8. Защита от внутренних радиационных опасностей

8. Защита от внутренних радиационных опасностей

Люди, которые работают с радиоактивными веществами, могут получить некоторое количество радиоактивных веществ внутрь тела. Важной частью радиационной защиты является защита работников от возможности поступления радиоактивных веществ внутрь организма.

1. Внутренние радиационные опасности

1.1 Введение

Вы изучили внешние радиационные опасности при прохождении Модуля 2.2 «Защита от внешних радиационных опасностей». Помните, что внешняя радиационная опасность определяется потенциально вредным ионизирующим излучением от источника радиации вне тела человека. Внутренняя радиационная опасность существует, когда существует возможность ущерба от радиоактивных веществ, попавших внутрь организма. Внешняя радиационная опасность могжет быть также внутренней радиационной опасностью, если существует вероятность поступления рассматриваемого радиоактивных веществ в организм человека. Методы радиационной защиты для каждого вида опасности различаются и в этом модуле рассматриваются только защита от внутренних радиационных опасностей. Рисунок 1 иллюстрирует внешнюю и внутреннюю радиационные опасности.

Внешняя и внутренняя радиационные опасности

1.2 Открытые источники и радиоактивное загрязнение

Радионуклидные источники можно разделить на два типа – закрытые и открытые источники. Закрытые источники определяются как радиоактивные вещества, которые находятся в защитной оболочке или в твердой форме, при этом исключается, что при его использовании часть радиоактивного вещества может быть утеряна. Наоборот, открытый источник – это радиоактивный материал, находящийся в форме, которая допускает потерю небольшого количества радиоактивного материала при его нормальном использовании (например, порошок, жидкость или газ). Если радиоактивный материал находится в оболочке, он может представлять внешнюю радиационную опасность для человека, работающего поблизости. Однако, если он негерметизирован, он может представлять  внутреннюю радиационную опасность, так как существует вероятность, что это вещество может попасть в организм. К тому же, открытые источники могут также могут быть источниками внешней радиационной опасности, хотя обычно в меньшей степени, чем закрытые источники.

Радиоактивное вещество, если оно в результате небрежности или аварийной ситуации локально загрязняет какие-либо объекты, где его не должно быть (включая в или на поверхности тела человека) определяют как загрязнение. При неправильном обращении с источниками они могут быть вовлечены в аварию и некоторая часть радиоактивного вещества может быть рассеяна в окружающей среде, что может повлечь загрязнение оборудования, рабочего места, помещений и/или персонала. Это загрязнение может надежно удерживаться на определенной поверхности (фиксированное загрязнение), или оно может легко удаляться (нефиксированное загрязнение). Присутствие нефиксированного загрязнения, также как и поверхностное загрязнение или загрязнение воздуха, представляют внутреннюю радиационную опасность, так как радиоактивный материал может поступить в организм, вызывая дозы внутреннего облучения органов и тканей тела человека.

Важно помнить, что достаточно малое количество загрязнения, которое представляет незначительную внешнюю радиационную опасность, может  представлять существенную внутреннюю опасность. Это определяется следующими двумя главными причинами:

1. Как только радиоактивное вещество поступило в организм, оно будет непрерывно облучать ткани и органы тела, пока не распадется либо пока не будет из него выведено. При этом Вы не можете защититься расстоянием или экранированием, как для внешних источников радиации.

2. Как только радиоактивное вещество поступило в тело, оно непосредственно контактирует с его тканями. Это чрезвычайно опасно для альфа-излучающих радионуклидов, таких как америций-241 или плутоний-239. Испущенные альфа-частицы имеют небольшой пробег в ткани (порядка микрометров) и оставляют всю энергию в очень малом объеме. При этом, повреждения ткани настолько велики, что восстановление облученных клеток маловероятно.

В качестве примера рассматриваются потенциальные дозы от плутония-239. Внешняя мощность дозы от 200 Бк плутония-239 незначительна. Однако, если это небольшое количество плутония-239 ингалировано, это может вызвать эффективную дозу приблизительно 100 мЗв (пятикратный предел годовой эффективной дозы для профессионалов рекомендованный МКРЗ в Публикации 60).

Необходимо, чтобы вероятность поступления радиоактивного вещества была минимизирована насколько это возможно.

В общем, только открытые источники радиоактивных веществ, считается, представляют внутреннюю опасность, но следует отметить, что если закрытый источник случайно или осознанно поврежден, то он так же может представлять внутреннюю опасность.

