Медицинские последствия при аварии на роо. Краткая характеристика радиационных аварий
Министерство Здравсоцразвития РФ
Санкт-Петербургский Государственный Медицинский Университет им. Академика И.П.Павлова
Кафедра военной и экстремальной медицины
начальник кафедры к.м.н. полковник МС Г.И.Зайцев
«Поражающие факторы радиационных аварий»
Студент 519 группы
Стеканов П.А.
Преподаватель:
Майор МС Бутов А.Ю.
Санкт-Петербург 2006
Согласно определению НРБ-99 (Нормы радиационной безопасности-99 - действующие в России санитарные нормы , регламентирующие допустимые уровни воздействия ионизирующего излучения и другие требования по ограничению облучения человека, относится к государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормам):
Радиационная авария -″потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей выше установленных норм или радиоактивному загрязнению окружающей среды″.
Поражающие факторы радиационной аварии - физические процессы и явления, которые возникают при ядерной аварии и определяют её поражающее воздействие. Характер, степень и продолжительность воздействия поражающих факторов зависят от вида аварии, мощности ядерного заряда, вида взрыва, расстояния от его эпицентра, степени защиты объектов, метеорологических условий и характера местности.
Главной опасностью аварий на РОО был и будет выброс в окружающую природную среду РВ, сопровождающийся тяжелыми последствиями. Радиационная авария присуща не только АЭС, но и всем предприятиям ядерного топливного цикла, а также предприятиям, использующим радиоактивные вещества. К таким предприятиям можно отнести предприятия, добывающие урановую или ториевую руду; заводы по переработке руды; обогатительные заводы, заводы по изготовлению ядерного топлива; хранилища РВ и многие другие. Радиационные аварии на РОО могут возникнуть в процессе испытаний, хранения, транспортировки ядерного оружия.
Основным поражающим фактором при авариях на реакторах АЭС это радиоактивные загрязнения местности и источником загрязнения является атомный реактор как мощный источник накопленных радиоактивных веществ. Рассмотрим образование поражающих факторов и их воздействие при аварии на АЭС:
1. Ударная волна (сейсмическая) образуется только при ядерном взрыве реактора, при тепловом взрыве ее действие на окружающую среду незначительно
2. Световое излучение.
3. Электромагнитный импульс
4. Проникающая радиация, может оказать воздействие, в основном, на работающую смену персонала.
5. Радиоактивное заражение местности в результате выбросов продуктовраспада в атмосферу во всех случаях будет значительным и на больших площадях.
В отличии от этого при классическом же ядерном взрыве в зависимости от мощности заряда и условий взрыва энергия взрыва распределяется следующим образом:
Ударная волна - 40-60 %
Световое излучение - 30-50 %
Проникающая радиация - 5 %
Радиоактивное заражение - 5-10 %
Электромагнитный импульс – доли %
т.е. кроме радиационного заражения достаточно велик удельный вес других поражающих факторов.
Специалисты выделяют следующие потенциальные последствия радиационных аварий:
1.немедленные смертельные случаи и травмы среди работников предприятия и населения;
2.латентные смертельные случаи заболевания настоящих и будущих поколений, в том числе изменения в соматических клетках, приводящие к возникновению онкологических заболеваний, генетические мутации, оказывающие влияние на будущие поколения, влияние на зародыш и плод вследствие облучения матери в период беременности;
3.материальный ущерб и радиоактивное загрязнение земли и экосистем;
4.ущерб для общества, связанный с боязнью относительно потенциальной возможности использования ядерного топлива для создания ядерного оружия.
К последствиям серьезных радиационных аварий относится и наличие косвенного риска для здоровья и жизни людей. Косвенный риск возникает при непосредственном осуществлении мер безопасности, эвакуации при аварии. Например: эвакуационные мероприятия, вызванные радиационной аварией, обусловливают возникновение множества косвенных рисков: смертельные случаи вследствие дорожно-транспортных происшествий, увеличение числа сердечных приступов у эвакуируемого населения, психические травмы, вызванные стрессовой ситуацией во время эвакуации, и т.п.
Ударная волна
Ударная волна – это область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды распространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте (сейсмовзрывные волны).
Ударная волна в воздухе образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в зоне реакции, где исключительно высокая температура, а давление достигает миллиарды атмосфер.
Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до большого давления и плотности и нагревают до высокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движение последующие слои. И так сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну.
Расширение раскаленных газов происходит в, сравнительно, малых объемах, поэтому их действие на более заметных удалениях от центра ядерного взрыва исчезает и основным носителем действия взрыва становится воздушная ударная волна.
Вблизи центра взрыва скорость распространения ударной волны в несколько раз превышает скорость звука в воздухе. С увеличением расстояния от места взрыва скорость распространения ударной волны быстро падает и ослабевает. На больших удалениях ударная волна переходит обычную акустическую волну, и скорость ее распространения приближается к скорости звука в окружающей среде, т.е. 330 м/сек.
Воздушная ударная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит, примерно, 1000 м за 1,4 сек., 2000 м. за 4 сек., 3000 м, за 7 сек.
Отсюда следует вывод, что человек увидев вспышку ядерного взрыва, за время до прихода ударной волны, может занять ближайшее укрытие, и тем самым уменьшить вероятность поражения ударной волной. Основными параметрами ударной волны, определяющими ее поражающее действие, являются:
Избыточное давление во фронте волны (разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед этим фронтом);
Скоростной напор воздуха (динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха движущимся в волне);
Время действия избыточного давления (продолжительность фазы сжатия)
При воздушной ударной волне передняя граница сжатого воздуха характеризуется резким увеличением давления и образует фронт ударной волны Р ф. Кроме того, ударная волна характеризуется давлением скоростного напора Р ск, временем действия максимального избыточного давления + - фаза сжатия и временем действия пониженного давления – - фаза разрежения (рис. 1). Р ф и Р ск измеряются в кг. с/см 2 (внесистемная единица) или паскалях (по системе СИ). 1 кгс/см 2 100 кПа.
В зависимости от мощности q и расстояния до точки взрыва R избыточное давление , в кПа, во фронте ударной волны для наземного взрыва определяется по эмпирической формуле
,
где q ув = 0,5q ; q - тротиловый эквивалент мощности взрыва, кг; R - расстояние до центра взрыва, м.
Избыточное давление во фронте ударной волны Р ф оказывает на объект ударное действие, и объект испытывает повышенное давление со всех сторон, если его геометрические размеры меньше длины фазы сжатия. Если это давление выше критических величин, то объект получает различные повреждения, вплоть до разрушения. Степень разрушения зданий, сооружений также определяется величиной скоростного напора Р ск, т. е. торможения масс воздуха, следующих за фронтом ударной волны. В результате создается динамическая нагрузка, т. е. скоростной напор.
Давление скоростного напора
Из формулы следует, что давление скоростного напора Р ск меньше величины избыточного давления во фронте ударной волны Р ф и всегда положительно.
Фаза сжатия - это отрезок времени, когда избыточное давление во фронте ударной волны и давление скоростного напора имеют наибольшие значения. Фаза сжатия зависит от мощности взрыва q .
По окончании действия фазы сжатия + объект попадает в фазу разрежения , в которой давление, оказываемое на объект, существенно уменьшается, а поэтому и разрушения в этой фазе существенно меньше, чем в фазе сжатия. При практических расчетах давление в фазе сжатия не учитывается.
Энергия распределяется по всему пройденному расстоянию, поэтому сила воздействия ударной волны уменьшается пропорционально кубическому корню расстояния от эпицентра
В случае возникновения ударной волны люди, здания, сооружения могут находиться под прямым или косвенным воздействием ударной волны. Прямое воздействие ударной волны на человека носит травматический характер, а при воздействии на здания, сооружения - разрушительный характер.
