Понятие и способы уменьшения радиационного риска

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Восприятия риска опасных событий представляет собой сложную проблему. Люди склонны легко мириться с факторами, связанными с относительно большим риском и в то же время часто переоценивают факторы, сопряжённые со значительно меньшим риском.

Самые опасные с точки зрения людей факторы, угрожающие их здоровью и жизни, далеко не всегда являются таковыми на самом деле. Между предполагаемыми и реальными опасностями есть существенные различия.

1. Радиация

Понятие «радиация» происходит от латинского слова со значением лучеиспускание. Радиация - это ионизирующее излучение, распространяющееся в виде потока квантов или элементарных частиц.

Радиоактивность - неустойчивость ядер некоторых атомов, проявляющаяся в их способности к самопроизвольным превращениям (распаду), сопровождающимся испусканием ионизирующего излучения или радиацией.

Особенности действия ионизирующего излучения:

действие излучения на организм неощутимо человеком (у людей нет органов чувств, которые воспринимали бы ионизирующее излучение);

ионизирующее излучение может оказывать вредное воздействие на здоровье человека (границы между вредом и пользой радиации пока не установлены, поэтому к любому ионизирующему излучению следует относиться как к опасному);

индивидуальные особенности организма человека проявляются лишь при небольших дозах радиации (чем моложе человек, тем выше его чувствительность к облучению, начиная с возраста 25 лет, человек становится наиболее устойчивым к облучению);

чем больше доза облучения, полученная человеком, тем выше вероятность появления у него лучевой болезни;

видимые поражения кожного покрова, недомогание, характерное для лучевой болезни, появляются не сразу, а лишь спустя некоторое время.

Существует несколько видов излучения:

Альфа-излучение представляет собой поток тяжелых частиц, состоящих из нейтронов и протонов. Альфа-излучение не способно проникнуть сквозь человеческую кожу. Становится опасным, только при попадани внутрь организма с вдыхаемым воздухом, пищей, через рану.

Бета-излучение представляет собой поток отрицательно заряженных частиц, способных проникать сквозь кожу на глубину 1-2 см.

Гамма-излучение имеет самую высокую проникающую способность. Кванты гамма-излучения способны проникнуть сквозь любое вещество и материю.

Это основные виды излучения. Вместе с ними существует ещё два известных и распространённых вида: рентгеновские лучи и нейтроны.

Рентгеновские лучи -- похожи на гамма-излучение, но имеют меньшую энергию. Солнце -- один из естественных источников таких лучей, но защиту от солнечной радиации обеспечивает атмосфера Земли;

Нейтроны -- это электрически нейтральные частицы, возникающие в основном рядом с работающим атомным реактором.

Опасность радиации состоит в ее ионизирующем излучении, взаимодействующим с атомами и молекулами, которые это воздействие превращает в положительное заряженные ионы, тем самым разрывая химические связи молекул, составляющих живые организмы, и вызывая биологически важные изменения.

Ионизация, создаваемая жёстким излучением, приводит к образованию в клетках свободных радикалов-атомов и молекул с "нехваткой" электрона. Свободный радикал пытается отобрать недостающий электрон у соседних соединений, вызывая цепную реакцию образования свободных радикалов. В итоге нарушается целостность клеток и молекул ДНК.

Результатом воздействия радиации становится:

- массовая гибель клеток

- образование рака

- развитие генетических мутаций

2. Единицы измерения радиации

Эскпозиционнная доза - основная характеристика, показывающая величину ионизации сухого воздуха. Единица измерения - Рентген. Иными словами, экспозиционная доза показывает силу ионизации.

Поглощенная доза - количество поглощенной энергии на единицу массы вещества. Единицами измерения являются Грей и Рад. При этом 1 Гр = 100 рад. Поглощённая доза показывает масштаб поражения организма.

Эквивалентная доза измеряется в Зв (зиверты). Она равна произведению поглощенной дозы и коэффициента качества, который зависит от вида радиационного излучения.

Мощность дозы измеряется в мЗв/с, то есть показывает силу потока радиации в течение определенного времени его воздействия.

Эффективная доза - коэффициент, рассчитываемый индивидуально для каждого органа в зависимости от риска возникновения отдаленных последствий облучения. Э.д. кожи и щитовидной железы - 0.01, для лёгких, желудка, кишечника - 0.12, для головного мозга - 0.025, для остальных тканей - 0.05.

Измерить уровень радиации можно с помощью специальных приборов - дозиметров.

