Глава 1. Физические основы радиационной медицины

1.6. Методы и приборы радиометрии биологического материала

Радиометрический контроль организуется для получения информации о заражении кожных покровов, одежды, техники, имущества, продовольствия и воды радиоактивными веществами. Он производится с целью профилактики поражения радиоактивными веществами при их попадании на кожу и внутрь организма, принятия решения о возможности действий без индивидуальных средств защиты, определения необходимости проведения санитарной обработки и контроля ее эффективности. Радиометрический контроль проводится непрерывно в ходе пребывания и по выходу с зараженных участков местности.

На аварийно-спасательные формирования возлагаются задачи радиометрического контроля персонала и населения с целью решения вопроса о необходимости проведения санитарной обработки и контроля качества ее проведения, а также определение степени радиоактивного заражения медицинского имущества, транспортных средств, доставляющих раненых и больных в медицинские учреждения. Радиометрический контроль проводится расчетным и γ-методом. Расчетный метод определения радиоактивного загрязнения различных объектов основан на использовании данных радиационной разведки о мощности дозы излучения на местности. При первичном загрязнении имущества оседающими продуктами ядерного взрыва относительная плотность загрязнения равна 10 % плотности радиоактивного загрязнения местности. Например, при мощности дозы излучения на местности, равной 1 Р/ч, плотность радиоактивного загрязнения составляет 35 мкКи/см². Следовательно, санитарный транспорт будет иметь радиоактивное загрязнение с мощностью дозы 100 мР/ч, или с плотностью загрязнения 3,5 мкКи/см².

Расчет дозы облучения с помощью номограмм. Для оценки медико-биологических последствий нахождения человека на радиоактивно загрязненной местности вследствие выпадения радиоактивных частиц при аварии ядерных энергетических установок важно определить эффективную дозу облучения D_э, характеризующую текущий эффект поражения и оцениваемую по величине дозы острого облучения, вызывающей такой же эффект.

Эффективная доза облучения человека в условиях длительного воздействия ионизирующего излучения с постоянной мощностью дозы излучения может быть рассчитана по формуле:

, (1)

где D_э – эффективная доза облучения человека в условиях длительного воздействия ионизирующего излучения, рад;

P₀ – мощность дозы излучения, Р/ч;

f – коэффициент, определяющий дозу необратимости накопленной дозы облучения;

t – время облучения, ч;

β – относительная скорость пострадиационного восстановления, ч^–1.

Для человека принято считать f = 0,1; β = 0,001 ч^–1. При постоянных значениях f и β уравнение (1) является зависимостью с тремя переменными.

В практике нашел широкое применение номографический метод оценки дозовых нагрузок. В частности, для уравнения (1) построена 1-я номограмма (рис. 5) в следующих пределах изменения переменных: 1 ≤ 5000 ч; 0,01 ≤ P_ср ≤ 10 Р/ч; 0,01 ≤ D_э ≤ 5 · 10⁴ рад.

Рис. 5. 1-я номограмма 1 для определения эффективной дозы облучения человека в условиях воздействия ионизирующего излучения с постоянной интенсивностью [11].

Пример 1. Дано: t = 1000 ч; P₀ = 1 Р/ч. Требуется определить D_э.

Решение: на шкалах t и P₀ 1-й номограммы (см. рис. 5) находим точки с пометками 1000 и 1 соответственно. Затем отрезок, равный расстоянию между этими точками, откладываем от фиксированной точки (стрелки) до пересечения со шкалой D_э. В точке пересечения читаем ответ: D_э = 668 рад.

Эффективная доза облучения человека в условиях воздействия ионизирующего излучения изменяющейся интенсивности (монотонно убывающей мощности дозы излучения), характерных для радиоактивно загрязненной местности, при экспоненциальной аппроксимации закона спада мощности дозы излучения может быть рассчитана по следующим формулам:

1. при λ ≠ β

; (2)

2. при λ = β

, (3)

где  ;
D_э – эффективная доза облучения человека в условиях длительного воздействия ионизирующего излучения, рад;
P₀ – начальная мощность дозы излучения, Р/ч;
f – коэффициент, определяющий долю необратимости накопленной дозы облучения;
t – время облучения, ч;
t_Ѕ – время двукратного снижения мощности дозы излучения, ч;
β – относительная скорость пострадиационного восстановления, ч^–1.

В качестве критериальных могут быть рассмотрены следующие значения D_э:
А) D_э = 25 рад. При D_э < 25 рад в аварийных условиях считается безопасным
пребывание на радиоактивно загрязненной местности в течение заданного периода времени;
Б) D_э = 110 рад. При 25 < D_э ≤ 110 рад работоспособность ограничена по истечении заданного периода времени пребывания на радиоактивно загрязненной местности;
Г) D_э = 200 рад. При 160 < D_э ≤ 200 рад/человек исключается из трудовой деятельности по клиническому критерию «нуждаемость в госпитализации».

Критерий «нуждаемость в госпитализации» отражает исключение человека из трудовой деятельности в результате развития у него объективных признаков радиационного поражения, что вызывает необходимость проведения лечебных мероприятий.

В качестве показателя снижения работоспособности человека используется уровень нарушения его физической работоспособности.