ПРОТИВОЛУЧЕВАЯ ЗАЩИТА

Противолучевая защита — комплекс методов и средств, направленных на обеспечение безопасных условий труда персонала и жизни населения в условиях возможного воздействия ионизирующего излучения. Противолучевая защита осуществляется путем снижения уровней облучения до регламентируемых дозовых пределов с помощью защитных ограждений, использования дистанционных приспособлений и наиболее рациональной технологии, основанной на механизации и автоматизации отдельных операций и процессов, а также с помощью ряда лекарственных средств.

Методы и средства Противолучевой защиты зависят от характера работы, условий применения радиоактивных веществ и источников ионизирующего излучения (см.); они предусматривают защиту от внешнего и внутреннего облучения.

При работе с закрытыми источниками ионизирующего излучения, т. е. когда исключено попадание радионуклидов в окружающую среду, персонал может подвергнуться только внешнему облучению. Такие радиоактивные источники используют, как правило, в гамма-терапевтических аппаратах и в качестве аппликаторов, в гамма-дефектоскопических установках, приборах технологического контроля и др. Рентгеновские аппараты и ускорители заряженных частиц также являются источниками внешнего облучения. При внешнем облучении человек подвергается воздействию ионизирующего излучения только в течение того промежутка времени, когда он находится вблизи источника излучения.

При работе с открытыми радиоактивными источниками, напр. при радиоизотопной диагностике, переработке радиоактивных отходов, экспериментальных работах и др., возможно попадание радиоактивных веществ в окружающую среду. При этом они могут загрязнять оборудование, воздух производственных помещений, одежду и руки работающих, а также атмосферный воздух, почву, водоемы. В результате, кроме внешнего, возможно и внутреннее облучение вследствие попадания радиоактивных веществ внутрь организма. В этом случае человек может подвергаться воздействию ионизирующего излучения в течение того промежутка времени, пока радиоактивные вещества не будут выведены из организма в результате физиологических обменных процессов и радиоактивного распада.

Защита от внешнего облучения

Защита от внешнего облучения осуществляется путем создания стационарных или передвижных защитных ограждений, которые снижают уровень облучения до регламентируемых пределов (см. Радиологическое защитно-технологическое оборудование). Применение тех или иных видов защитных устройств и способов защиты зависит от назначения источников излучения и условий их эксплуатации. При расчете толщины защитных устройств в первую очередь необходимо учитывать спектральный состав ионизирующего излучения, мощность его источника, а также расстояние, на к-ром находится обслуживающий персонал, и время пребывания в сфере воздействия излучения.

В связи с тем, что пробеги альфа-частиц, испускаемых радиоактивными веществами, очень малы, нет необходимости в специальной защите от внешнего облучения альфа-частицами, т. к. для этого достаточно находиться на расстоянии 9—10 см от радиоактивного препарата. Одежда и резиновые перчатки полностью защищают от внешнего облучения альфа-частицами.

Для защиты от внешнего облучения бета-частицами манипуляции с радиоактивными веществами проводят за специальными экранами (ширмами) или с использованием специальных защитных шкафов. При этом толщина защитных экранов должна быть больше максимального пробега бета-частиц. Хранят бета-активные радионуклиды в сосудах или контейнерах, имеющих также соответствующую толщину стенок. В качестве защитных материалов используют обычно плексиглас, алюминий или стекло.

Для защиты от рентгеновского и гамма-излучения используют различные защитные материалы, при выборе которых учитывают их свойства, а также требования к габаритам и весу. Напр., для защитного кожуха гамма-терапевтических или гамма-дефектоскопических установок, где существенную роль играет вес (масса), наиболее выгодным защитным материалом являются такие вещества, которые лучше всего ослабляют гамма-излучение, т. е. вещества с большой плотностью и большим атомным номером. Чаще всего с этой целью используют свинец, иногда уран. В этом случае толщина защиты меньше, чем при использовании другого материала, а следовательно, меньше вес защитного кожуха. При создании стационарной защиты, т. е. защиты помещения, в к-ром ведутся работы с источниками рентгеновского или гамма-излучения, обеспечивающей безопасное пребывание людей в соседних помещениях, обычно используют бетон. При работах с рентгеновским и гамма-излучением небольшой энергии (менее 300—400 кэв), при которых существенную роль в ослаблении излучения играет фотоэлектрическое поглощение, в бетон добавляют вещества с большим атомным номером, в частности барит, что позволяет уменьшить толщину защиты.

