Что относится к источникам ионизирующего излучения
О техногенных, медицинских источниках ионизирующего излучения
Использование ионизирующего излучения стало обычным явлением в современной науке, технике, медицине. Более того, трудно назвать отрасль народного хозяйства, где не применяются с успехом источники ионизирующего излучения.
Живые существа всегда получали определенную дозу облучения от естественных источников, таких, как радиоактивные вещества в земле и в пище, а также космические лучи из внешнего околоземного пространства. В свою очередь применение источников ионизирующего излучения, включая медицинское и промышленное использование рентгеновских лучей и атомной энергии, увеличивает облучение сверх получаемого от природы.
Многочисленные наблюдения за людьми, получившими большие дозы облучения из-за незнания степени опасности (в первые десятилетия после открытия рентгеновских лучей и явления радиоактивности, вследствие аварий или атомной бомбардировки), указывают на то, что ионизирующее излучение может принести вред жизни и здоровью. Но также хорошо известно, что диагностика и лечение с помощью ионизирующего излучения спасли жизнь и сохранили здоровье многим миллионам людей.
В нашей стране интерес населения и специалистов-немедиков к тому, насколько полезно или вредно ионизирующее излучение, особенно усилился в связи с аварией на Чернобыльской АЭС. У некоторых групп населения из-за недостаточного знания о том, что такое радиация, как она действует на живой организм, в особенности на человека, появилась радиофобия. Это и диктует необходимость организации пропаганды радиационно-гигиенических знаний, основанной на анализе имеющихся научных данных.
Широкие возможности использования радиоактивных веществ и источников ионизирующих излучений обогатили науку и практику во многих отношениях. Ионизирующее излучение позволяет значительно повысить качество продукции химического производства. Облучение автомобильных шин увеличивает их пробег на 20-30%. С помощью атомной энергии можно получить вещества и материалы с заранее заданными свойствами, которые обычными химическими способами получить невозможно. Радиационные методы окисления парафинов в производстве моющих средств позволяют заменить пищевые жиры синтетическими продуктами.
Широкое применение в промышленности нашли приборы для контроля и автоматизации производственных процессов, в которых измерительный элемент не контактирует с измеряемой средой. В легкой промышленности радиоактивные изотопы используются в установках для снятия зарядов статического электричества. Для обнаружения дефектов в отливках, сварных швах деталей широкое распространение получил метод гамма и рентгенодефектоскопии. Контроль изделий с помощью ионизирующих излучений в настоящее время применяется в металлургии, судостроении, при строительстве газо- и нефтепроводов и т.д. Особенно следует подчеркнуть важность применения источников радиации в медицине, которое практически началось с момента открытия рентгеновского излучения и явления радиоактивности. Значимость рентгеновского излучения в медицине в настоящее время трудно переоценить, а диагностика и лечение с помощью радиоактивных изотопов ряда заболеваний сегодня спасает жизнь десяткам тысяч человек.
В Курской области прослеживается постепенное снижение величины медицинского облучения за счет обеспечения лечебно-профилактических учреждений новой рентгеновской аппаратурой, в том числе цифровой с минимальной дозой облучения. Несмотря на увеличение общего числа диагностических процедур с использованием источников ионизирующего излучения, происходит устойчивое снижение дозы медицинского облучения, в том числе за счет флюорографий и рентгеноскопий. На новых цифровых флюорографических аппаратах доза облучения в 10 раз меньше, чем на прежних пленочных. Проведение флюорографических исследований населения является необходимым в диагностике заболеваемости туберкулезом.
Каждый человек должен не реже одного раза в год проходить флюорографическое обследование, которое абсолютно безвредно для здоровья людей. Для того, чтобы использование рентгеновского излучения не наносило вреда здоровью пациентов проводится целый комплекс мероприятий, направленных на снижение доз облучения при проведении рентгенорадиологических процедур. Обязательно используются средства индивидуальной защиты пациентов и персонала, в том числе защитные ширмы, фартуки, перчатки, наборы защитных пластин.
