Единица измерения ионизирующих излучений
Ионизирующее излучение (проникающая радиация) — поток гамма лучей и нейтронов из зоны ядерного взрыва. За единицу измерения излучения (экспозиционной дозы) принят кулон на 1 кг (Кл/кг) в единицах СИ. На практике в качестве единицы экспозиционной дозы излучения часто пользуются внесистемной единицей рентген (Р). Поглощенная доза, т.е. доза ионизирующих излучений, поглощенная тканями организма, измеряется в радах или Греях (Гр)2 в единицах СИ. 1 рад приблизительно равен 1 Р.
При облучении ионизирующим излучением возникает лучевая болезнь.
Лучевая болезнь I (легкой) степени развивается при общей дозе. однократного облучения 1 – 2 Гр (100 – 200 Р). Скрытый период ее длительный, достигает 4 недель и более. Нерезко выражены симптомы периода разгара болезни.
Лучевая болезнь II степени (средней тяжести) возникает при общей дозе облучения 2 – 4 Гр (200 – 400 Р). Реакция на облучение обычно выражена и продолжается 1 – 2 суток. Скрытый период достигает 2 – 3 недели. Период выраженных клинических проявлений развивается нерезко. Восстановление нарушенных функций организма затягивается на 2 – 2,5 месяца.
Лучевая болезнь III (тяжелой) степени возникает при общей дозе облучения 4 – 6 Гр (400 – 600 Р). Начальный период обычно характеризуется выраженной симптоматикой. Резко нарушена деятельность центральной нервной системы, рвота возникает повторно и иногда приобретает характер неукротимой. Скрытый период чаще всего продолжается 7 – 10 дней. Течение заболевания в период разгара (длится 2 – 3 недели) отличается значительной тяжестью. Резко нарушен гемопоэз. Выражен геморрагический синдром. Более отчетливо выявляются симптомы, свидетельствующие о поражении центральной нервной системы. В случае благоприятного исхода исчезновение симптомов болезни происходит постепенно, выздоровление весьма замедленно (3 – 5 месяцев).
Лучевая болезнь IV (крайне тяжелой) степени возникает при облучении 6 Гр (600 Р) и более. Она характеризуется ранним бурным появлением в первые минуты и часы тяжелой первичной реакции, сопровождающейся неукротимой рвотой, адинамией, коллапсом. Начальный период болезни без четкой границы переходит в период разгара, отличающийся чертами септического характера, быстрым угнетением кроветворения (аплазия костного мозга, панцитопения), ранним возникновением геморрагий и инфекционных осложнений (в первые дни).
Следует отметить, что при увеличении мощности ядерного боеприпаса значительно увеличиваются радиусы воздействия ударной волны и светового излучения, тогда как радиус действия ионизирующего излучения увеличивается незначительно.
Ослабление ионизирующего излучения осуществляется различными материалами, используемыми в качестве защиты (бетон, грунт, дерево). Они характеризуются слоем половинного ослабления, т. е. слоем, который уменьшает интенсивность воздействия излучения на человека в 2 раза.
Фактическая радиационная обстановка
Фактическая радиационная обстановка складывается на территории конкретного административного района, населенного пункта или объекта народного хозяйства в результате непосредственного радиоактивного заражения местности (и всего, что на ней расположено) и требует принятия определенных мер защиты, исключающих или уменьшающих радиационные поражения среди населения, рабочих и служащих объектов народного хозяйства, медицинского персонала и больных, находящихся в медицинских учреждениях (формированиях) МС ГО.
Выявление фактической радиационной обстановки на объектах ГО здравоохранения, в учреждениях и формированиях МС ГО осуществляется, как правило, по данным радиационной разведки. При этом могут использоваться и данные прогнозирования, полученные от штабов ГО. Радиационная разведка производится в целях своевременного обеспечения начальника ГО объекта здравоохранения и его штаба информацией о радиоактивном заражении на территории объекта, в районах размещения или действий формирований и учреждений МС ГО и на маршрутах движения.
Измеренные мощности дозы ионизирующих излучений на местности являются исходными данными для оценки радиационной обстановки. Разведка ведется непрерывно постами радиационного и химического наблюдения и специально подготовленными группами (звеньями) радиационной и химической разведки. Главной задачей постов радиационного и химического наблюдения является своевременное обнаружение радиоактивного или химического заражения и оповещение об опасности персонала и служащих объекта здравоохранения (учреждения МС ГО) и личного состава формирований объекта.