Дозиметр измеряет мощность дозы ионизирующего излучения непосредственно в том месте, где он находится. Основное предназначение бытового дозиметра -- измерение мощности дозы в том месте, где этот дозиметр находится (в руках человека, на грунте и т.д.) и проверка тем самым на радиоактивность подозрительных предметов. Дозиметр определяет количество гамма- и бета-частиц посредством устройства, которое называется счетчик Гейгера - Мюллера. Измерение и обработка полученной информации происходит в течение 40 с.

Сразу же назревает вопрос, как работает этот дозиметр? На самом деле всё довольно просто.

Счётчик Гейгера-Мюллера представляет собой баллон, заполненный инертным газом, внутри которого находятся катод и анод. Между катодом и анодом возникает большое напряжение, порядка 400В. Радиактивная частица, проника сквозь стенку счётчика, попадает в газ и выбивает у него свободный электрон. Вследствие высокого напряжения между катодом и анодом свободный электрон начинает двигаться к аноду. По пути электрон сталкивается с атомами газа и забирает у них электроны. Число электронов, направляющихся к аноду, резко возрастает, образуя тем самым электронную лавину или электронный пробой. В этот момент цепь на короткое время замыкается, вызывая скачок тока. Именно этот скачок и сообщает нам о радиации.

Нормальным радиационным фоном считается 0,10 - 0,16 мкЗв в час. Безопасным считается уровень радиации до 0,30мк Зв/час. Если уровень радиации превышает данный порог, то время пребывания в зоне поражения сокращается пропорционально величине дозы (например, при 60 мкЗв/час, время облучения не больше получаса).

Воздействие радиации на организм человека разрушительно и называется облучением. В небольших дозах радиоактивное излучение не опасно, если не превышены опасные для здоровья дозы. При превышении норм облучения, следствием может стать развитие многих болезней (вплоть до рака). Последствия незначительных облучений сложно отследить, так как заболевания могут развиваться многие годы и даже десятилетия. Если же облучение было сильным, то это приводит к лучевой болезни, и к гибели человека, такие виды облучения возможны только при техногенных катастрофах.

Различают внутреннее и внешнее облучение.

Внутреннее облучение может произойти при потреблении в пищу облученных продуктов, вдыхании радиоактивной пыли, или через кожу и слизистые оболочки.

Внешнее облучение происходит непосредственно от источника, расположенного вне организма. Оно вызывается гамма-излучением, рентгеновским излучением, нейтронами, которые глубоко проникают в организм, а также бета-лучами с высокой энергией, способными проникать в поверхностные слои кожи.

Воздействие радиационного излучения на живой организм вызывает в нем различные обратимые и необратимые биологические изменения. И эти изменения делятся на две категории - соматические изменения, вызываемые непосредственно у человека, и генетические, возникающие у потомков. Тяжесть воздействия радиации на человека зависит и от того, как происходит это воздействие - сразу или порциями. Большинство органов успевает восстановиться в той или и ной степени от радиации, поэтому они лучше переносят серию кратковременных доз, по сравнению с той же суммарной дозой облучения, получаемой за один раз. Реакция различных органов на радиацию не одинакова - красный костный мозг, органы кроветворной системы и органы зрения наиболее сильно подвержены воздействию радиации. Большинство органов взрослого человека не так подвержены радиации - это почки, печень, мочевой пузырь, хрящевые ткани. Также, стоит заметить, что дети сильнее подвержены воздействию радиации, чем взрослый человек.

Но стоит заметить, что радиацию создают радиоактивные вещества или специально сконструированное оборудование. Сама же радиация, воздействуя на организм, не образует в нем радиоактивных веществ, и не превращает его в новый источник радиации. Таким образом, человек не становится радиоактивным после рентгеновского или флюорографического обследования.

Но все ли виды радиации опасны?

В общем смысле под определение радиации подпадает любой вид излучения: инфракрасное (тепловое), ультрафиолетовое (солнечная радиация), видимое световое излучение, но только один вид - ионизирующее излучение несёт серьёзную опасность, вторгаясь в любую материю на своём пути, ионизируя и тем самым разрушая её. Ионизирующее излучение не ведает преград, ни бетон, ни железо, ни другой материал не могут сдержать его распространение. Ионизирующее излучение возникает в результате радиоактивного распада ядер некоторых элементов и, в зависимости от частиц его составляющих, подразделяется на два вида: коротковолновое электромагнитное излучение (рентгеновские лучи, гамма-излучение) и корпускулярное излучение, представляющее собой потоки частиц (альфа-частиц, бета-частиц (электронов), нейтронов, протонов, тяжелых ионов и других). Наибольшее распространение имеют: альфа, бета, гамма и рентгеновское излучение.