Наряду с получением новой рентгеновской техники и применением средств индивидуальной защиты в практику работы специалистов рентгенорадиологической службы постоянно внедряются новые методики исследований, направленные на получение наиболее полной информации о предполагаемом заболевании, при этом уменьшается время исследования и снижается лучевая нагрузка на пациента.
Биологическое действие ионизирующего излучения.
Тема: Биологическое действие ионизирующего излучения.
Ионизирующее излучение было открыто в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном в Германии, который зафиксировал неизвестные ранее лучи, которые проникали сквозь тело человека. Эти лучи, однако, не были связаны с естественной радиоактивностью. Рентген получил их в электронной лампе, разгоняя поток электронов от одного электрода к другому. Это открытие вдохновило других учёных искать таинственные лучи, и в 1896 году было сделано следующее открытие: французский физик Анри Беккерель изучал минеральный образец урана и обнаружил, что он испускал лучи того же самого типа, что и лучи Рентгена. Беккерель обнаружил явление естественной радиоактивности.
Теперь поиск химических элементов, испускающих радиацию, стал более целенаправленным. В 1898 году учёные Мария и Пьер Кюри выделили два радиоактивных элемента: полоний и радий. Радий, который является высоко радиоактивным химическим элементом, скоро оказался полезным в медицине. А в то время об опасности вредного воздействия излучения на организм не было известно.
Многие из первопроходцев в области медицины и научных исследований были облучены, и в течение первых десятилетий прошлого столетия некоторые из них погибли от лучевой болезни.
В 1928 году на Международном Конгрессе по радиологии в Стокгольме была основана международная организация – сегодня известная, как Международная Комиссия по Радиационной Защите (МКРЗ). МКРЗ собирает информацию о воздействии радиации на здоровье и выпускает рекомендации по радиационной защите.
Воздействие ионизирующего излучения на вещество.
Любое вещество, поглощая энергию солнечного излучения, нагревается. Воздействие солнечного излучения на биологическую ткань приводит к биологическим эффектам (например, загар на теле человека). Так же и ионизирующее излучение воздействует различным образом на живую и неживую материю.
Тело человека поглощает энергию и находится под биологическим воздействием ионизирующего излучения. Чтобы понять, как ионизирующее излучение воздействует на нашу биологическую ткань, исследуем процесс на уровне элементов, составляющих ткань, то есть на уровне клетки.
Клетка и молекула ДНК живого организма.
Генетический материал человека состоит из 46 хромосом, составляющих 23 пары. Внутри хромосом находится молекула ДНК, которая является сложнейшей макро-молекулой. Молекула ДНК состоит их двух цепочек в форме двойной спирали, растянув которые можно получить нить длинной около 1,5 метра
Четыре базы, названные А, С, G, Т, связывают обе спирали вместе очень оригинальным способом. А в одной спирали всегда соединяется с Т в другой спирали, С всегда соединяется с G. В случае, если одна спираль повреждена, другая служит моделью для восстановления.
Деление клетки в организме.
Клетки могут разрушиться или быть повреждены вследствие каких-либо причин. Чтобы позволить тканям тела и органам поддерживать свои функции, клетка делится с образованием двух нормальных, здоровых дочерних клеток, идентичной материнской клетке, которые заменяют повреждённую клетку.
Когда клетка делится, обе цепочки каждой молекулы ДНК разделяются, каждая затем становится частью новой спирали ДНК и в результате – мы имеем две новые клетки.
Полный процесс деления занимает от двух минут до двух часов – это очень чувствительный период в жизни клетки. Повреждение ДНК во время этого процесса может привести к различным последствиям. Однако, способность клетки к восстановлению исправит большинство дефектов прежде, чем закончится образование новой клетки.
Повреждение ДНК происходит случайно, или в результате воздействия на неё ядовитых веществ, вирусов, ультрафиолетового или ионизирующего излучения.
Воздействии ионизирующего излучения на ДНК.