Прямое воздействие ударной волны на человека приводит к травматическим последствиям, тяжесть которых зависит от величины давления во фронте ударной волны. Все травмы подразделяются по степени тяжести на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые. Открыто расположенные люди получают легкие травмы при избыточном давлении во фронте ударной волны 20–40 кПа. В этом случае человек может получить незначительные повреждения: ушибы, вывихи конечностей, временное повреждение слуха, легкие контузии.
Средние травмы человек получает при давлении 40–60 кПа, которые характеризуются серьезными контузиями, повреждениями слуха, кровотечением из носа и ушей, вывихами, переломами конечностей.
Тяжелые травмы наступают при давлении 60–100 кПа и характеризуются тяжелыми контузиями, значительными переломами конечностей, сильным кровотечением из носа и ушей.
Крайне тяжелые травмы человек получает при избыточном давлении более 100 кПа и такие травмы, как правило, оканчиваются летальным исходом.
Прямое воздействие избыточного давления во фронте ударной волны и скоростной напор на здания, сооружения и т. д. приводит к их частичному или полному разрушению. Разрушения зданий, сооружений в зависимости от величины давления могут быть слабыми, средними, сильными и полными.
Косвенное воздействие ударной волны происходит за счет действия на людей, здания, сооружения и другие объекты обломков (зданий, сооружений, падающих деревьев и др.), появляющихся в результате действия прямой ударной волны.
Для уменьшения поражающего действия ударной волны необходимо выполнять требования строительных норм и при строительстве не допускать отклонений от проекта в сторону ухудшения прочностных характеристик для удешевления строительства.
Под воздействием ударной волны создаются очаги поражения, разрушения, размеры которых зависят от мощности и вида взрыва, рельефа местности.
Граница очага поражения на равнинной местности условно ограничивается радиусом с избыточным давлением во фронте ударной волны 10 кПа (0,1 кгс/см).
Очаги поражения делятся на зоны полных, сильных, средних и слабых разрушений (рис. 2).
Зона полных разрушений на внешней границе имеет избыточное давление во фронте ударной волны 50 кПа. Зона сильных разрушений на внутренней и внешней границах имеет избыточное давление во фронте ударной волны 50 и 30 кПа соответственно. Зона средних разрушений лежит между 30 и 20 кПа, и на внешней границе зоны слабых разрушений избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа.
Ударная волна в воде при подводном ядерном взрыве качественно напоминает ударную волну в воздухе. Однако подводная ударная волна отличается от воздушной ударной волны своими параметрами. На одних и тех же расстояниях давление во фронте ударной волны в воде гораздо больше, чем в воздухе, а время действия меньше. Например, максимальное избыточное давление на расстоянии 900 м от центра ядерного взрыва мощностью 100 кт. в глубоком водоеме составляет 19000 кПа, а при взрыве в воздушной среде около 100 кПа.
Световое излучение
Световое излучение представляет собой электромагнитное излучение в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частях спектра. Источником светового излучения является светящаяся область, состоящая из нагретых до высоких температур конструкционных материалов и воздуха. Максимальная температура поверхности светящейся области составляет обычно 5700-7700 °С. Когда температура снижается до 1700 °C, свечение прекращается. При этом интенсивность излучения может превышать 1000 Вт/см² (для сравнения - максимальная интенсивность солнечного света 0.14 Вт/см²).
Время действия светового излучения и размеры светящейся области зависит от мощности ядерного взрыва. С ее увеличением они возрастают. По длительности свечения можно ориентировочно судить о мощности ядерного взрыва.
Время действия светового излучения наземных и воздушных взрывов мощностью 1 тыс.т. составляет 1 сек., 10 тыс.т. – 2,2 сек., 100 тыс.т. – 4,6 сек.
Поражающее действие светового излучения объясняется поглощением лучистой энергии телом, что приводит к его нагреву, и характеризуется световым импульсом , под которым понимают отношение световой энергии за все время действия светового излучения к площади освещенной поверхности, расположенной перпендикулярно распространению световых лучей. За единицу светового импульса в системе СИ принят джоуль на квадратный метр (Дж/м 2). Внесистемная единица – калория на 1 см.кв. 1 кал/см.кв. 4,2х10 4 Дж/м 2 .
Световой импульс зависит от вида и мощности взрыва Q (q ), в кт, расстояния до центра взрыва R , в км, и коэффициента ослабления светового излучения средой распространения k , 1/км. (отражает состояние атмосферы)
Величина светового импульса
При расчетах устойчивости k = 0,1, т.е. берутся наихудшие условия, когда поглощение светового излучения средой минимально.
Световое излучение, действуя на незащищенных людей, вызывает ожоги открытых участков тела и вызывает поражение глаз.
Ожоги, в зависимости от величины светового импульса, могут быть трех степеней:
1 - световое излучение вызывает некоторые болезненные ощущения, гиперемию и отёк кожи, может иметь место некоторое повышение температуры тела (И =100–200 кДж/м 2);
2 - на коже человека могут возникнуть тонкостенные пузыри с серозным содержимым, сильные болезненные ощущения, повышение температуры тела (И = 200-400 кДж/м 2);
3 - имеет место некроз кожи, появляются язвы на коже человека, сильные болезненные ощущения, значительное повышение температуры тела (И = 400–600 кДж/м 2).
4 -некроз кожи и подлежащих тканей.
Тяжесть поражения от воздействия светового излучения зависит не только от степени глубины ожога, но и от размеров пораженных участков, их локализации, вплоть до развития ожоговой болезни.
Кроме ожогов кожи, световое излучение вызывает поражение глаз:
Временное ослепление после взгляда на светящуюся область - длится в течение нескольких минут. Особенно действен световой импульс в ночное время суток;
Ожоги глазного дна возникают в результате прямого взгляда на светящуюся область;
Ожоги роговицы и век глаз возникают при тех же условиях, что и ожоги незащищенных участков кожи.
Следует учитывать, что роговица и веки глаз имеют не такую грубую структуру как кожный покров, поэтому и величины светового импульса, вызывающего поражения, будут меньше.
При защищенных глазах временное ослепление и ожоги глазного дна сводятся к минимуму.
Для защиты людей от светового излучения можно использовать любую тень, укрытие, жалюзи, шторы на окнах и т. д.
Результатом действия светового излучения может быть воспламенение и возгорание предметов, оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах
Тепловое воздействие светового излучения может вызвать повреждения линий связи, деформацию металлоконструкций, возгорание деревянных сооружений, что может привести к возникновению пожаров в населенных пунктах, лесах. Вероятность возникновения пожаров зависит от мощности и длительности светового импульса, огнестойкости материалов, плотности и характера городской застройки.
При небольшой мощности взрыва время действия светового импульса τ си незначительно и промежуток времени между приходом светового импульса и ударной волной мал, а поэтому еще не успеет произойти возгорания, как приходящая ударная волна успеет погасить очаг возгорания. При больших мощностях взрыва время действия светового импульса τ си увеличивается, и приходящая ударная волна усиливает процесс воспламенения, так как процесс возгорания уже установился (ударная волна отстает от светового излучения).
Для защиты от подобного воздействия светового излучения необходимо принимать меры обычной пожарной безопасности.
Электромагнитный импульс
При ядерных взрывах в атмосфере возникают мощные электромагнитные поля с волнами от 1 до 1000 м и более. В силу кратковременности существования таких полей их принято называть электромагнитным импульсом. Хотя оно и не оказывает никакого прямого влияния на человека, воздействие ЭМИ повреждает электронную аппаратуру: поражающее действие обусловлено возникновением электрических напряжений и токов в проводах, кабелях воздушных и подземных линий связи, сигнализации электропередач, антеннах радиостанций, это приводит к пробоям изоляции и выходу из строя электроприборов - полупроводниковые приборы, различные электронные блоки, трансформаторные подстанции и т. д. В отличие от полупроводников, электронные лампы не подвержены воздействию сильной радиации и электромагнитных полей. Помимо этого большое количество ионов, возникшее после взрыва, препятствует распространению радиоволн и работе радиолокационных станций.
