Нормы радиации в помещении

Радиация и биологические материалы

У ионизирующего излучения очень высокая энергия, и поэтому оно ионизирует частицы биологического материала, включая атомы и молекулы. В результате электроны отделяются от этих частиц, что приводит к изменению их структуры. Эти изменения вызваны тем, что ионизация ослабляет или разрушает химические связи между частицами. Это повреждает молекулы внутри клеток и тканей и нарушает их работу. В некоторых случаях ионизация способствует образованию новых связей.

Нарушение работы клеток зависит от того, насколько радиация повредила их структуру. В некоторых случаях нарушения не влияют на работу клеток. Иногда работа клеток нарушена, но повреждения невелики и организм постепенно восстанавливает клетки в рабочее состояние. В процессе нормальной работы клеток нередко случаются подобные нарушения и клетки сами возвращаются в норму. Поэтому если уровень радиации низок и нарушения невелики, то вполне возможно восстановить клетки до их рабочего состояния. Если же уровень радиации высок, то в клетках происходят необратимые изменения.

При необратимых изменениях клетки либо работают не так, как должны, либо перестают работать вовсе и отмирают. Повреждение радиацией жизненно важных и незаменимых клеток и молекул, например молекул ДНК и РНК, белков или ферментов вызывает лучевую болезнь. Повреждение клеток может также вызвать мутации, в результате которых у детей пациентов, чьи клетки поражены, могут развиться генетические заболевания. Мутации могут также вызвать чрезмерно быстрое деление клеток в организме пациентов — что, в свою очередь, увеличивает вероятность заболевания раком.

Влияние деятельности человека на радиационный фон планеты Земля

В древние времена деятельность человека не могла повлиять на радиационный фон Земли. При сжигании угля выделяются калий, уран-238 и торий. Благодаря этому археологи и находят древние поселения людей.

Но с развитием промышленности, человек перестал быть безобидным и незаметным для планеты. Он стал угрозой для её существования. Ядерное оружие способно вызвать непоправимые последствия в виде изменения климата. Погибнет всё живое, если человечество не остановится.

Исследование степени заражённости территории возле нефтепромыслов показало, что она возрастает. История знает крупные техногенные катастрофы (Фукусима, Чернобыль), которые нанесли непоправимый урон окружающей среде. И это только начало. Весь ужас трагедии, связанный со стронцием, ещё проявит себя. А на данный момент йод-131 и стронций-90, попадая в организм с едой, вызывают внутреннее облучение.

Эти печально знаменитые аварии коснулись всех – хоть и незаметно, но в этом и есть особое коварство радиации. Какая допустимая норма для человека в мкр/ч, в разных странах трактуется по-разному, в силу множества различных факторов. Но эти показатели могут очень легко измениться. За примерами далеко ходить не надо. Достаточно посмотреть на опыт Республики Беларусь.

Показатели допустимых доз облучения

Выделяют следующие категории:

• А – лица, работающие с источниками ионизирующего излучения. По ходу выполнения своих трудовых обязанностей подвергаются облучению.
• Б – население определенной зоны, работники, чьи обязанности не связаны с получением радиации.
• В – население страны.

Среди персонала различают две группы: работники контролируемой зоны (дозы облучения превышают 0.3 от годового ПДД) и сотрудники вне такой зоны (0.3 от ПДД не превышается). В пределах доз различают 4 типа критических органов, то есть тех, в чьих тканях наблюдается наибольшее количество разрушений в связи с ионизированным излучением. Учитывая перечисленные категории лиц среди населения и работников, а также критические органы, радиационная безопасность устанавливает ПДД.

Впервые пределы облучения появились в 1928 году. Величина годового поглощения радиационного фона составляла 600 миллизиверт (мЗв). Установлена она была для медицинских работников – рентгенологов. С изучением влияния ионизированного излучения на продолжительность и качество жизни ПДД ужесточились. Уже в 1956 году планка снизилась до 50 миллизиверт, а в 1996-м Международная комиссия по защите от радиации уменьшила ее до 20 мЗв. Стоит заметить, что при установлении ПДД в расчет не берут естественное поглощение ионизированной энергии.