Как защититься от радиации?

От источника радиации защищаются временем, расстоянием и веществом.

Временем - в следствии того, что чем меньше время пребывания вблизи источника радиации, тем меньше полученная от него доза облучения.

Расстоянием - благодаря тому, что излучение уменьшается с удалением от источника.

Веществом - необходимо стремиться, чтобы между Вами и источником радиации оказалось как можно больше вещества: чем его больше и чем оно плотнее, тем большую часть радиации оно поглотит.

3. Источники радиации

Радиация овевала планету задолго до того, как на ней возникла жизнь. И, вероятно, именно из-за неё на Земле такое многообразие форм материи. Более того, все живое настолько привычно к радиации, что вряд ли смогло бы существовать в радиационно-стерильной среде.

Основную часть облучения населения земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре.

Естественная радиация была всегда: до появления человека, и даже нашей планеты. Радиоактивно всё, что нас окружает: почва, вода, растения и животные. Даже любой человек слегка радиоактивен: в тканях человеческого тела одним из главных источников природной радиации являются калий и рубидий, причем не существует способа от них избавиться.

Откуда же берется естественная радиоактивность? Существует три основных источника:

1. Космическое излучение и солнечная радиация -- это источники колоссальной мощности, которые в мгновение ока могут уничтожить и Землю, и всё живое на ней. К счастью, от этого вида радиации у нас есть надёжный защитник -- атмосфера. Впрочем, интенсивная человеческая деятельность приводит к появлению озоновых дыр и истончению естественной оболочки, поэтому не следует слишком долго находиться под воздействием прямых солнечных лучей. Интенсивность влияния космического излучения зависит от высоты над уровнем моря и широты. Чем выше Вы над Землей, тем интенсивнее космическое излучение, с каждой 1000 метров сила воздействия удваивается, а на экваторе уровень излучения гораздо сильнее, чем на полюсах.

2. Излучение земной коры. Помимо космического излучения радиоактивна и сама наша планета. В её поверхности содержится много минералов, хранящих следы радиоактивного прошлого Земли: гранит, глинозём и т.п. Сами по себе они представляют опасность лишь вблизи месторождений, однако человеческая деятельность ведёт к тому, что радиоактивные частицы попадают в наши дома в виде стройматериалов, в атмосферу после сжигания угля, на участок в виде фосфорных удобрений, а затем и к нам на стол в виде продуктов питания. Известно, что в кирпичном или панельном доме уровень радиации может быть в несколько раз выше, чем естественный фон данной местности. Таким образом, хотя здание и может в значительной мере уберечь нас от космического излучения, но естественный фон легко превышается при использовании опасных материалов.

3. Радон -- это радиоактивный инертный газ без цвета, вкуса и запаха (альфа-излучение). Он в 7,5 раз тяжелее воздуха, и, как правило, именно он становится причиной радиоактивности строительных материалов. Радон имеет свойство скапливаться под землей в больших количествах, на поверхность же он выходит при добыче полезных ископаемых или через трещины в земной коре.

Радон активно поступает в наши дома с бытовым газом, водопроводной водой (особенно, если её добывают из очень глубоких скважин), или же просто просачивается через микротрещины почвы, накапливаясь в подвалах и на нижних этажах. Снизить содержание радона, в отличие от других источников радиации, очень просто: достаточно регулярно проветривать помещение и концентрация опасного газа уменьшится в несколько раз.

В отличие от естественных источников радиации, искусственная радиоактивность возникла и распространяется исключительно силами людей. К основным техногенным радиоактивным источникам относят ядерное оружие, промышленные отходы, атомные электростанции - АЭС, медицинское оборудование, предметы старины, вывезенные из «запретных» зон после аварии Чернобыльской АЭС, некоторые драгоценные камни.

Радиация может попадать в наш организм как угодно, часто виной этому становятся предметы, не вызывающие у нас никаких подозрений.

На этой диаграмме показано, как и при каких обстоятельствах мы можем попасть под облучение искусственной радиацией.

Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако, одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах Земного шара, там, где залегают особенно радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах - соответственно ниже.

Но всё это - естественные источники, и люди, конечно, не обращают на них внимания. Всё это происходит потому, что они не знают о существовании радиации вокруг. А радиация существует повсюду. Однако негативно население относится только к радиации в науке и промышленности, к радиации, которую использует человек.

Но так ли плоха радиация?

