Лабораторне заняття №2

Тема: Нормування радіаційного навантаження на організм

Мета: Ознайомитись із дозами та існуючим нормуванням населення згідно з вимогами НРБУ

Завдання 1.  Ознайомитись з різними видами доз опромінення

Завдання 2. Вивчити класифікацію органів людини щодо ступеня нагромадження радіонуклідів.

Завдання 3.   Ознайомитись з референтним віком

Завдання 4. Індивідуальні завдання

 

Матеріали: НРБУ-2006, Інформаційний бюлетень радіаційного стану,   методичні рекомендації, підручники.

На допомогу студенту

1.В наш час широке використання ядерної енергії в різних галузях народного господарства призводить до зростання кількості радіоактивних речовин в біосфері.

 Джерелами радіоактивного опромінення людини та радіоактивного забруднення навколишнього середовища, крім фонової радіації, можуть бути:

·        природні радіоізотопи високої концентрації;

·        ядерні реактори, в активній зоні яких зосереджено великі запаси радіоактивних речовин;

·        радіохімічна промисловість (переробка і відновлення ядерного відпрацьованого палива), яка періодично скидає стічні низькорадіоактивні води;

·        радіоактивні осади (як природного, так і антропогенного походження);

·        викиди і відходи ядерних реакторів;

·        виробництво та випробування ядерної зброї;

·        урановидобувні та переробні підприємства ядерного палива (наприклад, добування, переробка, збагачення і приготування ядерного палива, уранових руд, торію - 232);

·        місця переробки і захоронення РАВ (аварії, руйнації);

·         використання радіонуклідів у народному господарстві (закриті радіоактивні джерела в промисловості, медицині, геології, с/г, космонавтиці).

          Доза опромінення є мірою уражаючої дії радіації на організми. Є три види доз: експозиційна, поглинута і  еквівалентна.

Доза опромінення, яка характеризує іонізаційний ефект рентгенівського і гамма-випромінювання в повітрі, називається експозиційною. Саме її вимірюють дозиметричними приладами в рентгенах (Р), а в системі СІ – Кл/кг. Рентген – одиниця дози рентгенівського або гама-випромінювання в повітрі, а якщо є інші види випромінювання, то тоді слід використовувати еквівалент – рад. Тобто, якщо живий об’єкт розміщений в області поля опромінення, де середня експозиційна доза дорівнює 1 Р, то за цей час він отримує поглинуту дозу ≈ 1 рад.

Поглинута доза опромінення (Керма) – це кількість енергії різних видів іонізуючих випромінювань, поглинута одиницею маси даного середовища. За одиницю поглинутої дози опромінення приймають джоуль на кілограм (Дж/кг) – грей, а позасистемна – рад.

Еквівалентна доза (HT)  – враховує ту ситуацію, що різноманітні види випромінювань створюють різний біологічний вражаючий ефект. Вона  визначається як добуток поглиненої дози DT в окремому органі або тканині  на радіаційний зважуючий фактор  keq:

HT = DT · keq

                                                                 (1)

                 

З метою переходу від фізичної до біологічної дозиметрії ввели одиницю Бер (біологічний еквівалент рентгена), яка враховує те, що кожний вид опромінення по – різному впливає на організми, кожний орган, тканина, клітина по-різному реагує на опромінення). Позасистемною одиницею цієї дози є бер, а в системі СІ – зіверт (Зв).  1бер = 0,01 Зв.

Таблиця 1 – Значення коефіцієнтів зважувального фактора на іонізуюче

випромінювання (keq)

Тип випромінювання

Діапазон енергій

keq

Гамма-промені і рентгенівське

Широкий

1

Електрони (e-)

----„----

1

Нейтрони (no)

До 10 кеВ

5

10-100 кеВ

10

100 кеВ...2 МеВ

20

Понад 20 МеВ

5

Протони і бета-випромінювання

Понад 2 МеВ

5

Альфа-частки, уламки поділу, важкі ядра

        -

20

 

2) Найчастіше радіація впливає на гормональну систему. У загальному вплив радіації на гормональну  систему можна представити за схемою:

радіаційне пошкодження щитоподібної залози – порушення синтезу і секреції тироїдних гормонів – підсилення функції гіпофізу – гіперплазія тироїдних клітин, які збереглися, – розвиток аденом – розвиток раку. Паралельно в результаті порушень гормонального стану організму в патологічний процес через систему щитоподібна залоза – гіпофіз – гіпоталамус включається ендокринна система в цілому. Результатом цього є утворення ракових пухлин в інших ендокринних залозах і органах, які мають з ними тісний функціональний зв’язок.

Червоний кістковий мозок та інші елементи кровотворної системи найбільш вразливі при опроміненні і втрачають здатність нормально функціонувати вже при дозах опромінення 0,5-1 Гр.

Репродуктивні органи й очі також відрізняються підвищеною чутливістю до опромінення. Одноразове опромінення сім'яників при дозі всього лише в 0,1 Гр призводить до тимчасової стерильності чоловіків, а дози більше двох грей можуть призвести до постійної стерильності: тільки через багато років сім'яники зможуть знову продукувати повноцінну сперму. Яєчники менш чутливі до дії радіації, в крайньому разі у дорослих жінок. Але одноразова доза 3 Гр все ж таки призводить до стерильності, хоча ще більші дози при кратному опроміненні ніяк не впливають на здатність до дітонародження.

