Открытие рентгеновского излучения и радиоактивного распада на рубеже XIX-XX веков привело к стремительному распространению применения радиационных технологий в промышленности, медицине и научных исследованиях. Однако, очень быстро специалистами было замечено, что применение радиации оказывает негативное воздействие на живые организмы, и неизбежно стали возникать вопросы о необходимости защиты персонала, контактирующего с ионизирующими излучениями.
Автор первых отечественных руководств по рентгенологии Дионисий Федорович Решетило считал непременным условием работы с рентгеновскими лучами защиту глаз очками из свинцового стекла, а всего тела — защитными фартуками и экранами. Кроме того, автор указывал на значимость времени облучения и расстояния от источника для снижения получаемых доз облучения. В настоящее время это научно доказано и известно, что защищаться от ионизирующих излучений можно путем уменьшения активности радиоактивного источника, времени пребывания в поле ионизирующего излучения и удалением от источника излучения, причем поглощенная доза обратно пропорциональна квадрату расстояния.
Если указанных мер защиты временем, расстоянием, количеством недостаточно для снижения уровня излучения до допустимых величин, между источником излучения и защищаемым объектом (человеком) устанавливают защиту (экраны).
Экранирование с помощью экранов или биологических защит является основным способом защиты от альфа-, бета-, гамма-излучения, а также использование специализированных индивидуальных защитных средств, которые обеспечат безопасность человека в опасных условиях радиации.
Выбор материала для «экрана» зависит от вида, интенсивности и проникающей способности излучения. Экраны бывают однослойными или многослойными, при этом большое значение имеет порядок расположения слоев.
Альфа-частицы тяжелые, они обладают высокой ионизирующей способностью, но при этом быстро теряют свою энергию. Для защиты от альфа-излучения достаточно 10 см слоя воздуха. При близком расположении от альфа-источника обычно применяют экраны из органического стекла. Однако распад альфа-нуклида может сопровождаться бета- и гамма-излучением. В этом случае должна устанавливаться защита от этих видов излучений.
Для защиты от бета-излучения рекомендуется использовать материалы с малой атомной массой (алюминий, плексиглас, карболит), которые дают наименьшее тормозное гамма-излучение, обычно сопровождающее поглощением бета-частиц. Для комплексной защиты от бета- и тормозного гамма-излучения применяют комбинированные двух- и многослойные экраны, у которых со стороны источника излучения устанавливают экран из материала с малой атомной массой, а за ним — с большой атомной массой (свинец, сталь и т. д.).
Для защиты от гамма- и рентгеновского излучения, обладающих очень высокой проникающей способностью, применяют материалы с большой атомной массой и плотностью (свинец, вольфрам и пр.), а также сталь, железо, бетон, чугун, кирпич. Однако, чем меньше атомная масса вещества экрана и чем меньше плотность защитного материала, тем для требуемой кратности ослабления требуется большая толщина экрана. Для защиты от гамма-лучей и жесткого рентгеновского излучения в научных исследованиях и медицине широко используют свинцовые пластины.
Разные органы человеческого организма по-разному реагируют на рентгеновское излучение, именно поэтому чувствительные зоны «прячут» под специализированные фартуки: щитовидную железу — под свинцовым воротником, легкие и кишечник — под фартуком, а репродуктивные органы — под юбкой, жилетки и накидки с мягкой свинцовой прокладкой применяются для кратковременной защиты. При назначении лучевой терапии во избежание избыточного облучения используется специальная свинцовая одежда с прорезями или накидки. Для постоянной защиты применяются герметичные костюмы, защищающие от радиационных повреждений полностью.
Также помещения рентгеновской диагностики в обязательном порядке должны быть экранированы свинцовыми пластинами.
Лучшими для защиты от нейтронного излучения являются вещества, имеющие в своей химической формуле атомы водорода. Обычно применяют воду, парафин, полиэтилен. Кроме того, нейтронное излучение хорошо поглощается бором, бериллием, кадмием, графитом. Поглотив нейтрон, атомы большинства веществ приходят в возбужденное состояние, а затем распадаются, испуская при этом другие частицы и проникающие гамма-кванты. Поэтому экраны, предназначенные для защиты от нейтронов, приходится делать комбинированными: первый слой — из легких элементов (вода, графит и т. п.), хорошо замедляющих нейтроны, второй слой — из тяжелых элементов (железо, свинец и особенно бетон), ослабляющих вторичные гамма-кванты, образовавшиеся в результате захвата веществом первого слоя замедлившихся нейтронов.
