Ионизирующее излучение, последствия для здоровья и защитные меры

Что такое ионизирующее излучение? 

Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета или альфа). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами.

Все радионуклиды уникальным образом идентифицируются по виду испускаемого ими излучения, энергии излучения и периоду полураспада.

Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель — это один акт распада в секунду. Период полураспада — это время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины.

Период полураспада радиоактивного элемента — это время, в течение которого происходит распад половины его атомов. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 — 5730 лет).

Источники излучения

Люди каждый день подвергаются воздействию естественного и искусственного излучения. Естественное излучение происходит из многочисленных источников, включая более 60 естественным образом возникающих радиоактивных веществ в почве, воде и воздухе. Радон, естественным образом возникающий газ, образуется из горных пород, почвы и является главным источником естественного излучения. Ежедневно люди вдыхают и поглощают радионуклиды из воздуха, пищи и воды.

Люди подвергаются также воздействию естественного излучения из космических лучей, особенно на большой высоте. В среднем 80% ежегодной дозы, которую человек получает от фонового излучения, это естественно возникающие наземные и космические источники излучения.

Уровни такого излучения варьируются в разных реогрфических зонах, и в некоторых районах уровень может быть в 200 раз выше, чем глобальная средняя величина.

На человека воздействует также излучение из искусственных источников — от производства ядерной энергии до медицинского использования радиационной диагностики или лечения. Сегодня самыми распространенными искусственными источниками ионизирующего излучения являются медицинские аппараты, как рентгеновские аппараты, и другие медицинские устройства.

Воздействие ионизирующего излучения

Воздействие излучения может быть внутренним или внешним и может происходить различными путями.

Внутренне воздействие ионизирующего излучения происходит, когда радионуклиды вдыхаются, поглощаются или иным образом попадают в кровообращение (например, в результате инъекции, ранения). Внутреннее воздействие прекращается, когда радионуклид выводится из организма либо самопроизвольно (с экскрементами), либо в результате лечения.

Внешнее радиоактивное заражение может возникнуть, когда радиоактивный материал в воздухе (пыль, жидкость, аэрозоли) оседает на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела простым мытьем.

Воздействие ионизирующего излучения может также произойти в результате внешнего излучения из соответствующего внешнего источника (например, такое как воздействие радиации, излучаемой медицинским рентгеновским оборудованием). Внешнее облучение прекращается в том случае, когда источник излучения закрыт, или когда человек выходит за пределы поля излучения.

Люди могут подвергаться воздействию ионизирующего излучения в различных обстоятельствах: дома или в общественных местах (облучение в общественных местах), на своих рабочих местах (облучение на рабочем месте) или в медицинских учреждениях (пациенты, лица, осуществляющие уход, и добровольцы).

Воздействие ионизирующего излучения можно классифицировать по трем случаям воздействия.

Первый случай — это запланированное воздействие, которое обусловлено преднамеренным использованием и работой источников излучения в конкретных целях, например, в случае медицинского использования излучения для диагностики или лечения пациентов, или использование излучения в промышленности или в целях научных исследований.

Второй случай — это существующие источники воздействия, когда воздействие излучения уже существует и в случае которого необходимо принять соответствующие меры контроля, например, воздействие радона в жилых домах или на рабочих местах или воздействие фонового естественного излучения в условиях окружающей среды.

Последний случай — это воздействие в чрезвычайных ситуациях, обусловленных неожиданными событиями, предполагающими принятие оперативных мер, например, в случае ядерных происшествий или злоумышленных действий.

На медицинское использование излучения приходится 98% всей дозы облучения из всех искусственных источников; оно составляет 20% от общего воздействия на население.  Ежегодно в мире проводится 3 600 миллионов радиологических обследований в целях диагностики, 37 миллионов процедур с использованием ядерных материалов и 7,5 миллиона процедур радиотерапии в лечебных целях.

Последствия ионизирующего излучения для здоровья

Радиационное повреждение тканей и/или органов зависит от полученной дозы облучения или поглощенной дозы, которая выражается в грэях (Гр).

Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения его потенциала причинить вред. Зиверт (Зв) — единица эффективной дозы, в которой учитывается вид излучения и чувствительность ткани и органов. Она дает возможность измерить ионизирующее излучение с точки зрения потенциала нанесения вреда. Зв учитывает вид радиации и чувствительность органов и тканей. 

Зв является очень большой единицей, поэтому более практично использовать меньшие единицы, такие как миллизиверт (мЗв) или микрозиверт (мкЗв). В одном мЗв содержится тысяча мкЗв, а тысяча мЗв составляют один Зв. Помимо количества радиации (дозы), часто полезно показать скорость выделения этой дозы, например мкЗв/час или мЗв/год. 

Выше определенных пороговых значений облучение может нарушить функционирование тканей и/или органов и может вызвать острые реакции, такие как покраснение кожи, выпадение волос, радиационные ожоги или острый лучевой синдром. Эти реакции являются более сильными при более высоких дозах и более высокой мощности дозы. Например, пороговая доза острого лучевого синдрома составляет приблизительно 1 Зв (1000 мЗв).

Если доза является низкой и/или воздействует длительный период времени (низкая мощность дозы), обусловленный этим риск существенно снижается, поскольку в этом случае увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. Тем не менее риск долгосрочных последствий, таких как рак, который может проявиться через годы и даже десятилетия, существует. Воздействия этого типа проявляются не всегда, однако их вероятность пропорциональна дозе облучения. Этот риск выше в случае детей и подростков, так как они намного более чувствительны к воздействию радиации, чем взрослые.

Эпидемиологические исследования в группах населения, подвергшихся облучению, например людей, выживших после взрыва атомной бомбы, или пациентов радиотерапии, показали значительное увеличение вероятности рака при дозах выше 100 мЗв. В ряде случаев более поздние эпидемиологические исследования на людях, которые подвергались воздействию в детском возрасте в медицинских целях (КТ в детском возрасте), позволяют сделать вывод о том, что вероятность рака может повышаться даже при более низких дозах (в диапазоне 50-100 мЗв).

Дородовое воздействие ионизирующего излучения может вызвать повреждение мозга плода при сильной дозе, превышающей 100 мЗв между 8 и 15 неделей беременности и 200 мЗв между 16 и 25 неделей беременности. Исследования на людях показали, что до 8 недели или после 25 недели беременности связанный с облучением риск для развития мозга плода отсутствует. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака у плода после воздействия облучения аналогичен риску после воздействия облучения в раннем детском возрасте.

Деятельность ВОЗ

ВОЗ разработала радиационную программу защиты пациентов, работников и общественности от опасности воздействия радиации на здоровье в планируемых, существующих и чрезвычайных случаях воздействия. Эта программа, которая сосредоточена на аспектах общественного здравоохранения, охватывает деятельность, связанную с оценкой риска облучения, его устранением и информированием о нем.

В соответствии с основной функцией, касающейся «установления норм и стандартов, содействия в их соблюдении и соответствующего контроля» ВОЗ сотрудничает с 7 другими международными организациями в целях пересмотра и обновления международных стандартов базовой безопасности, связанной с радиацией (СББ). ВОЗ приняла новые международные СББ в 2012 году и в настоящее время проводит работу по оказанию поддержки в осуществлении СББ в своих государствах-членах.

 

САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
(полное наименование органа государственного санитарного надзора, адрес, телефон)
			Экз. № _____
Санитарно-эпидемиологическое заключение №— на право работы с источниками ионизирующего излучения (ИИИ)
1. Организация __________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
(полное и сокращенное наименование, административный район, адрес, телефон)
2. Министерство, ведомство __________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________
(полное и сокращенное наименование, адрес)
3. Вышестоящая (непосредственно над организацией) организация _________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
(полное и сокращенное наименование, адрес, телефон)
4. Подразделение организации (объект), получающее санитарно-эпидемиологическое заключение
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
(наименование, подчиненность в структуре организации, административный район, адрес, телефон)
5. Должностное лицо, ответственное за радиационную безопасность на объекте
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
(должность, номер, дата приказа по организации о возложении ответственности, телефон)
6. Разрешаются работы с ИИИ
Вид и характеристика ИИИ	Вид и характер работ	Место проведения работ	Ограничительные условия
I. Работы с открытыми ИИИ ________________
II. Работы с закрытыми ИИИ ________________
III. Работы с устройствами, генерирующими излучение ________________
IV. Другие работы с ИИИ ________________
7. Санитарно-эпидемиологическое заключение выдано на основании ______
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
(актов приемки, обследований и других документов с указанием номеров и дат, органов надзора)
8. Санитарно-эпидемиологическое заключение действительно до «_____» ______________ 2 _____ г.
Главный государственный санитарный врач ____________________________
		(Ф.И.О.)
М.П.

Мощность дозы и единицы ее измерения

Ю.А. Александров
Основы радиационной экологии
Учебное пособие. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2007. – 268 с.

1.6. Мощность дозы и единицы ее измерения

В биологическом отношении важно знать не только дозу излучения, которую получил облучаемый объект, а дозу, полученную в единицу времени. Суммарная доза, значительно превышающая летальную, но полученная в течение длительного периода времени, не приводит к гибели животного, а доза, меньше смертельной, но полученная в короткий период времени, может вызвать лучевую болезнь различной степени тяжести.

Мощность дозы (P) – это доза излучения (D) отнесенная к единице времени t:  P = D / t.

Мощность экспозиционной дозы  в системе СИ измеряется в ампер на килограмм (А\кг), внесистемная единица – в рентген в час (Р/ч) или в других дольных и кратных величинах:

1 А/кг = 3876 Р/с, 1 Р/с = 2,58×10^-4 А/кг.

Мощность поглощенной дозы облучения в системе СИ измеряется в Вт/кг, Гр/с или в других кратных и дольных величинах. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад/с, а так же другие кратные и дольные величины. Для измерения мощности дозы излучения используются рентгенметры типа ДП-5, УСИТ, ДРГЗ, СРП 68-01 и др.

Под радиационным фоном понимают именно мощность экспозиционной дозы ионизирующих излучений в воздухе, уровень его для средней полосы России составляет 4-40 мкР/ч (микрорентген в час ).

Согласно рекомендациям  Международной комиссии по радиационной защите (МКЗР) и Всемирного общества здравоохранения (ВОЗ)
радиационный уровень, соответствующий естественному фону
0,1-0,2 мкЗв/ч (10-20 мкР/ч), признано считать нормальным уровнем, 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) с учетом эффекта экранирования считается повышенным.

Если говорить о границе жизненно необходимой радиации, проведенные в последнее время эксперименты с растениями и животными показали, что изоляция организма от естественной радиации вызывает в нем замедление самых фундаментальных жизненных процессов, в том числе – деление клеток и межклеточного информационного объема.

Ионизирующее излучение не только вызывает ионизацию, но и возбуждение, энергия возбуждения от одной молекулы передается другой молекуле  в виде вторичного биогенного излучения в области УФО. Это излучение обладает удивительными свойствами – вдвое увеличивается всхожесть семян, распускаются пребывающие в спячке почки деревьев, стимулируется развитие зародышей в яйцах и т.д.

Имеются и иные исследования. Считают, что наследственные нарушения, вызванные малыми дозами радиации, не подчиняются линейной зависимости «доза-эффект». Нобелевский выдвиженец, канадский ученый Петкау А.  в  своих исследованиях показал, что облучение при низкой мощности дозы может вызывать такой же разрушительный эффект в мембранах живой клетки, какой возникает при интенсивном облучении дозой в десятки и сотни раз более высокой.

Определение границы жизненно необходимой радиации является предметом дополнительных исследований по радиационной биологии.

Радиоактивное загрязнение местности

Радиоактивное загрязнение местности при авариях на АЭС и других радиационно опасных объектах. Понятие о дозах облучения, уровнях загрязнения различных поверхностей и объектов (тела человека, одежды, техники, местности, поверхности, животных), продуктов

Радиоактивность — совсем не новое явление, как до сих пор считают некото­рые, связывая ее со строительством АЭС и появлением ядерных боеприпасов. И радиоактивность, и сопутствующие ей ионизирующие излучения существо­вали на Земле задолго до зарождения на ней жизни.

Однако радиацию, как явление, человечество открыло всего чуть более ста лет тому на­зад.

В 1896 г. французский ученый Анри Беккерель положил несколько фото­пластинок на стол, а сверху накрыл их минералом, содержащим уран. Когда проявил — обнаружил на них следы какого-то излучения. Позже этим явлением заинтересовалась Мария Кюри, молодой ученый химик, которая и ввела в оби­ход слово «радиоактивность».

Чуть раньше, в 1895 г. немецкий физик Вильгельм Рентген открыл лучи, кото­рые и были названы его именем «рентгеновскими».

Ученые устремили свои усилия на разгадку одной из самых волнующих зага­док всех времен, стремясь проникнуть в тайны материи. К великому сожале­нию, последующие их работы привели к созданию в США атомной бомбы (1945 г.) и только потом в СССР—атомной электростанции (1954 г.). Через три года со стапелей сошло первое в мире судно с атомной энергетической установкой — ледокол «Ленин». На сегодня в мире действует большое количество объектов с ядерными установками, вырабатывающими электрическую и тепловую энер­гию, приводящие в движение надводные и подводные корабли, работающие в научных целях.

Чернобыльская катастрофа (26 апреля 1986 г.) представляет собой событие века, которое почувствовали не только в России, на Украине, в Белоруссии, но и в других странах. Одиннадцать областей, в которых проживало 17 млн. человек, из них 2,5 млн. детей до 5-летнего возраста, оказались в зоне заражения. В райо­нах жесткого радиационного контроля — 1 млн. человек Гомельской, Могилевской, частично Брянской, Житомирской, Киевской и Черниговской облас­тей. Пострадало много людей не только от того, что они начинали ощущать на себе пагубное воздействие радиации, но и оттого, что большому количеству жителей пришлось покинуть свои дома, свои населенные пункты. Нельзя за­бывать — через Чернобыль, участвуя в работах по ликвидации, прошло не­сколько сотен тысяч человек. Для значительного количества людей это не про­шло бесследно.

Радиоактивное загрязнение (заражение) местности происходит в двух случа­ях: при взрывах ядерных боеприпасов (см. тему 8) или при аварии на объектах с ядерными энергетическими установками.

