Лекция: Медико-тактическая характеристика аварий на радиационно-опасных объектах.
По масштабам распространения радиоактивных веществ и радиационным последствиям радиационные аварии делят на три типа:
А) Локальная авария − это авария, радиационные последствия которой ограничиваются одним зданием или сооружением и при которой возможно облучение персонала и загрязнение здания или сооружения выше уровней, предусмотренных для нормальной эксплуатации.
Б) Местная авария − это авария, радиационные последствия которой ограничиваются зданиями и территорией РОО и при которой возможно облу-чение персонала и загрязнение зданий и сооружений, находящихся на территории этого объекта, выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации.
В) Общая авария − это авария, радиационные последствия которой распро-страняются за границу территории РОО и приводят к облучению населения и загрязнению окружающей среды выше установленных уровней.
Радиоактивность представляет собой самопроизвольное превращение неустойчивых ядер одного элемента в ядра других элементов с испусканием ионизирующего излучения. Естественной радиоактивностью обладают многие тяжелые элементы, расположенные в конце периодической системы (их всего около 40). Радиоактивность может возникнуть и у легких элементов при бомбардировке ядер этих элементов (искусственная радиоактивность).
Ионизирующее излучение − излучение, образующееся при взаимодействии со средой положительные и отрицательные ионы.
Различают:
Альфа – излучения − тяжелые, положительно заряженные частицы (ядра гелия, испускаемые при ядерных превращениях), обладают наибольшей ионизирующей способностью. Но их энергия вследствие ионизации быстро уменьшается. Поэтому альфа-излученияне способны проникнуть через наружный (роговой) слой кожи и не представляют опасности для человека дотех пор, пока вещества, испускающие альфа – частицы, не попадут внутрь организма.
Бета-частицы − поток отрицательно заряженных электронов или положительно заряженных позитронов, на пути своего движения реже сталкиваются нейтральными молекулами, поэтому их ионизирующая способность меньше, чем уальфа — излучения. Потеря же энергии при этом происходит медленнее и проникающая способность в тканях организма больше (1- 2 см). Бета — излучения опасны для человека, особенно при попадании радио-активных веществ на кожу или внутрь организма.
Гамма-излучение − электромагнитное (фотонное) ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных превращениях, обладает сравнительно небольшой ионизирующей активностью, но в силу очень высокой проникающей способности представляет большую опасность.
Нейтронное излучение − поток незаряженных частиц (нейтронов) с высокой проникающей и ионизирующей способностью.
Число ядерных превращений (распадов) в единицу времени называют активностью радиоактивного вещества. За единицу активности радиоактивного вещества в системе СИ принят беккерель (Бк). 1 Бк соответствует 1 распаду в секунду для любого радиоактивного вещества. На практике часто используется внесистемная единица активности — кюри (Кu). 1 Кu — такое количество вещества, в котором за 1 секунду происходит 37 млрд. актов распада. 1 Кu = 3,7 х 1010 Бк. Кюри — большая единица радиоактивности, поэтому чаще применяются более мелкие единицы активности: милликюри (мКu) — тысячная доля кюри и микрокюри (мкКu) − миллионная доля кюри.
Заметим, что единица активности соответствует определенному числу распадов в 1 секунду, а не определенному количеству радиоактивного веще-ства. Так, Кu соответствует активности 1 г радия или 3 т урана-238. Чем меньше период полураспада, тем меньшее количество вещества необходимо для получения единицы активности.
Время, в течение которого радиоактивное вещество теряет половину своей активности, называют периодом полураспада (Т 1/2). Каждое радио-активное вещество характеризуется неизменным, присущим только ему, периодом полураспада. Так, Т1/2 урана-238 равен 4,47 млрд. лет, а полония-214 − 0,000164 сек. Период полураспада цезия-137 − 30 лет; если взять 1 г этого химического вещества, то через 30 лет останется 0,5 г, через 60 − 0,25 г и т.д.
Радиоактивность и сопровождающие ее ионизирующие излучения — вечно существующие явления. Зарождение и развитие жизни на Земле про-исходило в присутствии естественного радиационного фона.
