Для контролю за опроміненням використовують дозиметричні прилади. У приміщеннях для роботи з випромінюваннями встановлюють дозиметри - прилади для вимірювання доз випромінювання в даному місці приміщення, їх часто забезпечують пристроєм, автоматично подає звуковий або світловий сигнал, якщо доза випромінювання перевищує допустиме значення. Кожна людина при роботі з радіоактивними речовинами повинен мати при собі контрольний прилад, який показує дозу, отриману ним протягом робочого дня. З цією метою в спеціальні касети вкладають шматочки фотоплівки і заряджену касету кладуть в кишеню. В кінці робочого дня (або тижня) плівки виявляють і за ступенем її почорніння визначають отриману дозу. Як кишенькових дозиметрів використовують також інтегрують іонізаційні камери, що нагадують за формою авторучку.
В Україні побутові дозиметричні прилади почали випускати після аварії на Чорнобильській АЕС. Дозиметричні прилади підрозділяють за призначенням на індикатори - прості прилади для виявлення випромінювання і приблизної оцінки його інтенсивності ( «Рось», «СОЕКС» і т. П.); рентгенометри - призначені для вимірювання дози у-випромінювання ( «Стриж-Ц», «ДП» і т. п.); радіометри - універсальні прилади, які можуть вимірювати дози основних видів випромінювання, активність зразків грунту і харчових продуктів, радіоактивне забруднення поверхонь ( «ТЕРРА», «СТОРА», «Бета» і т. п.).
Відзначимо, що лише радіометри зі свинцевими камерами (наприклад, радіометр «Бета») дають достовірні результати вимірювання. Робота дозиметричних приладів грунтується на фізичних методах реєстрації іонізуючого випромінювання.
На малюнку 254 показані дозиметри різних типів.
Оскільки радіоактивне випромінювання шкідливо впливає на живі клітини, то необхідно організовувати захист від нього. Для цього треба мати конкретні відомості про дії радіоактивного випромінювання і радіоактивних опадів на людину і навколишнє середовище.
З цією метою Генеральна Асамблея ООН в грудні 1955 р створила Науковий комітет з дії атомної радіації (НКДАР) для оцінки в світовому масштабі доз опромінення, їх ефекту і пов'язаного з ним ризику.
З урахуванням проведених досліджень встановлено гранично допустимі дози опромінення. Для населення будь-якого віку, незалежно від місця проживання, гранично допустима доза опромінення дорівнює 0,05 Гр на рік. Доза загального опромінення людини 2 Гр призводить до променевої хвороби, 6 Гр і більше - майже завжди смертельна.
Для зниження дози опромінення навколо джерел радіоактивного випромінювання розміщують біологічний захист з речовин, сильно поглинаючих випромінювання. Найпростішим методом захисту є видалення від джерел випромінювання на достатню відстань. Якщо це неможливо, то для захисту від випромінювання використовують перешкоди з поглинаючих матеріалів, оскільки а-частинки мають малі довжини пробігу. P-активні джерела, навіть малої активності, необхідно екранувати, наприклад шаром пластмаси або спеціального скла, що містять свинець.
Для захисту від у-випромінювання потрібна більш потужний захист, як правило, свинцеві контейнери. Роботи з радіаційними відходами проводяться за допомогою маніпуляторів в спеціальних камерах (рис. 255).
Для захисту від особливо потужних джерел випромінювання (працюючі реактори, прискорювачі і т. П.) Споруджують бетонні стіни необхідної товщини.
Радіоактивні речовини можуть потрапити в організм при вдиханні повітря, забрудненого радіоактивними елементами, з забрудненими харчовими продуктами або водою, через шкіру. Імовірність попадання твердих частинок в органи дихання залежить від їх розмірів. Частинки розмірами більше 5 мкм майже всі затримуються в носовій порожнині.
Якщо радіонукліди, що потрапили в організм, однотипні з елементами, що вживаються людиною з їжею, то вони діляться на ті, які засвоюються організмом, тобто стають його частиною, і ті, які довго не затримуються в організмі і виводяться природним шляхом.
Одні радіоактивні речовини, потрапляючи в організм, розподіляються в ньому більш-менш рівномірно, інші - концентруються в певних внутрішніх органах. Елементи, хімічно пов'язані з тканинами організму, дуже повільно виводяться з нього.
Щоб в якійсь мірі захистити організм від радіації, застосовують речовини-оксиданти, які є радіопротектора (захисниками), але їх необхідно вживати до опромінення. Організація постійного медичного контролю серед населення, дотримання правил гігієни в місцях проживання та особистої гігієни значно знижують ризик для здоров'я людини.
Біологічна дія радіації на організм людини можна оцінити за результатами випробувань атомної зброї в атмосфері, а також радіаційних катастроф, які пережило людство. Першою катастрофою був вибух двох атомних бомб над містами Хіросімою і Нагасакі в 1945 р У Японії людей, які постраждали від атомних вибухів, називають хібакуся. Однією з катастроф став вибух четвертого енергетичного блоку на Чорнобильській АЕС 26 квітня 1986 р
Аналіз наслідків цих катастроф показав, що радіаційне випромінювання впливає на функції організму і супроводжується активним поділом клітин. Руйнуються також імунна, кровотворних системи, епітелії кишкового тракту, бронхів, легенів.
В Японії спочатку спостерігався різкий ріст захворюваності на лейкемію, рак шлунка, молочної залози. Такі захворювання спостерігалися і у пожежних і ліквідаторів аварії на ЧАЕС. У 1986 р характерним наслідком аварії був рак щитовидної залози (понад 600 надфонового захворювань).