На АЭС реактор является мощным источником накопления радиоактивных веществ. В качестве ядерного топлива применяются, главным образом, двуокись урана-238, обогащенная ураном-235. Топливо размещается в тепловыделяющих элементах— ТВЭЛАХ, а точнее в металлических трубках диаметром 6 — 15 мм, длиной до 4 м.

В активной зоне реактора, где находятся ТВЭЛЫ, происходит реакция деления ядер урана-235. В результате торможения осколков деления их кинетическая энергия разогревает реактор. Это тепло затем используется для получения пара, вращения турбин и выработки электрической энергии.

Во время реакции в ТВЭЛАХ накапливаются радиоактивные продукты деления. Если в бомбе процесс деления идет мгновенно, то в ТВЭЛАХ длится несколько месяцев и более. За этот срок короткоживущие изотопы распадаются. Поэтому идет накопление радионуклидов с большим периодом полураспада.

На фоне тугоплавкости большинства радионуклидов такие как теллур, йод, цезий обладают высокой летучестью. Вот почему аварийные выбросы реак­торов всегда обогащены этими радионуклидами, из которых йод и цезий име­ют наиболее важное воздействие на организм человека и животный мир. Как видим, состав аварийного выброса продуктов деления существенно отлича­ется от состава продуктов ядерного взрыва. При ядерном взрыве преобладают радионуклиды с коротким периодом полураспада. Поэтому на следе радиоак­тивного облака происходит быстрый спад мощности дозы излучения. При ава­риях на АЭС характерно, во-первых, радиоактивное заражение атмосферы и местности легколетучими радионуклидами (йод, цезий и стронций), а, во-вто­рых, цезий и стронций обладают длительными периодами полураспада — до 30 лет. Поэтому такого резкого уменьшения мощности дозы, как это имеет место на следе ядерного взрыва, не наблюдается.

И еще одна особенность. При ядерном взрыве и образовании следа для людей главную опасность представляет внешнее облучение (90-95% от общей дозы). При аварии на АЭС с выбросом активного материала картина иная. Значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном и аэро­зольном состоянии. Вот почему доза внешнего облучения здесь составляет 15%, а внутреннего — 85%.

Загрязнение местности от чернобыльской катастрофы происходило в бли­жайшей зоне (80 км) в течение 4-5 суток, а в дальней зоне примерно 15 дней. Наиболее сложная и опасная радиационная обстановка сложилась в 30-км зоне от АЭС, в Припяти и Чернобыле. Из-за этого оттуда было эвакуировано все население. К началу 1990 г. во многих районах мощность дозы уменьшилась и приблизилась к фоновым значениям 12—18 мкР/ч. Припять и Чернобыль и на сегодня представляют опасность для жизни.

Дозы облучения. Лучевая болезнь

При радиоактивном загрязнении местности от ядерных взрывов или при ава­риях на ядерных энергетических установках трудно создать условия, которые бы полностью исключали облучение. Поэтому при действии на местности, заг­рязненной радиоактивными веществами, устанавливаются определенные допу­стимые дозы облучения на тот или иной промежуток времени. Все это направ­лено на то, чтобы исключить радиационные поражения людей. Давно известно, что степень лучевых (радиационных) поражений зависит от полученной дозы и времени, в течение которого человек подвергался облуче­нию. Надо понимать: не всякая доза облучения опасна для человека. Вам дела­ют флюорографию, рентген зуба, желудка, сломанной руки, вы смотрите теле­визор, летите на самолете, проводите радиоизотопное исследование — во всех этих случаях подвергаетесь дополнительному облучению. Но дозы эти малы, а потому и не опасны. Если она не превышает 50 Р, то лучевая болезнь исключает­ся. Доза в 200-300 Р, полученная за короткий промежуток времени, может вызвать тяжелые радиационные поражения. Но если эту дозу получить в тече­ние нескольких месяцев — это не приведет к заболеванию. Организм человека способен вырабатывать новые клетки, и взамен погибших при облучении появ­ляются свежие. Идет процесс восстановления. Доза облучения может быть однократной и многократной. Однократным счи­тается облучение, полученное за первые четверо суток. Если оно превышает четверо суток — считается многократным. Однократное облучение человека дозой 100 Р и более называют острым облучением. Соблюдение правил поведения и пределов допустимых доз облучения позволит исключить массовые поражения в зонах радиоактивного заражения местности. Ниже в таблице приводятся возможные последствия острого, однократного и многократного облучения человека в зависимости от дозы.

Доза облучения	Признаки поражения
50	Признаков поражения нет
100	При многократном облучении (10 — 30 суток) внешних признаков нет. При остром (однократном) облучении у 10% тошнота, рвота, слабость
200	При многократном в течение 3 мес. внешних признаков нет. При остром (однократном) появляются признаки лучевой болезни I степени
300	При многократном — первые признаки лучевой болезни. При остром облучении — лучевая болезнь II степени. В большинстве случаев можно выздороветь
400 – 700	Лучевая болезнь III степени. Головная боль, температура, слабость, тошнота, рвота, понос, кровоизлияние внутрь, изменение состава крови. При отсутствии лечения – смерть
Более 700	В большинстве случаев смертельный исход
Более 1000	Молниеносная форма лучевой болезни, гибель в первые сутки

Основные поражающие факторы ядерного оружия и ядерных взрывов.

При ядерном взрыве в атмосфере возникают следующие поражающие факторы:

— воздушная ударная волна;

— световое излучение;

— проникающая радиация;

— электромагнитный импульс;

— радиоактивное заражение местности (только при наземном (подземном) взрыве).

Воздушная ударная волна – это область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Источником возникновения ударной волны являются высокое давление в области взрыва (миллиарды атмосфер) и температура, достигающая миллионов градусов.

Защитой от ударной волны являются убежища. На открытой местности действие ударной волны снижается различными углублениями, препятствиями. Рекомендуется лечь на землю головой по направлению к взрыву, лучше в углубление или за складку местности.

Световое излучение – представляет собой поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра.

Защитой от светового излучения может служить любая непрозрачная преграда.

Проникающая радиация — представляет собой y- излучение и поток нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва.

Время действия проникающей радиации составляет 15-20 секунд. Поражающее действие ПР  на материалы характеризуется  поглощенной дозой, мощностью дозы и потоком нейтронов.

Радиоактивное заражение местности.

Его источником являются продукты деления ядерного горючего, радиоактивные изотопы, образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов – наведенная активность, а также неразделившаяся часть ядерного заряда.

Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения • Радиация и радиология • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Атомная станция в городе Пикеринг, Онтарио, Канада

Общие сведения

Бета и гамма дозиметр Ecotest Terra-P показывает фоновое ионизирующее излучение в 0,11 мкЗв/ч в офисе TranslatorsCafe.com

Излучение — природное явление, которое проявляется в том, что электромагнитные волны или элементарные частицы с высокой кинетической энергией движутся внутри среды. В этом случае среда может быть либо материей, либо вакуумом. Излучение — вокруг нас, и наша жизнь без него немыслима, так как выживание человека и других животных без излучения невозможно. Без излучения на Земле не будет таких необходимых для жизни природных явлений как света и тепла. В этой статье мы обсудим особый тип излучения, ионизирующее излучение или радиацию, которая окружает нас везде. В дальнейшем в этой статье под излучением мы подразумеваем именно ионизирующее излучение.

Каждая бусина из уранового стекла светится зеленым флуоресцентным светом в лучах ультрафиолетового излучения

Источники излучения и его использование

Ионизирующее излучение в среде может возникнуть благодаря либо естественным, либо искусственным процессам. Естественные источники излучения включают солнечное и космическое излучения, а также излучение некоторых радиоактивных материалов, таких как уран. Такое радиоактивное сырье добывают в глубине земных недр и используют в медицине и промышленности. Иногда радиоактивные материалы попадают в окружающую среду в результате аварий на производстве и в отраслях, где используют радиоактивное сырье. Чаще всего это происходит из-за несоблюдения правил безопасности по хранению радиоактивных материалов и работе с ними или из-за отсутствия таких правил.

Мощность дозы излучения бусин из уранового стекла, равная 0,46 мкЗв/ч, примерно в пять раз выше, чем природное фоновое ионизирующее излучение

Стоит заметить, что до недавнего времени радиоактивные материалы не считались опасными для здоровья, и даже наоборот, их использовали как целебные препараты, а также они ценились за их красивое свечение. Урановое стекло — пример радиоактивного материала, используемого в декоративных целях. Это стекло светится флюоресцентным зеленым светом благодаря тому, что в него добавлен оксид урана. Процент содержания урана в этом стекле относительно мал и количество выделяемой им радиации невелико, поэтому урановое стекло на данный момент считают безопасным для здоровья. Из него даже изготавливают стаканы, тарелки, и другую посуду. Урановое стекло ценится за его необычное свечение. Солнце излучает ультрафиолет, поэтому урановое стекло светится и в солнечном свете, хотя это свечение намного более выражено под лампами ультрафиолетового света.

Мощность дозы излучения гранита, равная 0,38 мкЗв/ч, примерно в четыре раза выше, чем природное фоновое ионизирующее излучение

У радиации множество применений — от производства электроэнергии до лечения больных раком. В этой статье мы обсудим, как радиация влияет на ткани и клетки людей, животных и биоматериала, уделяя особое внимание тому, как быстро и насколько сильно происходит поражение облученных клеток и тканей.

Определения

Вначале рассмотрим некоторые определения. Существует множество способов измерять радиацию, в зависимости от того, что именно мы хотим узнать. Например, можно измерить общее количество радиации в среде; можно найти количество радиации, которое нарушает работу биологических тканей и клеток; или количество радиации, поглощенной телом или организмом, и так далее. Здесь мы рассмотрим два способа измерения радиации.

Общее количество радиации в среде, измеряемое на единицу времени, называют суммарной мощностью дозы ионизирующего излучения. Количество радиации, поглощенное организмом за единицу времени, называют мощностью поглощенной дозы. Суммарную мощность дозы ионизирующего излучения легко найти с помощью широко распространенных измерительных приборов, таких как дозиметры, основной частью которых обычно являются счетчики Гейгера. Работа этих приборов более подробно описана в статье об экспозиционной дозе радиации. Мощность поглощенной дозы находят, используя информацию о суммарной мощности дозы и о параметрах предмета, организма, или части тела, которая подвергается излучению. Эти параметры включают массу, плотность и объем.

Уровень радиации 1,42 мкЗв/ч в кабине самолета на крейсерской высоте 9000 метров (30000 футов) примерно в 15–30 раз выше, чем природное фоновое ионизирующее излучение Земли

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.

Условия, которые усугубляют влияние радиации на организм

На данный момент наши знания о влиянии радиации на организм и о том, в каких условиях это влияние усугубляется, ограничены, так как в распоряжении исследователей имеется совсем немного материала. Большая часть наших знаний основана на исследованиях истории болезни жертв атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, а также жертв взрыва на Чернобыльской АЭС. Подробнее о техногенных катастрофах, во время которых произошли выбросы радиоактивных отходов, можно узнать в статье конвертера единиц о радиоактивном распаде.

Стоит отметить, что некоторые исследования влияния радиации на организм, которые проводили в 50-х — 70-х гг. прошлого века, были неэтичны и даже бесчеловечны. В частности, это исследования, проводимые военными в США и в Советском Союзе. Большая часть этих экспериментов была проведена на полигонах и в специально отведенных зонах для тестирования ядерного оружия, например на полигоне в Неваде, США, на ядерном полигоне на Новой Земле на нынешней территории России, и на Семипалатинском испытательном полигоне на нынешней территории Казахстана. В некоторых случаях эксперименты проводили во время военных учений, как например, во время Тоцких войсковых учений (СССР, на нынешней территории России) и во время военных учений Дезерт Рок в штате Невада, США.

Радиоактивные выбросы во время этих экспериментов принесли вред здоровью военных, а также мирных жителей и животных в окрестных районах, так как меры по защите от облучения были недостаточны или полностью отсутствовали. Во время этих учений исследователи, если можно их так назвать, изучали воздействие радиации на организм человека после атомных взрывов.

С 1946 по 1960-е эксперименты по влиянию радиации на организм проводили также в некоторых американских больницах без ведома и согласия больных. В некоторых случаях такие эксперименты проводили даже над беременными женщинами и детьми. Чаще всего радиоактивное вещество вводили в организм больного во время приема пищи или через укол. В основном главной целью этих экспериментов было проследить, как радиация влияет на жизнедеятельность и на процессы, происходящие в организме. В некоторых случаях исследовали органы (например, мозг) умерших больных, которые при жизни получили дозу облучения. Такие исследования проводили без согласия родных этих больных. Чаще всего больные, над которыми проводили эти эксперименты, были заключенными, смертельно больными пациентами, инвалидами, или людьми из низших социальных классов.

Дозиметрический прибор для измерения бета и гамма излучения в Канадском музее науки и технологии, Оттава

Доза радиации

Нам известно, что большая доза радиации, называемая дозой острого облучения, вызывает угрозу для здоровья, и чем выше эта доза — тем выше риск для здоровья. Нам также известно, что радиация влияет на разные клетки в организме по-разному. Наиболее сильно страдают от радиации клетки, которые подвергаются частому делению, а также те, что не специализированы. Так, например, клетки в зародыше, кровяные клетки, и клетки репродуктивной системы больше всего подвержены отрицательному влиянию радиации. Кожа, кости, и мышечные ткани менее подвержены воздействию, а самое малое влияние радиации — на нервные клетки. Поэтому в некоторых случаях общее разрушительное воздействие радиации на клетки, менее подверженные влиянию радиации меньше, даже если на них действует большее количество радиации, чем на клетки, более подверженные влиянию радиации.

Согласно теории радиационного гормезиса малые дозы радиации, наоборот, стимулируют защитные механизмы в организме, и в результате организм становится крепче, и менее подвержен заболеваниям. Необходимо заметить, что эти исследования на данный момент на начальной стадии, и пока неизвестно, удастся ли получить такие результаты за пределами лаборатории. Сейчас эти эксперименты проводят на животных и неизвестно, происходят ли эти процессы в организме человека. Из этических соображений трудно получить разрешение на такие исследования с участием людей, так как эти эксперименты могут быть опасны для здоровья.