Естественный радиационный фон образуют космические лучи и радио-активные элементы, содержащиеся в горных породах, атмосфере, воде, пище, растениях и живых организмах. Естественный радиационный фон — доза из-лучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в земле, воздухе, воде и других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека.
Приблизительно 2/3 дозы, накопленной человеком от естественных источников, обусловлены радиоактивными веществами, попавшими в организм с вдыхаемым воздухом, пищей и водой (внутренне облучение). А остальная часть дозы приходится на источники, находящиеся вне организма (внешнее облучение).
Степень радиационного воздействия естественных источников на чело-века зависит от многих факторов и может отклоняться в сторону увеличения и уменьшения. Так, на людей, живущих в горах, в большей мере действует космическое излучение и уровень облучения растет с высотой, поскольку толщина слоя атмосферы, играющего роль защитного экрана, при этом уменьшается. Неодинаковы и уровни земной радиации для разных территорий, что зависит от концентрации радиоактивных веществ в земной коре.
По оценке Научного комитета по действию атомной радиации ООН, примерно 3/4 среднегодовой дозы облучения населения от земных источников радиации приходится на радон и продукты его радиоактивного распада. Радон высвобождается повсеместно из земной коры. Он может поступать в помещения, просачиваясь в фундамент и пол из грунта, выделяясь из мате-риалов строительных конструкций (бетон, фосфогипс и др.), а также с при-родным газом и водой, особенно при пользовании душем. В плохо вентили-руемых помещениях концентрации радона могут быть в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Радон попадает в организм с вдыхаемым воздухом и, по мнению специалистов, является одной из основных причин рака легких.
Наиболее значимыми из техногенных (созданных человеком) источни-ков радиации являются используемые в медицинских целях аппараты (диаг-ностика, лечение), а также строительные материалы.
Техногенный радиационный фон — доза излучения, создаваемая источ-никами ионизирующего излучения, используемыми в различных сферах че-ловеческой деятельности или образующимися в результате этой деятельно-сти.
Мерой поражающего действия ионизирующих излучений является доза этих излучений.
Дозу ионизирующего излучения определяет величина, характеризую-щая количество энергии, переданной на единицу массы вещества, с которым происходит взаимодействие ионизирующего излучения. Различают: погло-щенную дозу, эквивалентную дозу и эффективную дозу, которые являются основными дозиметрическими величинами.
Поглощенная доза − дозиметрическая величина, измеряемая количе-ством энергии, поглощенной в единице массы облучаемого вещества (биоло-гической ткани). В системе СИ единица измерения — грей (Гр); 1Гр = 1 Дж/кг вещества. Внесистемная единица – рад. 100 рад = 1 Гр. Малые величины по-глощенной дозы выражают в тысячных и миллионных долях грея или рада (мГр, мкГр и мрад, мкрад).
Но поглощенная доза не учитывает того, что при одинаковой ее вели-чине биологический эффект от действия альфа — излучения будет значительно больше, чем от гамма- и бета — излучения. Поражающее действие альфа- частиц выше, чем ионизирующих излучений других видов.
Эквивалентная доза − поглощенная доза, усредненная по органу или ткани, взвешенная по качеству с точки зрения особенностей биологического действия данного излучения. Весовой множитель, используемый для этой цели, называется весовым множителем излучения (ранее — фактор качества). Эквивалентная доза конкретной ткани рассчитывается как сумма произведе-ний поглощенных доз (усредненных по данной ткани от каждого вида излу-чения) на соответствующий весовой множитель излучения. В СИ единица измерения — зиверт (Зв); 1 Зв = 1 Дж/кг. Внесистемная единица – бэр. 1 Зв = 100 бэр. Малые величины эквивалентной дозы определяются в тысячных и миллионных долях зиверта и бэра (мЗв, мкЗв и мбэр, мкбзр).
Эффективная доза − эквивалентная доза, взвешенная по относитель-ному вкладу данного органа или ткани в полный ущерб эффектов при то-тальном (общем) облучении всего тела. Весовой множитель, используемый для этой цели, называется тканевым весовым множителем. Эффективная доза — это сумма произведений эквивалентных доз в различных тканях и органах на соответствующий весовой множитель для этих органов и тканей. В СИ единица измерения − зиверт (Зв).
