Предельные дозы облучения кратко

Обновлено: 30.06.2024

В качестве меры излучательной способности загрязненных радионуклидами поверхностей используется величина плотности потока частиц, т.е. число частиц, пролетающих за единицу времени через единичную площадь перпендикулярно к ней. Единица плотности потока - 1/(с×м²), что соответствует плотности потока, когда за 1 секунду через площадь 1 м² пролетает 1 частица.

В качестве меры воздействия ИИ на вещество используется поглощенная доза, характеризующая среднюю энергию, переданную ИИ веществу. Единицей поглощенной дозы D является грей (Гр); 1 Гр соответствует поглощению 1 Дж энергии ИИ в 1 кг массы вещества.

Мощность поглощенной дозы характеризует интенсивность воздействия ИИ на вещество; мощность 1 Гр/с соответствует поглощению 1 Дж энергии ИИ в 1 кг массы вещества за 1 секунду.

В области значений поглощенной дозы облучения, при которых возникают только стохастические эффекты, учесть различия в действии излучения на органы или ткани человека в зависимости от вида излучения и от радиочувствительности конкретного органа или ткани можно только на основании экспертных оценок. Экспериментальные измерения в этом диапазоне доз непосредственно провести нельзя. Поэтому в целях обеспечения радиационной безопасности в области стохастических эффектов вводят нормируемые величины, кратко описанные ниже.

Учет вида излучения

Все органы или ткани проявляют различную биологическую реакцию на действие излучений в зависимости от их вида. Для учета этих различий вводится взвешивающий коэффициент излучения w_R. Эквивалентная доза в органе, или ткани, определяется как произведение

где D_T - средняя поглощенная доза в данном органе или ткани, созданная данным видом излучения, а w_R - взвешивающий коэффициент для данного вида излучения.

Учет радиочувствительности ткани

Органы и ткани человека отличаются разной чувствительностью к облучению. Для учета этих различий вводится величина, называемая эффективной дозой, которая равна сумме по всем органам и тканям человека эквивалентных доз в каждого органа или ткани, умноженных на взвешивающий коэффициент данного органа или ткани w_T:

Значения взвешивающих коэффициентов w_R и w_T, определенные в 103 Публикации Международной Комиссии по Радиологической Защите (МКРЗ) являются консервативными и служат решению задач обеспечения радиационной безопасности.

Для улучшенной консервативной оценки эквивалентной дозы, в целях индивидуальной дозиметрии профессионально облучаемых работников и мониторинга рабочих мест вводят модельную, т.н. рабочую величину, именуемую амбиентным эквивалентом дозы. Она определяется по правилам, установленным Международной Комиссией по Радиационным Единицам и Измерениям (МКРЕ), которые учитываются в моделях обработки данных измерений, применяемых в современных дозиметрах.

В соответствии со 103 Публикацией Международной Комиссии по Радиологической Защите от 2007 года, утверждены следующие предельно допустимые годовые дозы облучения (от техногенных источников дополнительно к естественному фону):

Экстремальные дозовые нагрузки при радиационных авариях

При дозах, превышающих 100 Гр, наступает мгновенная гибель (первые часы) из-за необратимого повреждения нервных клеток (церебральный синдром).
Дозы 50 – 100 Гр приводят к смертельному исходу на 5-6 сутки после облучения.
Кишечная форма лучевого поражения (желудочно-кишечный синдром) наблюдается в диапазоне 10 – 50 Гр и приводит к гибели на 10-14 день.

Типичная форма лучевой болезни развивается при дозе 1 – 10 Гр. Причем, если не принять медицинских мер, доза 3 – 5 Гр приводит к смерти 50% облученных людей в течение 30 дней.

Облученных больных помещают в стерильные условия, делают переливание крови, для восстановления системы кроветворения выполняют пересадку костного мозга. Все это сопровождается введением общеукрепляющих и противовоспалительных средств.

Ниже приведены доли вкладов в годовое облучение различных составляющих естественного радиационного фона и медицинского облучения при среднестатистической суммарной годовой дозовой нагрузке (внешнее + внутреннее облучение) в 3 мЗв.