Прибор для контроля уровня излучения Tracelab в Канадском музее науки и технологии, Оттава

Мощность дозы излучения

Многие ученые считают, что общее количество радиации, которому подвергся организм — не единственный показатель того, насколько сильно облучение влияет на организм. Согласно одной теории, мощность излучения — также важный показатель облучения и чем выше мощность излучения, тем выше облучение и разрушительное влияние на организм. Некоторые ученые, которые исследуют мощность излучения, считают, что при низкой мощности излучения даже длительное воздействие радиации на организм не несет вреда здоровью, или что вред для здоровья незначителен и не нарушает жизнедеятельность. Поэтому в некоторых ситуациях после аварий с утечкой радиоактивных материалов, эвакуацию или переселение жителей не проводят. Эта теория объясняет невысокий вред для организма тем, что организм адаптируется к излучению низкой мощности, и в ДНК и других молекулах происходят восстановительные процессы. То есть, согласно этой теории, воздействие радиации на организм не настолько разрушительно, как если бы облучение происходило с таким же общим количеством радиации но с более высокой мощностью, в более короткий промежуток времени. Эта теория не охватывает облучение на рабочем месте — при облучении на рабочем месте радиацию считают опасной даже при низкой мощности. Стоит также учесть, что исследования в этой области начались сравнительно недавно, и что будущие исследования могут дать совсем другие результаты.

В правилах безопасности для тех, кто работает с радиоактивными веществами, ограничения по облучению указаны, в единицах суммарной мощности дозы ионизирующего излучения, и в единицах мощности поглощенной дозы

Стоит также отметить, что согласно другим исследованиям, если у животных уже есть опухоль, то даже малые дозы облучения способствуют ее развитию. Это очень важная информация, так как если в будущем будет обнаружено, что такие процессы происходят и в организме человека, то вероятно, что тем, у кого уже есть опухоль, облучение приносит вред даже при малой мощности. С другой стороны, на данный момент мы, наоборот, используем облучение высокой мощности для лечения опухолей, но при этом облучают только участки тела, в которых имеются раковые клетки.

В правилах безопасности при работе с радиоактивными веществами нередко указывают максимально допустимую суммарную дозу радиации и мощность поглощенной дозы излучения. Например, ограничения по облучению, выпущенные Комиссией по ядерному надзору США (United States Nuclear Regulatory Commission) рассчитаны по годовым показателям, а ограничения некоторых других подобных агентств в других странах рассчитаны на помесячные или даже почасовые показатели. Некоторые из этих ограничений и правил разработаны на случай аварий с утечкой радиоактивных веществ в окружающую среду, но часто основной их целью является создание правил безопасности на рабочем месте. Их используют, чтобы ограничить облучение работников и исследователей на атомных электростанциях и на других предприятиях, где работают с радиоактивными веществами, пилотов и экипажей авиакомпаний, медицинских работников, включая врачей радиологов, и других. Более подробную информацию об ионизирующем излучении можно найти в статье поглощенной дозе радиации.

Опасность для здоровья, вызванная радиацией

Мощность дозы излучения, мкЗв/ч	Опасно для здоровья
>10 000 000	Смертельно опасно: недостаточность органов и смерть в течение нескольких часов
1 000 000	Очень опасно для здоровья: рвота
100 000	Очень опасно для здоровья: радиоактивное отравление
1 000	Очень опасно: немедленно покиньте зараженную зону!
100	Очень опасно: повышенный риск для здоровья!
20	Очень опасно: опасность лучевой болезни!
10	Опасно: немедленно покиньте эту зону!
5	Опасно: как можно быстрее покиньте эту зону!
2	Повышенный риск: необходимо принять меры безопасности, например в самолете на крейсерских высотах
1	Безопасно: только для кратковременного нахождения в зоне, например в самолете при посадке или на взлете
0,5	Безопасно: можно жить в этой зоне долго или не очень долго, например, в здании со стенами из гранита
<0,2	Безопасно: уровень радиации в норме

Литература

Автор статьи: Kateryna Yuri

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Расчеты для перевода единиц в конвертере «Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения» выполняются с помощью функций unitconversion.org.

мощность поглощенной дозы излучения — это… Что такое мощность поглощенной дозы излучения?

мощность поглощенной дозы излучения

отношение приращения поглощенной дозы излучения за интервал времени к длительности этого интервала.

Большой медицинский словарь. 2000.

• мощность мышечной работы
• мощность экспозиционной дозы излучения

Смотреть что такое «мощность поглощенной дозы излучения» в других словарях:

• Мощность поглощенной дозы излучения — 9. Мощность поглощенной дозы излучения Мощность дозы излучения Е. Absorbed dose rate По ГОСТ 15484 81 Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• мощность дозы излучения — мощность дозы излучения; мощность дозы Доза излучения, рассчитанная на единицу времени. Примечание. Аналогично определяются понятия мощность поглощенной дозы излучения , мощность экспозиционной дозы квантового излучения , мощность биологической… …   Политехнический терминологический толковый словарь

• Мощность эквивалентной дозы — 4. Мощность эквивалентной дозы Величина, введенная для оценки радиационной опасности хронического облучения излучением произвольного состава и определяемая отношением приращения поглощенной дозы за малый интервал времени к этому интервалу… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• мощность эквивалентной дозы внешнего гамма-излучения — 3.15 мощность эквивалентной дозы внешнего гамма излучения: Мощность поглощенной дозы, определяемая с учетом биологического воздействия излучения на различные органы и ткани организма человека. Источник: ГОСТ Р 54964 2012: Оценка соответствия.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• мощность дозы — излучения; мощность дозы Доза излучения, рассчитанная на единицу времени. Примечание. Аналогично определяются понятия мощность поглощенной дозы излучения , мощность экспозиционной дозы квантового излучения , мощность биологической дозы излучения …   Политехнический терминологический толковый словарь

• мощность — 3.6 мощность (power): Мощность может быть выражена терминами «механическая мощность на валу у соединительной муфты турбины» (mechanical shaft power at the turbine coupling), «электрическая мощность турбогенератора» (electrical power of the… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Мощность дозы — отношение приращения дозы (поглощенной, эквивалентной, эффективной) dD, dH, dE за интервал времени dt к этому интервалу времени: На практике за единицу времени могут приниматься час, сутки, год. См. также Доза ионизирующего излучения …   Российская энциклопедия по охране труда

• ГОСТ 20.57.401-77: Источники излучения радионуклидные. Номенклатура показателей назначения — Терминология ГОСТ 20.57.401 77: Источники излучения радионуклидные. Номенклатура показателей назначения оригинал документа: 4. Активность радионуклида (радионуклидов) в источнике По ГОСТ 15484 81 Определения термина из разных документов: Акт …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Поток энергии внешнего альфа-излучения — 9. Поток энергии внешнего альфа излучения 10. Мощность экспозиционной дозы фотонного излучения, рентгеновского и гамма излучения 11.    Поглощенная доза излучения 12.    Мощность поглощенной дозы излучения 13.    Поток ионизирующих… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Доза излучения — Доза излучения  в физике и радиобиологии  величина, используемая для оценки воздействия ионизирующего излучения на любые вещества, ткани и живые организмы. Содержание 1 Экспозиционная доза 2 Поглощенная доза …   Википедия

Федеральная таможенная служба

Повышенный уровень радиации был определен сразу при въезде в зону таможенного контроля Карасукского поста (Новосибирская таможня, Сибирское таможенное управление) фуры, груженной металлическими трубами и листами железа. Аппарат для радиационного контроля “Янтарь 1А”, установленный на таможенном посту, показал превышение естественного фона радиации автомобиля.

Как объяснил владелец товара, груз в машине – это лом металла, который предназначался для переработки на одной из новосибирских фирм.

Таможенники провели дополнительный радиационный контроль с привлечением специалистов территориального управления Роспотребнадзора по Новосибирской области. Проверка показала, что мощность дозы излучения на поверхности бортов автомобиля составила 0,35 мкЗв/ч. при естественном фоне 0.08 мкЗв/ч. Этот показатель не соответствует санитарно-эпидемиологическим правилам, утвержденным приказом Минздрава РФ от 10.04.2001 года № 114. Проще говоря,если какое-то время пользоваться предметами, произведенными из такого металла, будь то дверная ручка или дуршлаг, то проблемы со здоровьем владельцу этих предметов будут обеспечены.

В целях безопасности было принято решение фуру не вскрывать. Опасный груз был помещен на специализированную для таких объектов площадку, а после завершения проверочных действий отправлен обратно в Казахстан.

Стоит отметить, что подобные случаи в практике сотрудников Новосибирской таможни довольно редки. Последний раз груз с повышенным радиоактивным излучением пытались ввезти в 2001 году также через Карасукский таможенный пост. Как и в этом случае, товар через таможню не прошел.

Вместе с тем, каждый месяц отдел таможенного контроля за делящимися и радиоактивными материалами Новосибирской таможни регистрирует по 18-20 случаев выявления товаров с повышенным содержанием природных радионуклидов. Все эти материалы при определенных условиях могут быть использованы по назначению.

Так, недавно на Новосибирский таможенный пост Новосибирской таможни прибыла партия радиоактивной краски из Италии. Краска предназначалась для литейного производства одного из машиностроительных заводов. Оказалось, применение такой краски в металлургии не противоречит нормативам СЭС, а значит, для здоровья конечных потребителей безопасно. Соответствующие документы были оформлены, и партия товара ушла к грузополучателю.

Похожее задержание произошло на Толмачевской таможне (Сибирское таможенное управление), когда сотрудники при проведении таможенного контроля обнаружили часы с радиоактивным излучением.

Женщина, вылетающая авиарейсом “Новосибирск – Ганновер” на постоянное место жительство в Германию, взяла с собой семейную реликвию 40-х годов – настольные часы в корпусе из оргстекла. Она не подозревала, что на циферблат часов нанесено вещество, содержащее изотопы “радия 226”. Поэтому они вот уже столько лет и светились, как оказалось не только ночью. Отреагировала на необычный груз система радиационного контроля “Янтарь”. Специалисты таможни определили, что радиоактивный фон от часов превышает в 140(!) раз естественный.

Стоит отметить, что комплекс автоматизированного контроля за делящимися и радиоактивными материалами на базе системы “Янтарь” является отечественной разработкой. Устанавливаются эти системы в таможенных пунктах пропуска в рамках программы “Вторая линия защиты”, разработанной совместно с США, что позволяет  оперативно выделить из общих пассажиро — грузопотоков источник излучения.

По данному же факту таможенники возбудили административное дело, на основании которого часы пройдут дополнительную экспертизу и в дальнейшем по решению суда, скорее всего, будут захоронены.

О дозах и экспозиции

Уровни воздействия и дозы

Различия в экспозиции и дозе очень незначительны. По сути, облучение — это количество радиации в области, а доза — это количество радиации, которое, как ожидается, будет поглощено человеком. Для гамма-излучения существует примерно однозначное соотношение между мощностью экспозиции и мощностью дозы. Один (1) миллиРентген в час (мР / ч) составляет приблизительно 10 000 наносивертов в час (нЗв / ч).

EPA представляет мощность дозы в международных единицах нано-зивертов в час для удобства сравнения с международными станциями мониторинга.В США доза обычно выражается в миллибэрах. Один (1) нанозиверт эквивалентен 0,0001 миллибэр (одна десятитысячная миллибэра).

Варианты курсов

Изменения условий окружающей среды часто вызывают колебания мощности облучения / дозы. Уровень экспозиции может меняться на одном участке с течением времени и от монитора к монитору в результате:

• Изменения погоды, такие как осадки и изменение атмосферного давления.
• Космическое излучение (увеличивается с высотой, а также постоянно меняется из-за изменений в структуре Солнца и всего остального излучения, попадающего на Землю из космоса).
• Земная радиация (виды радионуклидов в почве и строительных материалах возле монитора).

Типичная экспозиция и мощность дозы

В приведенной ниже таблице показаны типичные количества излучения в единицах воздействия миллиРентген / час (мР / час) и международный эквивалент дозы нано-зивертов / час (нЗв / час).

Источник воздействия	Приблизительная скорость воздействия	Приблизительная мощность дозы
Земное излучение (без учета радионуклидов, попавших в организм человека и вдыхаемых) 1	Менее.0006 до более чем 0,0083 мР / ч	От менее 6 до более 83 нЗв / ч
Излучение из космоса 2 (космическое излучение)	от 0,0023 до 0,1107 мР / ч	от 23 до 1107 нЗв / ч
Полет на коммерческом самолете 3	0,2 мР / ч	2000 нЗв / ч

¹ Данные из U.С. Геологическая служба, резюмирует Общество физиков здоровья. Информационный бюллетень о радиации в окружающей среде, рис. 3 (PDF) (6 стр., 635,47 K, о PDF)

² Данные Национального совета по радиационной защите и измерениям, обобщенные Обществом физиков здоровья. Информационный бюллетень о радиации в окружающей среде, рис. 2 (PDF) (6 стр., 635,47 K, о PDF)

³ Фэн Ю.Дж., Чен В.Р., Сунь Т.П., Дуань С.И., Цзя Б.С., Чжан Х.Л. Расчетные дозы космического излучения для летного состава.Space Med Eng 15 (4): 265–269; 2002 .

Узнайте об источниках радиации и дозах или рассчитайте предполагаемую годовую дозу радиации.

Типичные дозы и мощности дозы в исследованиях, касающихся определения радиационного риска при малых дозах и мощности дозы

Естественное облучение

Население в целом

Ионизирующее излучение — это естественное явление, присутствующее в окружающей среде из-за различных естественных источников: (i) космического излучение из космоса и солнца производит вторичные частицы в атмосфере, такие как протоны, нейтроны, электроны и т. д., но также космогенные радионуклиды, такие как ¹⁴ C; (ii) первичные радионуклиды, испускающие различные виды ионизирующего излучения во время своего распада, существовали — из-за их длительного физического периода полураспада — на Земле с момента ее образования; и некоторые из продуктов их распада, в частности радиоактивные изотопы ²²² Ra и ²²⁰ Ra благородного газа радона, могут достигать зданий путем диффузии из земной коры. Некоторые из этих первичных радионуклидов (например, ⁴⁰ K) достигают пищевой цепи человека и, следовательно, становятся частью человеческого тела.В результате глобальная средневзвешенная для населения эффективная доза от естественных источников ионизирующего излучения составляет ~ 2,4 мЗв [20]. Поскольку уровень радиационного облучения от естественных источников зависит от различных факторов, таких как состав почвы и горных пород на суше, широта, высота над уровнем моря и т. Д., Эта величина колеблется на местном уровне от 1 до 10 мЗв в год [20]. Таким образом, население может подвергаться годовой эффективной дозе до 10 мЗв в год, что соответствует мощности дозы 1 мкЗв / ч [20].