Сила ЭМИ меняется в зависимости от высоты взрыва: в диапазоне 4-30 км он относительно слаб, сильнее при взрыве ниже 4 км, и особенно силён при высоте подрыва более 30 км.
Одновременно с ЭМИ возникают радиоволны, распространяющиеся на большие расстояния.
Проникающая радиация
Проникающей радиацией ядерного взрыва называют поток гамма-излучения и нейтронов испускаемых из зоны и облака ядерного взрыва. Источниками проникающей радиации являются ядерные реакции протекающие в эпицентре в момент взрыва и радиоактивный распад осколков (продуктов) деления в облаке взрыва.
Время действия проникающей радиации на наземные объекты составляет 15-25 сек. и определяется временем подъема облака взрыва на такую высоту (2-3 км.), при которой гамма-нейтронное излучение, поглощаясь толщей воздуха, практически, не достигает поверхности земли. Радиус поражения проникающей радиации при взрывах в атмосфере меньше, чем радиусы поражения от светового излучения и ударной волны, поскольку она сильно поглощается атмосферой. Проникающая радиация поражает людей только на расстоянии 2-3 км от места взрыва, даже для больших по мощности зарядов.
Поражающее действие проникающей радиации уменьшается:
По мере удаления от эпицентра ядерного взрыва
За преградами из материалов, поглощающих и рассеивающих гамма-излучение и нейтроны.
Проникающая радиация может вызывать обратимые и необратимые изменения в материалах, электронных, оптических и других приборах за счет нарушения кристаллической решетки вещества и других физико-химических процессов под воздействием ионизирующих излучений.
Поражение человека будет рассмотрено ниже.
Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие гамма-излучение и поток нейтронов. Ее уровень снижается в 10 раз после прохождения 11 см стали, либо 35 см бетона, либо 50 см грунта/кирпичной кладки, либо 1 м древесины.
Радиоактивное заражение
Радиоактивное загрязнение местности возникает в результате выпадения РВ на поверхность земли из радиоактивного облака вместе с осадками. Радиоактивные облака возникают в результате ядерных взрывов, разрушения ядерных реакторов, АЭС и т. д.
Местность в экстремальных ситуациях считается загрязненной, если уровень радиоактивного излучения на высоте 70 см от поверхности земли не меньше 0,5 Р/ч.
Источниками радиоактивного загрязнения местности (РЗМ) являются:
продукты деления ядерного горючего (урана, плутония). В этом случае имеют место - и -излучения;
не разделившаяся часть горючего при ядерном взрыве, так как в реакции деления взрывного характера принимает участие примерно 20 % горючего. Оставшаяся часть горючего загрязняет территорию и является источником -излучений;
наведенная активность в почве. Под воздействием нейтронного потока в грунте образуется ряд радиоактивных изотопов: алюминий-28, натрий-24, магний-24, которые при своем распаде выделяют - и -излучения.
Рассмотрим образование РЗМ в случае аварии, разрушения АЭС, ядерных реакторов.
Ядерные реакторы и АЭС являются потенциально опасными для окружающей среды, а поэтому при проектировании таких объектов предусматривается решение вопросов безопасности обслуживающего персонала и населения. Особенностью аварии на АЭС, ядерных реакторах является то, что процесс деления ядерного топлива, используемого в ядерных реакторах, продолжается длительное время. Поэтому в случае разрушения реактора в атмосферу могут длительное время поступать РВ. Подъем РВ осуществляется на незначительную высоту (800–1000 м), что объясняется небольшой мощностью теплового взрыва ядерного реактора (порядка 0,04 кт). На этой высоте и в течение длительного времени ветер меняет свое направление много раз, а поэтому ярко выраженного, как при ядерном взрыве, следа радиоактивного облака нет. РВ соединяется с дождевыми облаками и перемещается вместе с ними. Из дождевых облаков РВ выпадают вместе с осадками. В результате этого загрязненные территории могут быть значительными по своим размерам и находиться на очень больших расстояниях от места аварии, как это было в результате аварии на Чернобыльской АЭС.
Связь между дозой облучения за время до полного распада Д и уровнем радиации P (t ) зар за время заражения t зар выражается соотношением
Д = 5 P (t ) зар t зар.
В идеальном случае на равнинной местности при равномерном ветре одного направления радиоактивный след имеет форму эллипса и условно делится на зоны загрязнения, границы которых характеризуются дозой излучения, полученной человеком за время от момента образования следа до полного радиоактивного распада вещества Д или уровнем радиации на 1 ч после аварии (рис. 4).
Рис. 4. Распределение уровней радиации по следу радиоактивного облака 1,2 - след и ось облака, 3,4- уровни радиации вдоль и на ширине следа
При аварии, разрушении АЭС, ядерных реакторов загрязненная территория по уровням радиации делится на 5 зон:
М - зона слабого РЗМ с уровнем радиации на 1 ч после аварии Р 1 = 0,025–0,1 Р/ч;
А - зона умеренного загрязнения с уровнями радиации на границах зоны Р 1 = 0,1–1,0 Р/ч;
Б - зона среднего загрязнения с уровнями радиации на границах зоны Р 1 = 1,0–3,0 Р/ч;
В - зона опасного загрязнения с уровнями радиации на границах зоны Р 1 = 3,0–10,0 Р/ч;
Г - зона чрезмерно опасного загрязнения с уровнями радиации на внешней границе зоны Р 1 = 10,0 Р/ч.
С течением времени из-за естественного распада РВ уровни радиации на следе радиоактивного облака уменьшаются по экспоненциальному закону:
где P 0 - уровень радиации в момент времени t 0 после аварии на АЭС, ядерных реакторах и т. д.; P (t ) - уровень радиации в момент времени t , т. е. времени измерения уровня радиации или времени начала работ в зоне РЗМ; n - показатель степени, характеризующий величину спада уровня радиации и зависящий от изотопного состава радионуклидов и продолжительности их жизни. Так при ядерном взрыве n = 1,2, а при аварии, разрушении АЭС, ядерных реакторов n = 0,4–0,5 (рис. 5).
Рис. 5. Изменение уровня радиации во времени
Для ядерного взрыва уровень радиации через 7 ч после взрыва уменьшается в 10 раз, через 2 суток - в 100 раз и через 7 недель - в 1000 раз. Уменьшение же уровня радиации в результате аварии на АЭС, ядерных реакторах происходит существенно медленнее.
Оценка дозы облучения . Зная уровень радиоактивного загрязнения местности P (t ), т. е. уровень радиации на момент времени измерения или начала работ на загрязненной территории, можно определить дозу облучения Д обл, которую получит человек за интервал времени от начала облучения (время начала работ в зоне, время входа в зону) до конца облучения (время выхода из зоны, время конца работы в зоне).
Для определения дозы облучения можно воспользоваться выражением
После интегрирования
факторы ядерного
взрыва и
радиационных аварий
д.м.н. Полозова Елена ВалентиновнаОхарактеризуйте РОО
(радиационно опасный
объект)?
Приведите примеры РОО.
Радиационно-опасные объекты (РОО)
Это ядерные энергетические установки идругие объекты экономики, при авариях и
разрушениях которых могут произойти
массовые радиационные поражения людей
или радиоактивное загрязнение территории.К радиационно опасным объектам относятся:
Атомные станции (АЭС, АТЭЦ, АСТ, АСПТ).
Предприятия по изготовлению, переработке, захоронению ядерного
топлива.
Научно-исследовательские и проектные организации, имеющие ядерные
реакторы.
Ядерные энергетические установки на транспорте.
Ядерное оружие.Что такое радиационная
авария?
Фазы развития радиационных
аварий?
Виды радиационных аварий?
Радиационная авария
это внезапная потеря контроля над источникамиизлучения, вызванная неисправностью
оборудования, неправильными действиями
персонала, стихийными бедствиями или иными
причинами, что может привести или привело к
облучению людей выше установленных норма
или радиоактивному загрязнению внешней
среды.Фазы развития радиационных аварий:
Ранняя фаза – от нескольких часов до суток.
