Пути снижения внешнего облучения

Для снижения внешнего облучения используются различные физические и химические методы. Основными способами защиты от внешнего облучения являются: 1) защита временем; 2) защита расстоянием; 3) применение защитных экранов; 4) фармакохимическая защита.

Для снижения внешнего облучения ограничивают время пребывания в зоне повышенной радиации. Так при дезактивации крыши машинного участка время пребывания людей на крыше ограничивалось 60-90 с. То есть, защита временем – это определение допустимой продолжительности работы в поле излучения. Так как доза накапливается со временем, необходимо так продумать работу, чтобы время контакта с источником облучения было бы минимальным.

Защита расстоянием предполагает увеличение расстояния до источника радиации. Излучение точечного источника распространяется во все стороны. Интенсивность облучения снижается с увеличением расстояния до источника по закону обратных квадратов, т.е. интенсивность облучения убывает пропорционально квадрату расстояния до источника. При увеличении расстояния до источника в 2 или 3 раза, интенсивность излучения уменьшается соответственно в 4 и 9 раз. Для увеличения расстояния от источника до оператора на атомных предприятиях широко используют дистанционные манипуляторы.

Следующим способом защиты является экранирование. Использование защитных экранов позволяет человеку находиться и даже длительно работать вблизи источника радиации, оставаясь в безопасности. Используют поглотители такой толщины, которые позволяют ослабить излучение до безопасного уровня. Защитные свойства материалов определяются коэффициентом ослабления. Слой половинного ослабления (т.е., толщина вещества, которое ослабляет радиацию в 2 раза) для фотонов с энергией 1МэВ составляет для свинца 1,3 см, для бетона – 13 см. Активная зона реактора на АЭС для защиты от гамма-излучения окружена бетонной стеной такой толщины, чтобы в рабочих помещениях радиация не превышала допустимую величину. Ведь в конце работы реактора РБМК в нем содержится 1500 МКи продуктов распада ядерного горючего. Источник радиации активностью в 1Ки на расстоянии 1м создает мощность дозы в 1Р/час.

При аварии на ЧАЭС была выброшена смесь летучих продуктов деления ядерного горючего (криптон, ксенон и др.) с мощным гамма-излучением. Для защиты от радиоактивного облака нужно было использовать защитные свойства зданий. Внешнее гамма-излучение в деревянных домах снижается в 2 раза, в кирпичных – в 10 раз, в подвалах домов, соответственно, в 7 и 100 раз.

Ни свинец, ни бетон, ни барит не могут полностью поглотить жесткие гамма- и рентгеновские лучи. Серьезные трудности существуют в защите от потока нейтронов (бетонная и свинцовая защита в этом случае мало эффективна). Наиболее целесообразно использовать богатые водородом материалы – воду, парафин, пластики и т.п.

Фармакохимическая защита – это способность химических соединений снижать лучевое поражение молекулярных и других систем организма. В настоящее время известно около 1500 радиозащитных препаратов (цистамин, гистамин, триптамин, серотонин, норадреналин, тиомочевина и др.). Большинство радиозащитных веществ (радиопротекторов) приводит к положительному результату только в случае, если они были введены незадолго до облучения.

В основе защитных механизмов радиопротекторов лежат следующие процессы:

– передача энергии от макромолекул организма к макромолекулам радиопротектора;

– конкуренция радиопротектора за основные частицы радиолиза воды и обрыв возможных цепных реакций;

– поглощение энергии вторичного излучения, которое возбуждает макромолекулы;

– создание защитных связей с молекулами ферментов и белков и угнетение обменных реакций;

– предупреждение нарушения возбудительных и тормозных процессов в ЦНС.

стимулирование ускоренного выведения из организма токсических продуктов радиолиза воды и др.

Реакция организма на облучение очень сложная и универсального механизма защиты не существует. Для любого радиопротектора существует порог дозы, выше за который его применение неэффективно. Концентрация серотонина и мексамина не должна превышать 10-60 мг/кг, цистамина – 120-180 мг/кг, цистофоса – 300-400 мг/кг и т.д.

Защита от внутреннего облучения очень сложная. Радионуклиды, накапливаясь в отдельных органах, длительно (иногда годами и десятилетиями) излучают фотоны и частицы. Поэтому предварительное применение радиопротекторов, даже наиболее длительно действующих, бессмысленно. Химическая профилактика в этих условиях преследует цель не допущения всасывания радионуклида внутрь организма. Так, при йодной профилактике насыщают организм стабильным йодом (или в виде йодистого калия или 5% йодной настойки по 5 капель на стакан молока), пока существует опасность проникновения в организм радиоактивного йода.

Ряд веществ содействует мобилизации защитных функций организма в отношении неблагоприятных факторов внешней среды (так называемые вещества – адантогены). К ним относятся препараты элеутерококка, женьшеня, китайского лимонника, аралии маньчжурской, родиолы розовой и других растений. Они эффективны как при остром, так и при пролонгированном и фракционированном облучении, хотя и при дозах радиации ниже абсолютно смертельных.

К группе веществ природного происхождения, обладающих противолучевой активностью, относятся многие продукты нормального обмена веществ: витамины и их биологически активные формы – коферменты, нуклеиновые кислоты и их производные, многие растительные фенольные соединения, аминокислоты, некоторые углеводы и липиды. Хорошие результаты дает использование аминокислотных комплексов, АТФ, мелентин-полипептида из пчелиного яда, состоящего из 26 аминокислотных остатков.

Довольно часто говорят о защитном действии алкоголя. Действительно, молекулы спирта легко окисляются и способны эффективно захватывать свободные радикалы, которые образуются при радиолизе воды, но защитное действие не проявляется при хроническом облучении организма. То есть, в данном случае алкоголь может принести только вред. Определенное защитное действие оказывает красное вино, в котором присутствуют фенольные соединения (антоцианы, катехины). Они обладают антиокислительной активностью и могут создавать нерастворимые комплексы с ионами металлов, в том числе и радиоактивными (стронцием-90, цезием-137 и др.). Связывание металлов в комплексы предотвращает проникновение радионуклидов из пищевода в кровь и ускоряет их выведение вместе с экскрементами. Однако такой эффект может наблюдаться при однократном поступлении радионуклидов и при условии приема вина не позднее 1-1,5 часа после поступления радионуклидов в организм.