Радиационное облучение

Где и когда человек может получить дозу радиационного облучения? В каких единицах ведется учет дозовых нагрузок и как  контролируются радиационные параметры? Какие приборы при этом используют? Существуют ли допустимые уровни облучения?

Контроль за радиационной безопасностью всего населения города ведут два органа, имеющие свои подразделения в округах. Управление Росптребнадзора обеспечивает контроль, за соблюдением санитарных норм и правил, а ЦГИЭ -лабораторные исследования, проведение экспертиз и инструментальны измерений. Именно их силами осуществляется контроль за радиационной обстановкой в городе, контроль радиационных нагрузок на человека, которые он может получить на работе, дома, при потреблении продуктов питания, прохождении медицинских исследований и т.д.

От излучения к онкологии
Прежде чем ответить на вопросы, разберем механизм воздействия ионизирующего излучения на человека. Облучение происходит вследствие воздействия на организм ионизирующих излучений, к которым относятся альфа-, бета-, гамма-, нейтронное и рентгеновское излучение. Другие виды излучений ионизирующими не являются, поэтому мы их рассматривать не будем.

В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека и передачи ему своей энергии в живой ткани происходит разрыв отдельных клеток на так называемые радикалы. В тех участках, на которые излучение воздействовало, нарушается нормальное функционирование, свойственное здоровой клетке. В результате эти участки видоизменяются и либо от-мирают - человек частично теряет жизненно необходимые органы, либо их клетки выходят из-под контроля заложенной в них программы и начинают бесконтрольно делиться, что, собственно, и приводит к онкологическим заболеваниям.

Что такое зиверт?
Для  регистрации   количества излучения, провзаимодействовавшего с живой материей, используется зиверт (Зв) - единица измерения эквивалентной дозы излучения, характеризующая передачу определенного количества энергии каждому килограмму живой ткани, через которую это излучение проходит и с которой оно взаимодействует, с поправочным коэффициентом, обусловленным видом этого излучения. Наряду с зивертом до сих пор используется внесистемная единица измерения количества излучения рентген (Р) Для  гамма-излучения, с  некоторым допущением, 1 Зв соответствует дозе 100 Р.

Что же такое 1 Зв, много это или мало? Первые изменения в составе крови происходят при полученной дозе 0,25 Зв, при дозе 1 Зв начинается лучевая болезнь, при дозе 4 Зв 50% облученных умирает, а при дозе облучения 6-8 Зв вероятность летального исхода близка к 100%. Дозы менее 0,25 Зв человек не ощущает, но их нельзя назвать безвредными, так как, по безпороговой теории, любая малая доза увеличивает вероятность возникновения отдаленных последствий в виде онкологических заболеваний или негативной наследственной предрасположенности для будущих поколений.

Радиационный фон
Интенсивность ионизирующего излучения, соответственно, будет определяться как количество излучения, провзаимодействовавшего с каждым килограммом вещества, через которое оно прошло в единицу времени, и имеет размерность Зв/ч. Это крупная единица. При измерении природного фона используется единица измерения, в миллион раз меньшая, - микрозиверт (мкЗв/ч).

Так, средний радиационный фон в столице составляет 0,15 мкЗв/ч (15 мкР/ч). Допустимое значение, регламентируемое городскими строительными нормами «Допустимые уровни ионизирующего излучения и радона на участках застройки» (МГСН 2.02-97), - 0,3 мкЗв/ч (30 мкР/ч). Для регистрации уровней излучения используются измерители мощности дозы радиоактивного излучения, в быту вольно называемые дозиметрами.

Сами считаем дозовые нагрузки
В «Нормах радиационной безопасности» (НРБ-99) установлен дозовый предел для населения за счет техногенного облучения, а именно облучения, возникшего в результате деятельности человека, 1 мЗв в год (100 мР в год). Сюда не входит природное фоновое облучение и облучение в ходе медицинских исследований. Каждый человек может подсчитать свою дозовую нагрузку, умножив надфоновое значение мощности дозы на время, в течение которого он был подвержен воздействию этого излучения, и сравнить полученное значение с дозовым пределом.

В системе учета дозовых нагрузок человека нагрузки, полученные в ходе медицинских исследований, записываются в медкарту, сообщаются пациенту по его просьбе, но не нормируются. Тут работает принцип обоснованности облучения, когда возможная польза от своевременного выявления заболевания в результате проведенных флюорографических или рентгеновских исследований должна быть больше риска возникновения нежелательных последствий из-за полученной дозы.
 Типичные дозовые нагрузки для этих видов процедур, регламентируемые МУК 2.6.1.1797-03, колеблются в широких пределах - от 0,09 мЗв при рентгенографии желудка до 2,6 мЗв при рентгеноскопии кишечника. Флюорография легких - это 0,8 мЗв. В настоящее время, с введением в практику последних технических разработок, данные нагрузки могут быть значительно снижены.

Доза извне
Какие же пути возможного об¬лучения человека существуют и что делается для снижения уровней возможного облучения?

