Техника безопасности с источниками ионизирующее излучение. Медицинские нормы и противопоказания при работе с ионизирующим излучением
Обеспечение радиационной безопасности требует комплекса защитных мероприятий в зависимости от активности источников, их агрегатного состояния, видом и энергией излучения, количеством вещества, характером технологического процесса.
Для определения методов и средств защиты от ионизирующих излучений рассмотрим уравнение для определения мощности поглощенной дозы для точечного источника. Под точечным изотропным источником понимается источник одного радионуклидного состава с равномерно распределенной активностью, размеры которого значительно меньше расстояния, на котором рассматривается его действие.
Мощность поглощенной дозы (dD/dt) определяется формулой
где Г 5 - керма-постоянная, Гр м (с Бк) - постоянная для каждого радионуклида величина, значение которой можно найти в справочниках по радиационной безопасности; A(t) - активность источника, зависящая от времени, Бк; г - расстояние до источника, м.
Так как в соответствии с законом радиоактивного распада активность источника изменяется по времени в соответствии с формулой
где A(t) - начальная активность, Бк; X - In 2/Г |/2 - постоянная распада радионуклида, с; Т 1/2 - период полураспада (время, в течение которого распадается половина атомов радионуклида), с;
Таким образом, на основании анализа приведенной формулы можно сделать вывод, что для защиты от ионизирующих излучений необходимо применять следующие методы и средства:
- снижение активности (количества) радиоизотопа;
- увеличение расстояния от источника излучения;
- сокращение времени работы с источником;
- экранирование излучения с помощью экранов и биологических защит;
- применение средств индивидуальной защиты.
Увеличение расстояния от источника излучения (защита расстоянием) - достаточно простой и надежный способ защиты. Способ обусловлен способностью излучения терять свою энергию во взаимодействиях с веществом: чем больше расстояние от источника, тем больше процессов взаимодействия излучения с атомами и молекулами, что в итоге приводит к снижению дозы облучения персонала.
Сокращение времени работы с источником (защита временем) основано на сокращении времени работы с источником, что позволяет уменьшить дозы облучения персонала.
Экранирование излучения с помощью экранов (защита экранами) является наиболее эффективным способом защиты от излучения.
Проектируя защитные экраны, определяют толщину, материал экрана в зависимости от вида энергии излучения.
Защитные экраны от альфа-излучения , как правило, не применяются, так как это излучение обладает малой проникающей способностью. Слой воздуха в несколько сантиметров или более плотного материала в несколько миллиметров (стекло, картон, фольга, одежда и т.п.) обеспечивает достаточно полное поглощение альфа-излучения.
При экранировании бета-частиц в материале экрана возникает тормозное рентгеновское или гамма-излучение, что должно учитываться при изготовлении экранов. Для полного поглощения потока бета-излучения толщина 5р защитного экрана может быть приближенно определена по формуле
где /р - длина пробега бета-частиц, г/см 2 . Для Е тгх > 0,8 МэВ 1 р = = 0,541? тах - 0,15; р - плотность материала экрана, г/см 3 ; Е тях - максимальная энергия бета-частиц.
Для защитных экранов применяют алюминий, стекло, плексиглас, свинец, облицованный материалами с малым атомным номером.
Для защиты от гамма-излучения экраны выполняют из материалов с большим атомным номером и большой плотностью (свинец, вольфрам). Для стационарных сооружений применяют бетон, баритобе- тон, чугун, сталь, являющимися одновременно строительными конструкциями.
Толщину защитных экранов от гамма-излучений можно определить по номограмме (рис. 11.3) и по формуле
где 8 у - толщина защитного экрана, см; р - линейный коэффициент ослабления, см -1 ; N - необходимая кратность гамма-излучения на рабочем месте определяется как отношение измеренной мощности дозы на рабочем месте без защитного экрана (Р изм) к мощности дозы, до которой ее необходимо снизить (Р 0), N = Р цш /Р 0 -
Рис. 11.3.