Общее облучение − относительно равномерное облучение (внешнее или внутреннее) всего тела. Облучение длительностью не более 2 суток на-зываетсяострым или кратковременным; более 2 суток — пролонгированным или хроническим; в случаях, когда полная доза отпускается с перерывами между отдельными фракциями − дробным или фракционированным облуче-нием.
При воздействии на организм ионизирующего облучения различают следующие радиационные эффекты:
Стохастические эффекты, для которых предполагается отсутствиедозового порога возникновения. Принимается, что вероятность возникнове-ния этих эффектов пропорциональна величине воздействующей дозы, а тя-жесть их проявления от дозы не зависит. При облучении человека к стохас-тическим эффектам относят злокачественные новообразования и наследст-венные заболевания.
Детерминированные (ранее называвшиеся нестохастическими)эффекты, для которых существует дозовый порог, выше которого тяжесть этого эффекта возрастает с увеличением этой дозы (острая и хроническая лу-чевая болезнь).
Тератогенные эффекты – поражение плода у беременных женщинпри воздействии ионизирующего излучения.
К основным особенностям биологического действия ионизирующего излучения относится:
отсутствие субъективных ощущений и объективных изменений в момент контакта с излучением;
наличие скрытого периода действия;
несоответствие тяжести лучевого поражения и ничтожного количе-ства пораженных клеток;
суммирование малых доз;
генетический эффект;
различная радиочувствительность органов (наиболее чувствитель-ны, хотя и менее поражаемы нервная система, органы живота, таза, грудной клетки);
высокая эффективность поглощенной дозы;
тяжесть облучения зависит от времени получения суммарной дозы.
Доза ИИ, не приводящая к острым радиационным поражениям, не отя-гощенная болезнями:
однократная (разовая) – 50 рад (0.5 Гр);
— многократная: месячная – 100 рад (1Гр), годовая – 300 рад (3Гр). При ядерных взрывах или авариях на РОО большое влияние на организацию неотложных аварийно-восстановительных и спасательных работ ока-зывает радиоактивное заражение местности, воздуха и воды, возникающее в результате выпадения радиоактивных веществ. Радиоактивное заражение ме-стности, воздуха и воды возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из радиоактивного облака. Основой их являются продукты деления ядер атомов, вступивших в реакцию, не прореагировавшая часть ядерного топлива (ядерного заряда), а также наведенная радиоактивность химических элементов оболочки боеприпасов и в грунте земли.
Степень заражения местности радиоактивными веществами характери-зуется мощностью дозы ионизирующего излучения и измеряется в амперах на 1кг (А/кг) в единицах СИ или в рентгенах в час (Р/ч). Мощность дозы по-казывает дозу облучения, которую может получить человек в единицу вре-мени (час) на зараженной местности. Местность считается зараженной, если мощность дозы ионизирующего излучения составляет 0,5 Р/ч и более.
С течением времени мощность дозы ионизирующего излучения посте-пенно снижается и доходит до безопасных для человека значений. Так, мощ-ность дозы ионизирующего излучения после наземного взрыва или аварии на радиционно-опасном объекте через 1 час снижается почти вдвое, через 7 ча-сов – в 10 раз, а через 2 суток – в 100 раз. Каждое 7-ми кратное увеличение времени после взрыва или аварии снижает мощность дозы в 10 раз (рис.1).
Заражение предметов, продовольствия, техники, воды, а также кожных покровов человека измеряется в миллирентгенах в час (мР/ч).
В результате осаждения частиц из радиоактивного облака на поверх-ность земли в виде радиоактивных осадков возникает опасность остаточного излучения. Радиоактивные осадки делят на два вида: ранние (локальные) и поздние (глобальные). Ранние осадки выпадают на поверхность земли в те-чение 24 часов после взрыва или аварии. Глобальные осадки выпадают в те-чение длительного времени на поверхности всего земного шара.