Для проведения разведки личный состав поста наблюдения радиационной и химической разведки оснащается средствами индивидуальной защиты, приборами радиационной и химической разведки, комплектами знаков ограждения, индивидуальными дозиметрами, обеспечивается средствами связи и оповещения и другим имуществом, необходимым для выполнения задачи.
Для оценки радиационной обстановки по данным разведки необходимо располагать следующими исходными данными.
Время ядерного взрыва
Время ядерного взрыва, в результате которого произошло радиоактивное заражение объекта, маршрутов продвижения (выдвижения) или районов отдыха (размещения) формирований, учреждений МС ГО.
Если по каким-либо причинам время ядерного взрыва не установлено, то его определяют расчетным путем по таблице на основании двух замеров мощности дозы ионизирующих излучений (уровней радиации) с помощью дозиметрических приборов (табл. 1).
Таблица 1
Время, прошедшее после ядерного взрыва до второго измерения (часы, минуты)
| Время между двумя измерениями | Отношение мощности дозы излучения при втором измерении к мощности дозы излучения при первом измерении P2 /P1 | |||||||||
| 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,55 | 0,60 | 0,65 | |
| 30 мин | —- | — | — | 0,50 | 0,55 | 1,00 | 1,10 | 1,20 | 1,30 | 1,40 |
| 45 мин | 1,00 | 1,05 | 1,10 | 1,20 | 1,25 | 1,30 | 1,45 | 1,50 | 2,10 | 2,30 |
| 1 ч | 1,20 | 1,30 | 1,40 | 1,45 | 1,50 | 2,00 | 2,20 | 2,30 | 3,00 | 3,30 |
| 1,5 ч | 2,00 | 2,10 | 2,30 | 2,35 | 2,50 | 3,00 | 3,30 | 3,50 | 4,30 | 5,00 |
| 2 ч | 2,40 | 3,00 | 3,10 | 3,30 | 3,40 | 4,00 | 4,30 | 5,00 | 6,00 | 7,00 |
| 3 ч | 4,00 | 4,20 | 4,40 | 5,00 | 5,30 | 6,00 | 7,00 | 8,00 | 9,00 | 10,00 |
| 4 ч | 5,30 | 6,00 | 6,30 | 7,00 | 7,30 | 8,50 | 9,00 | 10,00 | 12,00 | 14,00 |
| 4,5 ч | 6,00 | 6,30 | 7,00 | 8,00 | 8,30 | 9,00 | 10,00 | 11,00 | 13,00 | 15,00 |
Мощности дозы ионизирующих излучений
Мощности дозы ионизирующих излучений на объекте, маршрутах движения, в районах размещения формирований ГО объекта (рабочих, служащих, медицинского персонала) и время их измерения после ядерного взрыва. Мощности дозы ионизирующих излучений измеряются дозиметрическими приборами.
Таблица 2
Коэффициенты пересчета мощности дозы излучения на любое заданное время
| Время, прошедшее после взрыва, ч | P0 /P | Время, прошедшее после взрыва, ч | P0 /P |
| 0,5 | 0,43 | 7 | 10,33 |
| 1 | 1,00 | 10 | 15,85 |
| 1,5 | 1,63 | 12 | 19,72 |
| 2 | 2,30 | 20 | 36,41 |
| 2,5 | 3,00 | 24 (1 сут.) | 45,31 |
| 3 | 3,74 | 30 | 59,23 |
| 3,5 | 4,50 | 36 | 73,72 |
| 4 | 5,28 | 48 (2 сут.) | 104,1 |
| 4,5 | 6,08 | 72 (3 сут.) | 169,3 |
| 5 | 6,90 | 240 (10 сут.) | 805,2 |
| 6 | 8,59 | 336 (14 сут.) | 1169 |
P0 — мощность дозы излучения через t ч после взрыва;
Р — мощность дозы излучения через любое время после взрыва.
Поскольку замеры мощности дозы излучений на объекте проводятся не одновременно, целесообразно при оценке радиационной обстановки рассчитывать их значение через 1 ч после ядерного взрыва (табл. 2).
Границы зон радиоактивного заражения наносят на карту или схему в следующем порядке:
- точки замера мощностей дозы излучений отмечают на карте (схеме);
- измеренные мощности дозы ионизирующих излучений во всех точках по табл. 2 приводят к значениям мощности дозы излучений через 1 ч после взрыва и полученные данные записывают рядом с точками замера синим цветом;
- точки замера, в которых мощности дозы излучений через 1 ч после взрыва соответствуют или близки по своему значению мощностям дозы излучений, принятым на внешних границах зон заражения, соединяют плавной линией синего цвета для зоны А, зеленого — для зоны Б, коричневого — для зоны В и черного — для зоны Г.