из свинца: 1 - 192 1г; 2 - 137 Cs; 3 - 60 Со; из железа: 4 - 192 1г; 5 - 137 Cs; 6 - 60 Со
Нейтроны очень плохо поглощаются веществом. Поэтому задача защиты от нейтронов состоит в замедлении быстрых нейтронов и последующем поглощении уже замедленных тепловых нейтронов. Лучшими для защиты от нейтронного излучения являются водородосодержащие вещества, т.е. вещества, имеющие в своей химической формуле атомы водорода. Обычно в качестве защитных материалов от быстрых нейтронов используются вода, парафин, графит, бериллий. Тепловые нейтроны хорошо поглощаются бором, кадмием. Поскольку нейтронные излучения сопровождаются гамма-излучениями, необходимо применять многослойные экраны из различных материалов: свинец-полиэтилен, сталь-вода и т.д. В ряде случаев для одновременного поглощения нейтронного и гамма-излучений применяют водные растворы гидроокисей тяжелых металлов, например гидроокиси железа Fe 2 (OH) 3 .
Защитные экраны применяются различных конструкций. Они могут выполняться в виде защитных боксов (рис. 11.4), передвижных и стационарных экранов (рис. 11.5-11.6), сейфов для хранения радиоактивных препаратов.
Рис. 11.5. а - защитный экран 2ЭН из органического стекла;
6 - защитный экран передвижной 4ЭН с двумя захватами
Для дистанционной работы с источниками в защитных боксах и экранах применяют самодержащие захваты. Для транспортирования и хранения используются контейнеры и сейфы, выполненные из стали, свинца, чугуна (рис. 11.7).
Рис. 11Л Настольный бокс:
- 1 - корпус; 2 - воздушный шлюз;
- 3 - разъемы электропитания; 4 - фильтр;
- 5 - вытяжка; 6 - вентилятор; 7 - фланец для крепления труб; 8 - пульт электропитания;
- 9 - светильник; 10 - патрубки; 11 - штатив для аппаратуры; 72- смотровое стекло;
- 13 - дверка с фильтром; 14 - резиновые перчатки
Всякие работы с радиоактивными изотопами, а также техническое обслуживание приборов и установок, в которых используются изотопы, должны проводиться в специально оборудованных, отдельных помещениях с системой вентиляции. Работа на установках с радиоактивными изотопами должна выполняться лицами старше 18 лет, прошедшими специальное обучение, в том числе безопасным методам работы на данной установке. Все работники должны находиться под постоянным медицинским наблюдением, им регламентируется продолжительность рабочего дня, выдается спецодежда и приборы индивидуального дозиметрического контроля.
Рис. 11.В. Передвижной экран для защиты от радиоактивных излучений: 1 - смотровое окно: 2 - манипуляторы: 3 - механизм передвижения
Рис. 11.7. Оборудование для транспортировки и хранения: 7 - дверца с замком; 2 - кожух; 3 - указатель; 4 - маховик;
5 - барабан
Защита от рентгеновского излучения. Применяемые в радиолокационной аппаратуре и в аппаратуре диспетчерского контроля электроннолучевые трубки, магнетроны, клистроны и др., работающие при напряжениях выше 6 кВ, являются источниками мягкого рентгеновского излучения. Поэтому при технической эксплуатации радиоаппаратуры, питающиеся напряжением выше 15 кВ, необходимо использовать защитные средства с целью предотвращения рентгеновского облучения операторов и инженерно-технических работников.
В качестве защитных средств от действия мягких рентгеновских лучей применяются экраны из стального листа (0,5... 1 мм) или алюминия (3 мм), а также из специальной резины. Смотровые окна в рентгеновских установках выполняются из плексигласа (30 мм) или освинцованного стекла (8 мм).
Средства индивидуальной защиты. Для защиты человека от внутреннего облучения при попадании радиоизотопов внутрь организма с вдыхаемым воздухом применяют респираторы, противогазы. В качестве основной спецодежды применяют халаты, комбинезоны из неокрашенной хлопчатобумажной ткани, а также хлопчатобумажные шапочки.
При опасности значительного загрязнения помещения радиоактивными изотопами поверх хлопчатобумажной одежды надевают пленочную (нарукавники, брюки, фартук, бахилы на ноги и т.п.), покрывающую все тело или места возможного наибольшего загрязнения. В качестве материалов для пленочной одежды применяют пластики, резину и другие материалы, которые легко очищаются от радиоактивных загрязнений. При работе с радиоактивными изотопами высокой активности используют перчатки из просвинцованной резины. При высоких уровнях радиоактивного загрязнения применяют пневмокостюмы из пластических материалов с принудительной подачей чистого воздуха под костюм (рис. 11.8).