След радиоактивного облака в соответствии с мощностью экспозици-онной дозы до полного распада радиоактивных веществ (D) принято условно делить на четыре (при ядерном взрыве) или на пять (при аварии на РОО) зон, обозначаемых буквами (см. рис.1). Характеристики этих зон приведены в таблице 2.
Зона радиационной опасности обозначается буквой М. Зона умеренного заражения обозначается буквой А.
В течение первых суток пребывания в этой зоне незащищенные люди могут получить дозу облучения выше допустимых норм. 50% незащищенно-го населения может заболеть лучевой болезнью.
Зона сильного заражения обозначается буквой Б.
Опасность поражения незащищенных людей в этой зоне сохранится до трех суток. Потери в этой зоне среди незащищенного населения составят 100%
Зона опасного заражения обозначается буквой В.
Тяжелые поражения людей возможны даже при их кратковременном пребывании в этой зоне.
Зона чрезвычайно опасного заражения обозначается буквой Г.
Поражения людей могут возникать даже при их пребывании в проти-ворадиационных укрытиях, что делает необходимым их быстрейшуюэвакуа-цию из этой зоны.
Наибольшей по протяженности и площади является зона А (или М).
Они занимают около 75-80% всей площади следа. На долю зоны Б приходит-ся около 10 %, а зон В и Г — около 10-15 % всей площади следа.
В зонах радиоактивного заражения в значительной мере усложняются условия работы спасателей и медицинских работников.
Радиационная обстановка – совокупность условий, возникающих в результате загрязнения местности, приземного слоя воздуха, водоисточников радиоактивными веществами и газами и оказывающее влияние на аварийно- спасательные работы. Оценка радиационной обстановки может быть выпол-нена путем расчетов с использованием формализованных документов и спра-вочных таблиц. При это учитывается: время года, направление и скорость ветра, метеоусловия, температура воздуха, облачность, вертикальная устой-чивость воздуха и, конечно, мощность и масштабы аварии.
Основными направлениями предотвращения и снижения потерь и ущерба при радиационных авариях являются:
рациональное размещение радиационно-опасных объектов с учетом возможных последствий аварий;
специальные меры по ограничению распространения выброса радиоак-тивных веществ за пределы санитарно-защищенной зоны;
меры по защите персонала и населения.
При размещении РОО должны учитываться роза ветров, сейсмичность,
Проводятся следующие мероприятия по защите населения:
использование защищающих от ионизирующего излучения материалов и коллективных средств защиты;
увеличение расстояния от источника ионизирующего излучения и, при необходимости, эвакуация населения;
сокращение времени облучения и соблюдение правил поведения в зоне возможного радиационного загрязнения;
проведение частичной или полной дезактивации одежды, обуви, иму-щества;
повышение морально-психологической устойчивости спасателей, пер-сонала и населения;
установление временных и постоянных предельно допустимых доз за-грязнениярадионуклеидами пищевых продуктов и воды, ограничение их употребления;
эвакуация и переселение населения;
использование индивидуальных средств защиты; использование меди-каментозных средств защиты; санитарная обработка людей.
В ближайшие сроки после аварии вероятны следующие проявления:
Острая лучевая болезнь от относительно равномерного облучения.Наиболее вероятна у персонала, находившегося вблизи реактора в период аварии и в зоне массивных выбросов.
Обширные лучевые поражения кожи от радиоактивных инертных газов факела выброса чаще наблюдаются у лиц, находившихся около аварий-ного реактора.
Бета — поражения кожи и слизистых вследствие внешнего бета — гамма облучения и непосредственного контакта со смесью радионуклидов и их оседания на поверхности тела.
Оказание первой помощи в случае острых поражений радиоактивными веществами проводится с учетом условий, в которых произошло поражение (данные дозиметрических измерений, состояние пострадавшего, физико-химические свойства радионуклидов и пути поступления их в организм, применявшиеся меры защиты, включая радиозащитные препараты и сорбен-ты). Ранние меры включают оказание срочной медицинской помощи по жиз-ненным показаниям, санитарную обработку, дезактивацию кожи, меры по предупреждению всасывания радионуклидов и ускорению выведения их из организма.