Для типичной продолжительности жизни 80 лет вышеупомянутая средняя годовая эффективная доза дает среднюю кумулятивную эффективную дозу ~ 2.4 мЗв / год × 80 лет = 200 мЗв. Однако из-за региональных различий в мощности дозы совокупные эффективные дозы могут составлять от 80 мЗв до 800 мЗв.

Население в районах с высоким радиационным фоном

Известно, что в нескольких географических регионах мира, включая Янцзян, Китай и Кералу, Индия, находятся районы с высоким радиационным фоном (HBRA). Эпидемиологические исследования были сосредоточены на этих регионах, чтобы определить, есть ли какие-либо пагубные последствия для здоровья, такие как рак, связанные с естественной высокой мощностью дозы фонового излучения.

В Карунагаппалли, Керала, Индия, регистр заболеваемости раком предоставил данные за период с 1990 по 2005 год примерно для 70 000 взрослых. Эти данные использовались для сравнения показателей заболеваемости раком в районах с низким радиационным фоном и HBRA там, где высокое фоновое облучение было вызвано, главным образом, внешним гамма-излучением от монацитового песка, содержащего торий [21, 22]. Кумулятивная доза в толстую кишку составляла более 500 мГр, при этом средняя кумулятивная доза в толстую кишку от наземных источников в конце периода наблюдения в группе исследования HBRA составляла 161 мГр.Мощность дозы, измеренная для случайно выбранной подгруппы когорты, составляла более 10 мГр в год, что соответствует ~ 1 мкГр / ч.

Китайское исследование с участием ~ 31 600 взрослых было проведено с использованием данных, собранных в районе Янцзян провинции Гуандун в Китае, в период с 1979 по 1998 год от HBRA, разделенных на три группы доз (высокая, средняя, ​​низкая) на основе мощности дозы в окружающей среде в год [23]. Расчетные средние кумулятивные дозы в толстой кишке составили 84,8 мГр в когорте HBRA. Средние годовые мощности дозы от внешнего излучения от естественных источников, включая торий, оцениваются в 2.10 мЗв / год (0,24 мкЗв / ч) в HBRA и 0,77 мЗв / год в контрольной зоне [24, 25].

Профессиональное облучение

Общие соображения

Совсем недавно МКРЗ рекомендовала [3] эффективную дозу 20 мЗв в год в качестве предельной дозы для рабочих, имеющих дело с ионизирующим излучением. Предполагая, что годовая продолжительность рабочего времени составляет 2000 часов, и что профессиональное облучение равномерно распределено в течение рабочего года, работник, достигший этого предела годовой дозы, может постоянно подвергаться дозе мощностью до 10 мкЗв за рабочий час.Однако важно подчеркнуть, что в большинстве случаев предельная годовая доза в 20 мЗв в год не будет достигнута из-за эффективных мер радиационной защиты. Например, в недавно опубликованной объединенной международной когорте ядерщиков средняя кумулятивная доза в толстую кишку за все годы работы на сегодняшний день составила 20,9 мГр, а максимальная — 1331,7 мГр [26]. При средней продолжительности работы в 12 лет следует средняя мощность дозы 1,7 мГр / год (что соответствует 0,9 мкГр / ч, если принято годовое рабочее время 2000 ч).

Если учесть рабочего, который подвергался профессиональному облучению в течение всей карьеры (которая может длиться 40 лет) эффективной дозы, близкой к пределу дозы, то будет накапливаться эффективная доза за всю жизнь 40 × 20 мЗв = 800 мЗв; однако, как отмечалось выше, это бывает очень редко, если вообще случается. В Германии был введен предел кумулятивной эффективной дозы на рабочем месте в течение всей жизни в 400 мЗв [27].

Также важно отметить, что отдельные работники — в зависимости от их профессии — могли накопить зарегистрированные дозы за гораздо более короткое время.Таким образом, хотя предположение о непрерывном облучении в течение всего рабочего времени является более или менее реалистичным для некоторых профессий (например, для летного экипажа), оно не всегда может выполняться для других (например, для работников атомной энергетики). В таких случаях мощность дозы может быть выше расчетной.

Экипаж

В Германии, например, средняя годовая эффективная доза на рабочем месте для экипажа в 2012 г. составила 1,9 мЗв [28]. Максимально допустимые часы полета для экипажа обычно составляют ~ 900 часов в год, а у некоторых людей накапливается до 5 мЗв в год или более.Предполагая, что максимальное количество рабочих лет составляет ~ 40 лет, нельзя исключать совокупные дозы за карьеру до 200 мЗв. В таких случаях могут накапливаться средние эффективные мощности дозы ~ 5–6 мкЗв / ч, что согласуется с типичными мощностями дозы на высоте полета от вторичного космического излучения 2–7 мкЗв / час в зависимости от высоты, широты и солнечной активности [ 29, 30]. Астронавты подвергаются воздействию очень изменчивых радиационных полей в зависимости от того, находятся ли они на околоземной орбите (ОСЗ) или нет, когда они будут в значительной степени защищены магнитными полями Земли Ван Аллена [31].Однако даже астронавты «Аполлона», некоторые из которых были облучены в глубоком космосе, получили среднюю дозу облучения на пленке 4,3 мГр при средней мощности дозы 0,43 мГр / день [31].

Атомные рабочие

В недавнем метаанализе когорт, подвергшихся воздействию низких мощностей дозы ионизирующего излучения, Шор и его сотрудники провели обзор недавних эпидемиологических исследований, в том числе рабочих, работающих на ядерных установках [10]. Типичные кумулятивные эффективные дозы (для работников ядерных установок, за исключением Российского производственного объединения (ПО) «Маяк» (см. Ниже), находятся в диапазоне от 6 (австралийские атомщики) до 36 мЗв (плутониевый объект в Рокки-Флэтс)).Хотя средняя продолжительность облучения не всегда четко указывается, типичные эффективные мощности дозы составляют 1-2 мЗв / год.

Рабочие «Маяка»

Сразу после Второй мировой войны Советский Союз активизировал свои усилия по созданию ядерного оружия. Соответственно, на Южном Урале было создано ПО «Маяк», включающее ядерные реакторы, радиохимические и производственные предприятия плутония, а также вспомогательные агрегаты. Рабочие там подверглись внешнему и внутреннему облучению из-за включения радиоизотопов, таких как плутоний.Облучения, по оценкам на основе Системы дозиметрии рабочих Маяк 2008 [32, 33], были особенно высокими в первые годы эксплуатации, что привело к получению эквивалента средней индивидуальной дозы [H _p (10)] — эквивалента дозы на глубине 10 мм в теле человека в месте ношения индивидуального дозиметра, как определено Международным комитетом по радиационным единицам и измерениям [34] — значения ~ 300 мГр в год от внешнего облучения в течение 1949–1952 годов [35] (соответствует мощности дозы ~ 150 мкГр / ч, если предполагается непрерывное облучение в течение 2000 рабочих часов в год).Однако обратите внимание, что отдельные рабочие могли накапливать свои дозы за гораздо более короткое время, особенно на ранней стадии эксплуатации ПО «Маяк», что приводило к более высоким, чем предполагалось, мощностям доз до нескольких мГр в секунду [36].

Точно так же годовые поглощенные дозы внутреннего облучения от включения плутония в течение 1953–1958 годов достигли более 15 мГр дозы в печени [37]. Если предположить, что эта годовая доза непрерывно облучает орган в течение всего года, это соответствует типичной мощности поглощенной дозы, равной 1.7 мкГр / ч. Внесение радионуклидов работниками ПО «Маяк» за десятилетия эксплуатации ПО «Маяк» снизилось. Однако следует подчеркнуть, что доза за любой год зависит не только от включения в этот год, но и от включения в предыдущие годы.

Средняя кумулятивная доза внешнего гамма-излучения H _p (10) составляет 0,51 Гр, максимальная — 6,8 Гр [35]. Средняя кумулятивная доза внутреннего облучения печени, в основном от воздействия альфа-частиц, составляет 0,31 Гр, максимум — 36 Гр [35].Это сопоставимо со средними годовыми эффективными дозами до 1000 мГр, зарегистрированными в конце 1940-х годов, как сообщается в [38]. В течение 1948–1953 годов, когда дозы облучения работников «Маяка» были самыми высокими, неэкранированные дозиметры имели значительную изменчивость в зависимости от энергии фотонов и углового отклика, а смещение из-за высокоэнергетического бета-облучения приводило к завышению оценок доз для рабочих в некоторых условиях. Были предприняты попытки исправить эти ошибки оценки, но такие поправки, вероятно, имели существенные неопределенности [33, 38].Кроме того, до 1957 г. считалось, что неизмеряемые промежуточные и быстрые нейтроны составляли 10–15% от общей дозы [36]. Эти неопределенности сдерживают оценки кумулятивной дозы и мощности дозы.

Чернобыльцы

После аварии на Чернобыльской АЭС большие территории в ближнем и дальнем поле от площадки реактора были загрязнены различными радионуклидами из инвентарного количества реактора. После этого были предприняты значительные усилия по очистке площадки реактора и прилегающих территорий.Когорты работников, задействованных в этих усилиях, включают> 53 000 человек, занятых на этой работе с 26 апреля 1986 г. по 25 апреля 1987 г.,> 31 000 человек с 26 апреля 1987 г. по 31 января 1988 г. и ~ 21 400 человек с 1 февраля 1988 г. по 31 декабря. 1990 г. Средние накопленные дозы соответствуют 161 мГр, 81 мГр и 35 мГр соответственно. Однако дозы для определенных небольших групп рабочих в определенные периоды были намного выше, превышая 500 мГр [38]. Основываясь на этих дозах, было подсчитано, что среднесуточные дозы этих людей соответствуют 7.6 мГр / день (320 мкГр / ч), 4,7 мГр / день (200 мкГр / ч) и 2,6 мГр / день (110 мкГр / ч), соответственно, если предполагается непрерывное воздействие в течение всего дня [39].

Аварийные рабочие в Виндскейле

В реакторах Виндскейл, также называемых «сваи», в качестве топлива использовался металлический уран, замедлялся графит и осуществлялось воздушное охлаждение. Их основной целью было производство плутония для британской программы создания атомного оружия [40]. Свая № 1, на которой произошла указанная ниже авария, была в эксплуатации в октябре 1950 г. [41].К сожалению, 10 октября 1957 г. в активной зоне реактора произошел пожар, который привел к частичному расплавлению активной зоны [40]. McGeoghegan и Binks [42] задокументировали зарегистрированные дозы внешнего облучения 471 рабочего, участвовавшего в пожарных работах в Виндскейле. В октябре 1957 г. средняя доза составляла 3,52 мЗв, а максимальная доза — 43,93 мЗв [42].

Население, подвергшееся техногенному загрязнению

Облучение населения реки Теча на Южном Урале

На раннем этапе программы вооружений Советского Союза жидкие радиоактивные отходы, образовавшиеся в ходе программы на ПО «Маяк», сбрасывались в реку. рядом река Теча.Как следствие, население, проживающее в деревнях, расположенных ниже по течению, подвергалось воздействию ионизирующего излучения, либо внешнего, либо внутреннего, в результате инкорпорации радионуклидов. Выпуск начался в 1949 году и достиг своего пика в начале 1950-х годов. На основе применяемой в настоящее время системы дозиметрии реки Теча (TRDS) 2009, средние годовые дозы внешнего облучения красного костного мозга (RBM) были самыми высокими в 1951 году, достигнув почти 40 мГр, а максимальные индивидуальные годовые дозы RBM достигли ~ 220 мГр. Это соответствовало бы — если доза непрерывно распределялась в течение года — средней мощности дозы RBM, равной 4.3 мкГр / ч, с максимальными индивидуальными значениями до 25 мкГр / ч. Что касается доз внутреннего RBM, средние годовые дозы были самыми высокими в 1951 г. со средним значением 125 мГр и максимальным индивидуальным значением 2700 мГр, что соответствует мощностям доз 14 мкГр / ч и 340 мкГр / ч, соответственно. Средние кумулятивные дозы RBM составили 400 мГр, индивидуальные дозы — до 9000 мГр. Эти дозы использовались для количественной оценки риска лейкемии, вызванной радиацией (например, Крестинина и др. [43]; М. Дегтева, частное сообщение). Новая версия дозиметрии (TRDS-2017) обеспечит дальнейшее уточнение доз и мощностей доз.

Облучение населения после аварии на Фукусиме

Во время аварии на Фукусиме в окружающую среду были выброшены значительные количества радионуклидов, в основном радиоцезий и радиоактивный йод. Среди них были ¹³⁷ Cs и ¹³¹ I, с оценочными диапазонами выбросов в атмосферу 6–20 и 100–500 ПБк, соответственно. Другие выпущенные радионуклиды были менее важны с точки зрения их вклада в дозу облучения человека [44–46]. Взрослые представители общественности в Японии, которые не были эвакуированы после аварии на Фукусиме, но продолжали жить в префектуре Фукусима, в среднем могли накопить до 4 человек.Эффективная доза 3 мЗв и доза для щитовидной железы до 17 мГр в течение первого года [44].

Лица, проживавшие в пределах 20-километровой зоны эвакуации или зоны преднамеренной эвакуации, получили более высокие эффективные дозы, но <10 мЗв. Например, жители «предупредительно эвакуированных населенных пунктов» получили эффективную дозу до 2,2 мЗв до и во время эвакуации, в то время как жители преднамеренно эвакуированных поселений получили до 8,5 мЗв [44]. Под «предупредительной эвакуацией населенных пунктов» понимается эвакуация, проведенная 12–15 марта 2011 года в качестве неотложной защитной меры.Таким образом, жители этих населенных пунктов получили эффективную дозу 2,2 мЗв в среднем за ~ 2 дня. «Умышленная эвакуация» означает эвакуацию, проведенную в период с конца марта по 21 июня 2011 года. Если взять 102 дня с 11 марта по 21 июня, то среднее время после аварии для тех, кто был намеренно эвакуирован, составил 51 день.