Рис. 11.8.
Пневмокостюм
Для защиты глаз применяют очки закрытого типа со стеклами, содержащими фосфат вольфрама или свинец.
Основные принципы защиты от ионизирующих излучений — уменьшение мощности источников до минимальных значений (защита количеством); сокращение времени работы с источниками (защита временем); увеличение расстояния от источника до работающих (защита расстоянием); экранирование источников излучения материалами, поглощающими излучения (защита техническими средствами), постоянный радиационный контроль.
В соответствии с положениями Федерального закона Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30.03.1999 г. № 52-ФЗ и Нормами радиационной безопасности НРБ-99 безопасность для здоровья человека при проведении работ во вредных и опасных условиях труда должна обеспечиваться выполнением комплекса правовых, организационных, санитарно-гигиенических и технических защитных мер.
При установлении беременности женщин из персонала работодатели обязаны переводить их на другую работу, не связанную с излучением. Даже при очень слабом облучении существует опасность изменений у облученных людей наследственных свойств потомства (мутаций), появления врожденных уродств.
На объектах железнодорожного транспорта к работам на установках с ионизирующим излучением предъявляются дополнительные (повышенные) требования безопасности труда.
Основной санитарно-гигиенической защитной мерой является нормирование воздействий ионизирующих излучений.
Нормативы и основные пределы доз определены Нормами Радиационной безопасности (НРБ-99). Критерии для гигиенической оценки условий труда работников, подвергающихся облучению от источников ионизирующего излучения в процессе трудовой деятельности, определены Руководством Р 2.2.2006-05. В качестве основных гигиенических критериев для оценки условий труда при работе с источниками ионизирующего излучения приняты:
Мощность максимальной потенциальной эффективной дозы;
Мощность максимальной потенциальной эквивалентной дозы в хрусталике глаза, коже, кистях и стопах.
Оценка условий труда при работе с источниками ионизирующего излучения осуществляется на основе систематических данных оперативного радиационного контроля на рабочих местах по специальным методическим указаниям.
Если уровень неблагоприятного воздействия в ближайшем или отдаленном периоде на состояние здоровья работников и их потомства приводит к увеличению риска повреждения здоровья работника, то такие условия труда рассматриваются как вредные (класс 3).
Если значение потенциальной эффективной максимальной дозы (при работе с источниками излучения в стандартных условиях) превышает 100 мЗв/год, то такие условия труда относятся к классу 4 (опасные).
Организационные меры, предотвращающие неблагоприятное воздействие. К организационным мерам недопущения поражения ионизирующими излучениями в первую очередь относится обязательное применение индивидуальных и коллективных средств защиты. Индивидуальные средства защиты: щитки из оргстекла, смотровые стекла, средства защиты органов дыхания, спецкостюмы, спецобувь, просвинцованные перчатки и др.
Другой эффективной мерой является организация и контроль за соблюдением персоналом правил личной гигиены (тщательная очистка, деактивация кожных покровов после окончания работы, проведение дозиметрического контроля загрязненной спецодежды, спецобуви и кожных покровов).
В рабочей зоне запрещено курение. На предприятиях, использующих источники ионизирующих излучений, организуются и оборудуются специальные помещения (места) для курения.
Технические меры. К техническим мерам предотвращения неблагоприятного воздействия ионизирующих излучений относится разработка эффективных средств защиты и контроля. Эффективным средством коллективной защиты служат экраны. Например, лучшим экраном для защиты от рентгеновского и у-излучений является свинцовый, позволяющий добиться нужного эффекта при наименьшей толщине экрана. Более дешевые экраны делают из просвинцованного стекла, железа, бетона, барритобетона, железобетона и воды.
Организация контроля радиационной безопасности. Транспортные предприятия, занимающиеся перевозкой радиоактивных веществ, оснащаются автоматизированными системами радиационного контроля.