Некоторые клетки являются наиболее чувствительными к ионизирующему излучению, но все они чувствительны в период деления. Это означает, что растущая ткань или ткань, которая имеет высокую скорость деления клеток, более чувствительна к ионизирующему излучению, чем другие ткани. Вот почему дети, а особенно плод беременной женщины более чувствительны к излучению, чем взрослые. По той же причине клетки раковой опухоли более чувствительны к излучению, чем здоровая ткань, так как раковая опухоль растёт очень быстро за счёт частого деления раковых клеток. Эта особенность опухоли используется для лечения рака при помощи облучения раковых клеток.
Прямые и косвенные эффекты облучения.
Ионизирующее излучение может воздействовать на ДНК непосредственно или косвенно. Наши клетки состоят на 65-75% из воды. Поэтому, наиболее вероятная молекула, которая подвергается воздействию ионизирующего излучения молекула воды. Излучение ионизирует молекулы воды, приводя к образованию различных химических активных веществ. Эти вещества, которые называются свободными радикалами, могут воздействовать на молекулу ДНК. Прямое воздействие имеет менее важное значение, поскольку оно менее вероятно. Чтобы вызвать прямой эффект, ионизирующее излучение должно разрушить молекулу ДНК.
Бета- и гамма-излучения вызывают низкую плотность ионизации, поэтому вероятность повреждения обеих цепочек спирали ДНК относительно небольшая. Обычно ущерб наносится только одной цепочке или одной базе, и это повреждение может быть восстановлено относительно эффективными функциями восстановления организма. Альфа-излучение вызывает высокую плотность ионизации. При этом возникает большая вероятность разрушения обеих цепочек ДНК. Поскольку генетическая модель клетки, таким образом, разрушается, вероятна ошибка в процессе восстановления клетки, что может даже привести к гибели клетки.
Действие радиации на организм человека.
Существуют различия между последствиями радиационного воздействия, которые возникают вскоре после облучения – острые последствия – и последствиями, которые будут наблюдаться намного позже – хронические последствия.
Острые последствия облучения.
Острые последствия обусловлены большой дозой облучения тела или органа человека за короткий срок, и в большинстве случаев приводят к гибели клеток организма. При превышении порогового значения повреждения неизбежны, и они увеличиваются с увеличением дозы. Индивидуальное пороговое значение может быть разным, и это может изменить степень повреждения каждого индивидуума. Острая лучевая болезнь и повреждение плода у беременных – примеры острых повреждений организма в результате воздействия ионизирующего излучения.
Острая лучевая болезнь.
Клетки, которые являются наиболее чувствительными к воздействию радиации – клетки с высокой частотой деления. Поэтому в первую очередь ионизирующее излучение будет воздействовать на кроветворные органы (красный костный мозг), особенно чувствительные к ионизирующему излучению. Кратковременная доза облучения на всё тело более, чем 1000 мЗв (100 бэр) приведёт к острой лучевой болезни. Множество клеток и, следовательно, большие части живой ткани будут повреждены или погибнут. Функции облучённого органа будут нарушены. Последствия интенсивного облучения организма в дозах, превышающих пороговое значение, иногда проявляются уже через час или два: человек начнёт чувствовать слабость и начнётся рвота. Эти признаки обычно уменьшаются после двух дней, и в течение двух-трёх недель – самочувствие человека улучшается. Однако, за это время число белых кровяных клеток существенно уменьшится, уменьшится и сопротивление организма заразным болезням. Это может привести к воспалительным болезням с высокой температурой, диарее и кровотечениям. Если человек поправляется от острого облучения, то останется риск хронических последствий облучения.
Незамедлительное и целенаправленное квалифицированное лечение увеличивает процент выживания.
Генетические нарушения в организме.
Различают следующие виды воздействия на клетки организма вследствие облучения в зависимости от поглощённой дозы облучения и радиоустойчивости клетки:
— Без изменений – облучение не влияет на клетку
— Клетка восстанавливает молекулу ДНК
Молекула ДНК получает ложную информацию, ведущую к мутации клетки. Мутации не обязательно отрицательные, но они могут также привести к генетическим нарушениям и раковым заболеваниям.