Возможно облучение населения за пределами
РОО. Данные получают от контрольноизмерительных приборов на аварийном объекте.
Промежуточная фаза – окончание выпадения
радиоактивных осадков и проведение
первоочередных мероприятий.
Продолжительность – сутки – до года.
Осуществляются поэтапно меры защиты
населения.
Данные измерений индивидуальных доз, данные
радиационной разведки.
Поздняя фаза – до прекращения защитных
мероприятий, отмена всех ограничительных
мероприятий.
Виды радиационных аварий
1. Локальная, приводит к выходу радиоактивных продуктов вграницах объекта или только к облучению персонала.
2. Местная, приводит к повышенному выходу радиоактивных
продуктов но в пределах санитарно-защитной зоны (СЗЗ). При
этом также возможно облучение персонала в дозах,
превышающих допустимые.
3. Общая, приводит к выходу радиоактивных продуктов за
границу санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в количествах,
превышающих регламентированные значения для нормальной
эксплуатации. При данном типе аварий возможно
переоблучение населения и загрязнение окружающей среды.1. Ядерное оружиеЧто называется ядерным
оружием?
Какие существуют типы и
виды ядерного оружия:
- по виду используемой
энергии
- по мощности?
Ядерное оружие
это боеприпас, действиекоторого основано
на ядерных реакциях,
протекающих с выделением большого
количества
энергии,
ионизирующего,
светового излучения, электромагнитного
импульса, формированием ударной волны и
радиоактивного заражения местности.
Ядерное оружие рассматривается как главное средство массового поражения
Возможно применение ядерных боеприпасовпри локальных конфликтах и с
террористическими целями.
Ядерные удары будут направлены по
промышленным, политико-административным,
транспортным центрам и военным объектам, а
также для поражения населения мегаполисов.
По виду используемой энергии:
а) атомные (деление тяжёлых ядер);
б) термоядерные (слияние ядер лёгких элементов с
образованием более тяжёлых ядер);
в) комбинированные (трёхэтапное протекание
атомных и термоядерных реакций в одном боеприпасе);
г) нейтронные (образование высокоэнергетических
нейтронов в термоядерных боеприпасах малой и
сверхмалой мощности; основная часть заряда – тритий
и дейтерий).
Классификация ядерных боеприпасов
По мощности делят на пять калибров:- сверхмалый - до 1 тыс. т (менее 1кТ);
- малый - от 1 до 10 тыс. т (от 1 до 10 кТ);
- средний - от 10 до 100 тыс. т (от 10 до 100 кТ);
- крупный - от 100 тыс. т до 1 млн т (от 100 кТ до 1 МТ);
- сверхкрупный - более 1 млн т (свыше 1 МТ).
Энергию ядерного взрыва (мощность боеприпаса) принято измерять
величиной тротилового эквивалента.
Тротиловый эквивалент - это масса тротила
(тринитротолуола), которая обеспечила бы взрыв, по
мощности эквивалентный взрыву данного ядерного
боеприпаса. Обычно он измеряется в килотоннах (кТ)
или в мегатоннах (МТ).
Например, каждый килограмм прореагировавшего плутония при
ядерном взрыве выделяет энергию, соответствующую энергии
взрыва 20 млн. килограмм тротила.
Виды ядерных взрывов
Высотный взрывпроизводится выше границы
тропосферы (от 6 до 18 км).
Воздушный взрыв
производится на высотах, при
которых светящаяся область не
касается поверхности земли
или воды и имеет форму шара.
Наземный взрыв
осуществляется на
поверхности земли или на
такой высоте в воздухе, при
которой светящаяся область
касается этой поверхности.
Виды ядерных взрывов
Подземный взрывпроизводится на
определенной
глубине
от поверхности
земли
и может быть с
выбросом или
без выброса
грунта наружу.
Семипалатинский полигон.
GOOCL. Места подземных испытаний
Виды ядерных взрывов
Надводный взрыв (взрыв наводной преграде)
осуществляется на поверхности
воды. При данном взрыве
происходит образование паров,
которые вовлекаются в облако
взрыва и образуют паровой
султан, из которого выпадает
радиоактивный дождь.
Подводный взрыв производится
в воде на различных глубинах,
характеризуется образованием
взрывного султана и базисной
волны, подводной ударной
волны.2. Поражающие
факторы
ядерного взрыва?
Распределение энергии взрыва ядерного боеприпаса
Поражающий факторДоля от полной
энергии взрыва, %
Ударная волна
50-55
Световое излучение
30-35
Ионизирующие излучения:
проникающая радиация взрыва
радиоактивное заражение местности
5-10
10-15
Электромагнитный импульс
2-5
Ударная волна
является основным поражающим фактором, время еедействия колеблется от десятых долей секунды до
нескольких секунд. Ударная волна представляет
собой область резко сжатого и нагретого воздуха,
распространяющегося во все стороны от центра
взрыва. Вблизи центра взрыва скорость
распространения волны в несколько раз превышает
скорость звука, а с увеличением расстояния от
центра она быстро снижается.
Причина поражающего действия ударной волны - сильное (избыточное) давление, образующееся в центре взрыва (миллиарды атмосфер). Избыточное д
Причина поражающего действия ударнойволны - сильное (избыточное) давление,
образующееся в центре взрыва (миллиарды
атмосфер).
Избыточное давление - это разность между
максимальным давлением во фронте ударной
волны и нормальным атмосферным
давлением перед ним.
Световое излучение
представляет собой поток лучистой энергии,включающий ультрафиолетовое, видимое и
инфракрасное излучение. Источником светового
излучения является светящаяся область взрыва.
Величина светового импульса прямо
пропорциональна мощности взрыва и обратно
пропорциональна квадрату расстояния от центра
взрыва. Длительность светового излучения зависит
от калибра боеприпаса и колеблется от 1 до 30 с.
Проникающая радиация
это источники ионизирующих излучений различной природы:1. мгновенные ионизирующие излучения,
возникающие при цепных ядерных реакциях в
момент взрыва;
2. запаздывающие (осколочные) ионизирующие
излучения – радиоактивный распад осколков
(продуктов) деления в облаке взрыва;
3. вторичные ионизирующие излучения,
возникающие при взаимодействии нейтронов с
ядрами элементов воздуха и почвы.
Проникающая радиация практически состоит только из потока
нейтронов и гамма квантов.
Радиус действия проникающей радиации 1-3 км, а длительность
воздействия до 10-15 с.
Радиоактивное загрязнение местности
Возникает в результате выпадения РВ наповерхность земли из радиоактивного
облака вместе с осадками.
Степень заражения местности и различных
объектов характеризуется количеством РВ,
приходящихся на единицу поверхности
(плотность заражения).
Уровень радиации на местности и степень
зараженности поверхности различных
объектов РВ определяется по показаниям
дозиметрических приборов.
Источниками радиоактивного загрязнения местности (РЗМ) являются:
Продукты деления ядерного горючего (урана,плутония). В этом случае имеют место g- и bизлучения;
Не разделившаяся часть горючего при ядерном
взрыве, так как в реакции деления взрывного
характера принимает участие примерно 20 %
горючего. Оставшаяся часть горючего
загрязняет территорию и является источником
a-излучений;
Наведенная активность в почве. Под
воздействием нейтронного потока в грунте
образуется ряд радиоактивных изотопов:
алюминий-28, натрий-24, магний-24, которые
при своем распаде выделяют g- и b-излучения.
Электромагнитный импульс
возникает в результате ионизации воздуха ипоявления мощных электромагнитных полей,
которые в электрических цепях (антеннах,
кабелях, линиях электропередачи и т. п.) создают
импульс наведенного тока, что вызывает
повреждение электронных средств коммуникацуии, управления, наблюдения и проч.
Доза излучения (Д) – это часть энергии, переданная излучением веществу и поглощенная им
Доза излучения – это количественнаяхарактеристика воздействия
ионизирующего излучения на
вещество.
Это основной параметр,
характеризующий поражающее
действие проникающей радиации.