Во время аварии на Фукусиме максимальная мощность амбиентной дозы 12 мГр / ч была автоматически измерена 15 марта у главных ворот АЭС.Измерения, зарегистрированные другими автоматическими станциями мониторинга на месте, в целом были ниже. Однако исследования, проведенные в период с 20 марта по 23 марта, выявили локальные точки с гораздо более высокими мощностями дозы [44]. Напротив, обширные измерения мощности амбиентной дозы, проведенные во многих местах за пределами станции, показали гораздо более низкие мощности дозы. Например, мощности амбиентной дозы достигли ~ 25 мкГр / ч в период с 12 по 17 марта в Фукусиме и Минамисоме и после этого постоянно снижались [44]. Эти и другие результаты свидетельствуют о том, что типичные мощности дозы для населения после аварии на Фукусиме были низкими (согласно определению НКДАР ООН, упомянутому выше).

Облучения после взрывов атомных бомб над Японией

Когда атомные бомбы были сброшены на Японию в августе 1945 года, в Хиросиме пострадали ~ 340 000 жителей. К концу 1945 года около 140 000 из этих жителей погибли в результате взрывной волны, пожара или радиационного облучения. В Нагасаки из 270 000 жителей, которые оставались в городе во время взрыва, около 70 000 умерли к концу 1945 года по тем же причинам.

В результате взрывов население обоих городов подверглось гамма- и нейтронному облучению.Для тех, кто находился близко к гипоцентрам, общая керма в свободном воздухе (FIA) составляла до 35 Гр нейтронов и 120 Гр гамма-лучей в Хиросиме (19 Гр и 328 Гр, соответственно, в Нагасаки) [47] . Без прочной защиты и / или надлежащего медицинского лечения воздействие таких уровней дозы является летальным (доза LD ₅₀ для людей составляет ~ 3-4 Гр, то есть доза, при которой ~ 50% облученных людей умрут без надлежащего медицинского вмешательства. лечение [48]). Для Хиросимы и Нагасаки керма FIA достигла уровня 4.5 и 8,7 Гр на 1000 м от гипоцентров. Начиная с этого расстояния можно было выжить 1) на открытом воздухе, 2) внутри деревянных домов и 3) снаружи, но частично защищенных деревянными домами (если человек не пострадал от термических повреждений открытой кожи или взрывных травм) и, соответственно когорта выживших после атомной бомбардировки, которая была исследована на предмет поздних радиационных эффектов, в основном подвергалась облучению на расстояниях, превышающих ~ 1000 м от гипоцентров. Таким образом, кумулятивные значения кермы FIA для гамма- и нейтронов для выживших после атомной бомбардировки охватывают диапазон доз от нескольких миллиГрэй или меньше [для тех, кто находился далеко от гипоцентров во время бомбардировки (ATB)] до нескольких Гр (для тех находившихся на расстоянии ~ 1000 м от гипоцентров АТБ [49, 50].Небольшое количество выживших, включенных в исследования риска, вероятно, ближе чем на 1000 м и предположительно не защищенных тяжелой защитой (~ 280), имеют оценки общей экранированной кермы> 4 Гр с диапазоном до нескольких десятков Грея, но эти оценки усечены до 4 Гр. Другие выжившие с «тяжелой защитой» не включаются в оценку риска, потому что их дозы еще не могут быть точно рассчитаны. Некоторые из хорошо защищенных выживших располагались даже ближе к гипоцентру ATB.

Излучение состояло из пяти основных компонентов, перечисленных на момент облучения выжившего: мгновенное первичное гамма-излучение, мгновенное нейтронное излучение, быстрое вторичное гамма-излучение, задержанное гамма-излучение и излучение задержанных нейтронов.Своевременное первичное гамма- и нейтронное излучение от процессов деления, происходящих во время взрывов, испускалось в течение <1 мкс после детонации, в то время как бомбы были структурно неповрежденными и достигали земли почти сразу (менее ~ 1 мкс для фотонов и менее ~ 10 мкс для нейтронов) [47]. Поскольку эти выбросы прекратились, когда делящийся материал термически расширился настолько, чтобы стать докритическим, и больше не мог поддерживать цепную реакцию, продолжительность этих выбросов составила менее ~ 1 мкс [51].Обратите внимание, что мгновенное гамма-излучение также включает вторичное гамма-излучение, создаваемое мгновенными нейтронами, взаимодействующими с атмосферой и почвой. Это было от неупругого рассеяния быстрых нейтронов до 100 мкс и от захвата тепловых нейтронов в воздухе и на земле до ~ 0,2 с. Для упрощения средняя мощность дозы определяется по продолжительности каждого компонента, даже если мощности дозы существенно снижаются к концу его продолжительности. Для Хиросимы на расстоянии 1000 м от гипоцентра, где мгновенная керма первичного гамма-излучения без экранирования составляла ~ 70 мГр, а на высоте 2000 м ~ 2 мГр типичные мощности дозы составляли 70 мГр / 1 мкс = 7 × 10 ⁴ Гр / с и 2 мГр / 1 мкс = 2 × 10 ³ Гр / с (предполагая разброс во времени гамма-импульса на земле 1 мкс) ([47], глава 3, таблица 11).Для мгновенных нейтронов керма FIA составила ~ 0,24 Гр на 1000 м и 0,4 мГр на 2000 м, что соответствует мощности дозы от 0,24 Гр / 10 мкс = 2,4 × 10 ⁴ Гр / с до 0,4 мГр / 10 мкс = 40 Гр. / с (при условии, что разброс во времени быстрых нейтронов, достигающих земли, также составляет порядка 10 мкс). Наконец, для мгновенного вторичного гамма-излучения керма FIA составляла ~ 1,38 Гр на 1000 м и 35 мГр на 2000 м, что соответствует мощности дозы от 1,38 Гр / 0,2 с = 6,9 Гр / с до 34 мГр / 0,2 с = 0,17 Гр / с (предполагая, что разброс во времени тепловых нейтронов, захваченных в воздухе и на земле, заканчивается на 0.2 с) [51]. Поскольку дозы выживших обычно уменьшались в ~ 0,4 раза за счет защиты от домов, вне зависимости от того, находились ли они внутри или снаружи, экранированные дозы и мощности дозы были соответственно меньше.

Запаздывающие гамма-лучи и нейтроны исходят от продуктов деления в огненном шаре. Прибытие запаздывающего излучения с уровня земли определяется развитием отраженного от земли огненного шара со временем, на который, в свою очередь, влияют атмосферные перестройки, вызванные изменениями температуры и плотности (давления) воздуха во время взрывов.Мощность дозы отложенного излучения, полученной на уровне земли, сначала была почти постоянной, потому что огненный шар расширялся, а продукты деления распадались. Через несколько секунд общая мощность дозы резко снизилась, поскольку огненный шар поднялся в верхние слои атмосферы из-за отраженной от земли ударной волны и тепловой конвекции. Обычно и для Хиросимы на расстоянии от гипоцентра 1500 м экспозиция из-за запаздывающего гамма- и нейтронного излучения не превышала 10 с [57]. Для расстояния 1000 м и кермы FIA от задержанных гамма-лучей без экранирования 2.77 Гр и 17,7 мГр от запаздывающих нейтронов соответствующие мощности дозы были порядка 2,77 × 10 ⁻¹ Гр / с для гамма-лучей и 1,77 × 10 ⁻³ Гр / с для нейтронов (предполагая время воздействия 10 с). На расстоянии 2000 м от гипоцентра соответствующие мощности дозы составили 3,96 × 10 ^–2 Гр / 10 с = 3,96 × 10 ^–3 Гр / с и 1,24 × 10 ^–5 Гр / 10 с = 1,24 × 10 ⁻⁶ Гр / с. Опять же, эти числа обычно несколько уменьшались за счет экранирования.

Подводя итог двум предыдущим разделам, на расстоянии 1000 м от гипоцентра на открытом воздухе в Хиросиме задержанное гамма-излучение преобладает над кермой FIA (2,77 Гр), за которой следует быстрое вторичное гамма-излучение (1,38 Гр) и быстрое первичное гамма-излучение. (0,071 Гр), за которыми следуют мгновенные нейтроны (0,24 Гр) и запаздывающие нейтроны (0,0177 Гр) ([47], глава 3, таблица 11). Соответствующие значения для Нагасаки составляют 4,61 Гр, 2,48 Гр, 1,52 Гр, 0,098 Гр и 0,026 Гр соответственно ([47], Глава 3, Таблица 13).Таким образом, общая гамма-керма FIA намного превышала нейтронную. Однако обратите внимание, что если нейтронные дозы взвешиваются с коэффициентом 10, чтобы учесть относительную биологическую эффективность нейтрона по сравнению с гамма-излучением (как это было сделано в недавних анализах смертности от рака и заболеваемости среди выживших после атомной бомбы [52, 53], нейтронное излучение FIA на высоте ~ 1000 м в Хиросиме становится почти вдвое менее важным, чем гамма-излучение, но это значение снижается для дозы на органы выжившего, которые защищены тканями тела, поскольку нейтроны гораздо сильнее поглощаются тканью, чем гамма-излучение. -лучей, или по мере увеличения расстояния до гипоцентра, так как отношение нейтрон / гамма в излучении FIA быстро уменьшается с расстоянием от гипоцентра.Отметим также, что были подчеркнуты доказательства более высоких значений относительной биологической эффективности нейтронов в Хиросиме и Нагасаки [54–56].

Приведенные выше оценки не включают гамма-излучение, происходящее от нейтронной активации земли, которое доминирует над дозой тех «первых участников», которые вошли в города сразу после бомбардировки (т.е. спустя 1 минуту и, следовательно, после немедленной и отсроченной облучение от бомб и осколков деления в болидах).Иманака и его коллеги оценили мощности дозы наземной дозы в 6 и 4 Гр / ч (1,7 × 10 ^–3 Гр / с и 1,1 × 10 ^–3 Гр / с) в гипоцентре через 1 минуту после взрыва в Хиросиме. и Нагасаки соответственно [57]. Эти мощности дозы быстро уменьшились в 1000 раз через 1 день и в 1 миллион раз через неделю (быстрее, чем распад продуктов деления). Imanaka et al. [58] рассчитал дозы в диапазоне от 2,6 до 24 мГр для четырех первых участников, чьи данные о времени и местоположении были установлены путем подробных интервью и которые прошли близко к гипоцентру в Хиросиме в день бомбежки или на следующий день.Дозы и последствия для здоровья от той или иной остаточной радиации не обсуждаются более подробно в настоящем обзоре, учитывая тот факт, что в настоящее время они пересматриваются [59].

Распределение мощности дозы гамма-излучения, связанной с естественными радионуклидами, на всей территории Вьетнама и оценка радиологического риска в застроенной среде

1.

Научный комитет Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации. Источники, эффекты и риски ионизирующего излучения.Отчет Генеральной Ассамблее с приложением B (Организация Объединенных Наций, Нью-Йорк, 2018 г.).

Google ученый

2.

Ravisankar, R. et al. Пространственное распределение уровней гамма-радиоактивности и индексов радиологической опасности в отложениях восточного побережья штата Тамилнаду, Индия, со статистическим подходом. Radiat. Phys. Chem. 103 , 89–98 (2014).

ADS CAS Статья Google ученый

3.

Гиасси-Неджад, М., Мортазави, С. М., Камерон, Дж. Р., Нируманд-рад, А. и Карам, П. А. Районы с очень высоким радиационным фоном Рамсарской конвенции, Иран: предварительные биологические исследования. Health Phys. 82 (1), 87–93 (2002).

CAS Статья Google ученый

4.

Моура, К. Л., Артур, А. К., Бонотто, Д. М., Гедес, С. и Мартинелли, К. Д. Естественная радиоактивность и скорость выделения радона в бразильских магматических породах. Заявл. Radiat. Изотопы 69 (7), 1094–1099 (2011).

CAS Статья Google ученый

5.

Kurnaza, A. et al. Определение уровней радиоактивности и опасностей образцов почвы и донных отложений в долине Фиртына (Ризе, Турция). Заявл. Radiat. Изотопы 65 (11), 1281–1289 (2007).

Артикул Google ученый

6.

Международная организация по стандартизации, ISO 921, Ядерная энергия. Словарь (1997).

7.

Абэ С., Фудзитака К., Абэ М. и Фудзимото К. Обширное полевое исследование естественной радиации в Японии. J. Nucl. Sci. Technol. 18 (1), 21–45 (1981).

CAS Статья Google ученый

8.

Сингх Х. Н., Шанкер Д., Нилакандан В. Н. и Сингх В. П. Характер распределения естественной радиоактивности и определение аномальных радиоактивных зон с использованием наблюдений радиации in situ в Южном Тамил Наду, Индия. J. Hazard Mater. 141 , 264–272 (2007).

CAS Статья Google ученый

9.

Кригер Р. Радиоактивность строительных материалов. Betonwerk Fertigteil Tech. 47 , 468–446 (1981).

CAS Google ученый

10.

Баварнегин, Э., Могхаддам, М. В. и Фатхабади, Н. Оценка естественных радионуклидов и радиологическая оценка строительных материалов в районах с высоким радиационным фоном Рамсарской конвенции, Иран. J. Med. Phys. 38 (2), 93–97 (2013).

Артикул Google ученый

11.

Яник М. и Токонами С. Естественные и искусственные источники радиоактивности в Польше. Jpn. J. Health Phys. 44 , 116–121 (2009).

CAS Статья Google ученый

12.

Hien, P. D. et al. Экологические радионуклиды в поверхностных почвах Вьетнама. Sci. Мир J. 2 , 1127–1131 (2002).

CAS Статья Google ученый

13.

Хай, Н. К. и Луен, Т. В. Исследование доз внешнего облучения от наземной радиоактивности в Южном Вьетнаме. Radiat. Prot. Дозиметрия 118 , 331–336 (2006).

CAS Статья Google ученый

14.

Huy, N.Q. et al. Оценка естественной радиоактивности и дозы внешнего облучения поверхностных почв Вьетнама. Radiat. Prot. Дозиметрия 151 , 522–531 (2012).

CAS Статья Google ученый

15.

Кумара, П. А. Р., Махакумара, П., Джаялат, А. и Джаялат, К. П. Оценка естественного радиационного воздействия от строительных материалов, используемых в Шри-Ланке. J. Radiat. Res. Прил. Sci. 11 , 350–354 (2018).