Согласно нормам радиационной безопасности, установлены предельно допустимые величины ионизирующего облучения в год. Рассмотрим приведенные показатели в таблице. Допустимые дозы радиационного облучения за один год

Как видно из таблицы, допустимая доза облучения в год для работников вредных производств и АЭС сильно отличается от показателей, выведенных для населения санитарно-защищенных зон. Все дело в том, что при длительном поглощении допустимого ионизирующего излучения организм справляется со своевременным восстановлением клеток без нарушения здоровья.

Чем вредно ионизирующее (рентгеновское) облучение?

По данным актуальных исследований библиотек РИНЦ и PubMed, а также в соответствии с действующими нормами радиационной безопасности населения РФ (НРБ), не рекомендуется облучается более чем на 15-20 мЗв в год. На новых КТ-аппаратах (МСКТ), в зависимости от исследуемых зон, это около 5-8 сканирований.
На аппаратах старого образца из-за меньшего количества чувствительных датчиков, срезов и большего времени сканирования лучевая нагрузка выше.

После КТ радиоактивные элементы не сохраняются и не накапливаются в организме человека. X-ray лучи сканируют только зону интереса, и это длится 30-45 секунд.

Организм человека содержит необходимые ему химические элементы — водород, железо, калий и др. Распад этих элементов — тоже в своем роде является радиоактивным процессом, который происходит ежесекундно, на протяжении всей жизни человека. Некоторое количество радиации человек получает из атмосферы, воды, от природных радионуклидов. Это называется естественным радиационным фоном.

Доза радиации, полученная пациентом в рамках медицинских обследований не велика — это справедливо как для рентгена, так и для КТ. Однако организм каждого человека по-разному реагирует на воздействие x-ray излучения: если одни пациенты сравнительно легко переносят лучевую нагрузку, равную 50 мЗв, то для других аналогичной по воздействию будет нагрузка 15 мЗв.

Поскольку норма относительна, а порог, при котором негативного воздействия гарантированно не произойдет, отсутствует, принято считать, все виды исследований с применением ионизирующего излучения потенциально вредны. Организм взрослого человека более резистентен к радиации, а дети более чувствительны. Однако у некоторых пациентов имеются отягчающие факторы в анамнезе или индивидуальные особенности организма.

Например, по одним данным считается, что у годовалого ребенка, которому проводится КТ брюшной полости, пожизненный риск онкологии возрастает на 0,18%. Однако если ту же процедуру проходит взрослый или пожилой человек, то этот риск будет существенно ниже. Считается, что регулярное дозированное рентгеновское облучение даже полезно, поскольку организм адаптируется к лучевой нагрузке, и его защитные силы возрастают.

По данным другого исследования, проводимого на когортной группе детей в период с 1996 по 2010 гг. в США, «ежегодно по стране 4 миллиона детских компьютерных томографов головы, живота / таза, грудной клетки или позвоночника вызовут 4870 случаев рака. Этот процент уменьшится, если сократить количество исследований, доза облучения в которых превышает 20 мВз».*

*“The use of computed tomography in pediatrics and the associated radiation exposure and estimated cancer risk”, 2013 (Diana L Miglioretti , Eric Johnson, Andrew Williams, Robert T Greenlee)

Избыток радиации может стать спусковым механизмом для онкологии, дегенеративных нейрозаболеваний (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона). Беременным женщинам (даже если факт беременности еще не подтвержден, но существует вероятность вынашивания плода на данный момент) противопоказано дополнительное радиационное воздействие, то есть делать КТ в этот период можно только по жизненным показаниям, из-за риска тератогенного воздействия ионизирующего излучения на формирующийся плод.

Большинство медиков сегодня склоняются к мнению, что польза целесообразной компьютерной томографии несомненно превышает вред, однако уровень лучевого воздействия на организм, даже с целью медицинской диагностики, следует сводить к минимуму. Например, для наблюдения изменений легочных лимфоузлов или камней в почках диагностические изображения могут быть получены при дозе на 50-75 % ниже, чем при использовании стандартных протоколов. То есть в некоторых случаях могут быть применены низкодозные КТ-протоколы.