Применяются три основных вида дозы:
- экспозиционная
- поглощенная
- эквивалентная
Поглощенная доза
-Это количество энергии излучения,
поглощенное единицей массы
облучаемого тела (тканями
биологического тела).
Поглощенная доза характеризует
воздействие ионизирующих
излучений на биологические ткани.
Единица поглощенной дозы:
в системе СИ - грей (Гр)
внесистемная единица - рад
1 Гр = 100 рад
Экспозиционная доза
Экспозиционная доза - это дозаизлучения в воздухе, она
характеризует потенциальную
опасность воздействия
ионизирующего излучения при
общем и равномерном облучении
тела человека.
Внесистемной единицей
измерения экспозиционной дозы
является
рентген (Р).
Эквивалентная доза
-Показывает во сколько раз
биологическое действие данного
вида излучения эффективнее
рентгеновского излучения при
одинаковой поглощенной дозе.
Используется для оценки
биологического действия
ионизирующих излучений.
Единица эквивалентной дозы:
в системе СИ - зиверт (Зв)
внесистемная единица - Бэр.
Относительная биологическая эффективность (ОБЭ) ионизирующих излучений для клеток
Мощность дозы
Доза, отнесенная к единицевремени, называется
мощностью дозы
Экспозиционная доза, отнесенная
к единице времени, называется
мощностью экспозиционной
дозы (Р/ч, мР/ч, мкР/ч).От каких факторов зависит
степень радиоактивного
заражения местности после
ядерного взрыва?
Масштабы и степень радиоактивного заражения зависят от: - мощности и вида ядерного взрыва; - времени, прошедшего с момента взрыва; - метео
Масштабы и степень радиоактивногозаражения зависят от:
- мощности и вида ядерного взрыва;
- времени, прошедшего с момента
взрыва;
- метеоусловий (скорости ветра)
Основные количественные
характеристики
радиоактивного заражения:
- доза излучения;
- уровень радиации или мощность дозы;
- степень заражения.Уровень
радиации
является основной
величиной
характеризующей
степень опасности
радиоактивного
заражения.Что является критерием для
разделения следа облака
ядерного взрыва на зоны
радиоактивного заражения?Эпицентр взрыва (аварии) – точка
поверхности, где произошел взрыв
(авария).
Очаг применения ядерного оружия
(радиационной аварии) – территория,
на которой находится население,
здания, техника, подвергшиеся
воздействию поражающих факторов.
В результате движения облака
радиоактивных веществ под
воздействием ветра формируется
зона (след) радиоактивного
загрязнения.
Зоны РЗМ
В результате движения облака ядерного взрыва подвоздействием ветра формируется след ядерного
взрыва.
На следе ядерного взрыва по степени заражения
местности и возможным последствиям внешнего
облучения принято выделять зоны РЗМ:
зоны умеренного заражения (зона А)
сильного заражения (зона Б)
опасного заражения (зона В)
чрезвычайно опасного заражения (зона Г)
Зоны РЗМ
Как изменяется активностьпродуктов ядерного взрыва
при увеличении времени после
взрыва в 7 раз?
«Правило семерок»
Радиоактивность продуктов ядерноговзрыва (ПЯВ) быстро снижается во
времени.
Например, если принять радиоактивность
ПЯВ через 1 ч после взрыва за 100%, то
через 7 ч она будет составлять 10%, а
через 49 ч - 1% (увеличение времени в 7
раз сопровождается снижением
мощности излучения ПЯВ в 10 раз).С чем связана более высокая
опасность продуктов выбросов
при авариях на РОО по
сравнению с продуктами
ядерного взрыва?
3. Поражающие факторы радиационных аварий
Сравнительная характеристика факторов, обуславливающих медико-тактическую характеристику радиационных очагов
ФакторыЯдерное оружие
Авария на АЭС
Взрыв
Ядерный взрыв
критической массы
Тепловой взрыв
Характеристика РВ
Короткоживущие
Долгоживущие
Наличие радиоактивных
благородных газов, изотопов
йода
Нет
Есть
Продолжительность выброса
РВ
Мгновенный выброс
Часы-сутки
Форма очага радиационного
загрязнения
Правильная
эллипсовидная по
направлению ветра
Неправильная
Наличие мелкодисперсных
частиц с высокой адгезивной
способностью
Нет
ЕстьЗонирование радиоактивного
заражения местности при
радиационных авариях?
При аварии, разрушении АЭС, ядерных реакторов формируется след радиоактивного загрязнения, состоящий из 5 зон, в зависимости от мощности до
При аварии, разрушении АЭС, ядерныхреакторов формируется след радиоактивного
загрязнения, состоящий из 5 зон, в
зависимости от мощности дозы излучения и
дозы,
за год опасности – возможно
М полученной
- зона радиационной
пребывание населения при соблюдении мер
радиационной защиты;
А - зона умеренного загрязнения;
Б - зона сильного загрязнения;
В - зона опасного загрязнения;
Г - зона чрезвычайно опасного загрязнения.
Зоны А, Б, В, Г – необходима эвакуация.Какие виды радиационных
поражений развиваются у
населения при воздействии
поражающих факторов
ядерных взрывов или
радиационных аварий?
Радиационное поражение персонала и населения при разрушении АЭС
Поражение человека
За счет внешнего гамма-облучения припрохождении облака.
при загрязнении помещений и
местности.
За счет внешнего бета-гамма-облучения
при наружном радиоактивном
загрязнении кожи и слизистых.
Внутреннее облучение за счет вдыхания
(ингаляции) радионуклидов
Внутреннее облучение в результате
потребления загрязненных продуктов
питания и воды.Основные принципы защиты
от ионизирующих излучений?
Радиационная защита – система мероприятий, делающих воздействие радиации безопасным.
Защита временем - ограничение временипребывания в зоне заражения и
недопущение превышения допустимой
дозы.
Защита расстоянием - интенсивность
излучения уменьшается с увеличением
расстояния от источника излучения.
Экранирование - уменьшение мощности
излучения счет применения специальных
устройств из поглощающих материалов.
Слой половинного ослабления – толщина
слоя, при котором излучение ослабляется
вдвое.Какие мероприятия
проводятся для защиты людей
при возникновении ЧС
радиационной природы?
Общие меры защиты населения на различных фазах радиационной аварии
Мероприятия мед.службы попредупреждению
возникновения радиационных
поражений?1. Защита учреждений, частей и подразделений
медслужбы от действия поражающих факторов.
2. Обеспечение л/с (населении) индивидуальными
медицинскими средствами защиты и обучение
правилам их использования.
3. Обучение правилам использования технических
СИЗ.
4. Проведение лечебно-эвакуационных мероприятий.
5. Медицинское обеспечение население,
спасательных работ.
6.Экспертиза воды и продовольствия.
7. Контроль за выполнением правил поведения на
зараженной местности, за соблюдением мер защиты
питьевой воды, контроль за приготовлением и
приемом пищи на зараженной местности.
8. Медицинское наблюдение за лицами, которые
подверглись воздействию ионизирующего
облучения.Какие средства защиты
используются для
предотвращения
ингаляционного заражения
продуктами ядерного взрыва?1. Коллективные:
- убежища
- помещения с закрытыми, а
еще лучше законопаченными,
окнами и дверями,
выключенной вентиляцией.
2. СИЗОД: ватно-марлевые
повязки, респираторы,
противогазы.Перечислите меры защиты от
внутреннего облучения в
результате потребления
зараженного РВ
продовольствия и воды?1. Не допускать потребления воды и пищевых
продуктов, уровень заражения которых
превышает безопасный.
2. Приготовление пищи на открытой местности
допускается при уровне радиации не более 1 Р/ч;
При 1 - 5 Р/ч кухни следует развертывать в
палатках.
Если уровень радиации еще выше,
приготовление пищи допускается лишь в
дезактивированных закрытых помещениях,
территория вокруг которых должна быть также
дезактивирована или увлажнена. Прием пищи
на открытой местности при уровне радиации
более 5 Р/ч допускается лишь после
дезактивации и увлажнения территории.
