Руководство к лабораторным занятиям по коммунальной гигиене (стр. 15 )

Результаты радиометрии:

Радиационный фон (Nф) = 320 имп/мин;

2. Эффективность счета радиометра: от эталона, имеющего радиоактивность Аэт= 4800 распадов в минуту, зарегистрировано 600 имп/мин (Nэт);  Э. С. =  [(600– 320)/4800] × 100 = 5,8%;

3. Определение абсолютной и удельной активности воды: в препарате воды определено Nв= 960 имп/мин; Ав =  [(960 – 320)/5,8] × 100 = 11034 расп/мин или 11034/60 = 184 имп/сек = 184 Бк; удельная активность воды = 184/2 л = 92 Бк/л = 9,2.101 Бк/кг.

4. Определение абсолютной и удельной активности препарата, приготовленного из 500 г хлеба:  в препарате из 500 г хлеба Nхл== 1180 имп/мин.; Ахл = [(1180 – 320)/5,8] × 100 = 14828 расп/мин или Ахл = 14828/60 = 247 Бк; удельная радиоактивность хлеба = 247/0,5 кг = 494 Бк/кг = 4,94.102 Бк/кг.

Заключение:

1. Поскольку ПГП Sr-90 в воде и пище = 4,5.101 Бк/кг (табл. 19), водопроводная вода из р. Д. после обычной очистки содержит недопустимое радиоактивное загрязнение и непригодна для питья. Она может быть использована в качестве питьевой воды только после дезактивации и повторной радиометрии в случае допустимого остаточного содержания в ней Sr-90.

2. Содержание Sr-90 в исследованном хлебе в 11 раз превышает ПГП Sr-90 в пище (4,5.101 Бк/кг); его допустимое количество содержится в 1000/11, т. е. в 90 г хлеба. Значит ежедневно каждый человек должен съедать не более 90 г этого хлеба, что практически нереально. Следовательно, хлеб не может быть использован в качестве продукта питания.

Тема 2. Дозы ионизирующего излучения.

Естественное и антропогенное облучение современного человека. Дозовые пределы облучения; дозиметрия

Цель занятия: изучение теоретических основ и освоение методов дозиметрии; определение дозы и мощности дозы, гигиеническая оценка облучения ионизирующей радиацией естественного и антропогенного происхождения.

Вопросы теории: доза ионизирующей радиации: физическая (экспозиционная), поглощенная, эквивалентная, эффективная; единицы доз; мощность дозы; естественный и антропогенный радиационный фон; принципы гигиенического нормирования ионизирующего облучения; принципы и методы измерения экспозиционной дозы и мощности дозы гамма - и рентгеновского излучения; гигиенические нормативы (пределы доз) ионизирующего облучения населения.

Студент должен:

знать: опасные для населения облучения дозы от естественных и антропогенных источников; гигиенические нормативы.

уметь: с помощью индивидуальных дозиметров определять дозу и мощность дозы облучения человека и давать ему гигиеническую оценку.

Учебный материал для выполнения задания

Понятие о дозах облучения

Доза излучения - это энергия излучения, поглощенная определенной массой облучаемого вещества.

Экспозиционная доза - это отношение суммарного заряда ионов одного знака, созданного фотонным излучением в сухом атмосферном воздухе, к массе воздуха в элементарном объеме. Единица экспозиционной дозы в системе SI - кулон на килограмм воздуха (Кл/кг) - это доза, при которой все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в объеме воздуха массой 1 кг, производят ионы, несущие электрический заряд 1 кулон (Кл) каждого знака. Внесистемная единица рентген (Р) – это доза фотонного излучения, при прохождении которой через 0,001293 г (1 см3) воздуха в результате завершения всех ионизационных процессов создаются ионы, несущие 1 электростатическую единицу количества электричества  каждого знака. 1Р = 2,58· 10-4 Кл/кг; 1 Кл/кг = 3,88· 103 Р. Экспозиционная доза используется для количественной оценки ионизирующего действия поля гамма - и рентгеновского излучения.

Поглощенная доза - энергия излучения, поглощенная в единице массы облучаемого вещества (кроме воздуха), измеряемая в системе SI в джоулях на килограмм (Дж/кг). Единица поглощенной дозы - Грей (Гр), внесистемная единица – рад (radiation absorbed dose): 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад. 1 рад = 100 эрг/г = 1· 10-2 Дж/кг. Мощность поглощенной дозы выражается в Гр/сек, 1 рад/сек = 0,01 Гр/сек.

Поглощенная доза энергии характеризует взаимодействие поля и вещества, т. е. радиационный эффект для всех видов физических и химических тел, кроме живых организмов. При одинаковом поле (равной экспозиционной дозе) поглощенная доза прямо пропорционально зависит от порядкового номера поглощающего элемента в таблице Менделеева. Следовательно, величина поглощенной дозы зависит от экспозиционной дозы и от элементного состава поглощающего вещества. Поглощенная доза вызывает нагрев, физические и химические превращения вещества. Поглощенная доза накапливается со временем. Лучевое поражение зависит от мощности дозы, т. е. от продолжительности воздействия.