Наиболее распространенным и всем известным материалом для защиты от ядерных излучений является бетон, состоящий из трех компонентов: цемента, песка и щебня, а также различных добавок и пластификаторов. При устройстве радиационно-защитных ограждений в конструкциях могут использоваться различные заполнители, а также горные породы: граниты, габбро, баритовые руды. Сочетание таких пород с классическим бетоном дает значительный прирост в сопротивлении излучениям и позволяет снизить толщину и вес конструкции. Самым известным экраном является возведённый над четвёртым энергоблоком Чернобыльской АЭС в 1986 году гигантский саркофаг «Укрытие», с помощью которого удалось снизить уровень радиации в 10 раз. За пять с половиной месяцев было уложено около 400 тысяч м3 бетона, смонтировано более 7,3 тысяч тонн металлоконструкций, снято и перемещено 90 тысяч м3 грунта.
Альтернативу свинцу в защите от радиации предложили ученые Южно-Уральского государственного университета. На основе химического соединения из оксидов стронция и бора, а также диоксида теллура (SrO–B2O3–TeO2), ученые ЮУрГУ создали материал, из которого можно изготавливать защитные стекла, не содержащие свинец. По их словам, на основе нового материала можно изготовить стекла для использования в отраслях, где применяют радиоактивное излучение.
В качестве экрана используют также водные барьеры, так некоторые радиоактивные вещества хранятся под водой.
Чем меньше и реже человек подвергается действию рентгеновских лучей, тем лучше, так как в этом случае у организма есть возможность восстановиться от ионизирующего излучения. Защита временем также является одной из профилактических мер, кратковременный контакт даже с мощнейшим рентгеновским излучением во время медицинских процедур не принесёт сильного вреда, однако, если рентгеновский аппарат оставить на более длительный срок, он просто «сожжёт» живые ткани.
Защита расстоянием заключается в том, что излучение уменьшается при удалении от компактного источника. То есть, если на расстоянии 1 метра от источника радиации дозиметр показывает 1000 микрорентген в час, то на расстоянии 5 метров — около 40 мкР/час, вот почему часто источники радиации так сложно обнаружить.
Помещения, предназначенные для работы с радиоактивным препаратами, должны быть отдельными, изолированными от других помещений и специально оборудованными. Стены, потолки и двери делают гладкими, не имеющими пор и трещин. Все углы помещения закругляют для облегчения уборки помещения от радиоактивной пыли. Стены покрывают масляной краской на высоту 2 м, а при поступлении в воздушную среду помещения радиоактивных аэрозолей или паров как стены, так и потолки покрывают масляной краской полностью. Помещения оборудуют хорошей приточно-вытяжной вентиляцией, проводят ежедневную влажную уборку.
В результате радиационного воздействия на человека нарушаются жизненные функции органов кроветворения, нервной системы, желудочно-кишечного тракта. В зависимости от дозы облучения, проникающей радиации или радиоактивных веществ общая гамма внешнего облучения вызывает у людей и животных острую лучевую болезнь, которая может быть от легкой до чрезвычайно тяжелой степени. Большое значение, особенно при использовании закрытых источников излучения, имеет применение средств индивидуальной защиты.
Для защиты человека от внутреннего облучения при попадании радиоизотопов внутрь организма с вдыхаемым воздухом применяют респираторы (для защиты от радиоактивной пыли), противогазы (для защиты от радиоактивных газов). Для защиты глаз стоит использовать специальные очки из стекла, на внутреннюю сторону которых нанесена пленка двуокиси олова. В качестве защитной одежды может выступать свинцовая одежда, свинцовые сапоги и свинцовые фартуки, комбинезоны, костюмы, перчатки, щитки, респираторы, очки, изолирующие пневмокостюмы, пневмошлемы и др. Конструкции обуви уделяется особое внимание, так как она подвергается чаще всего наибольшему воздействию и хорошо впитывает радиоактивные вещества, но плохо очищается от загрязнений, что еще больше усложняет её эксплуатацию. Поэтому при работе в опасных радиоактивных условиях используются пленочные туфли или специальные ботинки, а также чехлы из парусиновой ткани, которые надеваются поверх обуви.
Москва