3. Контроль уровня радиоактивного
загрязнения воды и продовольствияКакова доза внешнего
облучения, не приводящая к
снижению боетрудоспособности, для лиц,
находящихся на следе
радиоактивного облака?ОСНОВНОЙ РАДИАЦИОННЫЙ ФАКТОР
на следе облака ядерного взрыва или аварийного радиационного
выброса –
ОБЩЕЕ ВНЕШНЕЕ РАВНОМЕРНОЕ ГАММА ОБЛУЧЕНИЕ
попадание радиоактивных веществ на кожу или во внутрь
организма может лишь несколько увеличить поражающий эффект
внешнего облучения.
Порог дозы общего однократного равномерного
облучения для развития лучевого поражения
человека: 1 Гр.Дайте определение
радиационной обстановке?
Какие критерии ее
характеризуют?Дайте определение
радиационной
обстановке?
Какие критерии ее
характеризуют?
Радиационная обстановка (РО)
Это обстановка в зоне РЗМ,представляющая собой
совокупность параметров,
характеризующих степень
опасности радиоактивного
заражения для населения,
сил ГО и персонала
промышленных объектов.
Основными параметрами радиационной обстановки являются:
Характер зараженности объектов исред - физико-химические
свойства, нуклидный состав
радиоактивных загрязнений.
Степень зараженности объектов и
сред – характеризуется мощностью
экспозиционной дозы.
Масштабы радиоактивного
заражения местности –
определяются конфигурацией и
размерами зон РЗМ.
Радиационная обстановка определяется:
характером радиационнойаварии (видом и
мощностью ядерного
взрыва);
метеоусловиями
(направление и скорость
ветра, наличие осадков).Что такое выявление и оценка
радиационной обстановки?
ВЫЯВЛЕНИЕ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ
Выявляется вся совокупность условий,возникших вследствие аварии
(применения ЯО), которые могут влиять
на жизнедеятельность людей:
радиоактивное заражение местности,
атмосферы, боевой техники, имущества,
воды, продовольствия и т.д.; масштаб,
интенсивность и продолжительность
заражения.
Эти условия определяются непосредственно, либо
рассчитываются.
Результатом
этого
этапа
является
тактическая характеристика очага.Оценка радиационной обстановки – определение
степени влияния радиоактивного загрязнения
на спасателей и население.
Рассчитываются дозы облучения, которые может получить
личный состав и население,
и связанные с этим
радиационные потери.
Принимаются решения о дальнейшем поведении личного
состава и населения на РЗМ.
Прогнозируется
вероятность,
характер
и
сроки
формирования поражений личного состава, населения
при том или ином варианте действий в очаге.
Этот этап составляет непосредственную основу для
планирования медицинской помощи пострадавшим, а
также для выбора оптимального варианта действий в
очаге.Какие методы можно
использовать для выявления и
оценки радиационной
обстановки?
Методы определения дозы облучения
1. Прогностические - путем 2. По даннымпроведения расчетов
радиационной
на основании
разведки и
справочных данных о
дозиметрического
параметрах ядерного
контроля
взрыва,
метеоусловиях и др.:
■ простейшие (графический, с
применением «правила
семёрок» и т.д).;
■ с использованием
справочников,
дозиметрических линеекПри прогнозировании решают
следующие задачи:
1. Определить и нанести на карту
предполагаемый след выпадения
радиоактивных осадков.
2. Рассчитать возможные
санитарные потери.
3. Рассчитать допустимое время
пребывания людей в ЗРЗ.
4. Определить наиболее
целесообразные действия войск и
населения.При оценке радиационной
обстановки указывается:
1. Число пострадавших, в т.ч. от
ионизирующего излучения.
2. Требуемые силы и средства
органов здравоохранения.
3. Наиболее целесообразные
действия персонала аварийного
объекта и ликвидаторов.
4. Меры защиты различных
контингентов населения.Практическая работа № 1
«Выявление
радиационной
обстановки расчетным
методом»
Графический
Р1 + Р 2Д = Δt -----------2
, где Д - доза облучения личного состава
Р1 - мощность дозы излучения в момент входа на РЗМ
Р2 - мощность дозы излучения в момент выхода из РЗМ
t1 – время входа на РЗМ, исчисляемое с момента ядерного взрыва
t2– время выхода с РЗМ, исчисляемое с момента ядерного взрыва
Δt=t2–t1
Расчет мощности дозы излучения в определенный период времени
Р2 / Р1 = (t1 / t2) / 1,2Р2 = Р1 х (t1 / t2) / 1,2
На следе облака аварийного
радиационного выброса:
Атомный реактор проработал менее 1
года:
Р2 = Р1 х (t1 / t2) / 0,8
Атомный реактор проработал более 1
года:
Р2 = Р1 х (t1 / t2) / 0,5
Порог дозы общего однократного равномерного облучения для развития лучевого поражения человека:
1 ГрПатогенетическая классификация остройлучевой болезни
от внешнего облучения
Клиническая форма
Степень тяжести
Доза, Гр (+ 30 %)
Костномозговая
1 (легкая)
Костномозговая
2 (средняя)
1–2
2–4
Костномозговая
3 (тяжелая)
Костномозговая
(переходная)
4 (крайне
тяжелая)
Кишечная
Токсемическая
(сосудистая)
Церебральная
4–6
6 – 10
-
10 – 20
20 – 50
-
Более 50
Радиационная авария - это авария на радиационно-опасном объекте (РОО), при котором произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, вызвавший облучение населения и загрязнение окружающей среды. Радиационная авария может произойти по нескольким причинам: ошибки при проектировании, износ оборудования, ошибки оператора, нарушения эксплуатации.
В результате аварий на РОО в атмосферу выбрасываются радиоактивные вещества (РВ), распространяющиеся под воздействием ветра на значительные расстояния. Выпадая из облаков, РВ образуют зону радиоактивного загрязнения. При определенных концентрациях загрязнения местности проживание на ней становится опасным для жизни.
Одна из особенностей радиоактивного загрязнения заключается в том, что его невозможно обнаружить без помощи специальных дозиметрических приборов, так как радиация не обладает ни цветом, ни запахом, ни вкусом.
Радиоактивные излучения способны проникать через различные толщи материала и вызывать нарушения всех жизненно важных процессов в организме человека (главным образом, кроветворения, работы желудочно-кишечного тракта, гонад и щитовидной железы). Человек в момент воздействия радиации не получает телесных повреждений и не испытывает болевых ощущений, однако в результате облучения у пораженного позже может развиться лучевая болезнь.
Основные поражающие факторы радиационной аварии:
воздействие внешнего облучения (гамма-, бета- и рентгеновское излучение);
внутреннее облучение от попавших в организм человека радионуклидов (альфа- и бета-излучение);
механические и термические травмы, химические ожоги, интоксикация.
После аварии наибольшую опасность представляет внешнее облучение, которое проникает в организм через покровы кожи и органы дыхания. Через 2-3 мес. после аварии представляет опасность внутреннее облучение, которое проникает в организм через желудочно-кишечный тракт с продуктами питания и водой. Наиболее опасно для человека внутреннее облучение, так как невозможно защитить внутренние органы.
3.3. Ионизирующее излучение
Ионизирующее излучение (ИИ) - это излучение, обладающее способностью вырывать электроны из орбит атомов и молекул, превращая их в положительно заряженные ионы и освобождая электроны, т.е. ионизировать (возбуждать) их.
α-Излучение - это поток частиц, являющихся ядрами атома гелия. Это излучение распространяется в средах прямолинейно со скоростью 20000 км/с. Альфа-частицы обладают большой массой, быстро теряют свою энергию и поэтому имеют незначительный пробег: в воздухе - до 11 см, в биологических тканях - 30-130 мкм, в алюминии - 16-67 мкм. Несмотря на то, что альфа-частицы обладают наименьшей проникающей способностью, они имеют наибольшую поражающую способность.