Первый путь - облучение за счет внешних факторов, когда источник облучения находится вне тела человека. Это может быть следующее:
- облучение на производстве (лица, допущенные к работе с радиоактивными источниками, согласно НРБ-99, называются персоналом, и за данной категорией сотрудников ведется особый контроль как на самом предприятии, использующем радиоактивные источники, так и органами и учреждениями Роспотребнадзора;
- облучение на бытовом уровне, когда человек проживает на территории или в доме с повышенным содержанием радиоактивных материалов (для недопущения превышения допустимых уровней ведется соответствующий контроль на местности и в строительстве, причем по двум направлениям -контроль естественных радионуклидов, всегда присутствующих в почве и стройматериалах, и контроль на наличие радиоактивных источников,   которые   по   чьему-либо недосмотру могли попасть на местность или в строительные материалы);
- аварийное облучение, когда в результате потери контроля над радиоактивным источником он попадает в сферу обитания человека (каждый такой случай рассматривается как радиационная авария со всеми вытекающими из этого последствиями).

Доза изнутри
Второй путь - внутреннее облучение, а именно облучение за счет радионуклидов, попадающих внутрь организма с пищей, водой, воздухом. Тут надо заметить, что в природе существуют десятки и даже сотни изотопов, которые в случае попадания внутрь будут облучать организм изнутри, создавая губительный эффект.

Рассчитаны годовые допустимые поступления этих радионуклидов для каждого изотопа в отдельности, существует методика расчета допустимых поступлений при попадании в организм сразу нескольких изотопов. На практике же ведется контроль поступления с пищей по двум наиболее вероятным изотопам. Речь идет о цезии-137 и стронции-90 - наследии чернобыльской катастрофы, при условии, и это тоже контролируется, что все прочие изотопы не создают существенных добавок.

Контроль отобранных проб осуществляется в лабораторных условиях методом гамма-бета-спектрометрии. Единица измерения радиоактивности -1 беккерель (Бк) - соответствует одному распаду (ядерному превращению) в секунду, отнесенному к заданному количеству испытуемого продукта. Нормирование ведут, исходя из годового рациона человека и вероятности загрязнения продуктов этими изотопами по удельному содержанию радионуклидов в исследуемом образце.

Как беккерель связан с рентгеном?
Содержание радионуклидов, фиксируемое на практике в продуктах, потребляемых людьми, находится на уровне 5 Бк/кг по каждому радионуклиду. Это значительно меньше допустимых уровней, причем цифра в большей степени обусловлена погрешностью измерения.

Как соотносится непривычная для восприятия единица измерения беккерель (Бк/кг) с более знакомым  рентгеном (Р) или зивертом (Зв)? Прямого соответствия нет, хотя определенная зависимость имеется: чем больше удельное содержание радионуклидов в исследуемом продукте или ином образце, тем большую дозовую нагрузку может получить от него человек.

Поражающий фактор - эквивалентная доза излучения. Эквивалентная доза, измеряемая в зивертах, - это энергия, переданная каждому килограмму живой ткани организма, поразившая его, с поправкой, соответствующей виду данного излучения. Удельная активность, измеряемая в беккерелях на килограмм, - это число ядерных превращений в заданном количестве радиоактивного вещества, в результате каждого из которых испускается частица или квант, несущие энергию. Они, достигнув живой материи и провзаимодействовав с ней, создают накопленную в материи эквивалентную дозу.

Зная вид и активность изотопа или его удельную активность и массу, можно подсчитать дозовую нагрузку, полученную от него объектом, находящимся на заданном расстоянии в течение известного времени.

По изотопам, поступающим в организм с водой и воздухом, также существуют допустимые уровни. Исключение составляет радон-222 - этот газ может выделяться из земной коры и стройматериалов и скапливаться в закрытых помещениях.

Радон в жилье
Радон-222 тяжелее воздуха, поэтому места его накопления в жилых домах - подвальные помещения и первые этажи, откуда он по стоякам турбулентными потоками может распространяться по всему зданию. Норматив по допустимой концентрации радона-222 и его производных для жилых помещений - 100 Бк на 1 м3. Среднее значение для квартир -21 Бк на 1 м3.

Контроль осуществляется при выезде на объект специальными приборами - радонометрами. Выход радона-222 из стройматериалов и грунтов можно прогнозировать, зная удельное содержание естественных радионуклидов (ЕРН) - это калий-40, радий-226, торий-232, в стройматериалах и грунтах.

Для стройматериалов, используемых в жи¬лищном строительстве, и грунтов допустимое содержание ЕРН по сумме всех изотопов, пересчитанных на изотоп радия-226, не должно превышать 370 Бк/кг. На практике это значение колеблется от 34 Бк/кг для гипсокартона до 256 Бк/кг для керамических плиток и красного кирпича. Встречаются граниты, применяемые для наружной отделки, с удельной активностью до 540 Бк/кг. Контроль ведется на специальных установках в лабораторных условиях.

В статье использованы материалы статьи "Подтвергаются ли москвичи радиационному облучению?" журнала "СЭС" №5(69), 2008