Экологические исследования, показали, что всевозрастающее разрушительное воздействие антропогенных факторов на окружающую среду привело ее на грань кризиса. Среди различных составляющих экологического кризиса (истощение сырьевых ресурсов, нехватка чистой пресной воды, возможные климатические катастрофы) наиболее угрожающий характер приняла проблема загрязнения незаменимых природных ресурсов - воздуха, воды и почвы - отходами промышленности и транспорта. Огромное воздействие на окружающую среду оказывает и ионизирующее излучение, широко распространенное практически во всех сферах деятельности человека.
Оценка степени опасности условий труда при работе с источниками ионизирующего излучения осуществляется с помощью ряда показателей, которые не должны превышать нормативных значений. В качестве таких показателей приняты единицы, которые с достаточной степенью точности позволяют производить однозначную оценку физических параметров поля излучения и возможных биологических последствий воздействия излучения.
Сфера использования того или иного показателя зависит от характера выполняемых работ с источниками ионизирующих излучений. При работе с закрытым источником (условия внешнего облучения), т.е. с радиоактивным источником, устройство которого исключает попадание радиоактивных веществ в окружающую среду, оценку степени опасности условий труда производят по величинам эквивалентной дозы излучения или ее мощности.
Разные виды излучений сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают разной проникающей способностью, поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма.
Любой источник излучения характеризуется:
видом излучения;
геометрией источника (формой и размерами);
мощностью и ее распределением по источнику;
энергетическим составом;
угловым распределением изучения.
На практике источники встречаются в неограниченном многообразии указанных характеристик.
Наиболее распространенные источники ионизирующих изучений - естественные и искусственные радиоактивные нуклиды (а их сейчас насчитывается около 2000) - являются источниками a-, b - и g-излучений [15].
Характерной особенностью этих изучений при воздействии их на живой организм является прямая или косвенная ионизация, поэтому они и называются ионизирующими излучениями.
Альфа-излучение, которое представляет собой поток тяжелых частиц, состоящих их нейтронов и протонов, задерживается листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие a-частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей или вдыхаемым воздухом. Тогда они становятся чрезвычайно опасными. Положительно заряженные ядра гелия (a-частицы) обычно испускаются радиоактивными нуклидами с большим массовым числом (так называемыми тяжёлыми ядрами). За небольшими исключениями энергия a-частиц лежит в пределах от 4 до 10 МэВ. В этой области основным видом потерь энергии при взаимодействии их с веществом являются ионизационные потери на упругие столкновения со связанными электронами атомов среды. a-частицы обладают очень большой ионизирующей способностью, и поэтому теряют свою энергию на поглощение в сравнительно тонких слоях защиты. Ионизационные потери заряженных частиц пропорциональны числу электронов в 1 см3 поглотителя и обратно пропорциональны энергии. В отличие от γ-квантов моноэнергетические α-частицы не ослабляются в поглотителе по экспоненциальному закону. Защита от внешних потоков этого вида излучений не представляет проблемы. Слой воздуха в 10 см, тонкая фольга, лист пластиката или стекла, хирургические перчатки, одежда полностью экранируют α-частицы.
Бета-излучение обладает большей проникающей способностью: оно проходит в ткани организма на глубину один-два сантиметра. β-частицы испускаются при самопроизвольном превращении нестабильного ядра (Z) в ядро-изобар с зарядом Z+1. В процессе β-распада испускаются моноэнергетические электроны. Поскольку β-переходы происходят на различные возбуждённые состояния конечного ядра и, кроме того, часть своей энергии они теряют в результате взаимодействия с электронными оболочками собственного и соседних атомов, их спектр энергий оказывается непрерывным. Для большинства радионуклидов максимальная энергия не превышает 5 МэВ. При этом средняя энергия приблизительно равна 1/3 максимальной. Хотя проникающая способность β-частиц значительно больше, чем a-частиц, всё же здесь нет проблемы для защиты. Несколько миллиметров алюминия, плексигласа или стекла, а также одежда обычно полностью экранируют поток β-частиц. При прохождении через вещество β-частицы теряют свою энергию на ионизационные и радиационные потери. Радиационные потери приводят к образованию тормозного или рентгеновского излучения. Рентгеновское излучение требует усиленной защиты [15,17].
