PHÓNG XẠ VÀ TÁC HẠI CỦA PHÓNG XẠ - 2 ppsx

● Thành tựu của ngành vật lý hạt nhân đã cho phép sử dụng năng lượng hạt nhân vào nhiều ngành kinh tế quốc dân ● N ạn nhân hai thành phố Nhật Bản là Hiroshima và Nagasaki sau vụ nổ bom

Mục tiêu

● Hiểu được tính chất của các loại tia phóng xạ.

● Liệt kê được các nghề tiếp xúc với phóng xạ.

● Biết được tác hại của phóng xạ đối với cơ thể con người.

● Nêu được những biện pháp phòng bệnh do tia

phóng xạ.

NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ TRUNG QUỐC

MỞ ĐẦU

● Việc nghiên cứu và ứng dụng các tia phóng xạ đã có nhiều tiến bộ, làm đảo lộn các kỹ thuật trong công nghiệp, nông nghiệp, y học và sinh học

● Thành tựu của ngành vật lý hạt nhân đã cho phép sử dụng năng lượng hạt nhân vào nhiều ngành kinh tế quốc dân

● N ạn nhân hai thành phố Nhật Bản là Hiroshima và Nagasaki sau vụ nổ bom nguyên tử;

● Năm 1896, nữ bác học Marie Curie bị những tổn thương ở tay vì trong khi làm việc, bà dung tay cầm những mảnh Radi có độ phóng xạ cao.

● Cho đến nay, nhiều KTV điện quang đã được giám định bệnh nghề nghiệp Các biểu hiện chủ yếu ở máu, bạch cầu giảm, biến đổi nhiễm sắc thể.

● Ở nước ta hiện nay, phóng xạ cũng đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành: mỏ, địa chất, thăm dò dầu khí, y tế

I GIỚI THIỆU VÀ PHÂN LOẠI

CÁC TIA PHÓNG XẠ

● Phóng xạ là hiện tượng một số hạt nhân nguyên tử không bền tự biến đổi và phát ra các bức xạ hạt nhân (gọi là tia phóng xạ)

● Các nguyên tử có tính phóng xạ gọi là các đồng vị phóng xạ , còn các nguyên tử không có tính phóng xạ gọi là các đồng vị bền;

● Các nguyên tố hoá học chỉ gồm các đồng vị phóng xạ (không có

đồng vị bền) gọi là nguyên tố phóng xạ

Có hai loại bức xạ ion hoá

● Các chùm tia bức xạ hạt:

Mang điện dương : như hạt α, hạt notron; Mang điện âm : chùm β;

● Các chùm tia bức xạ điện tử : tia X, tia γ;

- Sự tự biến đổi của hạt nhân nguyên tử, thường được gọi là sự phân

rã phóng xạ hay phân rã hạt nhân

● E = mc² trong đó E là năng lượng thoát ra khi phân rã hạt nhân, m

là độ hụt khối và c = 298 000 000 m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không (Albert Einstein)

1.1 TIA ANPHA

● Tia α : gồm các hạt α có điện tích gấp đôi điện tích proton, tốc độ của tia là khoảng 20.000 km/s.

● Đối với một nguyên tử nặng, hạt nhân không ổn định

và phóng ra một lúc 2 proton và 2 nơtron, dưới dạng hạt

nhân heli :

226Ra88 + 222Rn86 + 4He2

● Hạt α mang điện dương, các hạt α va chạm vào các hạt nhân và các điện tử của nguyên tử vật chất Những va chạm liên tiếp đó làm cho các hạt α đi chậm lại; tia α có tác dụng ion hoá rất mạnh (30.000 cặp ion/1 cm không khí mà tia đi qua)

1.2 TIA BÊTA ( β )

● Tia β là chùm điện tử, phát ra từ hạt nhân nguyên tử

có kèm theo hiện tượng hạt nhân trung hoà

● Tia β gồm các electron tự do, tương tự âm cực nhưng được phóng ra với vận tốc lớn hơn, khoảng 100.000 km/s.