Хронические последствия облучения.
Рак и наследственные болезни расцениваются как хронические последствия действия радиационного облучения.
Пороговое значение дозы облучения для хронических последствий отсутствует. Чем больше доза облучения, тем выше вероятность заболевания.
Клетка, у которой генетический код был изменён, может развиться в раковую клетку. Рак – болезнь, вызванная бесконтрольным делением мутирующих клеток. Примерно 20% всех смертных случаев в мире – от раковых болезней. Признаки лейкемии, вызванной ионизирующим излучением, обнаруживаются через 3-7 лет после облучения. Другие виды раковых болезней развиваются более длительное время.
Наследственные изменения в потомстве.
ДНК в половых клетках, также могут быть повреждены ионизирующим излучением. Эти повреждения могут быть переданы следующему поколению. Но для того, чтобы это случилось, дефект клеток должен быть унаследован от обоих родителей. Необходимые условия передачи генетических изменений следующему поколению:
— Хромосома в половой клетке повреждена.
— Повреждены одинаковые хромосомы в клетках отца и матери.
— Эмбрион должен развиться. Шансы эмбриона выжить уменьшаются, если клетки повреждены.
Эти условия объясняют, почему наследственные последствия нанесения вреда организму настолько трудно оценить. Вероятность каждого условия мала. Вероятность того, что все три условия выполняются одновременно – чрезвычайно мала.
Что относится к источникам ионизирующего излучения
Острое воздействие на здоровье, такое как ожог кожи, может возникнуть, когда доза облучения превышает определенные уровни. Низкие дозы ионизирующего излучения увеличивают риск развития более долгосрочных последствий, таких как рак. Впервые повреждающее действие ионизирующего излучения было описано в 1896, когда у ряда больных, которым делали рентгеновские снимки, а также у врачей, их выполнявших, были обнаружены рентгеновские дерматиты. Такая же картина поражения кожных покровов была выявлена после воздействия радия. Пьер Кюри, желая выяснить действие излучения радия на кожу, облучил собственную руку!
Воздействие ионизирующего излучения на организм человека может быть внутренним (когда радионуклиды попадают во внутренние среды организма) и внешним (когда радиоактивные частицы оседает на коже или одежде). Воздействие может также произойти в результате облучения от внешнего источника (например, от рентгеновского оборудования).
Радиационное повреждение тканей зависит от полученной дозы облучения. Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения его потенциала причинить вред и выражается в Зивертах (Зв). 1 Зв это очень существенная величина (пороговая доза острой лучевой болезни), поэтому обычно применяются меньшие ее единицы, такие как миллизиврет (мЗв) и микрозиверт (мкЗв). Соответственно, 1 Зв = 1000 мЗв, а 1 мЗв = 1000 мкЗв. Скажем, 10 мкЗв это средняя доза облучения космической радиации, которую получит пассажир авиалайнера в течение 3 часов полета. А 10 мЗв – доза от одной компьютерной томографии.
Если доза является низкой или воздействует длительный период времени, риск развития различных патологий существенно снижается, поскольку увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. Тем не менее, долгосрочные эффекты, такие как рак, могут проявиться даже спустя десятилетия. Этот риск выше у детей и подростков, так как они намного более чувствительны к воздействию радиации.
Радиационная безопасность населения достигается путем ограничения воздействия от всех основных видов облучения:
— техногенные источники при их нормальной эксплуатации (различные производственные установки);
— техногенные источники в результате радиационной аварии;
— природные источники;
— медицинские источники (рентгеновские аппараты).
Годовая доза облучения населения не должна превышать основные пределы доз, указанных в Нормах радиационной безопасности (НРБ-99/2009. СанПиН 2.6.1.2523-09). В настоящий момент эта величина равна 1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в один год. Здесь учитывается радиологическая нагрузка на организм от потребляемых продуктов, атмосферного воздуха, условий проживания, а так же медицинские диагностические манипуляции с использованием ионизирующего излучения.
