Міністерство охорони здоров’я України
Національна медична академія післядипломної освіти
імені
, І.,
ПРОМИСЛОВІ РАДІАЦІЙНІ АВАРІЇ
З ДЖЕРЕЛАМИ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ,
ЗАПОБІГАННЯ ТА ПОРЯДОК ЇХ РОЗСЛІДУВАННЯ
Навчально-методичний посібник
Київ 2013
Міністерство охорони здоров’я України
Національна медична академія післядипломної освіти
імені
, І.,
ПРОМИСЛОВІ РАДІАЦІЙНІ АВАРІЇ
З ДЖЕРЕЛАМИ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ,
ЗАПОБІГАННЯ ТА ПОРЯДОК ЇХ РОЗСЛІДУВАННЯ
Навчально-методичний посібник
Київ 2013
УДК 614.876
ББК 53.6
М 91
Промислові радіаційні аварії з джерелами іонізуючого випромінювання, запобігання та порядок їх розслідування : / О. Костенецький М. І., В. – К: 201с.
Автори: кандидат медичних наук, доцент
кандидат медичних наук, член НКРЗУ М. І. Костенецький
кандидат біологічних наук
Рецензенти:
Кочін І. В. - доктор медичних наук, професор, завідувач кафедрою цивільного захисту та медицини катастроф ДЗ «Запорізька медична академія післядипломної освіти МОЗ України» ;
І. - доктор медичних наук, професор, провідний науковий співробітник ДУ «Національний науковий центр радіаційної медицини НАМН України» .
В навчально-методичному посібнику наводяться основні відомості про іонізуюче випромінювання та його вплив на організм людини при виникненні радіаційних аварій на виробництві, в медичних установах та науково-дослідних закладах. Розглядаються основні види техногенних радіаційних аварій, порядок їх розслідування, міри профілактики та захисту. Викладаються принципи організації медичної допомоги особам, що постраждали від опромінення при радіаційних аваріях..
Навчально-методичний посібник створено для підготовки лікарів з радіаційної гігієни та лікарів-слухачів циклів підвищення кваліфікації закладів післядипломної освіти.
Рекомендовано до видання Вченою радою Національної медичної академії післядипломної освіти імені (протокол від 15.05.2013 року).
Затверджено Міністерством охорони здоров’я України як навчально-методичний посібник для лікарів-інтернів та лікарів-слухачів закладів (факультетів) післядипломної освіти (протокол від 04.06.2013 засідання Комісії з медицини науково-методичної ради з питань освіти України Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України)
ЗМІСТ
Перелік умовних скорочень…………………………... | 4 |
Вступ…………………………………………………… | 5 |
1. Фізичні основи радіації…………………………….. | 7 |
2.Нормування радіаційних чинників………………… | 14 |
3. Загальна характеристика та класифікація радіаційних аварій ………………………………………….. | 16 |
4. Особливості радіаційних аварій в медичних закладах ………………………………………………….. | 21 |
5. Заходи щодо запобігання радіаційних аварій…….. | 26 |
6. Порядок розслідування радіаційних аварій………. | 30 |
7. Ліквідація наслідків і заходи щодо захисту персоналу та населення…………………………………….. | 32 |
8. Проведення заходів в разі виявлення радіоактивних матеріалів у незаконному обігу…………………. | 40 |
9. Медичні наслідки опромінення людини………….. | 49 |
10. Організація медичної допомоги потерпілим внаслідок радіаційної аварії……………………………… | 55 |
Схема акту розслідування причин радіаційної аварії……………………………………………. | 61 |
Акт про проведення консервації забрудненого майна…………………………………………... | 63 |
Додаток В Акт про проведення поховання радіоактивних відходів та забрудненого устаткування та майна ………………………………………………… | 64 |
Радіаційна небезпека радіонуклідних джерел (МАГАТЕ)……………………………………. | 65 |
Знак радіаційної небезпеки……………… | 75 |
Рекомендована література……………………………. | 76 |
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ
МАГАТЕ (IAEA) - Міжнародне агентство з атомної енергії;
РА – радіаційна аварія
ДІВ – джерело іонізуючого випромінювання
НС – надзвичайна ситуація
УкрДО – Українське державне об’єднання
РР – радіоактивні речовини
ТЛД- термолюмінесцентна дозиметрія
ІДК - індивідуальний дозиметричний контроль
ЗРД – закриті радіаційні джерела
РФП – радіофармацевтичний препарат
ГПХ – гостра променева хвороба
РМ – радіоактивний матеріал
НРБУ – Норми радіаційної безпеки України
ВСТУП
Безпека життєдіяльності є однією з найбільш важливих умов життя та праці людини. Разом з тим, жодна професійна діяльність не може гарантувати повну безпеку для працівника. Найчастіше через порушення правил безпеки праці трапляються різні аварії, в тому числі й радіаційні, які спричиняють шкоду здоров’ю або призводять до летальних випадків, а суспільство зазнає значних матеріальних збитків.