В наше время существует много способов обратить энергию радиации на благое дело. Рассмотрим несколько из них:

Конечно же, первым полезным применением радиации является рентгеновское излучение. Открытое в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном, оно является электромагнитным, то есть фотонным. Сейчас, без рентгеновского излучения не обойтись ни в одной больнице. Можно сказать, что это великое открытие не только в физике, но и в медицине.

Восстановление фотографий. Любой фотографический снимок со временем выцветает. Это заметно, когда рассматриваешь семейные фотоальбомы, в которых попадаются давно сделанные снимки. Иногда качество фотографий становится настолько плохим, что никакое контрастное перефотографирование не помогает. И вот тогда на помощь приходит ядерная физика. Она позволяет восстановить фотоснимки, на которых уже ничего не видно.

Радиоактивный громоотвод. Известно, что для защиты какого-либо объекта (здания, трубы, высоковольтной мачты) от удара молнии, устраивают громоотводы. На самой высокой точке объекта, охраняемого от молний, устанавливается хорошо заземленный металлический шест с остриём на конце. Во время грозы в окрестности острия возникает повышенная ионизация воздуха, благодаря чему сопротивление воздуха в этом районе снижается. Это в свою очередь, приводит к уменьшению напряженности поля и, как следствие, к снижению вероятности возникновения разряда молнии. Если все же молния и ударяет в громоотвод, то этот удар не вызывает разрушений потому, что громоотвод соединен хорошим проводником с землей. Недостатком громоотвода является малый радиус его действия. Расширить радиус действия громоотвода можно при помощи искусственной ионизации воздуха в его окрестности. Это достигается с помощью источника гамма- квантов, укрепленного на острие громоотвода. Если взять достаточно мощный источник, то радиус действия громоотвода можно довести до нескольких сотен метров.

Стерилизация и сохранение пищевых продуктов. Высокоинтенсивное излучение может использоваться для стерилизации такого оборудования, как хирургические инструменты и перчатки, которые не выдерживают температур, используемых при обычной стерилизации. Излучением можно стерилизовать некоторые лекарства, и подвергать облучению пищевые продукты в целях улучшения их сохранности. В настоящее время портится приблизительно 20 процентов пищевых продуктов еще до того, как они достигают потребителя, в то время как свежесть облученных пищевых продуктов сохраняется в течение месяцев. Кроме того, облучение пищевых продуктов уничтожает таких паразитов, как трихинелла, а также патологические бактерии, такие, как сальмонелла. Облученные пищевые продукты сами по себе радиоактивными не становятся и никакого риска не создают.

4. Естественный радиационный фон

радиоактивность ионизирующий гейгер

Радиоактивные атомы образовались задолго до появления первых форм жизни, поэтому с самого начала зарождения жизни на нашей планете все живое подвергалось воздействию радиационного фона, формируемого источниками земного и космического происхождения. В ходе эволюции живые организмы (в том числе и человек) адаптировались к действию радиации.

Космическое излучение обусловлено в основном частицами высоких энергий, приходящими из космоса. До земной поверхности доходит лишь малая часть космических лучей, они поглощаются атмосферой. Доза, полученная от космических лучей, высоко в горах примерно в 10 раз выше, чем на уровне моря.

Земные источники -- это, в первую очередь, уран и торий с продуктами их распада, среди которых наиболее значим газ радон.

Именно радон вносит наибольший вклад в естественное внутреннее облучение человека. Этот газ повсеместно высвобождается из земной коры. Концентрация радона в закрытых помещениях в 8 раз выше, чем на улице. Радон дает 44% суммарной радиационной дозы на территории России.

Появление источников искусственной радиации способствовало увеличению радиационной нагрузки на человека. Люди периодически подвергаются воздействию излучения от телевизоров, компьютеров, медицинских рентгеновских аппаратов, радиоактивных атмосферных осадков, выпадающих после испытаний ядерного оружия, а также в результате работы АЭС.

В среднем фоновая доза составляет около 2 мЗв (мегазиверт) в год, причем наибольший вклад (почти 2/3) вносит радон.

Хорошо известно, что многие курорты возникли вокруг природных радиоактивных источников. Ежегодно сотни тысяч отдыхающих принимают радоновые ванны и другие лечебные процедуры.

В нашей стране на долю естественных источников радиации приходится более 70% общей дозы облучения, еще около 30% -- вклад от медицинских процедур. Дополнительные дозовые нагрузки на живые организмы вследствие работы атомных электростанций, заводов по переработке топлива и т.д. не превышают 1%.

Один из основных вопросов -- как может повлиять облучение на здоровье человека?