Ионизирующее излучение представляет собой поток частиц, способных вызывать ионизацию вещества. Результат действия ионизирующего излучения называют облучением. В быту и в некоторых отраслях науки, техники и медицины ионизирующее излучение принято называть просто радиацией.

По подсчетам научного комитета по действию атомной радиации ООН, средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет приблизительно 350 мкЗв, то есть немного больше средней дозы облучения через радиационный фон, который образуется космическими лучами.

К основным радиоактивным явлениям относятся: a -распад, ß± -превращения (распады) и y-излучение. К явлениям ß-превращений относятся следующие самопроизвольные процессы: ß- -превращение (ß- -распад), ß+ -превращение (ß+-распад), электронный захват (e). Также к явлениям радиоактивности относят: спонтанное деление, кластерную активность,нейтронную активность, протонную активность, бета-задержанные распады ядер.

Подписание соглашения по строительству АЭС на фоне катастрофы в Японии заставило еще раз вздрогнуть неокрепшие после Чернобыльской трагедии нервы белорусов. Что из себя представляет радиация? Как и в каких дозах она влияет на человека? Можно ли избежать облучения в повседневной жизни? Мы решили полезным будет еще раз напомнить, что есть что в аспекте влияния излучения на человека.

Чаще всего, когда говорят о радиации, имеют в виду "ионизирующее" излучение, связанное с радиоактивным распадом. Хотя облучает человека также магнитное поле или ультрафиолетовый свет (неонизирующее облучение), рассказывает председатель Национальной комиссии по радиационной защите при Совете министров Яков Кенигсберг.

По данным авторов книги "Что должен знать каждый грамотный человек о радиации", в большинстве своем источниками радиации являются природные радиоактивные вещества, окружающие нас и находящиеся внутри нас (около 73%), примерно 13% связано с медицинскими процедурами (например, рентгеноскопия), а 14% приходит извне в виде космических лучей.

Так, из разрушенного реактора в течение первых 10 дней после Чернобыльской аварии было выброшено более 40 различных видов радионуклидов. С точки зрения опасности угрозу для человека представляют йод (J-131), цезий (Cs-137) и стронций (в основном Sr-90). Кроме того, опасность долговременного радиоактивного загрязнения несет в себе плутоний (Pu-241), включая его продукты распада. Некоторые из них распадутся наполовину только через 24 000 лет.

Единицы измерения радиоактивности

Наиболее распространенными единицами измерения радиоактивности почвы и продуктов питания являются Беккерель (Бк) и Кюри (Ки). Обычно активность указывается на 1 кг продуктов питания. На картах указывается активность на единицу площади, например, км 2 . Но уровень загрязнения территории 1Ки/км2 сам по себе еще ничего не говорит о том, какое облучение получили люди, живущие на этой территории. Мерой вредного воздействия радиоактивного излучения на человека является доза облучения, которая измеряется в Зивертах (Зв).

Термин

Единицы измерения

Соотношение единиц

Определение

В старой системе

1 Ки = 3,7×10 10 Бк

число радиоактивных распадов в единицу времени

зиверт в час, Зв/ч

рентген в час, Р/ч

1 мкР/ч=0,01 мкЗв/ч

уровень излучения в единицу времени

количество энергии ионизирующего излучения, переданное определенному объекту

доза облучения, учитывающая различную

чувствительность органов к радиации

Так, в зивертах на единицу времени измеряют уровень радиационного фона. Естественный радиационный фон на земной поверхности составляет в среднем 0,1-0,2 мкЗв/ч. Опасным для человека считается уровень выше 1,2 мкЗв/ч. К слову, вчера уровень радиации в 20 км от аварийной японской атомной электростанции "Фукусима-1" превысил норму в 1600 раз - зафиксирован уровень радиации в 161 мкЗв/ч. Для сравнения: по некоторым данным, после взрыва на ЧАЭС уровень радиации доходил местами до нескольких тысяч мкЗв/час.

Кстати, в быту принято считать, что 1 Зиверт = 100 Рентген.

Что касается Беккереля, он служит единицей измерения радиоактивности воды, почвы и т.д. на единицу, в которой измеряется эта вода, почва. Так, по последним данным в Токио превышен уровень радиации в водопроводной воде: содержание радиоактивного йода в воде составляет 210 беккерелей на один литр.