Можно ли получить дозу радиации в собственной квартире?

Принято считать свой дом самым безопасным местом на земле. Отчасти это так, но существуют угрожающие факторы и там. Необходимо вкратце коснуться вопроса о норме радиации для человека и дозах, которые он может получить, даже находясь в квартире в кругу семьи.

Принято считать, что современная техника – это источник опасности, но в большинстве своём люди ошибаются. Опасность может притаиться не там, где её ожидают. Как пример можно взять старинные дорогие вещи. Часы могут значительно сократить жизнь. Особенно если в них в качестве светомассы используются соли радия-226.

Это касается и наручных часов со светящимся циферблатом. Если их создали в 50-е годы и они армейские, то можно гарантированно считать их радиоактивными. При контакте с телом они не представляют опасности, но иногда пытливые умы могут разобрать их, и вот тут их поджидает неприятный сюрприз.

Любителям стеклянной посуды стоит знать, что иногда в краске присутствует диоксид урана. Современная посуда с таким покрытием менее опасна. Любители старинных вещей могут притянуть в свою коллекцию много «интересных» предметов с использованием светомассы постоянного действия, поэтому необходимо поостеречься.

Кюри

Одной из единиц измерения радиации является кюри. Она не относится к системным (не принадлежит к системе СИ). В России ее используют в ядерной физике и медицине. Активность вещества будет равняться одному кюри, если за одну секунду в нем будет происходить 3,7 миллиардов радиоактивных распадов. То есть можно сказать, что один кюри равен трем миллиардам семистам миллионам беккерелей.

Такое число получилось благодаря тому, что Мария Кюри (которая и ввела в науку данный термин) проводила свои опыты на радии и взяла за основу его скорость распада. Но со временем физики решили, что числовое значение этой единицы лучше привязать к другой — беккерелю. Это позволило избежать некоторых погрешностей в математических расчетах.

Помимо кюри, часто можно встретить кратные или дольные единицы, такие как: — мегакюри (равен 3,7 на 10 в 16 степени беккерелей); — килокюри (3,7 тысячи миллиардов беккерелей); — милликюри (37 миллионов беккерелей); — микрокюри (37 тысяч беккерелей).

При помощи этой единицы можно выразить объемную, поверхностную или удельную активность вещества.

Единицы измерения, применяемые в СМИ

Часто, при публичном объявлении информации о радиационном загрязнении, официальными структурами осознано применяются величины, которые не позволяет объективно оценить степень угрозы. Например, при освещении аварии АЭС Фукусима-1 в Японии, приводятся данные по плотности загрязнения почвы или воды радиоизотопами в Беккерелях на единицу объема, или указывается активность радиоизотопов в Кюри. Данные величины характеризуют лишь сам радиоактивный изотоп, указывая на количество распадов ядер элемента за единицу времени и не дают представления о его потенциальном воздействии на вещество или живые организмы.

Более объективной величиной, которая позволяет оценить степень опасности радиоактивного загрязнения, является указание эквивалентной дозы в Зивертах (Зв), мили Зивертах (мЗв) или микро Зивертах (мкЗв).

Это делается СМИ осознано, потому что, если было бы указано, что радиационный фон в Фукусиме составляет 100 мЗв/час (зарегистрированный факт), это равно 100 000 мкЗв/час, каждый может его сравнить с нормальным радиационным фоном для техногенных источников и понять, что радиационное загрязнение примерно в 1 000 000 раз выше допустимого уровня, который в соответствии с нормативным документом НРБ-99/2009, должен составлять 0,11 мкЗв/час или что соответствует 1000 мкЗв/год или 1 мЗв/год. Это означает, что при нахождении в зоне действия радиации в течении 30 минут, человек получит единовременную дозу радиации, которую он мог получать в течении всей своей жизни. То есть организм подвергся огромному сконцентрированному по времени энергетическому воздействию, что с большой вероятностью может привести к онкологии.