CAS Статья Google ученый

16.

Ли, Э. М., Менезес, Г. и Финч, Э. К. Естественная радиоактивность строительных материалов в Ирландской Республике. Health Phys. 86 (4), 378–383 (2004).

CAS Статья Google ученый

17.

Le, TV, Inoue, K., Fujisawa, M., Arai, M. & Fukushi, M. Воздействие на мощность поглощенной дозы в воздухе от асфальтового покрытия, связанное с развитием транспортной инфраструктуры на острове Фукуок, Вьетнам . Radiat. Environ. Med. 6 , 88–93 (2017).

Google ученый

18.

Международная комиссия по радиологической защите. Рекомендации международной комиссии по радиационной защите от 2007 года. Ann. МКРЗ 37 , 20 (2007).

Google ученый

19.

Сонкаваде, Р. Г., Кант, К., Муралитар, С., Кумар, Р.И Рамола, Р. С. Естественная радиоактивность в обычных строительных конструкциях и материалах радиационной защиты. Атмос. Environ. 42 (9), 2254–2259 (2008).

ADS CAS Статья Google ученый

20.

Trevisi, R., Risica, S., D’Alessandro, M., Paradiso, D. & Nuccetelli, C. Естественная радиоактивность строительных материалов в Европейском Союзе: база данных и оценка радиологической значимости . J. Environ. Radiact. 105 , 11–20 (2012).

CAS Статья Google ученый

21.

Научный комитет Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации. Источники, эффекты и риски ионизирующего излучения. Отчет Генеральной Ассамблее с Приложением B (Организация Объединенных Наций, Нью-Йорк, 2000 г.).

Google ученый

22.

Объединенный комитет руководств по метрологии.Оценка данных измерений — руководство по выражению неопределенности измерения. JCGM 100 , 1–116 (2008).

Google ученый

23.

Inoue, K. et al. Экологические периоды полураспада мощности поглощенной дозы в воздухе и концентрации радиоцезия в почве на острове Идзу-Осима, связанные с аварией на АЭС «Фукусима-дайити». J. Radioanal. Nucl. Chem. 324 (1), 291–300 (2020).

CAS Статья Google ученый

24.

Научный комитет Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации. 1982 Отчет Генеральной Ассамблее с приложениями (Организация Объединенных Наций, Нью-Йорк, 1982).

Google ученый

25.

Мубарак, Ф., Файез-Хассан, М., Мансур, Н. А., Салах Ахмед, Т. и Али, А. Радиологическое исследование территорий с высоким радиационным фоном. Sci. Отчет 7 , 15223 (2017).

ADS Статья Google ученый

26.

Информация о минеральных ресурсах. Экологические изыскания для разработки ресурсов, Социалистическая Республика Вьетнам. https://mric.jogmec.go.jp/public/report/2005-10/vietnam_05.pdf (2005).

27.

Nada, A. et al. Корреляция между радионуклидами, связанными с цирконом и монацитом в песке пляжа Розетты, Египет. J. Radioanal. Nucl. Chem. 291 , 601–610 (2012).

CAS Статья Google ученый

28.

Вейга, Л., Амарал, Э. и Магалхаес, М. Районы Бразилии с повышенными уровнями естественной радиации: критический обзор и соответствующие будущие исследования. В Второй симпозиум по технологически усиленной естественной радиации (Рио-де-Жанейро, Бразилия, 1999).

29.

Международное агентство по атомной энергии. Серия норм безопасности МАГАТЭ № GSG-8, Радиационная защита населения и окружающей среды (Международное агентство по атомной энергии, Вена, 2018).

Google ученый

30.

Hosoda, M. et al. Изменение мощности дозы во времени, искусственно увеличенное в результате ядерного кризиса на Фукусиме. Sci. Отчет 1 , 87 (2011).

Артикул Google ученый

31.

Inoue, K. et al. Влияние аварии на АЭС «Фукусима-дайити» на мощность амбиентной дозы в столичном Токио. J. Environ Radioact. 158–159 , 1–8 (2016).

Артикул Google ученый

32.

Hosoda, M. et al. Оценка дозы внешнего облучения при автомобильной съемке в Керале, Индия. PLoS One 10 (4), e0124433 (2015).

Артикул Google ученый

33.

Минато, С. Метод подгонки диагональных элементов для улучшения матриц отклика для развертывания спектра гамма-излучения окружающей среды. Radioisot 50 , 463–471 (2001).

CAS Статья Google ученый

34.

Wessel, P. Бесплатное программное обеспечение помогает отображать и отображать данные. EOS Trans. Являюсь. Geophys. Союз 72 , 441 (1991).

ADS Статья Google ученый

35.

Мацуда, Х., Фурукава, С., Каминиши, Т. и Минато, С. Новый метод оценки дозы гамма-излучения слабой утечки с использованием сцинтилляционного спектрометра NaI (Tl) 3 ”φ × 3” (I) Принцип измерения метод оценки фона. Rep. Gov. Ind. Res. Inst. 31 , 132–146 (1982).

CAS Google ученый

36.

Минато, С. Расчет поля гамма-излучения методом Монте-Карло из-за вымывания дочерних радонов из атмосферы на поверхность земли атмосферными осадками. Jpn. J. Health Phys. 15 , 19–24 (1980).

CAS Статья Google ученый

37.

Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий. Гамма-спектрометрия с германиевым полупроводниковым детектором. https://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/lib/No7.pdf (1992).

38.

Kurnaz, A. et al. Определение уровней радиоактивности и опасностей образцов почвы и донных отложений в долине Фиртына (Ризе, Турция). Заявл. Radiat. Изот. 65 , 1281–1289 (2007).

CAS Статья Google ученый

39.

Беретка, Дж. И Мэтью, П. Дж. Естественная радиоактивность австралийских строительных материалов, промышленных отходов и побочных продуктов. Helth Phys. 48 (1), 87–95 (1985).

CAS Статья Google ученый

Доза излучения — обзор

IV.A Concepts of Radiation Dose

Доза излучения создается энергией ионизирующего излучения, поглощаемой каким-либо веществом, например биологической тканью. Базовая единица дозы — это грей (Гр), а мощность дозы выражается за единицу времени (например, Гр час ^-1 ). Гр определяется как 1 Дж энергии, поглощенной 1 кг материала. Каждый радионуклид испускает излучение (фотон, электрон, альфа ²²⁶ частиц или их комбинации) во время своего радиоактивного распада с энергией, выраженной в МэВ (10 ⁶ электрон-вольт) Бк ^-1 с ^-1 или как Дж Бк ⁻¹ с ⁻¹ (1.6 × 10 ⁻¹³ Дж = 1 МэВ). Затем доза рассчитывается на основе того, сколько из них поглощается в 1 кг материала, при этом альфа-частицы легко поглощаются, а фотоны проходят дальше, прежде чем поглощаются. Более плотные материалы более непрозрачны для выбросов радионуклидов, поэтому более плотные ткани имеют тенденцию поглощать большую дозу.

При оценке дозы используется весовой коэффициент излучения для учета различных эффектов типов выбросов энергии. Для людей обычным условием является то, что альфа-частицам присваивается весовой коэффициент 20, а у многих фотонов и электронов весовой коэффициент равен 1.Нейтроны и протоны имеют весовые коэффициенты от 5 до 20, в зависимости от их энергии. Продолжаются дебаты по поводу некоторых из этих весов, особенно для нечеловеческой биоты, так что иногда используются большие или меньшие значения. Произведение поглощенной дозы и весового коэффициента излучения называется эквивалентной дозой, которая в случае человека выражается в зивертах (Зв).

Поглощенная радиация может происходить как внутри организма, так и вне его. Внешнее излучение происходит в основном от источников фотонов в окружающей среде, таких как космические лучи или первичные радионуклиды в почве.Электроны и альфа-частицы также воздействуют на ткани эпидермиса, но их энергия не проникает далеко в организм. Кроме того, радионуклиды внутри организмов облучают внутренние ткани и органы. Эта доза зависит от места скопления радионуклидов (например, ²²⁶ Ra накапливается в кости), но поскольку энергия высвобождается внутри, выбросы, которые не распространяются далеко (например, альфа-частицы), все же могут создавать дозу. Эту комбинацию дозовых вкладов можно показать на примере ¹³⁷ Cs в загрязненной окружающей среде.Люди получат дозу от внешнего излучения, вызванного фотонами, испускаемыми ^{137 m} Ba, потомком ¹³⁷ Cs, потому что сам ¹³⁷ Cs излучает только электроны. Однако ¹³⁷ Cs легко включается в пищевую цепочку и может попадать в организм и откладываться в мягких тканях, так что большая часть дозы вызвана внутренним электронным излучением, если люди едят местные продукты. Дозы внутреннего облучения человека можно было бы в значительной степени избежать, если бы источники пищи поступали из незагрязненных территорий.Однако станции являются стационарными и будут получать дозы от внутренних и внешних источников, при этом большая часть дозы будет внутренней в случае ¹³⁷ Cs.

Дозиметрия большого количества видов растений, животных и микробов все еще находится в стадии разработки, поскольку трудно определить геометрию и относительные биологические эффекты для каждого организма. Вместо этого в качестве тестового примера часто используется конкретная геометрия, например, рыба определенного размера, которая может представлять широкий спектр видов рыб.Альтернативой является предположение, что вся энергия внутренних радионуклидов поглощается организмом (т.е. фотоны не уходят), что дает небольшое завышение фактической поглощенной дозы, причем завышение увеличивается с уменьшением размера организма.

В отличие от этого, дозиметрия для человека хорошо развита, а обширный фон исследований резюмирован в рекомендациях Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ). В дозиметрии человека применяются две важные концепции.Во-первых, эффективная доза определяется как сумма взвешенных эквивалентных доз во всех тканях и органах тела, и с учетом весовых коэффициентов излучения становится эквивалентной эффективной дозой. Во-вторых, ожидаемая доза основана на интеграции дозы, полученной после поступления радионуклидов, с течением времени, обычно в течение 50 лет для взрослых и 70 лет для населения в целом. Дозиметрия человека упрощена за счет определения эталонного человека, который представляет человека, не имеющего гендерной специфики, с определенными анатомическими и физиологическими характеристиками.Это определение обеспечивает общую основу для оценки доз различных радионуклидов на отдельные органы и на все тело. Еще одна важная концепция — это критическая группа, гипотетическая группа людей, наиболее подверженная воздействию данного источника радиации. Оценка воздействий на критическую группу гарантирует, что все менее подверженные воздействию люди также оценены и защищены.

Мощность дозы на отдельных людей во всем мире варьируется от 1,5 до 6 мЗв в год ^-1 , в среднем около 3 мЗв в год ^-1 .На природные источники, которые включают космические и первобытные источники, приходится около трех четвертей годовой дозы облучения (рис. 1), при этом большая часть остающегося антропогенного вклада поступает из медицинских источников в промышленно развитых странах. Однако во многих регионах мира удельные источники намного выше. Например, месторождения тория и урана в Бразилии, Индии и северной Канаде вносят большие дозы из первичных источников. Кроме того, доза космического излучения увеличивается с высотой, поэтому жители более высоких высот получают большую дозу.В качестве примера увеличения дозы с высотой один 10-часовой полет коммерческого самолета дает дозу около 0,02 мЗв, или почти 1% от средней годовой дозы. Напротив, медицинское облучение у разных людей весьма различно, и вклад радиоактивных осадков в результате испытаний оружия, в основном до 1963 г., со временем уменьшается, но, по оценкам, составляет <0,03% от нынешней общей дозы (данные на рис. ожидаемые дозы за 1945–1992 гг.).

РИСУНОК 1. Источники дозы облучения людей, основанные на 50-летних коллективных дозах населения мира в результате практических действий, имевших место с 1945 по 1992 год.[По материалам Научного комитета Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации (НКДАР ООН) (1993). «Источники и эффекты ионизирующего излучения», публикация Организации Объединенных Наций в продаже под № E.94.IX.2, Организация Объединенных Наций, Нью-Йорк.]

Другая концепция дозы — это концепция коллективной, или популяционной, дозы. Это интеграция дозы для всего населения; для мира это просто произведение средней дозы на количество людей. Иногда его используют для сравнения доз от широкомасштабных глобальных событий, таких как радиоактивные осадки.Однако, помимо возможных взаимных сравнений между источниками доз, абсолютная величина коллективной дозы не очень полезна, поскольку неразумно экстраполировать очень низкие дозы на большую популяцию с целью определения потенциальных биологических эффектов. Это потому, что нет никаких доказательств того, что крохотные дозы вредны, так что их умножение не имеет биологического смысла. Некоторые виды практики иногда оцениваются на основе их потенциальной коллективной дозы, где коллективные дозы менее 1 человеко-Зв в год ^-1 считаются незначительными.Однако многие практические методы исключены из оценок коллективных доз. Например, угольные электростанции, по оценкам, вызывают за счет выброса первичных радионуклидов коллективные дозы около 2 человеко-зивертов на ГВт энергии, производимой ежегодно.

Учитывая, что деятельность человека может увеличить дозу облучения, национальные регулирующие органы разработали критерии для ограничения облучения. Отдельные критерии используются для воздействия на широкую публику и профессионального воздействия на рабочих.Эти критерии различаются в зависимости от регулирующего органа, но рекомендации МКРЗ 1990 г. ограничивают профессиональное облучение эффективной дозой 100 мЗв за 5-летний период, давая среднегодовое значение 20 мЗв с пределом 50 мЗв в любой конкретный год. . Годовые лимиты для населения обычно находятся в диапазоне 1 мЗв ^–1 в год. Иногда используются отдельные критерии для конкретных органов, таких как кожа или глаза. Требуемый предел дозы может использоваться для обратного расчета годового предела поступления для данного радионуклида, а также устанавливаются рекомендации для поступления через рот или через дыхательные пути.В дополнение к этим критериям атомная промышленность обычно придерживается принципа ALARA — минимально достижимого низкого уровня с учетом экономических и социальных факторов. Этот принцип оптимизирует радиационную защиту, признавая при этом, что иногда повышенная доза облучения имеет социальные преимущества (например, медицинское рентгеновское излучение) и что необходимо учитывать экономические аспекты, если огромные расходы не позволяют существенно снизить дозы, которые и так уже очень малы.