А Грей нужен для измерения поглощённой дозы излучения тем или иным объектом.

Но вернемся к Зивертам:

В соответствии с белорусским законодательством, допустимая доза облучения для населения составляет 1 мЗв в год, а для профессионалов, работающих с источниками ионизирующего излучения - 20 мЗв в год.

Кроме того, воздействие радиоактивного излучения на человека раньше вычислялось в такой единице как бэр (биологический эквивалент рентгена). Сегодня для этого используют Зиверты. В этой единице можно оценить влияние источников радиации в быту, к примеру. Так, годовая доза от просмотра телевизора по 3 часа в день - 0,001 мЗв. Годовая доза от курения по одной сигарете в день - 2,7 мЗв. Одна флюорография - 0,6 мЗв., одна рентгенография - 1,3 мЗв, одна рентгеноскопия - 5 мЗв. Посчитайте и сравните: 20 мЗв - это средний допустимый уровень облучения для работников атомной промышленности в год.

Дополнительно берут во внимание также излучение бетонных жилищ - до 3 мЗв в год и естественную дозу облучения от окружающей среды - более 2 мЗв в год. Любопытное сравнение: естественное облучение возле монацитовых залежей в Бразилии - 200 мЗв в год. И люди с этим живут!

Влияние радиации на организм человека

Радиация в привычном для человека понимании (т.е. ионизирующее облучение) оказывает определенное воздействие на организм человека. Воздействие радиации на человека называют облучением. Основу этого воздействия составляет передача энергии радиации клеткам организма. Так, один из эффектов воздействия – детерминированный – проявляет себя с определенного порога и зависит от дозы облучения.

"Наиболее ярким его проявлением при облучении части или всего тела является острая лучевая болезнь, которая развивается только с определенного порога и имеет различные степени тяжести. Теоретически лучевая болезнь может проявиться при облучении дозой равной 1 зиверту (это самая слабая степень лучевой болезни)", - рассказывает Яков Кенигсберг. Для сравнения: согласно нашей таблице, доза в 0,2 зиверта увеличивает риск раковых заболеваний, а 3 зиверта угрожает жизни облученного.

К детерминированному эффекту также относят лучевые ожоги, которые возникают как при облучении человека большими дозами радиации, так и при контакте с кожей. Очень большие дозы приводят к отмиранию кожи, вплоть до повреждения мышц и костей. Такие ожоги, к слову, лечатся гораздо хуже, чем химические или тепловые.

С другой стороны, радиация может проявить себя через длительное время после облучения, вызвав т.н. стохастический эффект. Это эффект выражается в том, что среди облученных людей может увеличиваться частота определенных онкологических заболеваний. Теоретически возможны также генетические эффекты, но на данный момент специалисты относят их к теории, так как на человеке они никогда не были выявлены. По информации ученых, даже у 78 тысяч детей японцев, которые пережили атомную бомбардировку Хиросимы и Нагасаки, не обнаружили увеличения числа случаев наследственных болезней.

Кроме того, различные эксперты отмечают, что облучение помимо ожогов и лучевой болезни может вызвать нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, лучевое бесплодие, лучевую катаракту. Последствия облучения сильнее сказываются на делящихся клетках, поэтому для детей облучение гораздо опаснее, чем для взрослых.

"Мы не можем сказать точно, у какого конкретного заболевания даже при получении одинаковой дозы облучения может развиться или не развиться какое-либо онкологическое заболевание", - отмечает Я.Кенигсберг.

В стране с большим количеством облученных людей возможно повышение уровня онкологической заболеваемости. В то же время заболевания могут быть вызваны как облучением, так и химическими вредными веществами, вирусами и др. Например, у японцев, облученных после бомбардировки Хиросимы, первые эффекты в виде учащения заболеваемости стали проявляться только через 10 лет и более, а некоторые – через 20 лет.

На сегодня известно, какие опухоли могут быть связаны с облучением. В числе их – рак щитовидной железы, рак молочной железы, рак определенных частей кишечника.