Обзор источников информации по проблеме исследования

Всем известно, что существует естественный радиационный фон (ЕРФ), с которым мы живем с рождения. Как утверждают ученые, задолго до того, как на земле возникла жизнь, на планете шел распад урана, и продукты этого распада постоянно выделялись из земной коры.

Сегодня мы с вами живём в век повышенной радиоактивности, и, величина допустимого уровня в 0,1- 0,2 мкЗв/ч (10- 20 мкР/с) считается нормальной, уровень 0,2- 0,6 мкЗв/ч (20- 60 мкР/ч) считается допустимым, а уровень свыше 0,6-1,2 мкЗв/ч (60- 120 мкР/ч) признан повышенным . Данные приведены согласно рекомендации Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ) и Всемирного общества здравоохранения (ВОЗ). Надо понимать, что искусственно создаваемые источники излучения (например, АЭС, рентгеновские исследования в поликлиниках, путешествия на самолетах и многое другое) постоянно повышают уровень естественного радиационного фона и поэтому требуется его корректировка.

Но об этом мало кто знает. Можно годами жить в радиоактивной зоне и не знать об этом. А последствия облучения нам хорошо известны, и этим пользуются средства массовой информации. Например, выдержка из новостной ленты одного интернет-сайта :

– 19.11.2012. Обнаружена партия радиоактивных автозапчастей из Японии. – 03.10.2012. Московская пенсионерка получила из банка радиоактивные купюры. – 18.08.2012. У берегов Японии выловлена рыба с радиоактивными изотопами цезия.

А это лишь крупинка информации! Многие люди, даже не усомнятся в ее правильности, такова психология человека, особенно невежественного. Может быть, оно так и есть!? Хочется привести еще немного интернет – фактов, как нам кажется, более близких к каждому из нас.

«… В Новосибирске во дворе частной школы, где учится более 500 детей, была обнаружена щебёнка из карьера Мочище, закрытого ещё десять лет назад из-за превышения предельно допустимого радиоактивного фона. По данному факту было возбужденно уголовное дело. О последствиях, которые имел для здоровья детей такой радиоактивный двор, судить можно будет только через 10-15 лет. Специалисты www.dozimetr.biz подчеркивают, что радиация действует незаметно и поражения, вызванные ею, имеют отложенный эффект. Тем не менее, это не мешает нечистым на руку предпринимателям добывать материал в опасном месте, продавая его ничего не подозревающим горожанам». «… В Кузьминках, в районе Волжского бульвара, нашли “радиационную мину”. Здесь хотели строить гаражи, стали исследовать грунт. Измерили – «фонит»! Излучение – 2830 микрорентген в час. Почти в 30 раз больше нормы! Очаг ликвидировали, но, сколько их еще осталось?»

И, в завершении факты, для всех жителей Москвы и Московской области, да и для приезжих тоже.

«… Старший специалист компании «Экостандарт» Евгений Кузьменко, проводил исследования по Москве. С дозиметром-радиометром ДКС – 96 он обнаружил: – в метро на переходе с “Театральной” на “Охотный ряд” радиация вдруг вырастает в три с лишним раза – до 20 мкР/час (это терпимый уровень, здесь «фонит» гранит); – у гранитных камней на Патриаршем мосту под ногами радиация 21 мкР/час, а возле колонн, которые скрепляют ограду, уже 34 (это серьезно, на 20 единиц выше обычного фона для этого места); – по Гоголевскому бульвару радиационный фон низкий – 6 – 7 мкР/час, но при подходе к памятнику Гоголю, фон у ступеней, ведущих к монументу – 38 – 40 мкР/час (!)»

Впечатляет, не правда ли? Как видите, даже в общественных местах в метро и в центре города можно столкнуться с «радиоактивными» проблемами. Вот посиди после этого на ступенях монумента великого писателя да поброди по Патриаршему пруду! Радиация из нашего организма, как известно, не выводится… Стоит ее накапливать? Ответ очевиден. А о последствиях влияния радиоактивного излучения на живой организм и говорить не приходится: все ясно без слов…(см. приложение №1).