Поглощенная доза — обзор

Поглощенная доза

Количество энергии, выделяемой ионизирующим излучением в массе ткани, выраженное в джоулях на килограмм (Дж / кг) и называемое «серым» (Гр).

Острое воздействие

Воздействие радиации, которое происходит в течение нескольких минут.

Альфа-излучение (альфа-частица)

Положительно заряженная частица, состоящая из двух нейтронов и двух протонов. Это наименее проникающая, но наиболее ионизирующая из трех распространенных форм излучения. Альфа-излучение можно остановить с помощью листа бумаги, но при вдыхании или проглатывании он может нанести значительный долгосрочный ущерб. Он несет больше энергии, чем бета- или гамма-излучение.

Острый лучевой синдром (ОРС)

Серьезное, часто смертельное заболевание, возникающее в результате воздействия на организм высокой дозы проникающего излучения в течение короткого времени (обычно минут). Также называется «лучевой болезнью».

Фоновое излучение

Излучение окружающей среды, исходящее в основном от природных элементов в горных породах или почве, а также от космических лучей.

Беккерель (Бк)

Количество радиоактивного материала, которое подвергается одному распаду (распаду) в секунду.

Бета-излучение (бета-частица, бета-луч)

Электрон с положительным или отрицательным зарядом, который был выброшен атомом в процессе преобразования. Бета-частицы более проникают, чем альфа-излучение, но меньше, чем гамма. При сильном воздействии они могут вызвать серьезные ожоги кожи.

Суммарная доза

Общая доза, которая накапливается в результате многократного или непрерывного воздействия ионизирующего излучения на одну и ту же часть тела или на все тело.

Кюри (Кюри)

Традиционная мера излучения, основанная на наблюдаемой скорости распада 1 г радия.

Кожный лучевой синдром

Сложный синдром, возникающий в результате чрезмерного воздействия ионизирующего излучения на кожу. Непосредственными эффектами могут быть покраснение и болезненный отек пораженного участка. Большие дозы могут привести к необратимому выпадению волос, рубцеванию, изменению цвета кожи, ухудшению состояния пораженной части тела и гибели пораженной ткани (что требует хирургического вмешательства).

Распад (радиоактивный)

Превращение одного радиоактивного нуклида в другой в результате спонтанного излучения альфа-, бета- или гамма-лучей или путем захвата электронов. Конечный продукт — менее энергичное, более стабильное ядро.

Обеззараживание

Удаление радиоактивных загрязнений путем очистки и стирки.

Грязная бомба

Устройство, предназначенное для распространения радиоактивного материала путем взрыва обычного устройства.Грязную бомбу относительно просто сделать, она убивает или ранит людей при первом взрыве обычной взрывчатки, а также распространяет радиоактивное загрязнение. Также называется устройством радиологического рассеивания (RDD).

Делящийся

Атом или элемент, способный осуществить деление ядра.

Деление

Расщепление тяжелого ядра на две примерно равные части, сопровождающееся выделением относительно большого количества энергии в виде нейтронов и гамма-лучей.Три основных делящихся материала — это уран-233, уран-235 и плутоний-239.

Гамма

Ядерное излучение с высокой проникающей способностью, похожее на рентгеновское, за исключением того, что оно исходит от ядра атома. Гамма-лучи проникают в ткани дальше, чем бета- или альфа-частицы, но оставляют на своем пути низкую концентрацию ионов, чтобы повредить клетки.

Счетчик Гейгера

Детектор Гейгера – Мюллера и прибор для измерения излучения, содержащий заполненную газом трубку, которая разряжается электрически при прохождении через нее ионизирующего излучения, и устройство, регистрирующее события.Чаще всего они используются в качестве портативных приборов обнаружения радиации.

Грей (Гр)

Единица измерения поглощенной дозы излучения. Единицу Гр можно использовать для любого типа излучения, но она не описывает биологические эффекты различных типов излучения.

Самодельное ядерное устройство (IND)

Ядерное оружие, созданное страной-изгоями или террористической организацией из незаконно приобретенных расщепляющихся материалов; Ядерное оружие, купленное, украденное или предоставленное страной с ядерной программой стране-изгоям или террористической организации.

Ион

Атом, у которого больше (или меньше) электронов, чем протонов, что приводит к возникновению электрического заряда, который делает его химически активным.

Ионизация

Процесс добавления одного или нескольких электронов к атомам или молекулам или удаления их из атомов или молекул с образованием ионов.

Ионизирующее излучение

Излучение, способное вытеснять электроны из атомов, образуя ионы. Высокие дозы ионизирующего излучения могут вызвать серьезные повреждения кожи или тканей.

Изотоп

Элемент с одинаковым атомным номером, но разным атомным весом (разное количество нейтронов в их ядрах). Уран-238 и уран-235 — изотопы урана.

Скрытый период

Время между воздействием опасного материала и появлением последующих последствий для здоровья.

Неионизирующее излучение

Излучение с более низким уровнем энергии и большей длиной волны, чем ионизирующее излучение.Этот тип излучения представляет опасность из-за выделения тепла в ткани, но не влияет на структуру атомов. (например, радиоволны, микроволны, видимый свет и инфракрасное излучение от нагревательной лампы).

Ядерная энергия

Тепловая энергия, произведенная ядерным делением внутри ядерного реактора или радиоактивным распадом.

Руководство по защитным действиям (PAG)

Руководство, информирующее органы реагирования и органы власти о том, при какой прогнозируемой дозе им следует принять меры для защиты людей от случайных или преднамеренных выбросов радиации в окружающую среду.

Излучение

Энергия, движущаяся в форме частиц или волн. К знакомым видам излучения относятся радиоволны, микроволны, тепло и свет. Ионизирующее излучение — это высокоэнергетическая форма электромагнитного излучения.

Поглощенная доза излучения (рад)

Основная единица поглощенной дозы излучения. Это мера количества энергии, поглощаемой телом. Рад — это традиционная единица поглощенной дозы. Однако она была заменена единицей Гр, что эквивалентно 100 рад.

Радиоактивный распад

Самопроизвольный распад ядра атома.

Радиоактивность

Процесс спонтанного преобразования ядра, обычно с испусканием альфа- или бета-частиц, часто сопровождаемый гамма-лучами. Этот процесс называется распадом или распадом атома.

Устройство радиологического рассеивания (RDD)

Устройство, предназначенное для распространения радиоактивного материала путем взрыва обычного устройства.Это относительно просто произвести и убить или ранить людей первоначальным взрывом обычного взрывчатого вещества, а также распространять радиоактивное загрязнение. Также относится к грязной бомбе.

Рентген

Единица радиационного воздействия, определяемая как количество рентгеновского или гамма-излучения, которое производит 1 электростатическую единицу заряда в 1 кубическом сантиметре сухого воздуха при нормальных условиях.

Рентген-эквивалент, человек (бэр)

Единица эквивалентной дозы.Не все излучения обладают одинаковым биологическим действием, даже при одинаковом количестве поглощенной дозы. Рем связывает поглощенную дозу в тканях человека с эффективным биологическим повреждением радиации. Хотя это традиционная единица эквивалентной дозы, она была заменена зивертом (Зв), равным 100 бэр.

Экранирование

Материал, используемый в качестве барьера между источником излучения и потенциально облученным человеком для уменьшения воздействия.

Зиверт (Св)

Международная стандартная единица для количества ионизирующего излучения, необходимого для получения того же биологического эффекта, что и 1 рад рентгеновских лучей с высокой проникающей способностью, что эквивалентно серому для рентгеновских лучей.(100 бэр или 8,38 Р). Это относится к дозе, поглощенной тканями человека, которая зависит от типа излучения. Дозы обычно выражаются в миллионных долях зиверта или микрозивертах.

Тератогенный эффект

Врожденные дефекты, возникшие в результате химического или радиационного воздействия на плод.

Ионизирующее излучение, воздействие на здоровье и меры защиты

\ n

\ nВсе радионуклиды однозначно идентифицируются по типу излучения, которое они излучают, энергии излучения и периоду их полураспада.

\ n

\ nАктивность, используемая как мера количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель — это одно разложение в секунду. Период полураспада — это время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида снизилась в результате распада до половины своего первоначального значения. Период полураспада радиоактивного элемента — это время, за которое половина его атомов распадается. Это может быть от долей секунды до миллионов лет (например, у йода-131 период полураспада составляет 8 дней, а у углерода-14 — 5730 лет).

\ n

Источники радиации

\ n

\ nЛюди ежедневно подвергаются воздействию естественных источников радиации, а также антропогенных источников. Естественная радиация исходит из многих источников, включая более 60 естественных радиоактивных материалов, обнаруженных в почве, воде и воздухе. Радон, природный газ, выделяется из горных пород и почвы и является основным источником естественной радиации. Каждый день люди вдыхают и поглощают радионуклиды из воздуха, пищи и воды.

\ n

\ nЛюди также подвергаются естественному излучению космических лучей, особенно на большой высоте.В среднем 80% годовой дозы фонового излучения, которую получает человек, обусловлено естественными земными и космическими источниками излучения. Уровни фоновой радиации различаются географически из-за геологических различий. Экспозиция в определенных областях может быть более чем в 200 раз выше, чем в среднем в мире.

\ n

\ nЧеловеческое облучение также происходит от антропогенных источников, начиная от производства ядерной энергии и заканчивая медицинским использованием радиации для диагностики или лечения. Сегодня наиболее распространенными источниками ионизирующего излучения, созданными человеком, являются медицинские устройства, в том числе рентгеновские аппараты.

\ n

Воздействие ионизирующего излучения

\ n

\ nРадиационное воздействие может быть внутренним или внешним и может быть получено различными путями воздействия.

\ n

\ n Внутреннее воздействие ионизирующего излучения происходит, когда радионуклид вдыхается, проглатывается или иным образом попадает в кровоток (например, путем инъекции или через раны). Внутреннее облучение прекращается, когда радионуклид выводится из организма либо спонтанно (например, с выделениями), либо в результате лечения.

\ n

\ n Внешнее облучение может произойти, когда находящийся в воздухе радиоактивный материал (например, пыль, жидкость или аэрозоли) попадает на кожу или одежду. Этот тип радиоактивного материала часто можно удалить из организма простым мытьем.

\ n

\ n Воздействие ионизирующего излучения также может быть результатом облучения от внешнего источника, например, медицинского облучения от рентгеновских лучей. Внешнее облучение прекращается, когда источник излучения экранирован или когда человек выходит за пределы поля излучения.

\ n

\ nЛюди могут подвергаться воздействию ионизирующего излучения при различных обстоятельствах, дома или в общественных местах (облучение в общественных местах), на рабочих местах (профессиональное облучение) или в медицинских учреждениях (как пациенты, лица, осуществляющие уход, и волонтеры) .

\ n

\ n Воздействие ионизирующего излучения можно разделить на 3 ситуации. Первые ситуации запланированного облучения возникают в результате преднамеренного введения в действие и эксплуатации источников излучения с конкретными целями, как в случае с медицинским использованием излучения для диагностики или лечения пациентов или с использованием излучения в промышленности или исследованиях.Второй тип ситуаций, существующее облучение, — это когда облучение уже существует, и необходимо принять решение о контроле — например, облучение радоном в домах или на рабочем месте или воздействие естественного радиационного фона из окружающей среды. Последний тип — ситуации аварийного облучения — возникают в результате неожиданных событий, требующих быстрого реагирования, таких как ядерные аварии или злонамеренные действия.

\ n

\ nМедицинское использование радиации составляет 98% вклада населения в дозу от всех искусственных источников и составляет 20% от общего облучения населения.Ежегодно во всем мире проводится более 3600 миллионов диагностических радиологических исследований, проводится 37 миллионов процедур ядерной медицины и проводится 7,5 миллионов процедур лучевой терапии.

\ n

Воздействие ионизирующего излучения на здоровье

\ n

\ nРадиационное повреждение тканей и / или органов зависит от полученной дозы излучения или поглощенной дозы, которая выражается в единицах, называемых серым (Гр). Возможный ущерб от поглощенной дозы зависит от типа излучения и чувствительности различных тканей и органов.

\ n \ n

Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения возможности причинения вреда. Зиверт (Зв) — единица эффективной дозы, учитывающая вид излучения и чувствительность тканей и органов. Это способ измерения ионизирующего излучения с точки зрения возможности причинения вреда. Sv учитывает вид излучения и чувствительность тканей и органов.

\ n

Зв — очень большая единица измерения, поэтому более практично использовать меньшие единицы, такие как миллизиверт (мЗв) или микрозиверт (мкЗв).В одном мЗв одна тысяча мкЗв и одна тысяча мЗв в одном Зв. В дополнение к количеству излучения (доза) часто бывает полезно выразить скорость, с которой доставляется эта доза (мощность дозы), например, микрозиверт в час (мкЗв / час) или миллизиверт в год (мЗв / год).

\ n

\ n \ n

\ nДля превышения определенных пороговых значений излучение может нарушить работу тканей и / или органов и вызвать такие острые эффекты, как покраснение кожи, выпадение волос, лучевые ожоги или острый лучевой синдром.Эти эффекты более серьезны при более высоких дозах и более высоких мощностях доз. Например, порог дозы при остром лучевом синдроме составляет около 1 Зв (1000 мЗв).

\ n

\ nЕсли доза облучения низкая и / или она доставляется в течение длительного периода времени (низкая мощность дозы), риск существенно ниже, потому что существует большая вероятность устранения повреждения. Однако все еще существует риск долгосрочных эффектов, таких как рак, который может проявиться спустя годы или даже десятилетия. Эффекты этого типа будут возникать не всегда, но их вероятность пропорциональна дозе облучения.Этот риск выше для детей и подростков, поскольку они значительно более чувствительны к радиационному облучению, чем взрослые.

\ n

\ nЭпидемиологические исследования групп населения, подвергшихся воздействию радиации, таких как выжившие после атомной бомбы или пациенты, прошедшие лучевую терапию, показали значительное увеличение риска рака при дозах выше 100 мЗв. Совсем недавно некоторые эпидемиологические исследования у лиц, подвергшихся медицинскому облучению в детстве (педиатрическая компьютерная томография), показали, что риск рака может увеличиваться даже при более низких дозах (от 50 до 100 мЗв).