Кстати, помимо искуственных радионуклидов (йода, цезия, стронция), которые “ударили” по белорусам после Чернобыльской трагедии, в организм попадают и естественные радионуклиды. Наиболее распространенные среди них - калий-40, радий-226, полоний-210, радон-222, -220. Например, основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении (радон высвобождается из земной коры и концентрируется в воздухе внутри помещений лишь тогда, когда они в достаточной мере изолированы от внешней среды). Относительно немного радона выделяют такие строительные материалы, как дерево, кирпич и бетон. Большей удельной радиоактивностью обладают, например, гранит и пемза, также используемые в качестве строительных материалов.

Компьютерная томография основана на ионизирующем рентгеновском излучении. Сканирование на томографе с возможностью построения 3D-реконструкций внутренних органов, сосудов и костей — высокоточный метод обследования, предпочтительный в ряде сложных ситуаций: после инсультов, при пневмониях, подозрении на онкологию. Однако такое обследование нельзя проходить часто.

В этой статье мы разберем, в чем заключается вред рентгеновского излучения и как уменьшить его влияние, если норма допустимого была превышена.

Чем вредно ионизирующее (рентгеновское) облучение?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Все люди неизбежно подвергаются воздействию ионизирующего излучения (радиации): и от окружающей среды, и от искусственных источников ионизирующего излучения, и от своего собственного организма. Ионизирующим считается любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков (+ и –).

Естественный радиационный фон – доза излучения, создаваемая космическими лучами

и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека. Радиационный фон присутствует везде и всегда: где-то его уровень больше, где-то меньше, в зависимости от высоты территории над уровнем моря и геологического строения каждого конкретного района. До 0,2 мЗв в час (соответствует значениям до 20 микрорентген в час) – это наиболее безопасный уровень внешнего облучения тела человека, когда радиационный фон в норме. Верхний предел допустимой мощности дозы – 0,5 мкЗв/час (50 мкР/ч).

Облучение от источников ионизирующего излучения, находящихся вне тела человека – называется внешним облучением. Оно не делает тело человека источником излучения. Человек подвержен облучению пока находится в поле действия излучения.

Облучение от радиоактивных источников, находящихся внутри тела человека – называется внутренним облучением. Радионуклиды могут попасть в организм человека через нос, рот, раны на теле и распределяются по различным частям организма в зависимости от их химических свойств. Поглощённая доза облучения накапливается в организме, и за всю жизнь, сумма её не должна превышать 100-700 мЗв (для жителей высокогорий и районов с повышенной естественной радиоактивностью почв, подземных вод и горных пород – привычные им дозы будут находиться в верхнем пределе допустимых значений).

Средняя годовая доза ионизирующих излучений, и внешних и внутренних источников

(вдыхаемый воздух, вода, еда), на человека составляет:

- солнечная радиация и космические лучи - от 0,3 мЗв/г (на высоте 2000м - втрое больше).

- почва и горные породы – 0,25-0,5 мЗв/г (на гранитах больше - 1 миллизиверт в год).

- жилище, строения – 0,3 мЗв/г

- еда – от 0,02 мЗв/г

- вода – до 0,1 мЗв/г (при ежедневном потреблении воды в объёме 2 литра).

- в воздухе (радон и продукты его распада) – 0,2 мЗв/год.

- накопленные в костях организма отложения радионуклидов – 0,1-0,5 мЗв/год.

- вдыхаемый радон – 0,1-0,5 мЗв/год.

- в медицинских исследованиях: флюорография, рентген лёгких – 3 мЗв, рентгеновский снимок у зубного врача – 0,2мЗв.

- перелёт на самолёте – 0,005 миллизиверт в час.

- сканеры (интроскопы) в аэропортах – до 0,001 мЗв за один акт проверки пассажира.

В сумме, средняя годовая доза ионизирующих излучений составляет до 5 миллизиверт в год. Это безопасная суммарная средняя индивидуальная эффективная эквивалентная годовая доза для населения, учитывающая и внешние и внутренние источники облучения (естественные природные, техногенные, медицинские и прочие).

Согласно норм Федерального закона О радиационной безопасности населения, эффективная доза для человека, в сумме, за период его жизни (принимаемый в расчетах равным 70 лет) – не должна превышать 70 мЗв, что никак не скажется на здоровье и считается безопасным уровнем поглощённой радиации.

Читайте также: