Класифікація іонізуючих випромінювань

Лекція 4

Тема: Техногенні надзвичайні ситуації та їх наслідки

 

Мета: В результаті вивчення теми даної лекції студенти повинні вміти: оволодіти поняттями аварія та катастрофа, аварія, катастрофа; знати причини виникнення НС; знати види стихійних лих і їх характеристики

 

План

Техногенні небезпеки.

Аварії.

Катастрофи.

Небезпеки виробничої сфери і їх вплив на людину.

Основи теорії горіння.

 

Література

 

1. Р.С.Яким "Безпека життєдіяльності людини", Львів "Бескид Біт", 2005 р.

2. Є.П. Желібо "Безпека життєдіяльності", Київ, "Каравела", 2001р.

3. В.С. Джигирей та ін. "Безпека життєдіяльності", Львів, "Афіша", 2001

4. В.В. Дивак, А.П. Юхименко "Енциклопедія виживання", Кам’янець-Подільський, 2003р.

5. В.М. Лапін "Безпека життєдіяльності" Львів ЛБКНБУ, Київ "Знання", 1999р.

 

 

Техногенні небезпеки (аварії на підприємствах, транспорті тощо) у багатьох випадках спричиняють процеси, не властиві природним системам, формують стійкі за часом відхилення від нормального стану екосистем. Особливо небезпечні процеси, які призводять до накопичення забруднень у заключних ланках ланцюгів живлення.

Надзвичайні ситуації техногенного характеру є безпосереднім результатом діяльності людини і можуть виникати внаслідок аварій і катастроф.

 

Аварія (дослівно) раптовий вихід із ладу машин, судна чи літака, промислових об’єктів, технологічних установок та ліній.

Джерелом аварій можуть бути транспортні засоби, заводи, застарілі технологічні лінії, морально і фізично застаріле обладнання.

Всі аварії діляться на дві категорії.

До І категорії відносяться аварії, які призвели до повної або часткової зупинки виробництва з великими матеріальними збитками і загибеллю людей, аварії з можливим викидом у навколишнє середовище радіоактивних або сильнодіючих отруйних речовин, розповсюдженням цих речовин за межі промислового підприємства і виникнення загрози для здоров’я і життя людей. Для ліквідації наслідків таких аварій використовують війська ЦО, підрозділи армії України, спецформування.

До ІІ категорії відносяться аварії, в наслідок яких сталися руйнування або пошкодження окремих виробничих споруд з можливою загибеллю виробничого персоналу, аварії з можливим викидом у навколишнє середовище сильнодіючих отруйних речовин і розповсюдженням цих речовин у межах промислового підприємства. Для ліквідації наслідків таких аварій достатньо формувань ЦО, спеціальні відомчі формування, які є на місцях.

 

Інший варіант

(До 1-ї категорії належать аварії, внаслідок яких загинуло п’ять, більше чоловік або з’явилася загроза для життя і здоров’я робітників підприємства або населення, яке знаходиться поблизу об’єкта, або виникла зупинка, або вийшло з ладу підприємство на добу або більше.

До 2-ї категорії належать аварії, внаслідок яких або загинуло до п’яти чоловік або виникла загроза для життя і здоров’я робітників цеху, дільниці, або виникла зупинка, або вийшли з ладу підприємство, дільниця на добу і більше.)

 

Катастрофа – це раптове лихо чи велика подія, яка спричиняє важкі наслідки для людини, рослинного та тваринного світу, змінює умови середовища існування.

Під катастрофою системи розуміють такий ступінь її ураження, при якому вона не здатна зберігатися у попередньому стані чи адаптуватися до конкретних умов існування. Катастрофи поділяються на локальні, регіональні (національні) і глобальні.

 

Розглянемо вплив найважливіших небезпек виробничої та побутової сфер на людину.