В целом, в условиях повседневности радиация не представляет для нас серьезной опасности. В бытовых условиях человек редко может столкнуться с опасными источниками радиации, а если такое происходит, то, как правило, в силу невежества или халатности работников предприятий, где используются источники ионизирующего излучения.
Помните, что, несмотря на легкодоступные диагностические сервисы, следует проводить радиологические исследования (КТ, рентген, флюорография) ТОЛЬКО по назначению врача.
Вопреки распространенному мнению, нет никаких научных доказательств способности алкоголя выводить радиацию из организма. То же самое касается препаратов йода – его применение оправдано только в случае радиационной аварии при нахождении пострадавших в 30 км зоне ЧС для защиты щитовидный железы от попадания радиоактивного йода. Однако йодопротекторы используются строго по инструкции и при вышеуказанных условиях. Вне зоны поражения пить таблетки или раствор йода, мазать шею может быть опасно!
Важным защитным приемом для укрепления организма при неблагоприятном радиологическом фоне (что актуально для некоторых биогеохимических провинций) является организация оптимального питания. Основными принципами построения рационов питания на загрязненной радиоактивными изотопами территории являются увеличение количества белков до 15% калорийности рациона и повышение в рационе на 20-50% по сравнению с рекомендуемыми возрастными нормами содержания витаминов-антиоксидантов: Е, С, А, биофлавоноидов, а пищевых волокон на 30%. Необходимо также обеспечить повышенное поступление минеральных веществ: кальция, калия, йода, магния, железа, селена. Для достижения этих задач необходимо достаточное содержание в рационе нежирных сортов мяса, птицы, рыбы, молочных продуктов, широкое использование свежих овощей, фруктов и зелени, добытых и выращенных в экологически благоприятных районах, так как сами по себе продукты накапливают радионуклиды, если выращиваются на загрязненной территории.
В своей жизни мы постоянно сталкиваемся с влиянием ионизирующего излучения, но волноваться не стоит — вред здоровью от «повседневных» природных источников значительно меньше вреда от беспокойства по этому поводу.
О природных источниках ионизирующих излучений
Основную часть облучения население земного шара получает от природных (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. Человек подвергается облучению двумя способами.
Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи — это внешнее облучение. Или же они могут оказаться в воздухе которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма — внутреннее облучение.
Радиационный фон, создаваемый космическими лучами, дает чуть меньше половины внешнего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации. Космические лучи в основном приходят к нам из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек.
Космические лучи могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмосферой, порождая вторичное излучение и приводя к образованию различных радионуклидов. Одни участки земной поверхности более подвержены действию лучей, чем другие. Северный и Южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области, из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы (из которых в основном и состоят космические лучи). Уровень облучения растет и с высотой, поскольку воздух выполняет роль защитного экрана.
Десятки тысяч людей на Крайнем Севере питаются в основном мясом северного оленя, в котором радиоактивные нуклиды свинца-210 и полония-210 присутствуют в довольно высокой концентрации. Эти изотопы попадают в организм оленей зимой, когда они питаются лишайниками. Дозы внутреннего облучения человека от полония-210 в этих случаях могут в 35 раз превышать средний уровень. А в другом полушарии люди, живущие в Западной Австралии в местах с повышенной концентрацией урана, получают дозы облучения, в 75 раз превосходящие средний уровень, поскольку едят мясо и требуху овец и кенгуру. Наиболее весомым из всех природных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) радон. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для разных точек земного шара.