Значение коэффициентов ослабления мощностей дозы
Значение коэффициентов ослабления мощностей дозы ионизирующих излучений зданиями, сооружениями, убежищами, укрытиями, транспортными средствами (табл.3).
Зная защитные свойства убежищ, жилых зданий, административных и производственных построек, противорадиационных укрытий, а также характер спада мощностей дозы ионизирующих излучений на местности, можно определить режим работы предприятий, в том числе медицинских учреждений, и правила поведения населения на зараженной РВ местности.
Таблица 3
Средние значения коэффициентов ослабления мощности дозы ионизирующих излучений укрытиями и транспортными средствами
| Наименование укрытий и транспортных средств | Коэффициент ослабления |
| Открытые щели | 3 |
| Перекрытые щели | 40 |
| Автомобили и автобусы | 2 |
| Пассажирские вагоны | 3 |
| Производственные одноэтажные здания (цеха) | 7 |
| Производственные и административные трехэтажные здания | 6 |
| Жилые каменные одноэтажные дома | 10 |
| Подвалы жилых каменных одноэтажных домов | 40 |
| Жилые каменные многоэтажные дома: | |
| Двухэтажные дома | 15 |
| Пятиэтажные дома | 37 |
| Жилые деревянные одноэтажные дома | 2 |
Значения коэффициентов ослабления гамма-излучения (К) жилыми домами приведены для населенных пунктов сельской местности. В городах значения коэффициентов ослабления для таких же зданий будут на 20 – 40% выше за счет ослабления мощности дозы ионизирующих излучений рядом стоящими домами и другими наземными сооружениями.
Химическая обстановка
Под химической обстановкой понимаются условия, которые создаются в результате применения противником химического оружия, главным образом ОВ.
Сущность оценки химической обстановки состоит в определении степени воздействия ОВ на людей, животных, водоисточники и другие объекты, а также в выборе наиболее целесообразных действий формирований и населения при проведении работ по ликвидации последствий химического нападения противника.
В оценке химической обстановки на объекте МС ГО принимают участие начальник ГО объекта, его штаб и командиры формирований МС ГО. Ее оценивают на основании данных химической разведки; в некоторых случаях оценка носит характер прогнозирования.
Для оценки химической обстановки необходимо располагать следующими исходными данными:
- вид ОВ и время его применения;
- средства применения ОВ;
- район применения ОВ;
- скорость и направление ветра;
- температура воздуха и почвы;
- степень вертикальной устойчивости воздуха (инверсия, изотермия, конвекция).
При оценке химической обстановки необходимо во всех случаях учитывать исходное состояние формирований, учреждений МС ГО и населения: попали ли они непосредственно в район применения ОВ или в зону распространения зараженного воздуха.
На основании оценки химической обстановки начальник и штаб ГО (МС ГО) оповещают формирования, учреждения МС ГО, население о химическом заражении местности и воздуха; делают выводы о работоспособности и возможностях формирований и населения но ликвидации химического заражения; определяют наиболее целесообразные способы действии в создавшейся обстановке, а также наиболее удобные маршруты передвижения; устанавливают более безопасные районы для размещения формирований, населения и животных; определяют время пребывания людей в средствах защиты, рубежи одевания и снятия средств защиты при определении районов химического заражения, а также порядок проведения санитарной обработки людей и дегазации техники.
Приборы радиационной и химической разведки, контроля радиоактивного заражения и облучения
Наличие радиоактивных осадков на местности, а также ФОВ (фосфорорганических отравляющих веществ) нельзя обнаружить визуально или органолептически, и заражение (поражение) может произойти незаметно для человека. Для своевременного и быстрого их обнаружения в воздухе, на местности, различных предметах и в различных средах созданы специальные приборы радиационной и химической разведки, контроля полученных доз облучения и степени заражения.
Для правильного использования приборов радиационной разведки и контроля облучения людей, а также получения необходимой точности измерения нужно знать характеристики ионизирующих излучений, которые они регистрируют, а также принципы, на основе которых работают эти приборы.
Работа дозиметрических приборов основана на способности излучений ионизировать вещество среды, в которой они распространяются. Ионизация, в свою очередь, является причиной некоторых физических и химических изменении в веществе, которые могут быть обнаружены и измерены. К таким изменениям относятся: увеличение электропроводности (газов, жидкостей, твердых материалов); люминесценция (свечение); засвечивание светочувствительных материалов (фотопленок); изменение цвета, окраски, прозрачности некоторых химических растворов.