 

Шум – це хаотична сукупність різних за силою і частотою звуків, що заважають сприйняттю корисних сигналів і негативно впливають на людину. Фізична сутність звуку – це механічні коливання пружного середовища (повітря, рідини). Під час звукових коливань утворюються області зниженого і підвищеного тиску, що діють на слуховий аналізатор (мембрану вуха).

Основними фізичними характеристиками звуку є: частота f (Гц), звуковий тиск Р (Па), інтенсивність або сила звуку І (Вт/м2), звукова потужність (Вт) тощо. Швидкість поширення звукових хвиль в атмосфері при 20⁰ С складає 344 м/с. Органи слуху людини сприймають звукові коливання в інтервалі частот від 16 до 20000 Гц.

Мінімальна інтенсивність звуку, яку людина відчуває, називається порогом чутливості. Для оцінки шуму прийнято вимірювати його інтенсивність і звуковий тиск не абсолютними фізичними величинами, а логарифмами відношень цих розмірів до умовного нульового рівня, що відповідає порогові чутливості стандартного тону, частотою 1000 Гц. Ці логарифми відношень називають рівнями інтенсивності і звукового тиску, виражені в белах (Б). Оскільки орган слуху людини спроможний розрізняти зміни рівня інтенсивності звуку на 0,1 Б, то для практичного використання більш зручнішою є одиниця в 10 разів менше – децибел (дБ).

Якщо значення гучності звуку (інтенсивності) перевищує 60 – 80 дБ, то такий шум уже може шкідливо впливати на здоров’я людини: підвищувати кров’яний тиск, викликати порушення ритму серця, створювати значне навантаження на нервову систему, впливати на психічний стан особи. Дуже сильний шум (понад 140 – 180 дБ) може викликати розірвання барабанної перетинки.

Дослідження вчених показали, що шум завдає суттєвої шкоди здоров’ю людини, але й абсолютна тиша лякає і пригнічує її. Так, співробітники одного конструкторського бюро, що мали прекрасну звукоізоляцію, уже через тиждень стали скаржитися на неможливість роботи в умовах пригнічуючої тиші: вони були знервовані, втрачали працездатність. І, навпаки, було встановлено, що звуки значної сили стимулюють процес мислення, особливо процес рахунку.

Шум має акумулятивний ефект, тобто акустичні подразнення, накопичуючись в організмі людини, все сильніше пригнічують нервову систему. Тому перед втратою слуху від впливу шумів виникає функціональний розлад центральної нервової системи. Особливо шкідливий вплив шуму позначається на нервово-психічній діяльності людини. Процес нервово-психічних захворювань вищий серед осіб, що працюють у гомінких умовах, ніж у людей, що працюють у нормальних звукових умовах.

Шуми викликають функціональні розлади серцево-судинної системи; шкідливо впливають на зоровий і вестибулярний аналізатори; знижують рефлекторну діяльність, що часто стає причиною нещасних випадків і травм.

Як довели дослідження вчених, інфразвуками, що нечутно проникають крізь самі товсті стіни, викликається багато нервових захворювань жителів великих міст.

Ультразвуки, що займають помітне місце в гамі виробничих шумів, також небезпечні. Механізми їх дії на живі організми вкрай різноманітні. Особливо сильно до їх негативного впливу схильні клітини нервової системи.

Зменшення рівня шуму покращує самопочуття людини і підвищує продуктивність праці. З шумом необхідно боротися як на виробництві, так і в побуті. Уміння дотримуватися тиші – показник культури людини і його доброго ставлення оточуючих. Тиша потрібна людям так само, як сонце і свіже повітря.

До засобів індивідуального захисту від шуму належать:

– протишумні навушники, які закривають вушну раковину;

– протишумні вкладиші, що перекривають зовнішній слуховий прохід;

– протишумні шоломи – закривають усю голову. Їх застосовують у сполученні з навушниками;

– протишумні костюми.