Биологические воздействия излучения на организм человека
Биологическое действие ионизирующих излучений состоит в разрушении внутримолекулярных связей и как следствие прекращении жизнедеятельности клеток организма. Наиболее подвержены разрушению клетки в фазе деления, когда спирали молекул ДНК обособлены и незащищены. С одной стороны это используется в медицине для прекращения деления клеток злокачественных опухолей, с другой это приводит к нарушению наследственных признаков организма, переносимых половыми клетками. Значительное воздействие рентгеновского излучения приводит к необратимым поражениям тканей - ожогам, потере зрения и в худшем случае к поражению кроветворного механизма(лучевой болезни или лейкемии).
Группы облучаемых органов
1-ая группа - все тело, гонады и красный костный мозг;
2-ая группа – внутренние органы, мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, хрусталики глаз;
3-ия группа - кожный покров, костная ткань, кости предплечья, голени и стопы.
Предельная допустимая доза (ПДД)
Для женщин до 40 лет, отнесенных к группе А, введено дополнительное ограничение: доза на тазовую область не должна превышать1 бэр за любые2 месяца.
Индивидуальная доза облучение для лиц категории группы А
Индивидуальная эквивалентная доза за календарный год не должна превышать ПДД.
Для женщин до40 лет доза на тазовую область не должна превышать 1 бэр за любые 2 месяца.
Планируемое повышенное облучение во время аварии может быть разрешено только для спасения людей, предотвращения развития аварии, угрожающей облучением большого числа людей.
Планируемое облучение до 2 ПДД разрешается территориальными службами; до5 ПДД - только министерством здравоохранения.
Планируемое повышение облучения не разрешается:
если работник ранее получил дозу, превышающую5 ПДД;
для женщин в возрасте до40 лет.
Все превышения контрольных доз облучения компенсируются в течение последующих5-ти лет - для дозы 2 ПДД и 10-ти лет - для дозы 5 ПДД.
Доза, накопленная к возрасту 30 лет, не должна превышать12 ПДД.
Персонал, подвергнутый облучению свыше 5 ПДД, немедленно направляется на медицинское обследование.
К персоналу приравниваются все лица, привлекаемые к устранению аварии.
Индивидуальная доза облучение лиц категории группы Б
Среднее значение индивидуальной эквивалентной дозы для критической группы за календарный год не должно превышать 1 ПДД по месту их работы и проживания.
Если по результатам длительного наблюдения установлено, что облучение критической группы лиц категории Б не превышает 0.1 ПДД, то радиационный контроль по согласованию с органами Госсаннадзора может быть сокращен.
Порядок регламентации и контроля облучения населения определяется Основными Санитарными Правилами72/87.
Критическая группа
Критическая группа – это небольшая по численности группа лиц категории Б, однородная по условиям жизни, возрасту, полу, которая подвергается наибольшему радиационному воздействию в пределах учреждения, его санитарно-защитной зоны и зоны наблюдения.
Противопоказания при работ е с источниками ионизирующего излучения
2. Наркомания, токсикомания, хронический алкоголизм.
3. Заболевания, склонные к злокачественному перерождению;
доброкачественные опухоли, препятствующие ношению спецодежды.
4. Лучевая болезнь П -IV степени.
5. Заболевание щитовидной железы, болезнь Рейно, заболевания периферических сосудов.
6. Хронические гнойные заболевания придаточных пазух носа, хронические средние отиты с частыми обострениями.
7. Понижение остроты зрения - ниже 0,6 на одном глазу и ниже 0,5 на другом.
8. Катаракта.
9. Хронические инфекционные и грибковые заболевания кожи.
10. Шизофрения и другие эндогенные психозы.
11. Врожденные аномалии органов с выраженной недостаточностью их функций.
12. Органические заболевания нервной системы со стойко выраженными нарушениями функций.
13. Эпилепсия.
14. Болезни эндокринной системы с выраженным нарушением
15. Злокачественные новообразования.
16. Выраженные болезни крови и кроветворных органов.
17. Гипертоническая болезнь2 -3 стадий.
18. Болезни сердца с недостаточностью кровоснабжения.
19. Хронические болезни легких с выраженной легочно-сердечной
недостаточностью, наклонность к кровотечениям.
20. Бронхиальная астма тяжелого течения.
21. Активные формы туберкулеза любой локализации.
22. Язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки с частыми обострениями или наклонностью к осложнениям.