Радіаційні аварії (РА) є найбільш небезпечними, тому що вплив радіоактивних речовин та інших джерел іонізуючого випромінювання людина не може відчути за допомогою своїх органів чуттів, а виявляє тільки за допомогою спеціальних приладів. Крім того, радіоактивне забруднення, яке може бути заподіяне радіаційною аварією, залишається на тривалий час, а дезактивація має обмежені можливості.
У нинішній час джерела іонізуючого випромінювання (ДІВ) знайшли широке застосування в різних галузях промисловості, енергетиці, науці та медицині. За даними Державної санітарно-епідеміологічної служби (далі Держсанепідслужби) в Україні налічується близько 10 тисяч підприємств, закладів та установ, де використовуються різноманітні ДІВ, у тому числі більше 30 тисяч радіонуклідних приладів.
Особливо велике розповсюдження отримали ДІВ у медичній практиці. Так, на кінець 2009 року в лікувально-профілактичних закладах України використовувались 10280 рентгенодіагностичних, 80 рентгенотерапевтичних та 118 гамма-терапевтичних апаратів.
Середньорічна активність радіонуклідних ДІВ, що використовуються в Україні на виробництві та в медицині, становить біля 1 млн. Кюрі, що не виключає, як і в будь-якому виробничому процесі, виникнення надзвичайних ситуацій (НС), пов’язаних з переопроміненням людей та радіаційним забрудненням навколишнього середовища.
Важливою умовою запобігання РА є дотримання працівниками культури безпеки.
Культура безпеки – це кваліфікаційна та психологічна підготовленість фахівців, що працюють з ДІВ. Разом з тим, саме на працівника покладена задача контролювати безпеку у вигляді самоконтролю. У таких працівників необхідно виховувати й стимулювати культуру фізичної ядерної безпеки на груповому та індивідуальному рівнях. Найважливішим підходом до підвищення надійності та безпечної діяльності з ДІВ є якісне виконання відповідних інструкцій, регламентів та правил поведінки.
Багаторічний вітчизняний та закордонний досвід використання ДІВ у різних галузях свідчить про те, що суворе дотримання правил та норм радіаційної безпеки дає можливість запобігти виникненню НС, які ми розцінюємо як РА, наслідками якої може бути радіаційне забруднення виробничого та навколишнього середовища, променеве ураження персоналу, що безпосередньо використовує ДІВ, а також населення.
Недопустима недбалість і безграмотність при поводженні з радіоактивними матеріалами лежать в основі багатьох випадків радіаційних аварій. За даними МАГАТЕ, в світі щорічно реєструється близько 200 випадків вкрадених, загублених або кинутих напризволяще радіонуклідних джерел. Такі джерела можуть потрапляти в металобрухт, створюючи аварійну ситуацію при зборі металобрухту і його переробці, або ж використані для здійснення актів радіаційного тероризму.
Згідно з базою даних, створеною МАГАТЕ, за 10 років – з 1993 по 2004 зафіксовано більше 350 випадків нелегальної торгівлі радіоактивними матеріалами, які не мають відношення до ядерного палива, а використовуються у промисловості, медицині та наукових дослідженнях.
За даними Заіченко А. І. з співавт. (1989) у більшості випадків РА виникають при експлуатації радіонуклідних приладів (59%), в науково-дослідних інститутах (20,5%), при використанні дефектоскопічних апаратів (11,7%) та в медицині (8,8%). При цьому, причинами РА є порушення зберігання та транспортування ДІВ - 56%, порушення технологічної безпеки проведення робіт з джерелами - 33%, відмова переміщення джерела - 8%, інші причини - 3%.