– застосування малошумного обладнання, заміна металевих частин на пластмасу, установка глушителів і т. д;– установка обладнання на демпфіруючих прокладках;– розміщення джерел шуму в шкірі, приміщеннях і т. д. зі звукоізоляцією або звукопоглинанням;– установка “антизвуку”, тобто джерела, рівного за величиною і протилежного за фазою звуку – архітектурно-планувальні методи (розміщення будівель, обладнання, захисні зелені смуги, екрани і т. д.);– звукоізолюючі кабіни, акустичні екрани місць роботи;– оснащення шумних машин і технологій засобами дистанційного телеавтоматичного управління.

 

Вібрація – це коливання твердих тіл, яке виникає при зсуві центру ваги тіла, що рухається, обертається або при періодичній зміні форми тіла порівняно зі статичним станом цього тіла. Вібрація характеризується частотою (Гц), амплітудою зсуву, тобто розміром найбільшого відхилення точки, що коливається від положення рівноваги (м), коливальною швидкістю (м/с) та коливальним прискоренням (а/с2). Ступінь і характер впливу на людину залежить від амплітуди і частоти коливань. Так, власні частоти внутрішніх органів знаходяться в області 6 – 9 Гц. Отже, вібрація машин, площадок, ручних інструментів і т. д. особливо небезпечна при частотах 8 – 12; 17 – 25 Гц і т. д., тому що вони можуть бути резонансними для органів. При роботі з ручними машинами (їхня вібрація знаходиться в області 100 Гц) виникають судинні розлади. Загальна вібрація, що має широкий спектр частоти, справляє несприятливий вплив на центральну нервову систему, вестибулярний апарат, шлунково-кишковий тракт, викликає запаморочення, оніміння кінцівок, захворювання суглобів. Тривалий вплив вібрації викликає фахове захворювання – вібраційну хворобу.

Методи боротьби з вібрацією зводяться в основному до демпфірування установок, машин, механізмів, використання різноманітного роду амортизаторів, вібропоглинання.

Іонізуючі випромінювання

Іонізація – це утворення позитивних і негативних іонів та вільних електронів з електрично нейтральних атомів та молекул.

Велика частина випромінювань надходить від радіоактивних речовин, що знаходяться у земній корі. Іонізуючі випромінювання існували на Землі задовго до зародження на ній життя і були присутні в Космосі до виникнення самої Землі.

Радіоактивність – це самовільне перетворення ядер атомів одних елементів у інші. При такому розпаді визволяється енергія, що поширюється у вигляді випромінювання. Якщо випромінюється позитивно заряджена частинка або нейтральна (2 протони і 2 нейтрони), як у випадку з ураном 238, то це називається α-випромінюванням, якщо випромінюються електрони – це називається β-випромінюванням. При випромінюванні частинок ядра збуджуються й атоми. Знімається збудження викидом чистої енергії. Це називається γ-випромінювання. Вони характеризуються активністю (числом радіоактивних перетворень за одиницю часу).

Одиницями радіоактивності є:

Беккерель: “Бк” – дорівнює 1 перетворенню за секунду.

Кюрі “Кі” – дорівнює 3,7 ґ 1 010 ядерних перетворень за секунду.

Тобто Кі більш вагома порівняно з Бк одиницею.

 

Класифікація іонізуючих випромінювань

 

Різні види випромінювання супроводжуються звільненням різної кількості енергії і мають різну проникну здатність. Звідси і неоднаковий вплив на органи живого організму.

Так, корпускулярне випромінювання, що складається з α-часток (потік важких часток) затримується, наприклад, листом паперу і практично не здатне проникнути через зовнішній прошарок шкіри. Довжина пробігу в повітрі – 2,5 см, у біологічній тканині – 31 мкм, в алюмінію – 16 мкм.

Дія α-часток надзвичайно небезпечна, якщо вони потрапляють усередину організму через рану, з їжею, повітрям.

Корпускулярне випромінювання, що складається з β-частинок, має більшу проникну спроможність. Довжина пробігу в повітрі – 17,8 м, у біологічній тканині – 1–2 см, у воді – 2,6 см, в алюмінію – 9,8 см.