1.3 Практическая деятельность с использованием открытых источников

Открытые источники широко используются в промышленности, науке и медицине. В промышленности и науке использование открытых источников в качестве радиоактивных индикаторов (трассеров) общепринятая практика. Наиболее широко открытые источники используют в ядерной медицине, где химические соединения радиоактивных веществ и их носитель тщательно выбираются так, чтобы они поступали в определенный орган тела человека. Возможность регистрации прямого излучения от таких источников делает их полезными средством диагностики. Примером этого служит использование технеция-99m вместе с различными носителями для сканирования мозга, печени, легких, селезенки и костного мозга. Подобным образом может использоваться йод-131 в терапии, чтобы уничтожать клетки злокачественной опухоли. Источники, которые используются в медицинских целях (для диагностических и терапевтических применений)  известны как радиофармпрепараты.

1.4 Влияние вида излучения на внутренние радиационные опасности

При защите от внутренних радиационных опасностей важно выяснить, какой вид излучения испускается радиоактивным загрязнением. Степень, в которой каждый вид излучения представляет внутреннюю радиационную опасность, зависит от проникающей способности каждого вида излучения в биологической ткани.

Как уже упоминалось в Модуле 2.2 «Защита от внешних радиационных опасностей», альфа-частицы не представляют внешней радиационной опасности из-за их низкой проникающей способности. Однако, альфа-излучение от радиоактивных веществ в теле может повредить органы из-за близкого соседства загрязнения к органам и тканям и малого пробега альфа-частиц в теле. Это связано с тем, что внутреннее альфа-загрязнение оставляет большое количество энергии в очень малом объеме биологической ткани и это может привести к повреждению органов или тканей, окружающих источник.

Внутреннее загрязнение бета-излучателями также может вызвать локализированную радиационную опасность, но в меньшей степени, чем альфа-загрязнение. В общем, бета-частицы имеют больший пробег в теле, чем альфа-частицы, и поэтому их энергия передается большему объему ткани. Это в свою очередь уменьшает общий эффект от источника в окружающих органах и тканях.

Загрязнение, испускающее гамма-излучение, представляет меньшую внутреннюю радиационную опасность, чем альфа- и бета- загрязнения. Это из-за высокой проникающей способности и большого пробега этого типа излучения в ткани.

Вследствие природы образования рентгеновского и нейтронного излучения, внутреннее загрязнение, испускающее рентгеновское или нейтронное излучение, наблюдается крайне редко.

В Таблице 1 приведены данные по влияние вида излучения на внешнюю и внутреннюю радиационную опасности.

Таблица 1

Влияние типа излучения на внешнюю и внутреннюю радиационную опасности

Тип загрязнения Внешняя опасность Внутренняя опасность
Альфа Нет Существенная
Бета Умеренная Умеренная
Гамма Существенная Небольшая

Из Таблицы 1 Вы можете видеть, что радиоактивные материалы, испускающие альфа-излучение являются наиболее ощутимой внутренней радиационной опасностью. Поэтому должен вестись очень строгий контроль за использованием открытых альфа-источников. О методах контроля Вы узнаете далее в этом модуле.

1.5 Как радиоактивные вещества поступают в организм

Загрязнение может существовать в форме жидкости, газа или порошка (или пыли), такие радиоактивные вещества могут попадать в организм несколькими путями. Четыре пути поступления это:

1. ингаляционный, вдыхание загрязнённого воздуха;

2. пероральный, заглатывание через рот;

3. всасывание через кожу; и

4. поступление через открытую рану.

При ингаляционном поступлении загрязнения, определенная его доля пройдет через легкие в кровоток, другая часть уйдет с дыханием, а третья часть проглотится в результате очищения легких. Относительный размер этих частей зависит от химической и физической форм загрязнения и физиологии человека. Аналогично при проглатывании загрязнения количество, прошедшее через стенки желудочно-кишечного тракта в жидкости организма, зависит от природы загрязнения и физиологического состояния организма.

Некоторые радиоактивные вещества, такие как тритиевая вода, или радионуклиды, растворенные в органических растворителях, легко поглощаются через кожу и могут поступать в транспортную систему тела. Загрязнение так же может поступать в кровоток напрямую через открытую рану. Поступление может быть через рану, полученную в процессе работы с радиоактивными веществами (например, рана от пункционной иглы) или через заживающую рану, которая может быть загрязнена во время работы с открытыми источниками.