\ n

\ nПренатальное воздействие ионизирующего излучения может вызвать повреждение мозга у плода после острой дозы, превышающей 100 мЗв между 8-15 неделями беременности и 200 мЗв между 16-25 неделями беременности. До 8 или после 25 недели беременности исследования на людях не показали радиационного риска для развития мозга плода. Эпидемиологические исследования показывают, что риск рака после облучения плода аналогичен риску после облучения в раннем детстве.

\ n

Ответные меры ВОЗ

\ n

\ nВОЗ разработала радиационную программу для защиты пациентов, рабочих и населения от рисков для здоровья, связанных с радиационным облучением в ситуациях планируемого, существующего и аварийного облучения.Сосредоточивая внимание на аспектах радиационной защиты, связанных с общественным здравоохранением, эта программа охватывает деятельность, связанную с оценкой радиационного риска, управлением и коммуникацией.

\ n

\ nВ соответствии со своей основной функцией по «установлению норм и стандартов, а также продвижению и мониторингу их выполнения» ВОЗ сотрудничает с 7 другими международными организациями в пересмотре и обновлении международных основных норм радиационной безопасности (BSS). ВОЗ приняла новый международный ОНБ в 2012 г. и в настоящее время работает над поддержкой внедрения ОНБ в своих государствах-членах.

«,» datePublished «:» 2016-04-29T09: 30: 00.0000000 + 00: 00 «,» image «:» https://www.who.int/images/default-source/imported/radiation/radiation- africa630x420-jpg.jpg? sfvrsn = e8581c1b_10 «,» publisher «: {» @ type «:» Organization «,» name «:» Всемирная организация здравоохранения: ВОЗ «,» logo «: {» @ type «:» ImageObject » , «url»: «https://www.who.int/Images/SchemaOrg/schemaOrgLogo.jpg», «width»: 250, «height»: 60}}, «dateModified»: «2016-04-29T09: 30: 00.0000000 + 00: 00 «,» mainEntityOfPage «:» https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ionizing-radiation-health-effects-and-protective-measures «,» @context «:» http: // schema.org «,» @ type «:» Article «};

Доз облучения — Канадская комиссия по ядерной безопасности

Ссылки по теме

Что такое доза облучения?

Когда ионизирующее излучение проникает в тело человека или объект, оно выделяет энергию. Энергия, поглощенная при воздействии радиации, называется дозой. Величины дозы излучения описываются тремя способами: поглощенная, эквивалентная и эффективная.

Поглощенная доза

Энергия, поглощенная человеческим телом в результате воздействия радиации, называется поглощенной дозой.Поглощенная доза измеряется в единицах, называемых серым (Гр). Доза в 1 грей эквивалентна 1 джоулю энергии, вложенной в килограмм вещества.

Эквивалентная доза

Когда радиация поглощается живым веществом, может наблюдаться биологический эффект. Однако равные поглощенные дозы не обязательно будут вызывать одинаковые биологические эффекты. Эффект зависит от типа излучения (например, альфа, бета, гамма). Например, 1 Гр альфа-излучения более вреден для данной ткани, чем 1 Гр бета-излучения.Чтобы получить эквивалентную дозу, поглощенная доза умножается на указанный весовой коэффициент излучения (wR), чтобы отразить относительные биологические эффекты различных типов излучения. Эквивалентная доза выражается в зиверте (Зв). Это означает, что 1 Зв альфа-излучения будет иметь такой же биологический эффект, как 1 Зв бета-излучения. Другими словами, эквивалентная доза выражается как единая единица, которая учитывает степень вреда, который различные типы излучения могут причинить одной и той же ткани.

Эффективная доза

Различные ткани и органы имеют разную радиационную чувствительность (см. Рисунок 13). Например, костный мозг намного более радиочувствителен, чем мышечная или нервная ткань. Чтобы получить представление о том, как воздействие может повлиять на общее состояние здоровья, эквивалентная доза умножается на весовой коэффициент ткани (wT), связанный с риском для конкретной ткани или органа. Результат — эффективная доза, усваиваемая организмом. Единицей измерения эффективной дозы также является зиверт.

Доза от радиационного фона

Радиация всегда была вокруг нас. Фактически, жизнь развивалась в мире, содержащем значительные уровни ионизирующего излучения. Он исходит из космоса, земли и даже внутри нашего тела. Дозы естественного радиационного фона варьируются в зависимости от местоположения и привычек.

Доза космического излучения

Высотные районы получают больше космической радиации. Согласно исследованию Health Canada, годовая эффективная доза радиации от космических лучей в Ванкувере, Британская Колумбия, который находится на уровне моря, составляет около 0.30 мЗв. Это сравнимо с вершиной горы Лорн, Юкон, где на высоте 2000 м человек получит годовую дозу около 0,84 мЗв. Путешествие по воздуху также увеличивает воздействие большего количества космической радиации, что составляет дополнительную среднюю дозу 0,01 мЗв на одного канадца в год.

Доза от земной радиации

Есть также естественные источники радиации в земле. Например, некоторые регионы получают больше земной радиации от почв, обогащенных ураном. Средняя эффективная доза от излучения, испускаемого почвой (и строительными материалами, исходящими из земли), составляет примерно 0.5 мЗв в год. Однако доза варьируется в зависимости от местоположения и геологии: дозы достигают 260 мЗв в Северном Иране или 90 мЗв в Нигерии. В Канаде расчетная самая высокая годовая доза земной радиации составляет примерно 1,4 мЗв, измеренная на Северо-Западных территориях.

Доза при вдыхании

Земная кора также влияет на наши уровни воздействия. Радон, производимый Землей, присутствует в воздухе, которым мы дышим. Газ радон естественным образом рассеивается, когда попадает в атмосферу с земли.Однако, когда газообразный радон попадает в здание (через пол от земли), его концентрация имеет тенденцию к увеличению. Длительное воздействие повышенного уровня радона увеличивает риск развития рака легких. Среднегодовая эффективная доза радонового излучения в мире составляет примерно 1,2 мЗв. Узнайте больше о радоне в вашем доме.

Доза при приеме внутрь

Ряд источников естественной радиации, которая проникает в наш организм через пищу, которую мы едим, воздух, которым мы дышим, и воду, которую мы пьем.Калий-40 является основным источником внутреннего облучения (помимо распада радона), обнаруживаемого в разнообразных повседневных продуктах питания. Средняя эффективная доза от этих источников составляет примерно 0,3 мЗв в год.

Источники и средняя эффективная доза от естественного фонового излучения в отдельных городах Канады

Город Канады	Всего ( мЗв / год )	Космическое излучение ( мЗв / год )	Земной фон ( мЗв / год )	Годовая ингаляционная доза ( мЗв / год )	Радионуклиды в организме ( мЗв / год )
КАНАДА	1.8	0,3	0,2	0,9	0,3
Уайтхорс	1,9	0,5	0,2	0,9	0,3
Йеллоунайф	3.1	0,4	1,4	0,9	0,3
Виктория	1,8	0,5	0,1	0,9	0,3
Ванкувер	1.3	0,5	0,1	0,4	0,3
Эдмонтон	2,4	0,5	0,3	1,3	0,3
Регина	3.5	0,4	0,3	2,4	0,3
Виннипег	4,1	0,4	0,2	3,2	0,3
Торонто	1.6	0,4	0,2	0,8	0,3
Оттава	1,8	0,4	0,2	0,9	0,3
Икуалуит	1.9	0,5	0,2	0,9	0,3
Квебек	1,6	0,4	0,2	0,7	0,3
Монреаль	1.6	0,4	0,3	0,7	0,3
Фредериктон	1,8	0,3	0,3	0,9	0,3
Галифакс	2.5	0,3	0,3	1,5	0,3
Шарлоттаун	1,8	0,3	0,2	0,9	0,3
Сент-Джонс	1.6	0,4	0,2	0,7	0,3
Источники: Gratsky et al., 2004, НКДАР ООН 2008, Геологическая служба Канады

Мировые уровни доз от естественного фонового излучения

Общая средняя эффективная доза от естественного излучения в мире составляет примерно 2.4 мЗв в год. Однако дозы могут сильно различаться. На следующем рисунке показано сравнение канадских городов и средней дозы в Канаде с другими частями мира.

Источники: Gratsky et al. 2004 г., НКДАР ООН 2008 г., NCRP 160 2009 г. Версия текста

На этом изображении показан график, отображающий международные и канадские города и их среднюю годовую эффективную дозу от природных источников в миллизивертах (мЗв). (Побережье Кералы, Индия: 12,50 мЗв; Янцзян, Китай: 6,30 мЗв; средний мировой показатель: 2,40 мЗв; средний показатель по США: 3.00 мЗв; Канадский средний: 1,77; Галифакс: 2,50 мЗв; Эдмонтон: 2,40 мЗв; Монреаль: 1,62 мЗв; Торонто: 1,59 мЗв; Ванкувер: 1,25 мЗв).

Доза от искусственных источников излучения

Искусственные источники излучения (коммерческая и промышленная деятельность) составляют примерно 0,6 мЗв нашего годового радиационного облучения. На рентгеновские лучи и другие диагностические и терапевтические медицинские процедуры приходится примерно 1,2 мЗв в год (UNSCEAR 2000). Потребительские товары, такие как детекторы табака и дыма, составляют еще 0.1 мЗв нашего облучения каждый год.

Текстовая версия

На рисунке показаны примеры типичных полученных доз и пределов доз для рабочих и населения в диапазоне от 0,001 мЗв до 1000 мЗв. Типичная годовая доза от людей, живущих в пределах нескольких километров от атомной электростанции, составляет 0,001 мЗв. Интраоральный рентгеновский снимок зубов — 0,005 мЗв. Типичный перелет через Канаду составляет 0,02 мЗв. Типичный рентген грудной клетки — 0,1 мЗв. Предельная годовая доза облучения населения составляет 1 мЗв. Типичная годовая доза, получаемая рабочим на урановой шахте или атомной электростанции в Канаде, составляет около 1 мЗв.Средняя годовая доза от естественного радиационного фона в Канаде составляет 1,8 мЗв. Типичная компьютерная томография грудной клетки — 7 мЗв. Предел годовой дозы для работников атомной энергетики составляет 50 мЗв. Пятилетний предел дозы для работников атомной энергетики составляет 100 мЗв. Среднее годовое воздействие на космонавтов, работающих на Международной космической станции, составляет 150 мЗв. Доза, которая может вызвать симптомы лучевой болезни, составляет около 1000 мЗв.

В целом естественная радиация составляет примерно 60% нашей годовой дозы.На медицинские процедуры приходится примерно 40% нашей годовой дозы.

Нет никакой разницы между эффектами, вызванными естественным или техногенным излучением.

Типичные дозы органов при различных радиологических исследованиях

Тип исследования	Соответствующий орган	Доза (мЗв)
Стоматологический рентген	Мозг	0.01
Рентген грудной клетки	Легкое	0,1
Скрининговая маммография	Грудь	3
КТ брюшной полости взрослых	Желудок	10
КТ брюшной полости новорожденных	Желудок	20

Пределы дозы

Канадские правила по радиационной защите устанавливают ограничения на количество излучения, которое может получить население и работники атомной энергетики.

На этом изображении показаны примеры ядерных установок и веществ, которые регулируются CNSC, включая добычу урана, атомные электростанции, ядерную медицину, исследования с использованием ядерных веществ и хранение ядерных отходов.

В Канаде предел эффективной дозы для населения составляет 1 мЗв за один календарный год. Регулярные отчеты и мониторинг показывают, что среднегодовые эффективные дозы для населения от видов деятельности, лицензируемых CNSC, варьируются от 0,001 до 0,1 мЗв в год.

Данные взяты из отчетов о мониторинге окружающей среды лицензиатов, представленных в CNSC.Текстовая версия

На рисунке показана гистограмма с годовой дозой облучения населения в мЗв для площадок АЭС, включая площадку Брюса, площадку Дарлингтона, площадку Пикеринга, Пойнт-Лепро и Джентили-2. Годовые дозы приведены за 2013–2017 годы и показывают, что доза для населения значительно ниже годового предела дозы для населения в 1 мЗв.

Пределы эффективной дозы для работника атомной энергетики установлены на уровне 50 мЗв в любой год и 100 мЗв в пять лет подряд. Предел дозы для беременных женщин составляет 4 мЗв с момента объявления беременности до конца срока.Кроме того, лицензиаты должны обеспечить, чтобы все дозы были минимально достижимыми с учетом социальных и экономических факторов (ALARA). Регулярные отчеты и мониторинг показывают, что среднегодовые дозы облучения наиболее облученных рабочих (например, промышленных радиографов) составляют примерно 5 мЗв в год.

Как устанавливаются пределы дозы облучения

Канадские правила следуют рекомендациям Международной комиссии по радиологической защите, в которую входят некоторые из ведущих мировых ученых и других специалистов в области радиационной защиты, а также используются многие стандарты и руководства Международного агентства по атомной энергии.

В Канаде нормы, стандарты и методы защиты людей и рабочих от радиации, которые не регулируются CNSC, реализуются Министерством здравоохранения Канады, Канадой по вопросам занятости и социального развития, Министерством национальной обороны и правительствами провинций / территорий.

Кроме того, Федерально-провинциально-территориальный комитет по радиационной защите (FPtrPC) разрабатывает руководящие принципы в отношении ионизирующего и неионизирующего излучения и работает над гармонизацией правил радиационной защиты по всей Канаде.Под сопредседательством CNSC, Министерства здравоохранения Канады и провинций FPtrPC является национальным форумом по вопросам радиационной защиты.

Выбросы радиоактивных веществ в дозах: от беккерелей до миллизивертов

Ядерные установки выделяют очень небольшое количество радиоактивности в окружающую среду при нормальной эксплуатации. Эти выбросы незначительны, контролируются и контролируются оператором установки, и о них сообщается в CNSC. Радиоактивность этих выбросов измеряется в единицах, называемых беккерелями (Бк).Количество радиации, поглощенной телом, называется дозой и измеряется в миллизивертах (мЗв). Доза рассчитывается с использованием модели, которая учитывает, как радиоактивные выбросы проходят через окружающую среду (например, почву, воду, растительность, пищу и воздух) и принимаются человеком, что приводит к облучению. Модель определяет все возможные пути воздействия, например, при приеме внутрь или вдыхании. Входными данными для модели является радиоактивность (Бк), а выходными данными — доза на человека (мЗв).