Учебное пособие: Цивільна оборона

Постійно підвищується радіаційне забруднення донних відкладів річок та водосховищ. В київському водосховищі назбиралося понад 60 млн. тон радіоактивного мулу.

Тепер недоброякісну питну воду отримує близько 17% населення України, в тому числі і наша область, що негативно впливає на здоров'я людей.

Вручання людини в справи природи збільшило ймовірність виникнення повені, тобто надзвичайних ситуацій. Затопленню можуть підвергатись 8 областей України, 427 міст і населених пунктів.

Зона Азовського моря - це зона екологічної катастрофи. Води його забруднені пестицидами, важкими металами, отрутохімікатами. Екологічна ситуація в басейні Чорного моря не набагато краща.

Інтенсивний розвиток електроніки та радіотехніки викликав забруднення природного середовища електромагнітними випромінюваннями (полями). Головними їх джерелами є радіо-, телевізійні та радіолокаційні станції, високовольтні лінії електропередач, електротранспорт, засоби радіозв'язку, атомні вибухи. Підвищений рівень електромагнітного випромінювання шкодить здоров'ю людей: негативно впливає перш за все на нервову систему, викликає головний біль, порушення сну, сильну втому та ін. Впливу електромагнітних випромінювань також підпадають радіоелектронні та енергетичні системи, антени радіостанцій, системи керування. Захист від електромагнітних випромінювань досягається екрануванням мережі електропостачання та електронних систем, всі наземні лінії повинні бути двопровідними та добре ізольованими від землі.

Крім розглянутих факторів, небезпечних для населення, існують інші, які є наслідком науково-технічного прогресу. До них відносяться різні шуми та вібрації. Шуми і вібрації викликають фізичне забруднення природного середовища, адаптація до них практично неможлива. Шуми і вібрації можуть бути причиною дуже значних змін багатьох функцій організму людини. Ці фактори більш детально розглядаються в інших спеціальних дисциплінах.

2. Біологічна дія іонізуючих випромінювань на живі організми

Основні характеристики іонізуючих випромінювань .

Основним об'єктом ядерних досліджень є структура атома. Ядра всіх атомів складаються з дрібних частинок - протонів і нейтронів, які міцно з'єднані одна з одною. Число протонів суворо визначено, а кількість нейтронів у ядрі може бути різною у атомів одного хімічного елемента. Тому можуть існувати різновиди атомів одного й того ж елемента, які відрізняються один від одного масою. Такі атоми називаються ізотопами елемента. Для більшості ізотопів характерна радіоактивність, яка може бути природною і штучною. Природна радіоактивність - це довільний розпад ядер елементів у природному стані. Штучна радіоактивність викликається людиною в лабораторіях, на реакторах АЕС, тощо.

Під час радіоактивного розпаду з ядра виділяється величезна кількість енергії у вигляді іонізуючих випромінювань. Розрізнюють кілька видів іонізуючого випромінювання. Гамма-випромінювання (g) є найнебезпечнішим джерелом енергії, воно проникає у повітрі на відстань сотень метрів. Бета-випромінювання (b) проникає в повітрі на відстань кілкох метрів, а в живих тканинах кількох міліметрів. Альфа-частинки мають найкоротший радіус дії (кілька сантиметрів у повітрі, 0,1 мм у тканинах), а тому небезпечні лише у разі безпосереднього контакту з слизовими оболонками.

Період піврозпаду (Т) різних ізотопів може змінюватись в широкому діапазоні. Наприклад, для Ро¹¹² Т=3*10^-7 с., а для U²³⁸ Т=4,4 млрд. років. Радіоактивний розпад не залежить від зовнішніх причин, його не можна зупинити або прискорити.

Особливим видом іонізуючого випромінювання є нейтронне випромінювання (n), яке має місце при деяких ділення урану або плутонія. Нейтронні потоки при вибухах ядерної зброї (ядерних реакторів) можуть проходити в повітрі відстань 3-4 км. Тому нейтронне випромінювання для живих організмів, радіоелектронних та енергетичних систем є дуже небезпечним.