23. Циррозы печени и активные хронические гепатиты. Поражения желчевыводящей системы с частыми или тяжелыми приступами.
24. Хронические гастроэнтериты и колиты с частыми обострениями.
25. Хронические болезни почек с явлениями почечной недостаточности, мочекаменная болезнь с частыми приступами или осложнениями.
26. Коллагенозы.
27. Болезни суставов с частыми выраженными обострениями или со стойким нарушением функции суставов.
28. Стойкое нарушение менструальной функции.
29. Беременность в период лактации.
30. Хронические воспаления матки и придатков с частыми обострениями.
31. Не вынашивание и повреждение плода у женщин детородного возраста.
32. Заболевание зрительного нерва и сетчатки.
33. Анофтальм.
Источники ионизирующего излучения:
А) закрытые источники – радионуклидные источники излучения, устройство которых исключает поступление содержащихся в них радионуклидов в окружающую среду в условиях применения и износа, на которые он рассчитан, а также устройства, генерирующие ионизирующее излучение (рентгеновские аппараты и т. д.). При работе с закрытыми источниками ионизирующего излучения Человек подвергается только внешнему облучению .
Б) открытые источники – радионуклидные источники излучения, при использовании которых возможно поступление содержащихся в них радиоактивных веществ в окружающую среду. При работе с открытыми источниками ионизирующего излучения возможно загрязнение окружающей среды и попадание радионуклидов внутрь организма, поэтому Человек подвергается не только внешнему, но и внутреннему облучению .
Организация работы с источниками ионизирующего излучения.
Все работы с открытыми радиоактивными веществами подразделяются на Три класса, Которые устанавливаются в зависимости от:
– Степени радиационной опасности нуклида как потенциального источника внутреннего облучения: четыре группы (А, Б, В, Г) в зависимости от минимально значимой активности и радиотоксичности
– Фактической активности источника на рабочем месте
Класс работ определяет Требования к размещению, набору и оборудованию помещений , в которых проводятся работы с открытыми источниками. Наиболее жесткие требования по радиационной безопасности предъявляются Для помещений с первым классом работ . Все объекты, использующие источники ионизирующего излучения, находятся на учете в органах Государственного санитарного надзора и МВД.
Радиационный дозиметрический контроль (контроль за соблюдением допустимых уровней облучения и индивидуальный дозиметрический контроль) проводится службой радиационной безопасности или специально выделенным лицом. Если годовая эффективная эквивалентная доза на персонал предприятия Не превышает 1/3 ПДД, то индивидуальный дозиметрический контроль можно не проводить .
Радиационному контролю подлежат :
– радиационные характеристики источников излучения, выбросов в атмосферу, жидких и твердых радиоактивных отходов
– радиационные факторы, создаваемые технологическим процессом на рабочих местах и в окружающей среде
– радиационные факторы на загрязненных территориях и в зданиях с повышенным уровнем природного облучения
– уровни облучения персонала и населения от всех источников излучения, на которые распространяется действие настоящих Норм.
Основными контролируемыми параметрами являются:
– годовая эффективная и эквивалентная дозы
– поступление радионуклидов в организм и их содержание в организме для оценки годового поступления
– объемная или удельная активность радионуклидов в воздухе, воде, продуктах питания, строительных материалах и других
– радиоактивное загрязнение кожных покровов, одежды, обуви, рабочих поверхностей
– доза и мощность дозы внешнего излучения
– плотность потока частиц и фотонов.
При возникновении опасности повышенного по сравнению с естественным фоном облучения отдельных контингентов населения в результате радиационной аварии МЗ устанавливает временные дозовые пределы и допустимые уровни облучения населения для данного региона и участвует в выработке необходимых организационных мероприятий по обеспечению радиационной безопасности на данных территориях.
Основные методы защиты от внешнего облучения:
А) защита количеством – снижение мощности или активности источника ионизирующего излучения
Б) защита временен – снижение времени работы с источниками ионизирующего излучения: чем меньше время воздействия ионизирующего излучения на организм, тем меньше доза облучения.