● Trong y học và công nghiệp, những người sử dụng các nguyên tố phóng xạ hay phải tiếp xúc với loại tia β

● Nói chung năng lượng của các hạt β kém các hạt

anpha, khả năng ion hoá cũng thấp hơn nhiều (150 cặp ion qua 1 cm không khí) Nhưng tia β đâm xuyên mạnh hơn.

● Năng lượng của tia bức xạ β có thể biến thành tia

anpha hay tia X

1.3 TIA GAMMA ( γ )

● Một số hạt nhân sau khi phóng ra α , β +, β - sẽ có quá nhiều năng lượng và ở trạng thái kích thích Sự trở lại trạng thái ổn định sẽ phát ra phôton gamma (γ).

● Tia (γ) là chùm hạt phôton phóng ra từ hạt nhân ng

tử

● Các tia (γ) không bị từ trường làm lệch hướng, khả

năng ion hoá rất kém: chỉ sinh vài cặp ion khi đi qua một cm không khí Trái lại khả năng đâm xuyên lại rất mạnh so với các tia α và β Phải dùng những tấm chì dày hàng cm mới làm giảm được rõ rệt số tia đi qua Không bao giờ tia gamma

bị hấp thụ hoàn toàn hoặc bị chặn hẳn lại.

● Bản chất của tia gamma là điện tử: như ánh sáng, tia

X, tốc độ của tia gamma là 300.000 km/giây

1.4 NƠTRON

● Nơtron là những hạt không mang điện của hạt nhân

nguyên tử, được giải phóng trong quá trình phá vỡ hạt nhân nguyên tử nặng uran (lò phản ứng nguyên tử)

● Nơtron chỉ bị giữ lại khi va chạm vào các hạt nhân

khác, do đó nó có khả năng đâm xuyên rất lớn.

● Các nguyên tố có hạt nhân bị va chạm trở thành có tính phóng xạ.

Tuy nhiên những “Nơtron nhanh” trên đây đi chậm lại

trong nước hay parafin và biến thành “Nơtron nhiệt” dễ bị

các vật liệu đặc hiệu như bore và cadimi hấp thụ Bêtông

cũng rất hay được dùng để ngăn Nơtron ở xung quanh các lò phản ứng nguyên tử.

1.5 TIA X

● Các tia X được tạo thành khi điện tử đang chuyển động bị hãm lại đột ngột do va chạm với anot hoặc bia của bóng X- quang

● Bức xạ phát ra gồm hai loại bức xạ liên tục và

b ứ c xạ đặc trưng

● Giống như tia gamma, tia X cũng là tia bức xạ điện tử nhưng có bước sóng dài hơn Các tính chất của tia X cũng tương tự như tia gamma.

● Sự đổi chỗ của các điện tử từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác phát ra tia X Trong các bóng X

quang, tia X phát ra do một luồng điện tử động năng lớn đập vào đối âm cực.

Dòng tia α , có thể dễ dàng chặn lại bởi một tờ giấy; tia β cần miếng kim loại để chặn; còn tia gamma cần một khối vật chất có mật

độ dày đặc chặn lại.

II ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG VÀ NỒNG ĐỘ

TỐI ĐA CHO PHÉP

● Curi (Ci) : Là đơn vị hoạt tính phóng xạ, cứ mỗi giây có 3,7.1010 ng

Đối với những tia hạt nhân, ta có: 1 rem = 1 rad x E.B.R

(E.B.R là hệ số hiệu lực sinh học tương đương)

● Rem:

Rem là đơn vị tương đương, là liều lượng của tia được hấp thụ không

kể đến bản chất của tia, tạo ra hiệu lực bằng 1 Rad của tia X

● Đơn vị liều lượng:

Tác dụng sinh học còn phụ thuộc vào thời gian hấp thụ liều bức xạ, một liều 150 rad gây những rối loạn rõ rệt nếu nhận một lần, vẫn liều đó nhận rải ra trong 30 năm lại không có tác hại rõ rệt Do đó người ta dùng

● Liều lượng cho phép

Đây là liều tia bức xạ mà cơ thể người chịu đựng được, không có tổn thương đáng kể.

Đối với những người làm việc ở nơi phải tiếp xúc với phóng xạ, áp dụng công thức sau đây: D = 5(N-18)

D: liều tối đa cho phép tính bằng R, N: tuổi đời

Ví dụ: đối với 1 người 40 tuổi (N=40) tổng liều D không được vượt quá là: D = 5(40-18) = 110R

Như vậy 1 công nhân có thể hấp thụ trung bình 5R hằng năm hay 100 mR hằng tuần, hoặc 2,5 mR mỗi giờ lao động.

Người dưới 18 tuổi không được làm việc ở nơi có phóng

xạ đối với phụ nữ ỏ thời kỳ sinh đẻ vẫn có thể áp dụng

công thức trên nhưng không được phép hấp thụ trên 1,3 R trong thời gian 3 tháng liên tục.

Các đơn vị hệ thống quốc tế còn gọi là đơn vị SI, đang dần thay thế cho các đơn vị đặc biệt (Special units):

CÁC ĐƠN VỊ HỆ THỐNG Q UỐC TẾ (SI UNITS)

Người ta thường chia ra làm 3 nhóm ngành nghề phải tiếp xúc với phóng xạ.

● NHÓM THÚ NHẤT:

Là các công nhân viên ở các cơ sở sản xuất chất phóng xạ như:

- Mỏ, nhà máy xử lý quặng, nhà máy khai thác uran

- Các lò phản ứng các pin nguyên tử và các trung tâm nghiên cứu, các nhà máy sản xuất plutoni, các trung tâm điện lực hạt nhân.

- Các nhà máy khai thác các nguyên tố phóng xạ từ các nhiên liệu phóng xạ.

- Các phòng nghiên cứu hay các xưởng sản xuất nguyên tố phóng xạ.

- Những đơn vị vận chuyển chất phóng xạ, những nơi chứa chất thải phóng xạ.

III CÁC NGHỀ TIẾP XÚC VỚI PHÓNG XẠ

● NHÓM THỨ HAI

Là những người sử dụng các tia bức xạ ion hoá

Trong công nghiệp:

- Đo độ dày, tỷ trọng, độ ẩm

- Chụp bằng tia gamma xác định cấu trúc bên trong (cobalt 60)

Trong sinh học và sinh hoá học

Sử dụng làm chất chỉ điểm để nghiên cứu các hiện tượng sinh lý động vật hay thực vật (như cacbon 14, lưu huỳnh 35, iốt 131)

Trong y học

- Chẩn đoán, thăm dò chức năng

- Áp dụng tia phóng xạ ngoại chiếu, đặc biệt là ung thư

- Áp dụng trong ngành dược: để xác định thành phần các dược phẩm

Trong nông nghiệp:

Nghiên cứu các biến đổi ở thực vật: biến dị, tăng trưởng

Nghiên cứu phân bón, hoá chất trừ sâu diệt nấm

● NHÓM THỨ BA

Máy phát tia X Điện quang trong y học

Đối với môi trường – ion hóa phân tử, nguyên tử

Đối với cơ thể sống - tế bào bị hủy diệt, di chứng, mất khả năng ss

● Cơ chế trực tiếp: phá vở các tế bào, gây ion hóa, làm đức gãy các mối liên kết các gen, các nhiễm săc thể của tế bào chức năng tế bào

● Cơ chế gián tiếp: Trong cơ thể người (70% nước) sự ion hóa làm thay đổi phân tử nước tạo thành một loại hóa chất làm thay đổi nhiễm sắc thể từ đó làm thay đổi cấu trúc và chức năng của tế bào

4.1 Giai đoạn vật lý ban đầu (kéo dài 10- 16 s)

Năng lượng bức xạ bị tế bào hấp thụ và xuất hiện sụ ion hóa

Bức xạ > H2O > H2O + + e

-4.2 Giai đoạn hóa lý (kéo dài 10-6 s)

Các ion dương phân ly: H2O + > H + + OH

Còn ion e - đính vào H2O trung hòa và sau đó phân ly:

e - + H2O .> H2O - > H + OH

-Như vậy sản phẩm của sự tương tác nước : H + , OH - , OH , H

H + , OH -

t ồn tại bình thường

các gốc tự do, hoạt tính hóa học rất cao Các OH kết hợp lại với

IV TÁC DỤNG CỦA BỨC XẠ LÊN TẾ BÀO

SỐNG - CƠ THỂ NGƯỜI

4.3.Giai đoạn hoá học (kéo dài vài giây)

● Các sản phẩm tương ứng tương tác với các phân tử hử cơ quan trọng trong tế bào Các gốc tự do và các tác nhân oxy hoá có thể nhiểm vào các phân tử phức hệ, thí dụ chúng dính vào các phân tử hoặc làm đứt gãy các mối liên kết trong các phân tử

4.4 Tác hại sinh học 4.4.1 Tác hại đến tế bào

● Về hình thái các ty lạp thể đã đặc biệt nhạy cảm, nhưng nhân tế bào còn nhạy cảm hơn nhiều các biến đổi xảy ra ở các hạt nhân (nucleoles) và thể nhiễm sắc

● Về cơ năng, các rối loạn ngăn cản sự tổng hợp AND và ARN, các protein và kháng thể cũng cũng như hoạt tính của các hệ thống enzym Sự phân chia tế bào hoặc bị chậm lại hoặc bị ức chế Tiếp đó tế bào bị chết.

4.4.2 Tác hại đến tổ chức cơ quan

● Da bị tổn thương ở biểu bì, chân bì

● Cơ quan tạo huyết bị tổn thương nghiêm trọng xuất hiện các dấu hiệu giảm bạch cầu, hồng cầu, tiểu cầu Tổ chức lymphô là 1 trong những tổ chức nhạy cảm nhất với phóng xạ nên những dấu hiệu tiếp xúc quá mức biểu hiện phụ thuộc vào

số lymphô bào

● Các niêm mạc, đặc biệt niêm mạc ống tiêu hoá cũng bị tổn thương rối loạn tiêu hoá là dấu hiệu trong hội chứng nhiễm xạ toàn thân cấp, có thể gây loét,

thủng ruột và xuất huyết

● Phổi cũng nhạy cảm với phóng xạ nhất là tia anpha có thể ung thư

● Xương có thể nhiễm xạ nhất là các tia anpha và bêta gây bệnh saccôm Tuỷ xương bị tổn thương nghiêm trọng

● Ở mắt, thuỷ tinh thể biến đổi Các tia gamma, tia X hay nơtron liều cao sớm muộn có thể gây chứng đục nhân mắt rồi đến tổn thương giác mạc và màng tiếp hợp

● Tuyến sinh dục bị tổn thương hai chức phận sinh sản, Chiếu xạ tinh hoàn dẫn đến tình trạng vô tinh trùng tạm thời hay vĩnh viễn tuỳ theo liều chiếu xạ

Chiếu xạ buồng trứng làm mất kinh nguyệt, gây chứng mãn kinh nhân tạo tạm thời hay vĩnh viễn

● Hệ thống thần kinh sinh bệnh não tuỷ với biểu hiện liệt cứng

4.4.3 Tác hại đến di truyền

● Ảnh hưởng này rất nghiêm trọng vì tác động đến thế hệ sau của người bị nhiễm xạ Các thể nhiễm sắc của tế bào mầm bị biến đổi (AND bị biến đổi hoá học) Các tổn thương ở gien không hồi phục phần lớn các đột biến đều tác hại nhưng may mắn lại có tính lép di truyền