Проникающая способность гамма-излучения, которое распространяется со скоростью света, очень велика: его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.
Повреждений, вызванных в живом организме, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям. Количество такой переданной организму энергии называется дозой. Дозу излучения организм может получить от любого радионуклида или их смеси независимо от того, находятся они вне организма или внутри его (в результате попадания с пищей, воздухом или водой). Дозы можно рассчитывать по-разному. При этом учитывается размер облученного участка, чувствительность различных частей тела организма, срок распада радионуклидов, которые распадаются медленно и останутся радиоактивными и в отдаленном будущем.
Действие ионизирующего излучения в определенных дозах вызывает эффекты, которые могут стать явными у самого облученного лица или проявиться у его потомства. То есть воздействие ионизирующих излучений на организм приводит к последствиям соматической и генетической природы.
Соматические эффекты могут быть ранними (возникающими в период от нескольких минут до 60 суток после облучения) и отдаленными (соматико-стохастическими: увеличение частоты злокачественных новообразований, увеличение частоты катаракт, общее неспецифическое сокращение жизни).
В настоящее время нет единой точки зрения ученых в толковании зависимости функции доза - эффект. Если эта функция не имеет порога, то рассматриваются, скорее, не сами эффекты, а вероятность их проявления. Тогда функцию называют стохастической. Если вредные эффекты излучения выявляются, начиная с какого-то определенного порога, то функцию называют нестохастической. При дозах, характерных для практики радиационной защиты, генетические эффекты рассматриваются как стохастические. В то же время сравнительно низком диапазоне доз основной соматический эффект - карциногенез - также принято относить к стохастическим эффектам.
Нестохастические соматические эффекты характерны для отдельных органов и тканей: они проявляются в виде помутнения хрусталика глаза, незлокачественных повреждений кожи (эритемы), подавления функции клеток костного мозга, вызывающего гематологические нарушения, повреждения клеток гонад.
Внешнее облучение - воздействие на организм ионизирующих излучений от внешних по отношению к нему источников излучения.
Внутреннее облучение - воздействие на организм ионизирующих излучений радиоактивных веществ, находящихся внутри организма.
Естественный фон излучения - ионизирующее излучение, состоящее из космического излучения и излучения естественно распределенных природных радиоактивных веществ (на поверхности земли, в приземной атмосфере в продуктах питания, в воде в организме человека и другое) [18, 19].
Персонал (профессиональные работники) - лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений. К таким лицам также относятся операторы и пользователи ЭВМ. Нормы по искусственным источникам радиации приведены в таблице 9.1.
Таблица 9.1 - Искусственные источники радиации
| Источник | Годовая доза | Доля от природного фона,% (до 200 мбэр) | |
| Мбэр | Мзв | ||
| Медицинские приборы (флюорография 970 мбэр, рентгенография зуба 3 бэра, рентгеноскопия легких 2-8 бэр) | 100-150 | 1,0-1,5 | 50-75 |
| Полеты в самолете (растояние 2000 км, высота 12 км) 5 раз в год | 2.5-5 | 0.02-0.05 | 1-2.5 |
| Монитор компьютера (работа по 8 часов в день) | 1,0 | 0,01 | 0,5 |
| АЭС | 0,1 | 0,001 | 0,05 |
| Глобальные осадки от испытаний ядерного оружия | 2,5 | 0,02 | 1,0 |
| Другие источники | 40 | - | - |
| Итого, мбэр/год | 150-200 | ||
Предельно допустимая доза (ПДД) - наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.