В) защита расстоянием – увеличение расстояния до объекта ионизирующего излучения при работе с ним: излучение от точечного источника уменьшается пропорционально увеличению квадрата расстояния до него
Г) защита экранированием :
1) Против рентгеновского и гамма-излучения – свинец и уран, может быть использовано просвинцованное стекло, железо, бетон и другие материалы с эквивалентным увеличением толщины экрана
2) Против нейтронного излучения :
а. Быстрое нейтронное – материалы, содержащие много ионов водорода (вода, парафин, бетон и т. д.)
б. Тепловые нейтроны – материалы, содержащие кадмий, бор
Дополнительная защита от гамма излучений – свинец.
3) Против бета-потока : материалы с малым атомным номером (органическое стекло, пластмасса, аллюминий)
Основные методы защиты от внутреннего облучения (подробнее – вопрос 50):
А) предотвращение поступления радионуклидов в организм
Б) снижение всасывания радионуклидов, поступающих в ЖКТ
В) увеличение выведения радионуклидов из организма
Отдельные виды работ с ионизирующими излучениями имеют различия как в отношении гигиенической оценки условий , так и в проведении профилактических мероприятий. Так, условия труда и средства защиты персонала при работе с у-источниками во многом отличаются от условий труда при работе с радиоактивными веществами, излучающими а- или b-лучи.
Известное своеобразие условий труда
имеется и при работе с искусственными радиоактивными изотопами, и с такими естественными радиоактивными элементами, как радий, торий, радиоторий, мезоторий. Для гигиенической оценки условий труда при работе с радиоактивными веществами и излучателями различной активности необходимо учитывать как характер выполняемой работы, так и характер источника ионизирующей радиации, состояние аппаратуры и применяемые средства защиты персонала.
Исходя из основных факторов
вредности и возможного воздействия их на человека, работы с ионизирующими излучениями можно разделить условно на две категории.
а) В первую категорию входят работы, связанные только с внешним облучением (у- и рентгеновыми лучами, нейтронами), что происходит при манипуляциях с запаянными, так называемыми закрытыми, источниками излучений (радий или полоний бериллиевые трубки) или. с рентгеновыми аппаратами и у-установками.
б) Вторую категорию составляют работы, связанные с применением радиоактивных веществ, находящихся в незапаянном виде, или, как говорят, в «открытом» виде, когда возможен их контакт с окружающей средой. В зависимости от характера и условий использования этих веществ они могут находиться в жидком, газообразном, твердом или порошкообразном состоянии. При известных неблагоприятных условиях возможно поступление их в воздух помещений в виде газа, пара, аэрозолей.
Помимо этого, они могут попадать на тело, одежду работающих, загрязнять оборудование, строительные конструкции. Работа с радиоактивными веществами в открытом виде может сопровождаться комбинированным действием, а именно возможно внутреннее облучение при поступлении радиоактивных веществ в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и частично через кожу, а также внешнее облучение тела, если изотопы излучают В- или у-лучи, например при работе с растворами натрия (Na24) и др.
В таких случаях наибольшую опасность представляет облучение тканей радиоактивными веществами, попадающими в организм, так как при этом происходит непрерывное облучение как в процессе работы, так и после ее окончания. Чем больше период полураспада и чем длительнее задержка радиоактивных веществ в организме, тем больше ионизация в местах отложения, а следовательно, тем выше повреждающее действие.
В этом случае наибольшую опасность представляют радиоактивные элементы, испускающие а- и b-частицы, в то время как при внешнем облучении наибольшую опасность представляют у-лучи, нейтроны и рентгеновы лучи.
Радиоактивные вещества в открытом виде применяются в промышленности при нанесении светящихся красок постоянного действия на циферблаты, они широко используются в виде радиоактивных изотопов в лабораториях, на заводах, в медицинских учреждениях, в сельском хозяйстве и т. д. Выполнение работ с радиоактивными веществами в открытом виде в отдельных случаях сопровождается выделением в воздух помещений токсических паров и газов, например паров ртути, различных растворителей, окислов азота, фтористых соединений, озона и др.
При работе на энергетических установках - различного рода реакторах, атомных электростанциях, на установках по ускорению элементарных частиц возможно внешнее облучение за счет у-лучей и нейтронов различных энергий, а также поступление радиоактивных веществ внутрь организма.
- Вернуться в содержание раздела " " на нашем сайте