Електромагнітні випромінювання (γ-випромінювання) поширюються зі швидкістю світла і мають високу проникну здатність. Цей вид випромінювання може затримати лише товста бетонна (приблизно 0,5 м товщиною) або свинцева плита. Довжина пробігу в повітрі – декілька сотень метрів.

Ушкоджень у живому організмі, викликаних іонізуючим випромінюванням, буде тим більше, чим більше енергії воно передасть тканинам. Кількість такої переданої організму енергії називається дозою.

Доза, яка характеризує іонізуючу спроможність випромінювання в повітрі, називається експозиційною (Х). Вона вимірюється в кулонах на кілограм (Кл/кг):

(Кл/кг),

де Q – повний заряд іонів одного знаку, що виникають у по-вітрі, (Кл);

m – маса повітря, (м).

Позасистемна одиниця – рентген (Р):

1Р = 2,58 ґ 104 (Кл/кг).

Поглинена доза – це кількість енергії випромінювання, поглинена одиницею маси тіла, що опромінюється.

Поглинена доза (Д) вимірюється в греях (Гр):

(Гр),

де Е – кількість енергії випромінювання (Дж);

т – маса тіла речовини (кг).

Одиниця виміру 1 грей = 1Дж / 1кг. У радіобіології і медицині частіше використовують позасистемну одиницю – рад (1 рад = 0,01 Гр). Проте ця доза (поглинена) не враховує того, що різний вид випромінювання при одній і тій самій поглиненій дозі має різну небезпеку.

Доза, що враховує спроможність даного виду опромінення уражати тканини, називається еквівалентною.

Еквівалентна доза – це поглинена доза (Н), помножена на коефіцієнт, що показує спроможність даного виду випромінювання ушкоджувати тканини організму.

Еквівалентна доза вимірюється в зівертах (Зв). За основний вид випромінювання (еквівалент), з яким порівнюють усі інші, прийняте або рентгенівське випромінювання.

Позасистемна одиниця 1 бер = 0,01 зв = 0,01 Гр = 1 рад. Тобто для -випромінювання поглинена доза дорівнює еквівалентній дозі. Отже, 1 рад» 1 бер» 1 Р.

Варто враховувати, що різні біологічні системи й органи не однаково сприймають одні й ті самі дози опромінення. Людина належить до одного із найбільш чутливих біологічних об’єктів (у 50 % випадків при дозі опромінення 4 Зв (400 бер) спостерігається загибель людини протягом 30 діб). У той же час для рослин ця доза, для рівноцінного ефекту, складає приблизно 1 500 Зв; амеби – 1 000 Зв; равликів – 200 Зв; риби, птиці – 8–20 Зв.

Вплив опромінення залежить від чутливості органів. Тому еквівалентні дози опромінення варто використовувати з різними коефіцієнтами, що враховують чутливість органів до опромінення. Це реалізується в ефективній еквівалентній дозі.

Ефективна еквівалентна доза – це еквівалентна доза (Неф), помножена на коефіцієнт, що враховує різну чутливість органів до- опромінення.

де Н – еквівалентна доза (Зв);

Т – зважений коефіцієнт чутливості органів (коефіцієнт радіаційного ризику).

Коефіцієнт Т для різноманітних органів має різні значення, наприклад: статеві органи – 0,25; молочна залоза – 0,15; червоний відсталий мозок – 0,12; легені – 0,12; щитовидна залоза, кістки – 0,03; інші органи і тканини – 0,3.

Враження живої тканини іонізуючим опроміненням залежить так само від часу опромінення.

Короткочасне опромінення більш небезпечне, ніж опромінення такою ж дозою, але протягом тривалого часу.

Короткочасна сумарна еквівалентна доза опромінення людини, що дорівнює 4 Зв, призводить у 50 % випадків до смерті, загальне опромінення такої ж дози протягом десятиліть не дає ніяких безпосередніх негативних ефектів.