Но прогулки по Москве, это лишь небольшая часть времени, которую вы посвящаете себе, а теперь, может, и вовсе забудете дорогу в эти места. А ведь мы можем и жить и работать в таких местах!

Оценка действия радиации на живые организмы

Действие радиации на вещество проявляется в виде энергии, которую вещество получает от радиоактивного излучения, и чем больше вещество поглотит этой энергии, тем сильнее действие радиации на вещество. Количество энергии радиоактивного излучения, воздействующего на вещество, оценивается в дозах, а количество поглощенной веществом энергии называется — поглощенной дозой.

Поглощенная доза — это количество радиации, которое поглощено веществом. В системе СИ для измерения поглощенной дозы используется — Грей (Гр).

1 Грей — это количество энергии радиоактивного излучения в 1 Дж, которая поглощена веществом массой в 1 кг, независимо от вида радиоактивного излучения и его энергии.

1 Грей (Гр) = 1Дж/кг = 100 рад

Экспозиционная доза — это величина, характеризующая поглощённую дозу радиации и степень ионизации вещества. В системе СИ для измерения экспозиционной дозы используется — Кулон/кг (Кл/кг).

1 Кл/кг= 3,88*103 Р

1 Р = 2,57976*10-4 Кл/кг

Доза в 1 Рентген — это образование 2,083*109 пар ионов на 1см3 воздуха

Если живые ткани облучить разными видами радиации, имеющими одинаковую энергию, то последствия для живой ткани будут сильно отличаться в зависимости от вида радиоактивного излучения. Например, последствия от воздействия альфа излучения с энергией в 1 Дж на 1 кг вещества будут сильно отличаться от последствий воздействия энергии в 1 Дж на 1 кг вещества, но только гамма излучения.

То есть при одинаковой поглощенной дозе радиации, но только от разных видов радиоактивного излучения, последствия будут разными. То есть для оценки влияния радиации на живой организм недостаточно просто понятия поглощенной или экспозиционной дозы радиации. Поэтому для живых тканей было введено понятие эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза — это поглощённая живой тканью доза радиации, умноженная на коэффициент k, учитывающий степень опасности различных видов радиации. В системе СИ для измерения эквивалентной дозы используется — Зиверт (Зв).

Чем выше «коэффициент k» тем опаснее действие определенного вида радиции для тканей живого организма.

Эквивалентная доза радиации — это количество энергии поглощённое живой тканью (поглощенная доза в Грей, рад или Дж/кг) от радиоактивного излучения с учетом степени воздействия (наносимого вреда) этой энергии на живые ткани (коэффициент К).

При каком уровне радиации происходит обязательное отселение граждан?

Отселение граждан

Согласно российскому законодательству есть определенная статья, предусматривающая отселение граждан, если радиация вокруг них представляет угрозу. Происходит это в случае, когда почва загрязнена цезием-137 свыше 15 кюри/кв. км, или стронцием-90 — свыше 3 кюри/кв. км, или плутонием-239, 240 — свыше 0,1 кюри/кв. км.

Кроме того, если плотность загрязнения почвы составит больше 40 кюри/кв. км, а также доза облучения в течение года может превышать 5,0 мЗв, то население будет отселено. На остальной территории зоны гражданам, принявшим решение о выезде, предоставляются компенсации и льготы.

Еще в зоне отселения обеспечивается обязательный контроль медиков за здоровьем граждан, а также проводятся защитные мероприятия, чтобы снизить облучение.

Нормы для человека

За длительные годы исследования радиации были определены безопасные и максимальные дозы. К сожалению, не только опытным путём, но и на практике. Такие события, как Хиросима и Чернобыль не прошли даром для планеты. Годы наблюдений за излучением показали, что превышение допустимой дозы радиации оставляет отпечаток на всех последующих поколениях.