β-Излучение - это поток электронов, обладающих большей проникающей способностью и меньшей поражающей способностью, чем альфа-излучение. Они возникают в ядрах атомов при радиоактивном распаде и сразу же излучаются оттуда со скоростью, близкой к скорости света. Проникающая способность бета-излучения в воздухе составляет несколько метров, в биологических тканях - несколько сантиметров, в алюминии - несколько миллиметров.
Рентгеновское излучение - электромагнитное излучение высокой частоты и короткой длины волны, возникает при бомбардировке веществ потоком электронов. Обладает большой проникающей способностью.
γ -Излучение - это поток квантовой энергии, распространяющейся со скоростью света. Обладают большей проникающей способностью и меньшей поражающей способностью, чем рентгеновское излучение.
К поражающим факторам радиационных аварий на ядерных энергетических установках с выбросом РВ, формирующих медико-санитарные последствия, относятся:
Воздействие ионизирующего излучения;
Воздействие механического и термического факторов при взрывах и пожарах на ядерных энергетических установках;
Воздействие психоэмоционального фактора.
К основным типам ионизирующего излучения относятся a-, b-, g- и нейтронное излучения.
g-излучение не является самостоятельным типом радиоактивности. Обычно все типы радиоактивности сопровождаются испусканием g-излучения – жесткого, коротковолнового электромагнитного излучения. g-излучение является основной формой уменьшения энергии возбужденных продуктов радиоактивных превращений, в том числе и при ядерных реакциях. Оно сопровождает процессы a- и b-распадов и не вызывает изменения заряда и массового числа ядер. g-излучение испускается дочерним ядром, которое в момент своего образования становится возбужденным.
Излучения разных видов оказывают неодинаковое воздействие на организм человека, что объясняется разной их ионизирующей способностью (ионизация – превращение атомов и молекул облучаемой среды в положительно и отрицательно заряженные частицы – ионы).
Так, a-излучения, представляющие собой тяжелые (ядра гелия), имеющие заряд частицы, обладают наибольшей ионизирующей способностью. Но их энергия вследствие ионизации быстро уменьшается. Поэтому a-излучения не способны проникнуть через наружный (роговой) слой кожи и не представляют опасности для человека до тех пор, пока вещества, испускающие a-частицы не попадут внутрь организма.
b-частицы (отрицательно или положительно заряженные электроны или положительно заряженные позитроны с непрерывным энергетическим спектром) на пути своего движения реже сталкиваются с нейтральными молекулами, поэтому их ионизирующая способность меньше, чем у a-излучения. Потеря же энергии при этом происходит медленнее и проникающая способность в тканях организма больше (1-2 см). b-излучения опасны для человека, особенно при попадании РВ на кожу или внутрь организма.
Радиационная авария - событие, которое могло привести или привело к незапланированному облучению людей или к радиоактивному загрязнению окружающей среды с превышением величин, регламентированных нормативными документами для контролируемых условий, происшедшее в результате потери управления источником ионизирующего излучения, вызванное неисправностью оборудования, неправильными действиями персонала, стихийными бедствиями или иными причинами.
При размещении радиационно опасного объекта должны учитываться факторы безопасности. Расстояние от АЭС до городов с населением 500тыс-1млн человек 30 км; 1-2млн 50 км; с населением более2 млн 100км. Также учитываются роза ветров, сейсмичность зоны, её геологические, гидрологические, ландшафтные особенности.
По масштабам распространения РВ и радиационным последствиям радиационные аварии делят на три типа :
· 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;
· местная авария - это авария, радиационные последствия которой ограничиваются зданиями и территорией АЭС и при которой возможно облучение персонала и загрязнение зданий и сооружений, находящихся на территории АЭС, выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации;
· общая авария - это авария, радиационные последствия которой распространяются за границу территории АЭС и приводит к облучению населения и загрязнению окружающей среды выше установленных уровней.
Очаг аварии - территория разброса конструкционных материалов аварийных объектов и действия α-, β- и γ-излучений.
Зона радиоактивного загрязнения - местность, на которой произошло выпадение радиоактивных веществ.
В первые часы и сутки после аварии действие на людей определяется внешним облучением от радиоактивного облака (продукты деления ядерного топлива, смешанные с воздухом), радиоактивных выпадений на местности (продукты деления, выпадающие из облака), внутренним облучением вдыхания РВ из облака, а также за счет загрязнения поверхности тела человека этими веществами.
В дальнейшем, в течение многих лет накопление дозы облучения будет происходить за счет употребления загрязненных продуктов питания и воды.
При одноразовом выбросе РВ из аварийного реактора и устойчивом ветре движение радиоактивного облака происходит в одном направлении. Складывающаяся при этом радиационная обстановка не столь сложная, как при многократном или растянутом во времени выбросе РВ и резко меняющихся метеоусловиях. След радиоактивного облака, формирующийся в результате выпадения РВ из облака на поверхность земли при одноразовом выбросе, имеет вид эллипса ; при многократном - мозаичное загрязнение.
При возникновении радиационной аварии на АЭС с выбросом радионуклидов она протекает по трем фазам.
Ранняя фаза протекания аварии продолжается с момента начала аварии до прекращения выброса продуктов ядерного деления в атмосферу и окончания формирования радиоактивного следа на местности. Доза облучения людей на данной фазе формируется за счет g- и b-излучения РВ, содержащихся в радиоактивном воздухе, а также вследствие ингаляционного поступления в организм РВ, содержащихся в облаке.
Средняя фаза протекания - длится от момента завершения формирования радиоактивного следа до принятия всех мер по защите населения. Продолжительность этой фазы может быть от нескольких дней до года после возникновения аварии. На средней фазе источником облучения являются РВ, выпавшие из облака и находящиеся на почве, зданиях и т.п. Внутрь организма они поступают в основном с загрязненными продуктами питания и водой.
Поздняя фаза протекания аварии длится до прекращения выполнения защитных мер и отмены всех ограничений жизнедеятельности населения. В этой фазе осуществляется обычный санитарно-дозиметрический контроль радиационной обстановки, а источники внешнего и внутреннего облучения те же, что и на средней фазе.
Радиоактивность - самопроизвольное превращение ядер атомов с испусканием ионизирующего излучения.
Для измерения активности радиоактивного вещества в Международной системе единиц СИ установлена единица - беккерель (Бк); 1 Бк = 1 распад/с.
Внесистемная единица активности-кюри (Ки); 1 Ки = 3,7-10 10 Бк.
Период полураспада (Ti /2).- время, в течение которого распадается половина атомов радиоактивного вещества.
Основными терминами, характеризующими радиоактивность, являются проникающая радиация, ионизирующее излучение и облучение.
Проникающая радиация - поток γ-лучей и нейтронов, выделяющихся из зоны ядерного взрыва и распространяющихся в воздухе во все стороны на многие сотни метров и вызывающих ионизацию атомов среды, через которую они проникают (газа, жидкости, твердого тела, биологической ткани).
Ионизирующее излучение - излучение, образующее при взаимодействии со средой положительные и отрицательные ионы. Основными параметрами ионизирующего излучения являются доза излучения, мощность дозы излучения.
Различают:
а-излучение - ионизирующее излучение, состоящее из положительно заряженных α-частиц(ядер гелия), испускаемых при ядерных превращениях;
β-излучепие - поток β-частиц (отрицательно заряженных электронов или положительно заряженных позитронов) с непрерывным энергетическим спектром;
γ-излучение - электромагнитное (фотонное) ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных превращениях или аннигиляции частиц.
Нейтронное излучение - поток незаряженных частиц (нейтронов) с высокой проникающей способностью.
При воздействии ионизирующих излучений на биологическую ткань происходит разрушение молекул с образованием химически активных свободных радикалов, являющихся пусковым механизмом повреждений внутриклеточных структур и самих клеток. Повреждение клетки приводит либо к ее гибели, либо к нарушению ее функций с сохранением способности к размножению.
