Вплив іонізуючого випромінювання на життєдіяльність людини

Іонізуюче випромінювання - це випромінювання, взаємодія якого з середовищем призводить до утворення електричних зарядів (іонів) різних знаків.

Джерелом іонізуючого випромінювання є природні та штучні радіоактивні речовини та елементи (уран, радій, цезій, стронцій та ін.). Джерела іонізуючого випромінювання широко використовуються в атомній енергетиці, медицині (для діагностики та лікування) та в різних галузях промисловості (для дефектоскопії металів, контролю якості зварних з'єднань, визначення рівня агресивних середовищ у замкнутих об'ємах, боротьби з розрядами статичної електрики і т. ін.).

Іонізуючі випромінювання бувають двох видів: електромагнітні хвилі та частки. Вони називаються іонізуючими завдяки своєї здатності викликати іонізацію атомів і молекул у речовині.

До електромагнітних відносяться рентгенівське та гама – випромінювання від радіоактивних елементів. Електромагнітними є за своєю природою і радіохвилі, видиме світло і ультрафіолетове випромінювання, проте їх енергії для іонізації недостатньо.

Все інше іонізуюче випромінювання являють собою частки. Наприклад, бета – частки – це негативно заряджені електрони; альфа – частки – позитивно заряджені ядра гелію; нейтрони – частки, що не мають зарядів.

Альфа – випромінювання – потік альфа – часток, тобто ядер гелію – 4. Альфа – частка – позитивно заряджена, високоенергетична частинка, яка випромінюється ядрами деяких радіоактивних атомів. Завдяки значній кінетичній енергії альфа – частинки дуже інтенсивно взаємодіють з атомами середовища, довжина їх пробігу в конденсованих середовищах не перевищує кількох міліметрів, а в повітрі – кількох сантиметрів. Водночас, вони передають свою енергію атомам середовища впродовж короткого пробігу, тому в області пробігу призводять до сильних радіаційних пошкоджень. Альфа – частинки відносять до випромінювань з високою іонізуючою здатністю.

Бета – випромінювання – це потік електронів, що летять з величезною швидкістю (наближеною до швидкості світла). Для захисту від бета – часток, енергією до 1 МЕВ достатньо алюмінієвої пластини завтовшки декілька мм. Бета – частинки викликають меншу іонізацію уздовж траєкторії руху, ніж альфа – частинки, тому їх відносять до випромінювань із середньою іонізуючою здатністю.

Гама – випромінювання має набагато більшу проникаючу здатність, оскільки складається з високо енергійних фотонів, що не мають заряду, для захисту ефективні важкі елементи (свинець).

Рентгенівське випромінювання – короткохвильове електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від 10 нм до 0,01 нм. Лежить між ультрафіолетом та гама – променями.

Рентгенівське та гама – випромінювання продукують найменшу кількість іонів, проходячи через поглинач, і тому їх відносять до випромінювань з низькою іонізуючою здатністю.

Радіація — випромінювання, випускання променів яким-небудь тілом, наприклад Сонцем (сонячна радіація) чи іншим джерелом. Під радіацією розуміють потоки елементарних частинок і квантів, проходження яких через речовину викликає її іонізацію. Це електрони, позитрони, протони, нейтрони та ін. елементарні частинки, а також атомні ядра і електромагнітне випромінювання гамма -, рентгенівського і оптичного діапазонів.

Для кількісного вираження дії радіації на людину використовується поняття доза.

Енергія випромінювання, що поглинається тілом (поглинута доза), вимірюється у греях (Гр). Вона відповідає енергії, що поглинається в одиниці маси речовини; 1 Гр = 1 Дж/1 кг. На практиці може використовуватись позасистемна одиниця рад.

Різні види випромінювання діють на живі організми з різною ефективністю. При одній і тій самій поглинутій дозі нейтронне випромінювання визначеної енергії викличе в 10, а альфа – випромінювання – в 20 раз більше пошкоджень, ніж рентгенівське випромінювання. Для врахування цього фактору з’явилось поняття еквівалентна доза. Одиницею еквівалентної дози є зіверт (Зв) і стара одиниця – бер.

Наслідки опромінення різних органів і тканин можуть бути різними, навіть за однакової поглинутої дози, тому існує поняття ефективної дози. Вона відображає внесок опромінення того чи іншого органа при нерівномірному опроміненні тіла у розвиток в майбутньому таких віддалених наслідків, які могли б настати при рівномірному опроміненні тіла. Вимірюється у зівертах.

В радіаційній безпеці використовується також поняття річної ефективної дози – суми отриманої за календарний рік ефективної дози зовнішнього опромінення і очікуваної дози внутрішнього опромінення, зумовленого потраплянням в організм радіонуклідів за той самий рік.

Випромінювання може характеризуватися і здатністю викликати іонізацію повітря. Для рентгенівського і гама – випромінювання довгі роки застосовується позасистемна одиниця рентген, що відображає число іонів, що утворились у 1 см³ повітря.

1 Зв = 1 Гр = 100 рад = 100 бер = 100 Р

Енергія, поглинута тілом людини при смертельній дозі 10 Гр, міститься в стакані гарячого чаю, а якщо вона виділиться у вигляді теплової енергії, то призведе до підвищення температури тіла людини всього лише на одну соту частку градуса.

Крім загальної величини дози має значення і інтенсивність опромінення, що характеризується потужністю дози. Вона вимірюється, наприклад, у мілізівертах за годину або у мілізівертах за рік.

Для вимірювання рівня забруднення радіонуклідами різних об’єктів користуються мірою радіоактивності, рівною числу розпадів радіоактивних атомів за одиницю часу. Швидкість розпаду, рівна 1 розпад / сек називається Беккерель (Бк). Забрудненість місцевості вимірюється в Бк/м², харчових продуктів – в Бк/кг, Бк/л, повітря – в Бк/м³. Стара одиниця називається Кюрі (Кі); 1 Кі – 37 мільярдів беккерелей.