Измерить поглощенную дозу непосредственно в человеческом организме трудно, но возможно при использовании тканеэквивалентных детекторов. Эквивалентом тканей являются органические вещества, вода, сложные композиции, ткани, которые размещают в полостях тела или в его моделях – фантомах.

Эквивалентная доза внешнего облучения - доза, поглощенная в органе или ткани организма и умноженная на взвешивающий коэффициент для конкретного вида излучения (WR – табл. 21). Количественно WR = ОБЭ (относительной биологической эффективности излучения) = КК (коэффициенту качества лучей). WR и ОБЭ используются в радиобиологии и медицине, КК - в радиофизике. Единица эквивалентной дозы в системе SI - Зиверт (Зв):  1 Зв = 1 ГрЧWR = 100 радЧWR = 100 бэр; внесистемная единица - бэр (биологический эквивалент рада).

Таблица 21. Относительная биологическая эффективность

(взвешивающие коэффициенты) ионизирующих излучений

Вид излучения	WR	Вид излучения	WR
Кванты и фотоны	1	Нейтроны быстрые	20
Электроны и позитроны	1	Протоны	5
Нейтроны медленные	5	α-частицы, тяжелые ядра	20

Эквивалентная доза внутреннего облучения – это доза, полученная за время, прошедшее с момента поступления радионуклида в организм.

Эффективная эквивалентная доза – мера риска возникновения лучевых поражений при облучении разных органов и тканей. Показатель щT (табл. 22) – взвешенный коэффициент (коэффициент радиационного риска), равный отношению ущерба облучения конкретного органа или ткани к ущербу от облучения всего тела при одинаковых эквивалентных дозах и зависящий от радиочувствительности органа или ткани.

Таблица 22. Коэффициент радиационного риска органов и тканей

Орган или ткань	щT	Орган или ткань	щT
Организм в целом	1,00	Молочная железа	0,05
Половые железы	0,2	Печень	0,05
Красный костный мозг	0,12	Пищевод	0,05
Толстый кишечник	0,12	Щитовидная железа	0,05
Легкие	0,12	Кожа	0,01
Желудок	0,12	Поверхность кости	0,01
Мочевой пузырь	0,05	Остальные органы и ткани	0,05

Мощность дозы - это доза, поглощенная в массе вещества за определенный отрезок времени. Мощность экспозиционной дозы выражают в Ки/кг·с, Р/с, Р/ч; единицы мощности поглощенной дозы - Гр/с, Гр/год, рад/с и т. д.; единицы мощности эквивалентной дозы - мкЗв/с, мЗв/час, мЗв/год, мбэр/с, бэр/год и т. д.

В социально-гигиенических исследованиях применяется понятие "коллективные дозы".

Доза коллективная эффективная эквивалентная (S) – эта сумма индивидуальных эквивалентных доз, полученных людьми одной группы (популяции, когорты). Коллективная доза облучения рассчитывается по формуле: , где  Е - средняя эффективная индивидуальная доза в группе населения (когорте), подвергшейся облучению (Гр, Зв), N - численность популяции (чел.). Единицы измерения: человеко-зиверт (чел-Зв), человеко-грей (чел-Гр). Коллективная доза позволяет установить индивидуальный риск заболевания раком (известно, что при коллективной дозе S=103 чел-Зв можно ожидать выхода 60 злокачественных опухолей излечимых и со смертельным исходом) и частоту выхода опухолей на 1 млн. чел.

Доза ожидаемая (полная) коллективная эффективная эквивалентная – доза, получаемая многими поколениями людей, если период полураспада радионуклидов, загрязняющих территорию проживания популяции, значительно превышает среднюю продолжительность жизни одного поколения. При S=1 млн. чел-бэр летальных исходов от рака 120, генетических нарушений – 45 случаев.

Естественный радиационный фон (ЕРФ) создает как внешнее облучение земной поверхности и населяющих ее живых существ, так и внутреннее облучение за счет попадающих внутрь организма (инкорпорированных) радионуклидов.

Внешние компоненты ЕРФ  включают:

Космическое излучение: а) первичное, состоящее из протонов (92%), альфа-частиц (7%), а также ядер атомов углерода, кислорода, азота и других элементов (1%); б) вторичное – результат взаимодействий первичных космических лучей с фотонами (квантами энергии) и ядрами атомов воздуха, в результате которых образуются пары электрон-позитрон, а также нейтроны и мезоны. Интенсивность космического излучения уменьшается с приближением к земле. Радионуклиды литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы: 

а) изотопы, входящие в радиоактивные семейства урана (238U), тория (232Th) и актиноурана (235Ac), находящиеся в недрах земли, а также газообразные продукты их частичного распада: радон, торон и актинон, выносимые на поверхность с подземными водами и через трещины земной коры;