Поврежденные клетки тела, сохранившие способность к размножению, в отдаленные сроки могут привести к развитию различных, в том числе опухолевой природы, заболеваний, а поврежденные герминативные (зародышевые) клетки - к генетическим заболеваниям у потомков облученных лиц. При оценке отдаленных последствий облучения необходимо иметь в виду, что не только ионизирующее излучение может привести к подобным эффектам. Существует ряд неблагоприятных факторов (курение, алкоголь, химические воздействия, солнечное излучение и др.), также приводящих к спонтанно возникающим опухолевым и наследственным заболеваниям.
Поглощенная доза (D) - дозиметрическая величина, измеряемая количеством энергии, поглощенной в единице массы облучаемого вещества (биологической ткани).
В системе СИ единицей измерения поглощенной дозы является грей (Гр); 1 Гр = 1 Дж/кг вещества.
Внесистемная единица - рад; 1 рад = 1 10 -2 Гр.
Но поглощенная доза не учитывает того, что при одинаковой ее величине биологический эффект от действия a-излучения будет значительно больше, чем от g- и b-излучения. Поражающее действие a-частиц выше, чем ионизирующих излучений других видов.
Эквивалентная доза (Н) - 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 произведений поглощенных доз (усредненных по данной ткани от каждого вида излучения) на соответствующий весовой множитель излучения.
В системе СИ единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт (Зв); 1 Зв = 1 Дж/кг.
Внесистемная единица эквивалентной дозы - 1 бэр = 0,01 Зв (1 Зв = 100 бэр).
Эффективная доза (Е) - эквивалентная доза, взвешенная по относительному вкладу данного органа или ткани в полный ущерб от стохастических (онкологические и наследственные заболевания) эффектов при тотальном облучении всего тела. Весовой множитель, используемый для этой цели, называется тканевым весовым множителем. Эффективная доза - это сумма произведения эквивалентных доз в различных органах и тканях на соответствующий тканевый весовой множитель для этих органов и тканей.
Единица измерения эффективной дозы - зиверт (Зв).
Эффективная доза используется только для оценки вероятности возникновения стохастических эффектов и только при условии, когда поглощенная доза значительно ниже порога дозы, вызывающей клинически проявляемые поражения.
Общее облучение - относительно равномерное облучение (внешнее или внутреннее) всего тела. Облучение длительностью не более 3 суток называется острым или кратковременным; более 2 суток - пролонгированным или хроническим; в случаях, когда полная доза отпускается с перерывами между отдельными фракциями - дробным или фракционированным облучением.
Радиационные эффекты:
· детерминированные (ранее называвшиеся нестохастическими) - биологические эффекты излучения, для которых существует дозовый порог, выше которого тяжесть этого эффекта возрастает с увеличением дозы;
· стохастические - биологические эффекты излучения, для которых предполагается отсутствие дозового порога их возникновения. Принимается, что вероятность возникновения этих эффектов пропорциональна величине воздействующей дозы, а тяжесть их проявления от дозы не зависит. При облучении человека к стохастическим эффектам относят злокачественные опухоли и наследственные заболевания;
· соматические - детерминированные и стохастические биологические эффекты излучения, возникающие у облученного индивидуума;
· наследственные - стохастические эффекты, проявляющиеся у потомства облученного индивидуума.
Особенности биологического действия ионизирующего излучения:
· отсутствие субъективных ощущений в момент контакта с излучением
· наличие скрытого периода действия
· несоответствие между тяжестью ОЛБ и ничтожным количеством первично пораженных клеток
· суммирование малых доз
· генетический эффект (действие на потомство)
· различная радиочувствительность органов
· высокая эффективность поглощенной энергии
· тяжесть облучения зависит от времени получения суммарной дозы
· влияние на развитие лучевого поражения обменных факторов (при снижении обменных процессов перед облучением или во время него уменьшается его биологический эффект).
Лучевая болезнь - общее заболевание организма, развивающееся вследствие воздействия ионизирующего излучения. Различают острую лучевую болезнь (О Л Б) и хроническую лучевую болезнь (ХЛБ) различной степени тяжести.
Острая лучевая болезнь (ОЛБ) развивается после кратковременного (минуты, часы, до 2-3 суток) внешнего относительно равномерного облучения в дозах, превышающих пороговое значение (более 1 Гр); выражается в совокупности поражений органов и тканей (специфические синдромы).Современная классификация ОЛБ основывается на твердо установленной в эксперименте и клинике дозовой зависимости поражения отдельных критических органов, нарушение функционального состояния которых определяет форму ОЛБ. При внешнем относительно равномерном облучении различают:
· Костно -мозговая форма развивается при облучении в дозе 1-10 Гр; в зависимости от величины дозы она разделяется на:
ОЛБ легкой степени тяжести (1-2 Гр),
Средней (2-4 Гр),
Тяжелой (4-6 Гр),
Крайне тяжелой (6-10 Гр).
Клиническую картину этой формы ОЛБ определяют геморрагический синдром и синдром инфекционно-некротических осложнений. Частота летальных исходов в диапазоне доз 2-10 Гр возрастает от 5 до 100%; они наступают, в основном, в сроки от 5 до 8 недель.
· Кишечная форма ОЛБ возникает после облучения в дозе 10-20 Гр. В клинической картине преобладают признаки энтерита и токсемии; летальный исход - на 8-10 сутки.
· Токсическая (сосудисто -токсическая ) форма ОЛБ возникает после облучения в дозе 20-80 Гр. Клиническая картина характеризуется нарастающими проявлениями астеногиподинамического синдрома и острой сердечно-сосудистой недостаточностью; летальный исход - на 4-7 сутки.
· Церебральная форма ОЛБ возникает после облучения в дозе более 90 Гр. Сразу после облучения появляется однократная или повторная рвота, жидкий стул, временная (на 20-30 мин.) потеря сознания, прострация, а в дальнейшем - психомоторное возбуждение, дезориентация, атаксия, судороги, гипертензия, расстройство дыхания, коллапс, сопор, кома; смерть наступает на 1-3 сутки поражения.
Хроническая лучевая болезнь (ХЛБ) от внешнего облучения возникает при длительном воздействии в дозах более 1 Гр в год. В течении выделяют 4 нечетко разграниченных периода: начальных функциональных нарушений, собственно заболевания, восстановления и последствий.
Лучевая реакция - обратимые изменения тканей, органов или целого организма и их функций, вызванные равномерным общим облучением в дозах 0,5-1 Гр.
При радиационной аварии различают следующие пути облучения человека: внешнее облучение от радиоактивного облака; внешнее облучение от радиоактивных выпадений на почву; внутреннее облучение от поступивших в организм человека радионуклидов (инкорпорация радионуклидов). Распределение инкорпорированных радионуклидов в теле человека зависит от их химических свойств и путей поступления в организм: через органы дыхания (ингаляционное поступление), через пищеварительный тракт (пероральное поступление), через неповрежденные и поврежденные кожные покровы (перкутанное поступление).
Структура радиационных аварийных поражений представлена:
· острая лучевая болезнь от сочетанного внешнего и внутреннего облучения;
· острая лучевая болезнь от крайне неравномерного воздействия y-излучения;
· местные радиационные поражения;
· лучевые реакции
· лучевая болезнь от внутреннего облучения;
· хроническая лучевая болезнь от сочетанного облучения;
Доза ионизирующего излучения, не приводящие к острым радиационным поражениям, к снижению трудоспособности:
· однократная (разовая) – 50 рад (0,5 Гр)
· многократные: месячная – 100 рад(1 Гр), годовая 300 рад (3 Гр).
В выводах, которые формулируются силами РСЧС в результате оценки радиационной обстановки, для службы МК д.б. указано:
· число людей, пострадавших от ионизирующего излучения; требуемые силы и средства здравоохранения;
· наиболее целесообразные действия персонала АЭС, ликвидаторов, личного состава формирований службы МК;
· дополнительные меры защиты различных контингентов людей.