Система защиты ускорителей заряженных частиц, рентгеновских и гамма-установок различного назначения (терапевтических, диагностических) строится примерно по одному и тому же принципу и состоит из местной защиты (для защиты больного от излишнего облучения) и стационарной защиты (для предотвращения облучения персонала).

Местная защита

Местная защита обеспечивается защитным кожухом, в к-ром помещается источник ионизирующего излучения (рентгеновская трубка, мишень ускорителя, радиоактивный источник). В этом кожухе имеется окно для выпуска пучка лучей только в нужном направлении; диафрагмы, ограничивающие и формирующие поле облучения (см.); тубус, ограждающий от рассеянного излучения, возникающего на краях выходного окна и в диафрагме. В установках, где источником излучения являются радионуклиды, защитный кожух должен обеспечивать также снижение уровня ионизирующего излучения до регламентируемых пределов при выключенной установке (когда источник излучения находится в положении хранения), чтобы обеспечить доступ в помещение, где размещается установка для проведения там необходимых наладочных и ремонтных работ. При нахождении источника излучения в положении хранения защитный кожух должен обеспечивать такое ослабление гамма-излучения, чтобы на расстоянии 1 ж от установки не превышалась допустимая мощность дозы (ДМД) для персонала, равная 3 мбэр/час (3·10² м3в/час).

Стационарные защитные ограждения включают защитные стены и перекрытия, защитные двери в помещение, в к-ром находится установка, или лабиринтный вход и смотровое окно. Толщина защиты рассчитывается исходя из активности источника ионизирующего излучения или максимального напряжения на рентгеновской трубке и расстояния до рабочих мест персонала и работников, находящихся в соседних помещениях .

При проектировании П. з. помещений, в которых размещают ускорители заряженных частиц, рентгеновские и гамма-установки, следует учитывать возможные направления выпуска пучка лучей и в этих направлениях проектировать защиту от прямого излучения, а в остальных — предусмотреть защиту от рассеянного излучения. Также учитывают назначение соседних помещений, время пребывания в них персонала и принадлежность персонала к той или иной категории. При этом защита должна проектироваться с коэффициентом запаса, равным 2. Проектную мощность эквивалентной дозы за защитой (Нпр) рассчитывают по формуле:

Нпр = 500 ПДД/t мбэр/час,

где ПДД — предельно допустимая доза для соответствующей категории лиц; она равна 5 бэр в год (50 мЗв в год) для персонала (категория А) и 0,5 бэр в год (5 мЗв в год) для лиц категории Б, к к-рой относятся работники, непосредственно не обслуживающие установки, но находящиеся в соседних помещениях; t — время пребывания в данном помещении.

В некоторых случаях условия работы с источниками гамма-излучения могут быть такими, когда невозможно создать стационарную защиту (при перезарядке установок, извлечении радиоактивного препарата из контейнера, градуировке прибора гамма-дефектоскопии с открытым источником и др.). При этом имеется в виду, что активность источника излучения невелика (10—30 мг-экв радия). Для того чтобы обезопасить персонал от облучения, пользуются так наз. защитой расстоянием и временем. Известно, что для источников небольших линейных размеров доза излучения уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от него. Кроме того, такие операции надо проводить только за тот промежуток времени, в течение к-рого доза, полученная работающим, не превысит допустимой. Эту работу ведут под дозиметрическим контролем (см.). При этом в помещении не должны находиться посторонние лица, а зона, где доза превышает предельно допустимую за время работы, должна быть ограждена.

Если гамма-эквивалент источника меньше 0,1 мг-экв радия, нет необходимости предусматривать защитные ограждения. При использовании установок, за пределами которых мощность дозы излучения в рабочем помещении и при хранении источника не превышает 0,3 мбэр/час (3 мкЗв/час), специальные требования к помещениям и размещению установок не предъявляются.