В зависимости от природы регистрируемого физико-химического явления, происходящего в среде под воздействием ионизирующего излучения, различают ионизационный, химический, сцинтилляционный, фотографический и другие методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений.
Ионизационный метод основан на явлении ионизации молекул, которая происходит под воздействием ионизирующих излучений в среде (газовом объеме), в результате чего электропроводность среды увеличивается, что может быть зафиксировано соответствующими электронно-техническими устройствами. Ионизационный метод положен в основу принципа работы таких приборов, как ДП-5А (ДП-5Б), ДП-ЗБ, ДП-22В и ИД-1.
Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство и включают: воспринимающее устройство (ионизационную камеру), электрическую схему (усилитель ионизационного тока), регистрирующее устройство (микроамперметр), источник питания (сухие элементы).
Химический метод основан на способности молекул некоторых веществ распадаться в результате воздействия ионизирующих излучений, образуя новые химические соединения. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием хлороводородной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основано устройство химических дозиметров ДП-70 и ДП-70М.
Сцинтилляционный метод измерения ионизирующих излучений основан на том, что некоторые вещества (сульфит цинка, иодид натрия) светятся при воздействии на них ионизирующих излучений. Количество световых вспышек пропорционально мощности дозы излучения и регистрируется с помощью специальных приборов — фотоэлектронных умножителей. На этом принципе основано действие индивидуального измерителя дозы ИД-11.
Фотографический метод основан на способности молекул бромида серебра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаться на серебро и бром под воздействием ионизирующих излучений. При этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые вызывают почернение фотопленки при ее проявлении. Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения (экспозиционную или поглощенную), полученную пленкой.
Единицы измерения ионизирующих излучений
Для определения и учета величин, характеризующих ионизирующие излучения, введены понятия доз облучения и некоторых единиц измерения: экспозиционные дозы излучений, поглощенная доза, эквивалентная доза.
Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучений — количественная характеристика излучения, основанная на способности излучений ионизировать воздух. За единицу экспозиционной дозы в единицах СИ принята такая доза, при которой в 1 кг сухого воздуха образуются ионы, несущие заряд в 1 Кл электричества каждого знака. На сегодняшний день на практике широко применяется внесистемная единица для экспозиционной дозы — рентген (Р). 1 Р соответствует излучению, при котором в 1 см3 сухого воздуха образуется 1 единица заряда в системе единиц СГС, или 2,08*109 пар ионов. 1 Р = 2,58*10-4 Кл/кг.
Для количественного измерения дозы излучения любого вида (включая рентгеновское и гамма-излучения) используется так называемая поглощенная доза-энергия излучения, поглощенная единицей массы облучаемой среды. В СИ единицей поглощенной дозы является грей (Гр), равный 1 Дж/кг. Ранее используемая внесистемная единица поглощенной дозы рад равна 0,01 Гр.
Поскольку различные виды ионизирующих излучений при одной и той же поглощенной дозе вызывают различные по тяжести поражения живой ткани, введено понятие о биологической (эквивалентной) дозе, единицей которой в СИ является зиверт (Зв). Это такая поглощенная доза любого излучения, которая при хроническом облучении вызывает такой же биологический эффект, как 1 Гр поглощенной дозы рентгеновского или гамма-излучения. На практике встречается внесистемная единица эквивалентной дозы — бэр (биологический эквивалент рентгена), равная 0,01 Зв.
Скорость набора дозы ионизирующих излучений характеризуется мощностью дозы, определяемой как отношение величины набранной дозы ко времени, за которое она была получена:
P = D/T
где Р — мощность дозы ионизирующих излучений, Р/ч;
D — суммарная доза облучения, Р;
Т — время облучения, ч.
Единицей мощности поглощенной дозы в единицах СИ является 1 Гр/с, эквивалентной дозы — 1 Зв/с, экспозиционной дозы — 1 Кл/кг-с = 1 А/кг. В практике дозиметрии широко применяются внесистемные единицы мощности дозы — 1 Р/ч, 1 Гр/ч, 1 мкР/с, 1 Р/год и другие единицы, образованные аналогичным образом.
Мерой количества радиоактивного вещества, выражаемой числом радиоактивных превращений в единицу времени, является активность. В СИ за единицу активности принято 1 ядерное превращение в секунду (расп./с). Эта единица получила название Беккерель (Бк). Внесистемной единицей измерения активности является кюри (Ки). Кюри — это активность такого количества вещества, в котором происходит 3,7-1010 актов распада в 1с (3,7-1010 Бк). 1 Ки соответствует активности 1 г радия.