Биологическое действие излучения было обнаружено практически сразу же после его открытия. Сначала исследователи, работающие с радиацией, обратили внимание на изменения кожи после контакта с источниками -- покраснения и даже язвы, а позже обнаружилось, что могут развиваться и заболевания других тканей и органов. Этот опыт, оплаченный ценой здоровья, а иногда -- и жизни первых исследователей, привел к развитию системы защиты от вредных последствий облучения.

Облучение стали применять и с лечебной целью -- для диагностики и лечения многих тяжелых заболеваний.

Существует несколько классификаций последствий облучения. Прежде всего, их можно разделить на те, которые касаются непосредственно облученного человека и на те, которые проявляются в последующих поколениях, названные генетическими.

Изменения в состоянии здоровья могут наблюдаться непосредственно после облучения, а могут проявиться и спустя годы. В последнем случае говорят об отдаленных последствиях облучения.

При радиационных авариях основную опасность представляет радиоактивное загрязнение. Радиоактивные частицы могут стать причиной как внешнего, так и внутреннего облучения человека.

Радиоактивные изотопы -- радионуклиды попадают внутрь организма при вдыхании радиоактивных частиц, с продуктами питания. Они накапливаются в определенных органах и тканях, что приводит к их облучению.

5. Понятие радиационный риск и его восприятие

Понятие риск представляет собой меру опасности, связанной с воздействием различных вредных факторов -- природных, техногенных, социальных. Последствия могут быль различными: от легких повреждений до смертельного исхода. Когда речь идет о радиационном риске, то подразумевается вероятность возникновения у человека и его потомства какого-либо вредного эффекта.

Человек постоянно подвергается воздействию самых различных источников смертельного риска, ко многим из которых общество привыкло и не воспринимает их драматично. При переходе улицы есть риск попасть под машину, в быту существует риск взрыва газового баллона, прорыва труб. Тем не менее, никто не отказывается от передвижения, люди продолжают готовить пищу на плите, открывают водопроводные краны. Определяется «приемлемый риск», который уравновешивает возможность отрицательных последствий и пользу от конкретного вида деятельности. А соблюдение определенных правил позволит свести риск к минимуму.

В обществе какая-либо деятельность, вещество или событие будут считаться безопасными в том случае, если представляемый ими риск считается приемлемым. При определении безопасности чего-либо нужно осуществить два вида действий:

- ОЦЕНИТЬ РИСК на основе вероятности ущерба (повреждения, смерти) ;

- сделать ВЫВОД О ПРИЕМЛЕМОСТИ РИСКА.

Такое страшное заболевание, как рак, в сознании людей часто связано с действием радиации. Но ведь злокачественными опухолями страдают и люди, никогда не облучавшиеся и живущие в относительно благополучных условиях. Приписать болезнь облучению было бы слишком просто, но это только помешало бы найти пути к выяснению ее истинных причин. Недооценка риска опасна. Но не менее опасна и его переоценка. Очень легко списать все проблемы, в том числе, и со здоровьем, на действие радиации и не искать других причин.

Таким образом многие переценивают опасность радиации.

Чернобыльская авария в глазах широкой общественности разрушила позитивный настрой к радиации. В массовом сознании прочно укоренились антиядерные стереотипы и предубеждения. В настоящее время степень экологической опасности атомных станций значительно преувеличивается. Чем же объяснить негативное отношение человечества к радиации? Это можно вполне легко понять.

Во-первых, существует большая разница между риском добровольным и риском по принуждению. Ядерный риск относится к риску, которому люди подвергаются не по своей воле, отсюда его негативное восприятие.

Во-вторых, люди склонны естественнее воспринимать риск, связанный с природными явлениями, нежели риск, обусловленный техногенными факторами.

В-третьих, отношение людей к опасности определяется тем, насколько хорошо она им знакома. Ядерная энергетика в течение длительного времени представляла собой один из наименее знакомых общественности источников риска, во многом этому способствовала существовавшая в период холодной войны засекречённость ядерной технологии.

По степени предвзятости к ядерным технологиям условно всех граждан можно разбить на две группы: первую составляет "профессиональные" оппоненты ядерной отрасли.

Они, как правило, имеющие высшее образование, а иногда и ученые степени в технических либо биологических науках и специально интересующиеся энергетическими, экологическими и экономическими проблемами ядерных технологий, относятся к радиации более спокойно, рассматривают её с научной точки зрения.

Вторую же составляет обычное население, для которого характерно отсутствие постоянного и сильного интереса к ядерно-энергетическим проблемам и, как правило, заранее резко негативный настрой по отношению к атомной энергетике.

Размещено на Allbest.ru