Расчет защиты от нейтронов производится по соответствующим формулам и номограммам. В качестве защитных материалов в этом случае используют вещества с малым атомным номером, ибо при каждом столкновении с ядром нейтрон теряет тем большую часть своей энергии, чем ближе масса ядра к массе нейтрона. Для защиты от нейтронов обычно используют воду, полиэтилен. Растратив свою энергию в процессе взаимодействия с веществом защиты, быстрый нейтрон превращается в тепловой, который захватывается ядрами атомов, и при этом испускается гамма-квант. Источниками нейтронов являются ядерные реакторы, ускорители заряженных частиц, радий-бериллиевые препараты. Во всех этих источниках, помимо нейтронов, существуют мощные потоки гамма-излучения, которые образуются в реакторе в процессе деления, а также за счет распада продуктов деления. На ускорителях заряженных частиц и в радий-бериллиевых препаратах гамма-излучение возникает при различных ядерных реакциях. Поэтому при проектировании защиты от нейтронов всегда предусматривают также защиту от гамма-излучения.

Одним из важных мероприятий Противолучевой защиты при работе с радиоактивными веществами в открытом виде является соответствующая планировка и отделка помещений, при к-рой максимально затруднено распространение радиоактивных веществ в другие помещения. Для этого работы с радиоактивными веществами сосредоточивают в одной части здания и уменьшают до минимума проходы через эти помещения. Отделка и оборудование помещений должны обеспечивать их легкую дезактивацию (см.). Кроме того, предъявляется ряд требований к системе вентиляции, организации рабочих мест и технологических режимов, к системе сбора и удаления радиоактивных отходов (см.), применению средств индивидуальной защиты, соблюдению мер личной гигиены и др., что позволяет исключить возможность попадания радиоактивных веществ внутрь организма и тем самым обеспечить безопасные условия труда. Эти требования зависят от характера проводимых работ с теми или иными радионуклидами, их активности, а также группы радиотоксичности, к к-рой эти радионуклиды принадлежат.

При возможности выбора радиоактивных веществ для работы следует использовать вещества с наименьшей радиотоксичностью. Кроме того, работу необходимо организовать таким образом, чтобы количество радиоактивного вещества на рабочем месте было минимально необходимым для данной операции. Рекомендуется также по возможности уменьшить число таких операций, как пересыпание порошков, возгонка и др., которые связаны с потерей радиоактивного вещества.

При работе с радиоактивными веществами, когда возможно появление в помещении радиоактивных аэрозолей, обслуживающий персонал обязательно снабжается респираторами для защиты органов дыхания от радиоактивных веществ. При очень высоких уровнях загрязнения воздушной среды, к-рая возможна при выполнении ремонтных работ или ликвидации последствий аварии, персонал снабжается изолирующими пневмокостюмами с принудительной подачей воздуха.

Биологическая противолучевая защита

Биологическая противолучевая защита — способ повышения радиорезистентности с помощью лекарственных средств, усиливающих общую сопротивляемость организма. В отличие от радиопротекторов (см.) они оказывают защитное действие в том случае, когда вводятся многократно за несколько дней или недель до облучения. Такие лекарственные средства или их комплексы оказывают защитное действие при кратковременном (однократном), пролонгированном (протяженном), фракционированном и хроническом облучении (см.). Они способствуют повышению эффективности схем комплексной терапии лучевой болезни, возникшей вследствие внешнего или внутреннего облучения. Эти препараты обладают большой широтой терапевтического действия, для них нет противопоказаний, и они могут быть использованы в любых условиях.

К числу наиболее эффективных относятся препараты из группы адаптогенов (жидкие экстракты и настойки элеутерококка колючего, женьшеня, лимонника китайского, лагохилуса), витамины, гормоны, коферменты, витаминно-аминокислотные комплексы, некоторые микроэлементы и антибиотики, особенно в сочетании с витаминно-аминокислотными комплексами, биостимуляторы.

Действие средств биологической П. з. является неспецифическим. Оно проявляется только на фоне воздействия экстремальных факторов, вызывающих напряжение жизненно важных физиологических систем организма. Механизм действия адаптогенов при лучевом поражении связывают с тем, что они тонизирующе действуют на ц. н. с. и стимулируют систему кроветворения. Повышение радиорезистентности с помощью витаминов, гормонов и коферментов осуществляется различными путями. Напр., многократное введение витамина Р с аскорбиновой к-той повышает устойчивость стенок кровеносных сосудов, уменьшает проявления геморрагического синдрома; глюкокортикоиды способствуют повышению выделения адренергических веществ надпочечниками, что приводит к повышению радиорезистентности организма.

Фармакохимическая противолучевая защита

Фармакохимическая противолучевая защита — способ защиты от ионизирующего излучения с помощью введения в организм незадолго до начала лучевого воздействия химических (лекарственных) препаратов синтетического, животного или растительного происхождения или их комплексов, ослабляющих повреждающее действие на организм ионизирующего излучения. Термин «фармакохимическая противолучевая защита» условен, т. к. не известны средства (радиопротекторы), которые, будучи введены перед облучением, могли бы полностью предотвратить появление в организме изменений, вызывающих лучевую болезнь. Средства фармакохимической П. з. повышают радиорезистентность или снижают чувствительность организма к поражающему действию ионизирующего излучения. Они могут быть использованы в мед. практике с целью ослабления лучевого поражения радиочувствительных тканей при лучевой терапии злокачественных опухолей, при ремонтных работах в лабораториях и на предприятиях, применяющих ионизирующее излучение и радиоактивные изотопы, атомных реакторах и ускорителях заряженных частиц (при авариях), при космических полетах в случае осложнения радиационной обстановки при хромосферных солнечных вспышках.

Фармакохимические противолучевые средства принадлежат к различным классам хим. соединений. Наиболее эффективными и перспективными являются аминотиолы, индолилалкиламины, арилалкиламины и другие биогенные амины (гистамин, ацетилхолин), а также полисахариды (см. Радиопротекторы). Радиозащитные свойства аминотиолов проявляются в одинаковой степени на клеточном, субклеточном уровнях и при облучении всего организма. Биогенные амины оказывают противолучевое действие в организме при сохранении их фармакологической активности и характеризуются выраженной индивидуальностью фармакодинамики. Это послужило основанием для комбинированного применения аминотиолов и индолилалкиламинов с целью снижения их токсичности и повышения радиозащитной активности (радиозащитные рецептуры). При сочетании индол ил алкил аминов, напр, мексамина, с аминотиолами, напр. цистамином, цистафосом, без добавления и с добавлением стимуляторов ц. н. с.— фенамина, витаминов — B₆ и транквилизаторов — аминазина (многокомпонентные рецептуры) радиозащитный эффект сохраняется при различных условиях облучения, в т. ч. при воздействии протонов высоких энергий и гамма-нейтронного облучения.

Библиография: Бак 3. Химическая защита от ионизирующей радиации, пер. с англ., М., 1968, библиогр.; Бибергаль А. В., Маргулис У. Я. и Воробьев Е. И. Защита от рентгеновских гамма-лучей, М., 1960, библиогр.; Голиков В. Я. и Коренков И. П. Радиационная защита при использовании ионизирующих излучений, М., 1975; Городинский С. М. Средства индивидуальной защиты для работ с радиоактивными веществами, М., 1979, библиогр.; Жеребченко П. Г. Противолучевые свойства индолилалкиламинов, М., 1971; Козлов В. Ф. Справочник по радиационной безопасности, М., 1977; Маргулис У. Я. Радиация и защита, М., 1974, библиогр.; Мозжухин А. С. и Рачинский Ф. Ю. Химическая профилактика радиационных поражений, М., 1979; Моисеев А. А. и Иванов В. И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене, М., 1974; Нормы радиационной безопасности (НРБ-76), М., 1978; Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/80, М., 1981; Партолин О. Ф., Чистов Е. Д. и Быховский А. В. Радиационная безопасность при промышленной дефектоскопии, М., 1977; Рогозкин В. Д. и Сбитнева М. Ф. О профилактическом и лечебном действии витаминов группы В при острой лучевой болезни, в кн.: Вопр. патогенеза, эксперим. тер. и профилактики лучевой болезни, под ред. П. Д. Горизонтова, с. 182, М., 1960; Рогозкин В. Д., Федотов В. П. и Чертков К. С. О действии малых доз глюкокортикоидов при острой лучевой болезни, Мед. радиол., т. 12, № 1, с. 89,1967; Саксонов П. П., Шашков В. С. и Сергеев П. В. Радиационная фармакология, с. 65, М., 1976; Суворов Н. Н. и Шашков В. С. Химия и фармакология средств профилактики радиационных поражений, М., 1975; Ярмоненко С. П. Противолучевая защита организма, М., 1969, библиогр.

У. Я. Маргулис; В. С. Шашков (биологическая и фармакохимическая противолучевая защита).