Употреблять с пищей витамины, пептины, каротин, янтарную
кислоту, увеличивающие сопротивляемость организма до 2-х раз.
• Этиловый спирт, якобы выводящий из организма радионуклиды,
оказывает пагубное воздействие, разрушая молекулы витаминов.
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Употреблять с пищей витамины, пептины, каротин, янтарную
кислоту, увеличивающие сопротивляемость организма до 2-х раз.
• Этиловый спирт, якобы выводящий из организма радионуклиды,
оказывает пагубное воздействие, разрушая молекулы витаминов.
– Не употреблять спиртные напитки или снизить их употребление
до минимума.
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Употреблять с пищей витамины, пептины, каротин, янтарную
кислоту, увеличивающие сопротивляемость организма до 2-х раз.
• Этиловый спирт, якобы выводящий из организма радионуклиды,
оказывает пагубное воздействие, разрушая молекулы витаминов.
– Не употреблять спиртные напитки или снизить их употребление
до минимума.
• Частота заболевания раком органов дыхания у заядлого
курильщика в 7-8 раз выше, чем у некурящего человека.
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Употреблять с пищей витамины, пептины, каротин, янтарную
кислоту, увеличивающие сопротивляемость организма до 2-х раз.
• Этиловый спирт, якобы выводящий из организма радионуклиды,
оказывает пагубное воздействие, разрушая молекулы витаминов.
– Не употреблять спиртные напитки или снизить их употребление
до минимума.
• Частота заболевания раком органов дыхания у заядлого
курильщика в 7-8 раз выше, чем у некурящего человека.
– Не курить.
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Употреблять с пищей витамины, пептины, каротин, янтарную
кислоту, увеличивающие сопротивляемость организма до 2-х раз.
• Этиловый спирт, якобы выводящий из организма радионуклиды,
оказывает пагубное воздействие, разрушая молекулы витаминов.
– Не употреблять спиртные напитки или снизить их употребление
до минимума.
• Частота заболевания раком органов дыхания у заядлого
курильщика в 7-8 раз выше, чем у некурящего человека.
– Не курить.
• Радиоактивный газ радон очень быстро накапливается в
непроветриваемом помещении (особенно в ванных комнатах и
погребах).
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Употреблять с пищей витамины, пептины, каротин, янтарную
кислоту, увеличивающие сопротивляемость организма до 2-х раз.
• Этиловый спирт, якобы выводящий из организма радионуклиды,
оказывает пагубное воздействие, разрушая молекулы витаминов.
– Не употреблять спиртные напитки или снизить их употребление
до минимума.
• Частота заболевания раком органов дыхания у заядлого
курильщика в 7-8 раз выше, чем у некурящего человека.
– Не курить.
• Радиоактивный газ радон очень быстро накапливается в
непроветриваемом помещении (особенно в ванных комнатах и
погребах).
– Чаще проветривайте помещение.
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Снизьте употребление мед. препаратов до необходимого
минимума. Употребляйте мед. препараты только по назначению
врача.
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Снизьте употребление мед. препаратов до необходимого
минимума. Употребляйте мед. препараты только по назначению
врача.
• Вытирайте пыль в помещении.
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Снизьте употребление мед. препаратов до необходимого
минимума. Употребляйте мед. препараты только по назначению
врача.
• Вытирайте пыль в помещении.
• Проходите флюорографию не чаще 1 раза в полгода,
рентгеноскопию – не чаще 1 раза в год.
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Снизьте употребление мед. препаратов до необходимого
минимума. Употребляйте мед. препараты только по назначению
врача.
• Вытирайте пыль в помещении.
• Проходите флюорографию не чаще 1 раза в полгода,
рентгеноскопию – не чаще 1 раза в год.
• Снизьте пребывание у компьютера и телевизора до минимума.
Реже пользуйтесь СВЧ-печью и мобильным телефоном. Не носите
телефон рядом с жизненно-важными органами.
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Снизьте употребление мед. препаратов до необходимого
минимума. Употребляйте мед. препараты только по назначению
врача.
• Вытирайте пыль в помещении.
• Проходите флюорографию не чаще 1 раза в полгода,
рентгеноскопию – не чаще 1 раза в год.
• Снизьте пребывание у компьютера и телевизора до минимума.
Реже пользуйтесь СВЧ-печью и мобильным телефоном. Не носите
телефон рядом с жизненно-важными органами.
• Разводите комнатные растения (например, кактусы и герань
поглощают из воздуха радиоактивный радон).
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Снизьте употребление мед. препаратов до необходимого
минимума. Употребляйте мед. препараты только по назначению
врача.
• Вытирайте пыль в помещении.
• Проходите флюорографию не чаще 1 раза в полгода,
рентгеноскопию – не чаще 1 раза в год.
• Снизьте пребывание у компьютера и телевизора до минимума.
Реже пользуйтесь СВЧ-печью и мобильным телефоном. Не носите
телефон рядом с жизненно-важными органами.
• Разводите комнатные растения (например, кактусы и герань
поглощают из воздуха радиоактивный радон).
• Чаще дышите свежим воздухом.
Рекомендации
Как уберечь себя от воздействия радиации (или снизить его)?
• Снизьте употребление мед. препаратов до необходимого
минимума. Употребляйте мед. препараты только по назначению
врача.
• Вытирайте пыль в помещении.
• Проходите флюорографию не чаще 1 раза в полгода,
рентгеноскопию – не чаще 1 раза в год.
• Снизьте пребывание у компьютера и телевизора до минимума.
Реже пользуйтесь СВЧ-печью и мобильным телефоном. Не носите
телефон рядом с жизненно-важными органами.
• Разводите комнатные растения (например, кактусы и герань
поглощают из воздуха радиоактивный радон).
• Чаще дышите свежим воздухом.
• По возможности не используйте дома вредные стройматериалы
(особенно шлакоблоки и ДВП).