Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент – коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества. Значения коэффициента для различных видов излучений приведены в табл. 7.
Таблица 7
Коэффициент относительной биологической эффективности для различных видов излучений
Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (биологический эквивалент рада). 1 Зв = 100 бэр. Одни органы и ткани человека более чувствительны к действию радиации, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения разных органов и тканей следует учитывать с разным коэффициентом, который называется коэффициентом радиационного риска. Умножив значение эквивалентной дозы на соответствующий коэффициент радиационного риска и просуммировав по всем тканям и органам, получим эффективную дозу, отражающую суммарный эффект для организма. Взвешенные коэффициенты устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всего организма составляла единицу. Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы. Она также измеряется в зивертах или бэрах.
Радиоактивные вещества и их активность
Радиоактивные вещества принято оценивать по их активности.
Активность определяется числом распадов, происходящих в данном количестве вещества за единицу времени. Активность изотопа чаще определяется периодом полураспада.
Период полураспада радиоактивного изотопа — промежуток времени, за который число радиоактивных атомов данного изотопа уменьшается вдвое. Так, для урана-238 он составляет приблизительно 4,5 млрд лет, а для полония-212 – около 3 · 10-7 с.
Наиболее опасны те радиоактивные вещества, период полураспада которых близок к продолжительности жизни человека. Большую опасность для здоровья человека представляют наиболее распространенные в природе изотопы, например, стронций-90 (имеющий период полураспада 28 лет) и цезий-137 (период полураспада 33 года). Из короткоживущих радиоактивных изотопов наиболее распространен радон-222, составляющий 1/3 естественной радиации. Период его полураспада равен 3,8 суток.
В системе СИ активность измеряется в беккерелях (Бк). 1 Бк равен одному распаду ядра в секунду. Часто пользуются внесистемной единицей – кюри (Ки); 1 Ки = 3,7 · 1010 Бк.
Активность в ряде случаев измеряют в милликюри (мКи), составляющей 10-3 кюри, и микрокюри (мкКи) = 10-6кюри.
Воздействие ионизирующего излучения на живые организмы
Биологическое действие ионизирующих излучений на организм имеет ряд особенностей:
• неся в себе огромную опасность для здоровья и жизни, оно неощутимо человеком;
• существует скрытый (инкубационный) период проявления действия ионизирующего излучения, который может быть весьма продолжительным;
• одним из видов последствий облучения являются так называемые генетические эффекты – разнообразные наследственные заболевания, возникающие в результате мутаций (изменений) в половых клетках;
• получаемые человеком дозы излучений накапливаются в организме (кумулятивный эффект), поэтому вероятность возникновения заболеваний пропорциональна длительности воздействия радиации;
• наиболее чувствительны к облучению дети в период роста;
• степень чувствительности к облучению различных органов и тканей человека неодинакова;
• радиочувствительность живых организмов также весьма различна (смертельная доза для бактерий в 100 раз превышает дозу для млекопитающих).
5.2. Радиационно опасные объекты и аварии на них
Радиационно опасные объекты
Ядерные технологии несут в себе опасность радиационного загрязнения окружающей среды и лучевого воздействия на живые организмы. Эксплуатация ядерных объектов показала, что, несмотря на все принимаемые меры, на них нельзя исключить возможность аварий, в т. ч. и с выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду.
Радиационная авария — нарушение пределов безопасной эксплуатации ядерно-энергетической установки, оборудования или устройства, при которых произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, приводящий к облучению населения и загрязнению окружающей среды. Причинами аварии могут быть нарушения барьеров безопасности, предусмотренных проектом реактора; образование критической массы при перегрузке, транспортировке и хранении ТВЭлов; нарушение контроля и управления цепной ядерной реакцией.
Радиационно опасные объекты (РОО) — научные, народнохозяйственные (промышленные) или оборонные объекты, при разрушениях которых могут произойти массовые радиационные поражения людей, животных и растений, а также заражение среды.
Радиационные аварии и их классификации
В зависимости от вида радиационно опасного объекта, масштабов и опасности последствий существует несколько различных классификаций радиационных аварий, происшествий и инцидентов. В табл. 8 приведена одна из них, принятая Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) для оценки происшествия.
Таблица 8
Международная шкала оценки происшествий на АЭС, адаптированная для России
Зоны радиационно опасных объектов
В период функционирования РОО с целью профилактики и контроля выделяют две основные зоны безопасности:
• санитарно-защитная зона (СЗЗ) — территория вокруг объекта, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации объекта может превысить предельно допустимую дозу (ПДД);
• зона наблюдения — территория, где возможно влияние радиоактивных сбросов и выбросов РОО и где облучение проживающего населения может достигать установленной предельно допустимой дозы.
На случай радиационной аварии рассматривают 5 зон, имеющих различную степень опасности для здоровья людей:
• зона возможного опасного радиоактивного загрязнения — территория, в пределах которой прогнозируются дозовые нагрузки, не превышающие 10 рад в год;
• зона ограничений — территория, в пределах которой доза γ-облучения может превысить 10 рад (но не более 25 рад), а доза облучения щитовидной железы радиоактивным йодом – не более 30 рад;
• зона профилактических мероприятий — территория, в пределах которой доза внешнего γ-облучения населения за время формирования радиоактивного следа выброса при аварии на РОО может превысить 25 рад (но не более 75 рад), а доза облучения щитовидной железы радиоактивным йодом составляет около 30 рад (максимально – 50 рад);
• зона экстренных мер защиты населения — территория, в пределах которой доза внешнего γ-излучения населения может превысить 75 рад, а доза внутреннего облучения щитовидной железы радиоактивным йодом – 250 рад;
• зона радиационной аварии — территория, на которой могут быть превышены пределы дозы и пределы годового поступления.
После стабилизации радиационной обстановки в районе аварии устанавливаются зоны:
• зона отчуждения (загрязнение по γ-излучению – свыше 20 мрад/ч; по цезию – свыше 40 Ки/км2; по стронцию – свыше 10 Ки/км2);
• зона временного отселения (загрязнение по γ-излучению – от 5 до 20 мрад/ч; по цезию – от 15 до 40 Ки/км2; по стронцию – от 3 до 10 Ки/км2);
•
зона жесткого контроля (загрязнение по γ-излучению – от 3 до 5 мрад/ч; по цезию – до 15 Ки/км2; по стронцию – до 3 Ки/км2).
5.3. Уровень радиации и предельно допустимые дозы облучения
Мощность дозы естественного (природного и техногенного) радиоактивного фона на территории РФ составляет 0,01–0,02 мР/ч.
Согласно Федеральному закону «О радиационной безопасности населения» № 3-ФЗ от 9 января 1996 г. и поправке к ст. 9 от 1999 г. с января 2000 года для населения средняя годовая эффективная доза равна 0,001 зиверта или эффективная доза за период жизни (70 лет) – 0,07 зиверта; в отдельные годы допустимы бо́льшие значения эффективной дозы при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за пять последовательных лет, не превысит 0,001 зиверта.