Концентрация радона в обычно используемой воде чрезвычайно мала, но вода из некоторых источников, особенно из глубоких колодцев или артезианских скважин, содержит очень много радона. Однако основная опасность исходит вовсе не от питья воды, даже при высоком содержании в ней радона. При кипячении воды или приготовлении горячих блюд радон в значительной степени улетучивается. Гораздо большую опасность представляет попадание паров воды с высоким содержанием радона в легкие вместе с вдыхаемым воздухом, что чаще всего происходит в ванной комнате. В среднем концентрация радона в ванной комнате примерно в три раза выше, чем на кухне, и приблизительно в 40 раз выше, чем в жилых комнатах
Деятельность по использованию источников ионизирующего излучения (генерирующих) строго регламентируется, в виду потенциальной опасности их воздействия на человека и среду его обитания, а также широчайшего применения в медицине, промышленности, обеспечении безопасности, науке и технике.
Только при неукоснительном соблюдении всех установленных норм радиационной безопасности, возможны все виды обращения с источником излучения (ИИИ) на рабочем месте, включая радиационный контроль.
Деятельность по использованию источника ионизирующего излучения могут осуществлять только юридические лица в силу закона.
В течение всего временного периода использования генерирующего источника излучения, Роспотребнадзором организовано получение информации о радиационной обстановке в соответствующей организации, в окружающей среде и об уровнях облучения людей (включая дозиметрический и радиометрический контроль).
Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009) предусматривают следующие виды ионизирующих источников излучения (ИИИ):
техногенные источники за счет нормальной эксплуатации техногенных источников излучения;
техногенные источники в результате радиационной аварии;
К техногенным источникам ионизирующего излучения НРБ относят источник ионизирующего излучения, специально созданный для его полезного применения или являющийся побочным продуктом этой деятельности. Медицинский же источник – это любое медицинское изделие, содержащее в своём устройстве ИИИ.
В целом же, источником ионизирующего излучения может быть радиоактивное вещество или устройство, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение, на которые распространяется действие НРБ-99/2009 и ОСПОРБ.
Ионизирующее излучение создается при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков (ст.1 ФЗ «О радиационной безопасности»).
Источник ионизирующего излучения (генерирующий) – это.
Источник ионизирующего излучения (генерирующий) – это электрофизическое устройство (рентгеновский аппарат, ускоритель, генератор и т.д.), в котором ионизирующее излучение возникает за счет изменения скорости заряженных частиц, их аннигиляции или ядерных реакций (ОСПОРБ, Приложение №8).
Как правило, генерирующий источник начинает излучать, только при подаче электропитания непосредственно на эксплуатируемый аппарат. После его выключения источник становится безопасным в отношении ионизирующего излучения, если в процессе работы не происходит активации его конструкций. В этом случае он еще некоторое время после выключения остается ИИИ, хотя и значительно менее интенсивным. В этом то и отличие ИИИ (генерирующих) от радионуклидных источников. Радионуклидные непрерывно излучают ионизирующее излучение, интенсивность которого уменьшается только по мере радиоактивного распада содержащихся в источнике радионуклидов.
Деятельность по использованию источников ионизирующего излучения (генерирующих) лицензируется. Регулирует получение лицензии Роспотребнадзора Постановление Правительства № 278 от 02.04. 2012 г. В лицензии обязательно указывается вид используемого радиационного источника.
Радиационными источниками называются не относящиеся к ядерным установкам комплексы, установки, аппараты, оборудование и изделия, в которых содержатся радиоактивные вещества или генерируется ионизирующее излучение (ст.3 ФЗ «Об использовании атомной энергии»).
Продажа источников ионизирующего излучения (генерирующих)
Продажа генерирующих ИИИ не включена в перечень лицензируемых видов деятельности, что отнюдь не выводит указанный вид деятельности из-под контроля.
Всем торгующим ИИИ организациям требуется минимум лицензия на хранение, а если же их силами также осуществляется монтаж, пуско-наладка или обслуживание, то лицензия на размещение и обслуживание ИИИ.
Любая организация покупающая аппарат с ИИИ, либо продающая ИИИ в любом случае обязана иметь соответствующую лицензию Роспотребнадзора на использование ИИИ.
Наша компания оказывает исчерпывающий перечень услуг по получению любых видов разрешительных документов в области использования источников ионизирующего излучения.