Физические величины в которых измеряется радиация

Радиационный фон

С момента зарождения земли прошло 4,5 миллиарда лет, за это время радиоактивность, которая во время её формирования была просто гигантской, сошла почти на нет. Существующий естественный фон, который в нашей стране составляет 4–15 мкР в час, складывается из нескольких составляющих. Это:

• Природный, до 83%. Остаточная радиация от природных источников — газов, минералов.
• Космическое излучение — 14%. Мощнейшим источником излучения является солнце. При уменьшении магнитного поля земли общий фон увеличится, что может привести к увеличению раковых заболеваний и мутаций. Второй фактор, снижающий излучение – это атмосфера. Летающие на самолётах и альпинисты получают повышенную дозу.
• Техногенное – от 3 до 13%. С первого атомного взрыва прошло 75 лет. За время испытаний атомного оружия в атмосферу было выброшено огромное количество радиоактивных веществ. Кроме этого, техногенные аварии — Чернобыль, Фукусима. Добыча и транспортировка таких веществ, а также работающие АЭС. Всё вносит вклад в общий фон.

Доза радиации которую получает человек в течении года Норма радиационного фона является значение до 0,20 мкЗв/час или 20 мкР/час. Допустимый фон считается уровень до 60 мкР/час или 0,6 мЗв. Для каждой страны он устанавливается свой, например, в Бразилии безопасный радиоактивный фон составляет 100 мкР в час.

Безопасная доза

Безопасной дозой радиации для человека является уровень, при котором можно жить и работать без последствий для организма. Этот уровень определён до 30 мкР/ч (0,3 мкЗв/час).

Допустимая доза

Допустимая доза радиации несколько больше безопасной и показывает уровень, при котором на организм оказывается воздействие радиации, но без негативных последствий для здоровья.

Допустимый уровень в год предполагает до 1 мЗв. Если это значение поделить на часы, то получим 0,57 мкЗв/ч.

Эта доза применяется и для расчёта среднего значения полученного излучения за несколько лет. Например, человек за 5 лет подряд должен получить 5 мЗв, но работая на вредном производстве, получил годовую в 3 мЗв. Следующие 4 года он не должен получить более 1 мЗв, чтобы выровнять значения и уменьшить риск заработать лучевую болезнь.

При полётах на высоте выше 10 км уровень излучения будет до 3 мкЗв/ч, что превышает норму в 10 раз. Получается, что за 4 часа можно получить максимальную, суммарную дозу до 12 мкЗв.

Излучение которое можно полечить в полёте

Смертельный уровень облучения

Опасной дозой можно принять уровень в 0,75 Зв. При таком значении происходит изменение в крови человека и хоть не бывает смертельных исходов сразу, но в будущем вероятность раковых заболеваний довольно высока.

Как уже было замечено выше органы (печень, лёгкие, желудок, кожа) неравномерно воспринимают излучение. Лучевая болезнь начинается с дозы в 1–2 Зиверт и для некоторых это уже смертельная доза. Другие с лёгкостью перенесут заражение и выздоровеют.

Если исходить из статистики, то смертельной будет доза выше 7 Зиверт или 700 рентген.

Можно ли заразиться радиацией от зараженного человека?

Радиация вокруг нас коварна и способна вызвать множество заболеваний. Но можно ли ей заразиться от другого человека? На этот счет есть несколько мнений.

Одни ученые считают, что человек действительно способен заразить другого, потому что радиация представляет собой направленный поток излучений, появляющийся от быстрого деления ядер изотопов. Они отличаются по уровню опасности. Самым опасным считается направленный поток освобожденных радикалов, когда все нейтроны нейтральны и проникают в организм человека, который их поглощает. В результате начинается бесконечная реакция и именно появляющиеся ядра являются радиоактивными изотопами. Так, если организм облучен, то сам начинает излучать нейтроны и заражать все вокруг.

Второе мнение — заражение невозможно, потому что радиационные клетки убивают человека быстрее, чем он сам кого-то облучил. Но, если на одежде и волосах остается много радиационной пыли, то она может воздействовать на людей, находящихся рядом.

Общепринятое мнение — радиация не заразна. Можно получить любую инфекцию по воздуху. А вот чтобы получить большую дозу радиации, то требуется источник, коим человек быть не может.