В Японії через 25-30 років після бомбардування збільшилася кількість серцево-судинних захворювань. Це явище спостерігається також і в Україні. У хібакуся середня тривалість життя дорівнює 82-83 рокам, тобто вони є довгожителями, незважаючи на радіаційне опромінення.
Період напіврозпаду Йода-131 дорівнює 8,04 доби. Через 8 діб після аварії на ЧАЕС залишилася половина його початкової кількості, ще через 8 діб - 1/4, потім - 1/8, 1/16 і т. Д. Тобто за 2 місяці активність йоду знизилася майже до нуля. Його ж біологічну дію на організм людини проявилося лише через 3 роки.
Наслідком ядерних перетворень стала поява радіоактивного цезію. У нього період напіврозпаду більше, ніж у йоду, тому інтенсивність випромінювання менше.
Особливо небезпечні для людини і тварин ізотопи стронцію і цезію. Хімічні властивості Sr-90 і Cs-137 подібні до властивостей відповідно кальцію та калію, які входять до складу кісток і м'язів людини і тварин. Вміст калію в масі м'язів становить 0,3%, а кальцію -14,7% маси кісток.
Якщо людина споживає забруднені цезієм і стронцієм харчові продукти, а в його раціоні недостатньо калію (багаті калієм - квасоля, горох, боби, картопля, помідори, шпинат, абрикоси, родзинки, яблука) або кальцію (багаті кальцієм - капуста, горіхи, горох, сир, яйця, риба, морква, вівсяна крупа), то в організмі людини атоми цезію в м'язах заміщають атоми Калію, а атоми стронцію - в кістках заміщають атоми Кальцію.
Період напіврозпаду Sr-90 становить 28 років, а період, протягом якого організм людини звільняється від половини стронцію, становить 50 років (фізіологічний період напіввиведення ізотопу з організму). Практично стронцій, який потрапив в кістки людини або тварин, з них вже не виходить. До випробувань ядерної зброї в організмі людини цезій ні виявлено.
Про віддалені наслідки дії в малих дозах радіоактивного випромінювання на живі організми можна зробити певні висновки, спостерігаючи за рослинами. Відхилення в розвитку рослин стають помітними через кілька поколінь після їх опромінення.
Дослідники брали пшеницю, що виросла біля реактора. У перший рік висіву не відбувалося ніяких змін. Чорнобильські «гени» проявилися, починаючи з третього покоління. З кожним висівом кількість мутантів зростає.
Отже, радіоактивне випромінювання може вражати людський організм трьома способами: 1) зовнішньою дією - поразка високою дозою радіації великої кількості клітин організму. В цьому випадку важкі ушкодження живої тканини і ознаки променевої хвороби виявляються протягом декількох днів. Якщо організм піддався дуже важкого ураження, то людина вмирає. Ступінь хвороби залежить від рівня радіації і здатності організму протистояти радіації; 2) внутрішнім процесом - через органи травлення, якщо туди потрапляють радіоактивно «забруднені» їжа і вода. Поразка має тривалий характер і настає внаслідок пошкодження окремої клітини. Пошкоджена клітина може вижити і залишатися в «сонному» стані багато років, проте це значно змінена клітина. Згодом починають розвиватися генетичні мутації, що призводять до важких хвороб; 3) внутрішнім процесом через легені, якщо людина вдихає радіоактивний пил.
В результаті дії іонізуючого випромінювання в організмі людини відбуваються складні фізичні, хімічні та біологічні процеси, що призводять до змін у функціональній діяльності різних органів і систем організму в цілому. Вплив різних доз опромінення на організм людини представлено в таблиці.
дози опромінення
Причина та наслідки впливу
(0,7-2,0) ■ 10_3 Гр
Доза від природних джерел в рік
5 ■ 10 "3 Гр
Припустиме опромінення населення в нормальних умовах за рік
0,03 Гр
Опромінення при рентгенографії зубів
0,05 Гр
Припустиме опромінення персоналу АЕС в нормальних умовах за рік
0,1 Гр
Рівень подвоєння ймовірності генних мутацій
0,25 Гр
Одноразова доза виправданого ризику при надзвичайних обставинах
0,3 Гр
Опромінення при рентгеноскопії шлунка (місцеве)
0,75 Гр
Короткочасні незначні зміни складу крові, порушення функції нервової системи
1,0 Гр
Доза виникнення гострої променевої хвороби
3-5 Гр
Без лікування 50% опромінених помирають протягом 1-2 місяців внаслідок порушення діяльності клітин мозку
10-50 Гр
Смерть настає через 1-2 тижні в результаті внутрішньої кровотечі, головним чином шлунково-кишкового тракту
100 Гр
Смерть настає через кілька годин або днів внаслідок ушкодження центральної нервової системи
ПИТАННЯ ДО ВИВЧЕННЯ
1. Які типи дозиметрів ви знаєте?
2. Розкажіть, як радіаційне випромінювання впливає на організм людини.
3. Про які радіаційних катастрофах ви знаєте? Коли вони відбулися?
4. Поясніть, чим небезпечні стронцій і цезій.
5. В чому полягає дія радіоактивного випромінювання на живий організм?
Це матеріал підручника Фізика 9 клас Сиротюк
1. Які типи дозиметрів ви знаєте?
3. Про які радіаційних катастрофах ви знаєте?
Коли вони відбулися?
5. В чому полягає дія радіоактивного випромінювання на живий організм?