В Україні за даними (2010) протягом років зареєстровано 365 РА, при цьому, 52,6% з них сталося через відсутність або порушення радіаційного контролю, 30,7% - через невідповідний фізичний захист ДІВ, 5,5% - внаслідок втрати ДІВ, 4,9% - через технологічні причини, 3,6% - внаслідок незаконного обігу. Найбільша кількість РА відбулася з індустріальними ДІВ, що використовувались в Донецькій (44,4%), Дніпропетровській (8,5%), Запорізькій (7,4%) та Луганській (6,8%) областях. За оцінками фахівців більшість РА пов’язана з неправильними діями персоналу, тобто обумовлені людським фактором.
У даному методичному посібнику досить стисло висвітлені питання фізичних основ радіаційної гігієни та радіаційно-гігієнічного нормування. Основна увага приділена практичним питанням щодо попередження РА, порядку розслідування та ліквідації їх наслідків на радіологічних об’єктах.
Посібник розраховано на фахівців Держсанепідслужби та керівників радіологічних об’єктів, що працюють із джерелами іонізуючого випромінювання. Посібником можуть також користуватися відповідні фахівці Держатомрегулювання та Міністерства екології та природних ресурсів України, працівники УкрДО «Радон», Державної служби з надзвичайних ситуацій, МВС та Держприкордонслужби, а також органів виконавчої влади.
1. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ РАДІАЦІЇ
Для розуміння фізичної природи радіації необхідно сказати декілька слів про будову атома і процеси, що відбуваються в атомному ядрі .
Атом - найменша частинка хімічного елементу, що є носієм його хімічних властивостей. Атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів, що створюють навколо ядра електронну оболонку.
Атомне ядро - це центральна частина атома, до складу якого входять позитивно заряджені протони і нейтрони, що не мають електричного заряду. Загальна назва протонів і нейтронів - нуклони.
Число протонів відповідає позитивному заряду ядра і атомному номеру в Періодичній системі елементів Д. І. Менделєєва і позначається Z.
Число нейтронів позначається знаком N і в сумі з Z є атомним (масовим) числом А. Масове число (атомний номер) зазвичай позначають у вигляді верхнього і нижнього індексу буквеного елементу. Нейтрони і протони ядра утримуються разом силами тяжіння, яким притаманна значна величина.
Нуклід - це вид атомів хімічного елементу з певним числом протонів і нейтронів в ядрі і певними властивостями. Ядра з однаковим атомним номером, але різними масовими числами (різною кількістю нейтронів) називаються ізотопами даного елементу. Хімічні властивості ізотопів практично не відрізняються, але фізичні (ядерні) властивості у ізотопів одного хімічного елементу різні.
Всі нукліди поділяються на дві основні групи - стабільні і радіоактивні.
Стабільні нукліди можуть існувати необмежений час, зберігаючи незмінними свій нуклонний склад, а також всі фізичні і хімічні властивості. Радіоактивні нукліди (радіонукліди) з часом розпадаються, тобто змінюють свій нуклонний склад з утворенням іонізуючого випромінювання (частинок або фотонів).
Радіоактивність - це мимовільне (спонтанне) перетворення ядер атомів одних елементів на інші, що супроводжується утворенням іонізуючого випромінювання.
Існує декілька видів радіоактивного перетворення: альфа-розпад, бета-електронний і бета-позитронний розпади, електронний захват, ізомерний перехід і спонтанне ділення ядер.
При альфа-розпаді утворюється ядро гелію (альфа-частинка), а материнське ядро перетворюється на дочірнє, в якому менше на два нейтрони і два протони.
При електронному бета-розпаді один нейтрон перетворюється в протон, при цьому випускається електрон.
При позитронному бета-розпаді один з протонів ядра перетворюється на нейтрон, при цьому випускається позитрон.
При електронному захваті один електрон з найближчої до ядра орбіти захоплюється ядром, при цьому випромінюється гамма-квант.
При ізомерному переході радіонуклід, ядро якого має надлишок енергії, віддає її у вигляді гамма-кванта, перетворюючись в інший нуклід з аналогічною будовою, але різними фізичними властивостями. У цьому випадку материнський і дочірній радіонукліди звуться ізомерами.
При спонтанному діленні відбувається утворення двох ядер, що перетворюються в свої дочірні нукліди, які в свою чергу утворюють радіоактивні ланцюжки.
Часто альфа- і бета-розпади супроводжуються електромагнітним випромінюванням (гамма-випромінюван-ням). Воно має ту ж саму фізичну природу, що й світлове та рентгенівське випромінювання, але довжина його хвилі в сотні тисяч разів менша, ніж у світлового, а енергія квантів у стільки же разів більша.