Іонізуючі випромінювання при проходженні через живий організм (елементи радіоелектронних систем) взаємодіють з атомами та молекулами тканин живого організму, викликаючи їх іонізацію, діючи на молекулярному рівні, клітинному, а потім на рівні цілого організму. При цьому відбуваються сильні зміни в організмі: первинні фізико-хімічні процеси призводять до складних змін, які порушують функції всього організму.

Ступінь, глибина та форма променевих ушкоджень біологічних об'єктів при дії на них іонізуючих випромінювань залежать від поглинутої дози (Д_П ), тобто енергії, поглинутої одиницею маси опромінюваного об'єкта.

За одиницю виміру поглинутої дози в СІ прийнято Грей (1 Гр=Дж/кг). В радіобіології застосовується позасистемна одиниця поглинутої дози - рад. Рад - це така поглинута доза, при якій кількість поглинутої енергії 1 кг будь-якої речовини складає 100 ерг, незалежно від виду проміння. Ці одиниці знаходяться у відношенні 1 Гр = 100 Рад.

Ураження живого організму іонізуючими випроміненнями залежать від виду випромінення. Це ураховується при визначенні еквівалентної дози, яка визначається: Де = Дп * К, де К коефіцієнт, враховуючий здатність даного виду опромінення пошкоджувати тканини організму. Для рентгенівського та g-випромінення К=1. Еквівалентна доза вимірюється: в СІ - Зіверт (Зв), позасистемна одиниця - Бер (біологічний еквівалент рентгена), 1 Зв = 100 Бер.

Для оцінки радіаційної обстановки на місцевості, в приміщеннях (ефект іонізації у повітрі) використовується експозиційна доза рентгенівського та гамма-випромінення (Дек). Експозиційна доза вимірюється: в СІ - кулон на кілограм (Кл/кг), позасистемна одиниця - рентген (Р). Один рентген - це така доза рентгенівського чи гамма-випромінення, яка утворює в 1 см³ (при н.у.) 2,08*10⁹ пар іонів, 1 Р = 2,58*10^-7 Кл/кг. Для отримання Дек в 1Р необхідно затратити на утворення в 1 см³ сухого повітря 2,08*10⁹ пар іонів енергію в 87,7 ерг. Між поглинутою та експозиційною дозами (в позасистемних одиницях вимірювання) має місце співвідношення:

Д_ек = 0,877Д_п (2.1)

Доза, віднесена до одиниці часу, є потужність дози або рівень радіації (Р). За одиницю вимірювання рівня радіації можна прийняти Р/г, Рад/г, та ін.

Якщо рівень радіації змінюється за законом р(t), то дозу опромінення на зараженій радіоактивними речовинами можна визначити за допомогою виразів:

А. При аварії (катастрофі) на радіаційно небезпечному об'єкті:

(2.2)

Б. При використанні ядерної зброї:

(2.3)

де Р₁ - рівень радіації через 1 годину після аварії (вибуху), Р/г; t_п - час початку опромінення, г; t_к - час кінця опромінення, г; К_п , К_к - коефіцієнти перерахунку (з табл. );

К_осл - коефіцієнт ослаблення радіації кожної секунди, тобто:

Кількісною характеристикою джерела випромінення може бути його активність (міра кількості радіоактивної речовини), тобто число перетворень за одиницю часу. За одиницю вимірювання активності можна використати позасистемну одиницю, яка має назву Кюрі.

Кюрі - це одиниця активності ізотопу, у якому за одну секунду мають місце 3,7*10¹⁰ актів розпаду.

Швидкість (А) розпаду ізотопу залежить від кількості ядер ізотопа (N) і постійної розпаду (l), яка характеризує ймовірність розпаду за одиницю часу, або загальна кількість атомів ізотопу, що розпадається: