Что такое ионизирующее излучение?

Ионизирующее излучение (далее - ИИ) – это излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов разных знаков, то есть к ионизации среды (см. рисунок 1). Такими свойствами обладают радиоактивные излучения, излучения высоких энергий, рентгеновские лучи и др. Видимый свет и ультрафиолетовое излучение не относят к ионизирующим излучениям.

По виду частиц, входящих в состав ИИ, различают 3 основных вида радиоактивного излучения:

Что такое нейтронное излучение?

Нейтронное излучение – это ядерное излучение, состоящее из потоков частиц с нейтральным зарядом (нейтронов). Проникающая способность нейтронов очень велика по причине отсутствия заряда и, как следствие, слабого взаимодействия с веществом. Но важно отметить, что характер взаимодействия нейтронов со средой сильно зависит от энергии частиц. По этой причине нейтроны разделяют на группы в зависимости от их энергии. Основные из них это тепловые и быстрые нейтроны. При этом энергия быстрых нейтронов в миллиарды раз больше энергии тепловых нейтронов. Больше – значит лучше!?

Но не в этом случае. Так, быстрые нейтроны, сталкиваясь со значительным количеством нуклонов (общее название для протонов и нейтронов в ядре), замедляются, а более медленные (тепловые) нейтроны, могут «спокойно» подойти к ядру и быть захваченными им, в результате происходит реакция превращения элемента. Именно эта реакция проложила дорогу к созданию ядерного реактора. В настоящее время тепловые нейтроны имеют большое значение не только для работы ядерных реакторов. Они широко используются для получения радиоактивных изотопов, изучения свойств ядер, структурного исследования кристаллов, исследования динамики атомов твердых тел, свойств молекул и т.д. узнать больше

Каковы медицинские аспекты воздействия ионизирующего излучения?

Радиоактивность – это самопроизвольное превращение атомных ядер, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или более лёгких ядер. Ядра, подверженные таким превращениям, называют радиоактивными, а процесс превращения – радиоактивным распадом. Радиоактивность - не новое явление. Оно существовало во Вселенной всегда. Радиоактивные материалы входят в состав Земли, и даже человек слегка радиоактивен, т.к. в любой живой ткани присутствуют в малейших количествах радиоактивные вещества.

Радиация для большинства людей — предмет непонятный. Радиация невидима и неосязаема, именно поэтому человек готов предполагать самое худшее, когда речь заходит о влиянии радиации на здоровье. Этот страх, в свою очередь, успешно эксплуатируется недобросовестными политиками, экологами и средствами массовой информации, которые заботятся не о том, чтобы правдиво и адекватно разъяснить населению, что же в действительности представляет собой радиация; наоборот, им зачастую выгодно создать вокруг этого явления негативный, зловещий ореол.

А если взглянуть с научной точки зрения — что же известно о действии ионизирующего излучения на организм человека?

Живая клетка на 60–70% состоит из воды. Поэтому поток частиц ионизирующего излучения, проникая в организм, взаимодействует, прежде всего, с водой, что приводит к ее радиационному разложению — этот процесс называется радиолизом воды.

Под действием радиации в клетках живых организмов образуются чужеродные химические соединения. Продукты радиолиза «атакуют» молекулярные структуры клеток, разрушают их, прерывают нормальное течение внутриклеточных процессов. В итоге, нормальное функционирование клеток нарушается, и при определенных дозах они гибнут. Но клетки человеческого организма обладают способностью «залечивать» радиационные повреждения.

Действительно, человек постоянно подвергается воздействию природной радиации, и в среднем облучается в год на 3,95 мЗв*. Кроме того, на Земле есть регионы, где природный фон превышает среднее по планете значение в разы и в десятки раз: в их число входят некоторые районы Франции, Финляндия, Швеция, Алтайский край, прибрежные территории юго-запада Индии, некоторые курорты Бразилии.

Миллионы жителей нашей планеты испытывают повышенную радиационную нагрузку за счет природных факторов, при этом, радиация не оказывает никакого влияния на их здоровье. Более того, многие районы с повышенным радиационным фоном являются признанными курортами (например, та же Финляндия, Кавказские Минеральные Воды, Карловы Вары и пр.).

Если перейти от слов к цифрам, то следует отметить следующее. Российские нормы — одни из самых жестких в мире. Так, Международное Агентство по Атомной Энергии (МАГАТЭ) признает безопасной для здоровья годовую дозу 50 мЗв. По российским нормам предельная годовая доза для персонала АЭС, работающего непосредственно в условиях воздействия ионизирующего излучения, составляет 20 мЗв. Контрольный уровень дозы, установленный в НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ, составляет 18 мЗв. Облучение персонала контролируется с помощью современных индивидуальных дозиметров — специальных приборов, которые выдаются каждому сотруднику перед входом в «грязную» зону и выводят информацию на цифровое табло. Такие же дозиметры выдаются и экскурсионным группам, посещающим ядерные установки.

Необходимо также помнить, что в НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ достаточно большой штат сотрудников, много отделов, множество видов работ, в большей части которых исключены дозовые нагрузки. Например, персонал, работающий в административном корпусе, вообще не подвергается облучению. Самые большие дозы получают рабочие, которые выполняют ремонтные работы на радиоактивно загрязненном оборудовании — на них приходится более 70% коллективной дозы. Но и они получают меньше установленной в Институте пороговой безопасной дозы в 18 мЗв в год.

* - по данным Федерального государственного статистического наблюдения за 2010 год (Информационный сборник: «Дозы облучения населения Российской Федерации в 2010 году»).

Какие источники ионизирующего излучения есть в НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ?

НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ – многопрофильный научный центр, на территории которого расположилось несколько научно-исследовательских комплексов и установок.

Высокопоточный реактор ПИК

Реактор ПИК по своим параметрам должен стать одним из лучших пучковых исследовательских реакторов в мире. На данный момент пучковых реакторов подобного класса в мире по пальцам пересчитать: HFR (Франция), модернизированный HFIR (США), FRM II (Германия). Не трудно заметить, что ввод в эксплуатацию реакторного комплекса ПИК обеспечит существенное увеличение доли России на мировых рынках оказания высокотехнологичных услуг по использованию нейтронных и ядерных методов в разработке новых материалов и изделий.

Большинство экспериментов на новом реакторе будет выполняться на выведенных нейтронных пучках. Развитая система нейтроноводов обеспечит одновременную работу до 40 экспериментальных станций.

Подробнее о РК ПИК

Реактор ВВР-М

На реакторе ВВР-М уже более 50 лет идет активное и успешное освоение техники генерации холодных и ультрахолодных нейтронов. В настоящее время развернуты работы в области ядерной физики, физики твердого тела, воздействия излучения на электрические, механические и оптические свойства материалов. Кроме того, молодые специалисты установки, ставшие за короткий срок опытными операторами, ведут плодотворные исследования по физике и технике реактора, совершенствуют отдельные системы управления и защиты, исследуют водный режим, разрабатывают методики измерения активностей и загрязненностей и т.д.

Подробнее о Реакторе ВВР-М

Научно-исследовательский ускорительный комплекс СЦ-1000

Протонный синхроциклотрон СЦ-1000 является одной из базовых установок Института. Был введен в эксплуатацию в 1970 году и к сегодняшнему дню прошел уже несколько модернизаций.

Научно-исследовательский комплекс на базе СЦ-1000 используется для исследований в области физики элементарных частиц, структуры атомного ядра и механизма ядерных реакций, физики твердого тела, а также в области прикладной физики.

Подробнее о Синхроциклотроне СЦ 1000

Циклотрон Ц-80

Изохронный ускоритель протонов обеспечит производство чистых радионуклидов для медицины и лечения офтальмологических больных методами протонной терапии. Комплексный пуск систем Ц-80 был произведен в декабре 2013 года. Циклотроны Ц-80 предвещают мировые позиции по производству сверхчистых радионуклидов.

Подробнее о Циклотроне Ц80

Как защищены жители г. Гатчина и окружающая среда от воздействия ядерных установок НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ?

Ядерные установки НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ эксплуатируются надежно и безопасно, что подтверждается результатами регулярных проверок независимых органов (Ростехнадзор). Высокая степень безопасности обеспечена множеством факторов. Основной из них – последовательная реализация концепции глубоко эшелонированной защиты. Она основана на применении следующих систем:

Принцип глубокоэшелонированной защиты предполагает также наличие такой концепции безопасности, которая предусматривает не только средства предотвращения аварий, но и средства управления последствиями аварий, обеспечивающих локализацию радиоактивных веществ в пределах гермооболочки.

Необходимо отметить также применение активных (то есть требующих вмешательства человека и наличия источника энергоснабжения) и пассивных (не требующих вмешательства оператора и источника энергии) систем безопасности. Кроме того, в НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ развита культура безопасности на всех этапах жизненного цикла: от выбора площадки (обязательно только в тех в местах, где отсутствуют запрещающие факторы) до вывода из эксплуатации.

Для защиты реактора от внешних воздействий сооружен железобетонный контейнер, часть которого находится внутри здания. При этом контейнер рассчитан на то, чтобы выдерживать колоссальные нагрузки – падение самолета, смерч, ураган, землетрясение или взрыв. Помимо основных функций, контейнер используется в качестве комплекса герметичных помещений (системы удержания радиоактивности).

На территории НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ и в близлежащих районах ведется мониторинг радиационной обстановки. Контроль радиационной обстановки осуществляет отдел радиационной безопасности Института. Подробнее - читать ответ на вопрос 6.

Как и чем обеспечивается контроль радиационной безопасности в НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ?

Обеспечение радиационной безопасности при эксплуатации установок является важной и приоритетной задачей персонала НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ. Персоналом отдела радиационной безопасности управления ядерной и радиационной безопасности Института и объектовых служб радиационной безопасности ведется постоянный контроль за радиационной обстановкой как на отдельных установках и территории института, так и на территории санитарно-защитной зоны (СЗЗ) Института и за её пределами. Граница санитарно-защитной зоны Института по радиационному, физическому (не радиационному) и химическому факторам воздействия на население представляет собой форму неправильного эллипса с радиусами R1 = 1.1 км вокруг трубы реактора ВВР-М и R2 = 0.9 км вокруг трубы реактора ПИК.

Параметры радиационной обстановки отслеживаются за счет:

Радиационный контроль осуществляется с помощью стационарных блоков, устройств и установок; воздухоотборной системы; переносных и носимых приборов радиационного контроля.

Средние фоновые значения радиационной обстановки на территории Института, в СЗЗ и за её пределами находятся на уровне естественного радиационного фона порядка 0,12-0,16 мкЗв/ч (12-16 мкР/ч).

В Российской Федерации допустимые нормы облучения регламентируются Санитарными нормами и правилами СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности» (НРБ-99/2009), согласно которым, годовая эффективная доза облучения населения не должна превышать 5 мЗв в год, а для персонала 50 мЗв в год. Данное ограничение дозы облучения не включает в себя дозы от природного и медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения.

С радиационной обстановкой на территории Северно-Западного региона можно ознакомиться на карте радиационного фона Северно-Западного региона от ФГБУ «Северо-Западное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды»

Карта радиационного фона Северо-Западного региона

Кто и как контролирует безопасность ядерных установок НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ?

Ядерные установки (далее – ЯУ) на всех этапах своей жизнедеятельности обязаны удовлетворять установленным требованиям безопасности. Это достигается, в том числе, соблюдением требований норм и правил в области использования атомной энергии и условий действия выданных Институту лицензий на вид деятельности в области использования атомной энергии.

Контролирующим органом выступают Северо-Европейское Межрегиональное Управление по надзору за ядерной и радиационной безопасностью Ростехнадзора и Федеральное медико-биологическое агентство. Надзорные органы ставят для себя следующие основные задачи:

 

фгбу пияф им. Б. П. Константинова Национальный исследовательский центр Курчатовский институт