Найбільш вразливою до дії радіації частиною ока є кришталик. Клітини, які загинули, стають непрозорими, а розростання ділянок, які помутніли, призводить спочатку до катаракти, а потім і до повної сліпоти. Чим більша доза, тим більша втрата зору. Ділянки, які помутніли, можуть утворюватися при дозах опромінення 2 Гр і менше. Більш важка форма ураження ока - прогресуюча катаракта - спостерігається при дозах близько 5 Гр. Доведено, що навіть пов'язане з рядом робіт професійне  опромінення шкідливе для очей: дози від 0,5 до 2 Гр, отримані впродовж 10-20 років, призводять до збільшення густини і помутніння кришталика.

Діти також дуже чутливі до дїї радіації. Відносно невеликі дози при опроміненні хрящової тканини можуть сповільнити або зовсім зупинити в них ріст кісток, що призводить до аномалії розвитку скелету. Чим менший вік дитини, тим більше пригнічується ріст кісток. Сумарна доза порядку 10 Гр, отримана протягом декількох тижнів при щоденному опроміненні, буває достатньою, щоб викликати деякі аномалії розвиту скелету, напевно, для такої дії радіації не існує ніякого порогового ефекту.

Дуже чутливий до дії радіації і мозок плоду, особливо коли мати опромінюється між вісьмома і п'ятнадцятьма тижнями вагітності. В цей період формується кора головного мозку, і існує великий ризик того, що в результаті опромінення матері (наприклад рентгенівськими променями) народиться розумово відстала дитина.

Більшість тканин дорослої людини відносно малочутлива до дій радіації. Нирки витримують сумарну дозу біля 23 Гр, отриману протягом п'яти тижнів, без особливої для себе шкоди, печінка -  найменше  40 Гр за місяць, сечовий міхур -55 Гр за чотири тижні, а зріла хрящова тканина - до 70 Гр. Легені - надзвичайно складний орган - набагато більше вразливий, а в кровоносних судинах суттєві зміни можуть статися вже при відносно невеликих дозах.

 

3) Референтний вік – один з шести фіксованих віків, що використовуються в системі нормування опромінення.

Таблиця 2 - Шкала референтного віку

Референтний вік

Вік, використаний при моделюванні метаболічних процесів

Припустиме застосування розрахованих доз до вікової когорти

3 місяці

100 діб

до 12 місяців

1 рік

1 рік

старше 1 року, до 2 років

5 років

5 років

старше 2 років, до 7 років

10 років

10 років

старше 7 років, до 12 років

15 років

15 років

старше 12 років, до 17 років

"дорослий"

25 років – для остеотропних радіонуклідів;
20 років – для інших радіонуклідів

старше 18 років

 

Референтне значення (величини, параметра тощо) – числовий параметр, який використовується для узагальнення різноманітності, пов'язаної як з людиною, так і з навколишнім середовищем і умовами опромінення (індивідуальні особливості, професійна, вікова та статева структура популяції, умови проживання і діяльності).

 

 

4) Індивідуальні завдання

Таблиця 3 - Індивідуальні завдання

Інд.

Завдання

Інд.

Завдання

1*

2*

3*

1*

2*

3*

1

0,05

no , <10 кеВ

Волинська

16

0,2

no , <10 кеВ

Волинська

2

0,1

no,  10-100 кеВ

Маневицький

17

0,5

no,  10-100 кеВ

Маневицький

3

0,2

no, 100 кеВ...2 МеВ

К.-Каширський

18

1

no,>20 МеВ 

К.-Каширський

4

0,5

no,>20 МеВ 

Любешівський

19

1,5

β -

Любешівський

5

1

β -

Рівненська

20

2

α -

Рівненська

6

1,5

α -

Житомирська

21

5

e-

Житомирська

7

2

e-

Черкаська

22

10

no , <10 кеВ

Черкаська

8

5

no, 100 кеВ...2 МеВ

К.-Каширський

23

25

no,  10-100 кеВ

К.-Каширський

9

10

no , <10 кеВ

Чернігівська

24

0,1

no , <10 кеВ

Чернігівська

10

25

no,  10-100 кеВ

Вінницька

25

0,2

no,  10-100 кеВ

К.-Каширський

11

0,05

no, 100 кеВ...2 МеВ

К.-Каширський

26

0,5

no , <10 кеВ

Волинська

12

0,1

β -

Волинська

27

2

no,  10-100 кеВ

К.-Каширський

13

0,2

α -

Маневицький

28

5

no,>20 МеВ 

Чернігівська

14

0,5

e-

Любешівський

29

10

β -

Вінницька

15

0,2

α -

Київська

30

5

no , <10 кеВ

Київська

 

1*- Які органи людини будуть уражені, а які ні, при таких отриманих дозах (Гр)?

2* - Якою буде еквівалентна доза при поглинутій дозі 3,5 Гр при такому опроміненні?

3* - Узагальнити радіологічну ситуацію даної території області чи району (кількість населених пунктів, кількість населення, найбільше забруднення ґрунту та продукції).

 

 

 

Запитання

1.Яка істотна різниця між різними видами доз?

2. Які органи людини є найбільш уразливими до дії радіації?

3. З якою метою введено референтний вік.? Відповідь обґрунтуйте.

4.Особливість еквівалентної  дози.