Жоден із доступних методів впливу на радіоактивну речовину (механічні, електричні, хімічні) не може прискорити або уповільнити процес радіоактивного розпаду. Винятком є варіант опромінення деяких мішеней високоенергетичними протонами з утворенням короткоживучих радіонуклідів, що не має практичного значення в контексті знешкодження радіоактивних відходів або прискорення радіоактивного розпаду ДІВ.
Кожен радіонуклід має свої радіаційні характеристики: схему (тип) розпаду, енергію та інтенсивність випромінювання, а також швидкість розпаду (період напіврозпаду).
Самовільний розпад радіонуклідів відбувається за спадаючою експонентою:
N(t) = N0 exp ( λt ), де
λ - постійна розпаду;
N0 - число радіоактивних атомів у початковий момент часу;
t - час, що минув від початкового моменту.
Величина λ постійна для кожного радіонукліда і називається сталою розпаду. Чим більше λ, тим швидше відбувається розпад.
Період напіврозпаду радіонуклідів ( Т1/2 ) - це час, за який розпадається половина початкової кількості атомних ядер:
Т1/2 = ln 2/λ = 0,693/λ.
Періоди напіврозпаду складають від часток секунди до мільярдів років.
Активність (А) - кількісна характеристика радіоактивності джерела, є відношення числа спонтанних ядерних перетворень dN0, що відбуваються в джерелі за інтервал часу dt, до цього інтервалу часу:
А = dN0/dt.
Активність радіонукліда в джерелі може бути віднесена до маси, об'єму (для об'ємних джерел), площі поверхні (для поверхневих джерел). Відповідно, йдеться про питому, об'ємну, поверхневу активність. Одиницею вимірювання активності є беккерель (Бк). 1 Бк = 1 розпад в секунду (с-1). Позасистемна одиниця активності - Кюрі (Кі), яка відповідає активності 1 г радію-226. 1 Кі = 3,7•1010 Бк.
Найважливішою властивістю іонізуючого випромінювання, що є наслідком радіоактивного розпаду нестабільних ядер, є його здатність викликати іонізацію атомів і молекул, у зв'язку з чим його називають іонізуючим.
Іонізуюче випромінювання при взаємодії з речовиною звільняє (вибиває, виштовхує) електрони з його атомів або молекул, внаслідок чого в цій речовині утворюються іони різних знаків. Всі види іонізуючого випромінювання за своєю природою поділяються на фотонне і корпускулярне.
До фотонного випромінювання належать гамма - і рентгенівське (гальмівне і характеристичне), до корпускулярного - альфа-, електронне, позитронне, протонне, нейтронне і мезонне випромінювання.
Корпускулярне випромінювання складається з потоку заряджених частинок, мають запас енергії для іонізації атомів і називається безпосередньо (прямо) іонізуючим випромінюванням.
Нейтрони та інші елементарні частинки безпосередньо майже не створюють іонізацію, але в процесі взаємодії з середовищем вивільняють заряджені частинки, здатні іонізувати атоми і молекули середовища, через яке вони проходять. Відповідно, корпускулярне випромінювання, що складається з потоку незаряджених частинок, і фотонне випромінювання називаються опосередковано (непрямо) іонізуючим.
Джерелами іонізуючого випромінювання (ДІВ) називають матеріали, що містять РР, або технічні пристрої, що випромінюють або здатні випромінювати іонізуюче випромінювання (рентгенівські установки, прискорювачі заряджених частинок, атомні реактори).
Розрізняють закриті і відкриті джерела іонізуючого випромінювання, що містять РР.
Закритим джерелом називають радіонуклідні джерела, поміщені в тверду неактивну оболонку, яка за нормальних умов експлуатації запобігає потраплянню РР до навколишнього середовища. Спрощена характеристика категорій небезпеки закритих радіонуклідних джерел наведена в
Відкритим джерелом називають радіонуклідні джерела (рідкі, газоподібні, пилоподібні), при звичайному використанні яких можливе потрапляння РР до навколишнього середовища. Основною фізичною величиною, що визначає ступінь радіаційного впливу, є доза опромінення.
Під дозою опромінення розуміють енергію випромінювання, поглинену в одиниці маси речовини за певний час дії випромінювання.
У радіаційній гігієні використовуються поняття поглиненої, еквівалентної, ефективної доз, а також керми.
Поглинена доза (D) - це відношення прирощення середньої енергії ΔW, що передана будь-яким іонізуючим випромінюванням будь-якій речовині в елементарному об'ємі, до маси dт речовини в цьому об'ємі:
D = ΔW/dт
Ця величина найточніше визначає результат впливу випромінювання на об'єкт, що опромінюється. Встановлено, що реакція на опромінювання (наприклад, хімічні зміни, біологічний ефект і т. і.) пов'язана з енергією випромінювання, що поглинена речовиною, і при значних дозах, вище порогу для виникнення обов’язкових (детермінованих) ефектів, пропорційна їй.
Поглинену дозу непрямо (опосередковано) іонізуючого випромінювання оцінюють, використовуючи поняття керма.
Керма (К) - це відношення сумарної первинної кінетичної енергії всіх заряджених іонізуючих частинок, утворених під дією непрямо іонізуючого випромінювання в елементарному об'ємі речовини, до маси речовини в цьому об'ємі:
К = dEk / dт, де
dEk.- сума початкових кінетичних енергій всіх заряджених іонізуючих частинок, що звільняються в результаті дії непрямо іонізуючого випромінювання в речовині з масою dт.
Найчастіше керму використовують для вимірювання поглиненої дози в повітрі і називають її повітряною кермою. Одиницею вимірювання поглиненої дози та керми є Дж·кг-1. Спеціальною назвою одиниці поглиненої дози та керми є грей (Гр), 1 Гр = 1 Дж·кг-1. Позасистемна одиниця поглиненої дози – рад, 1 рад = 10-2 Гр.
Еквівалентна доза (НТ ) застосовується для оцінки радіаційного впливу іонізуючого випромінювання будь-якого виду в невеликих дозах на біологічні об'єкти, наслідком чого можуть бути стохастичні (недетерміновані) ефекти:
НТ = D • w R , де
WR - радіаційний фактор, який враховує відносну біологічну ефективність різних видів іонізуючого випромінювання і здатен збільшувати вірогідність виникнення стохастичних (недетермінованих) ефектів при порівняно невеликих дозах, менших за 1 Гр.
Одиницею еквівалентної дози є зіверт (Зв), 1 Зв = 100 бер. Для оцінки впливу опромінювання окремих органів на організм у цілому в діапазоні еквівалентних доз, що лежать нижче за поріг виникнення детермінованих ефектів, введено поняття ефективної дози.
Ефективна доза( НЕ) враховує різну чутливість до дії радіації різних органів і тканин, яка виявляється через спроможність викликати стохастичні ефекти в опроміненому організмі:
HE = ∑Hі • wТ, де
WТ – тканинний зважуючий фактор, який відображає вірогідність виникнення стохастичних ефектів при опроміненні різних тканин та органів.
Ефективна доза відображає загальний ефект опромінювання - шкоду для всього організму при опроміненні окремих органів і тканин. Ефективна доза, як і еквівалентна доза, вимірюється в зівертах.
2. НОРМУВАННЯ РАДІАЦІЙНИХ ЧИННИКІВ
Нормами радіаційної безпеки України (НРБУ-97), що є чинними на даний час, передбачено нормування опромінення людей в умовах практичної діяльності в таких випадках:
- при нормальній експлуатації індустріальних джерел іонізуючого випромінювання;
- при медичному опроміненні (опроміненні пацієнтів);
- при радіаційних аваріях;
- при опроміненні техногенно-підсиленими джерелами природного походження.
Всі особи по відношенню до ДІВ, згідно НРБУ-97, поділяються на три категорії:
- категорія А (персонал) – особи, які безпосередньо постійно або тимчасово працюють із ДІВ;
- категорія Б (персонал) - особи, які безпосередньо не працюють із ДІВ, але у зв'язку з розміщенням їх робочих місць у приміщеннях і на території підприємства з радіаційно-ядерними технологіями можуть отримувати додаткове опромінення;
- категорія В (населення) – все населення країни.
Для всіх категорій осіб, що опромінюються, ліміти річних доз опромінення встановлені в чинниках індивідуальної річної ефективної дози і еквівалентної річної дози опромінення на окремі органи (табл.1).
Таблиця 1
Ліміти дози опромінення (мЗв·рік-1)
| Найменування дози | Категорія осіб, що опромінюються | ||
| А а, б | Ба | Ва | |
Ліміт ефективної дози - DLЕ | 20в | 2 | 1 |
|
Ліміт еквівалентної дози зовнішнього опромінення: - для кришталика ока - для шкіри - для кистей та стіп | 150 500 500 | 15 50 50 | 15 50 - |
|
Примітки:
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