● Nghiên cứu thế hệ sau của người phụ nữ Nhật bản sau vụ nổ bom nguyên tử ở Hiroshima thấy có sự lệch hướng giới tính: số lượng con trai giảm hẳn đi

● Các tác hại kể trên rất đa dạng, không có trường hợp nào đặc hiệu đối với 1 tác nhân gây bệnh nào cả

● Các tổn thương không xuất hiện ngay từ khi bị nhiễm xạ đến khi xuất hiện các rối loạn phải có 1 thời gian phải sau nhiều năm bệnh đục nhân mắt mới phát sinh và sau hàng năm mới thấy xuất hiện ung thư

5.1 Cách nhiễm xạ cơ thể:

Các tia bức xạ ion hoá vào cơ thể theo 3 cách:

● Chiếu xạ ngoại chiếu: xảy ra khi có tiếp xúc với các nguồn phóng xạ

ở bên ngoài (phóng xạ vũ trụ tự nhiên, phóng xạ nhân tạo trong y học hay công nghiệp)

● Nhiễm xạ ngoại chiếu: các chất phóng xạ ở môi trường lao động do thiếu bảo hộ lao động dính vào da, tóc Cách nhiễm xạ này có thể xử lý bằng cách tắm rửa nơi lao động hay ở các cơ sở y tê

● Nhiễm xạ nội chiếu : cần phải chú ý đặc biệt, vì nguồn phóng xạ lại

ở trong cơ thể Có nguồn nhiễm xạ nội chiếu tự nhiên trong cơ thể (kali 40)

do thức ăn mang lại Nhưng sự nhiễm xạ này cũng có thể do chất phóng xạ vào cơ thể trong nhiều trường hợp: sử dụng nguyên tố phóng xạ, ô nhiễm nơi lao động (nhà máy, bệnh viện, phòng thí nghiệm ) hay tai nạn lao

động

V TÁC HẠI NGHỀ NGHIỆP

● HẤP THỤ

NGUYÊN TỐ PHÓNG XẠ CƠ QUAN KHU TRÚ

•Radi, uran, pluton, stronti Xương

•Coban Gan

•Iot Tuyến giáp

•Kali Vùng trong tế bào

•Natri Vùng ngoài tế bào

● ĐÀO THẢI Các nguyên tố không được hấp thụ đào thải ra theo hô hấp và qua phân Còn các nguyên tố hấp thụ cũng đào thải nhưng qua các con đường thích hợp:

• - Uran, pluton tiết niệu

• - Radon phổi

• - Triti mồ hôi

• - Stronti phân và nước tiểu

SỰ KHU TRÚ CỦA CÁC CHẤT PHÓNG XẠ

5.2 Yếu tố tổ chức:

● Tính chất các tổ chức có sự nhạy cảm khác nhau với phóng xạ.

● Cơ thể trẻ em tự nhiên là nhạy cảm Do đó không tuyển dụng công nhân dưới 18 tuổi vào làm việc trực tiếp ở nơi có phóng xạ.

● Diện tích của tổ chức bị nhiễm xạ giữ vai trò qua trọng, quyết định tổn thương nặng hay nhẹ, giống như diện tích bị bỏng, diện tích càng lớn càng bị bỏng nặng.

5.3.1 Tổn thương NN do chiếu xạ ngoại chiếu toàn thân

Các tai nạn nghiêm trọng hiếm xảy ra (Nam tư năm 1958), các tia bức xạ hay gặp là tia γ; Nơtron gây bệnh phóng xạ cấp tính.

5.3.2 Chiếu xạ ngoại chiếu cục bộ

● Tổn thương da :Viêm da biểu bì dịch rỉ do phóng xạ liều 100

rem gây nên liều 2000 rem gây tổn thương nghiêm trọng chân da.

● Tổn thương mắt

● Tổn thương tuyến sinh dục

Ở phụ nữ buồng trứng bị nhiễm 1 liều 1000 rem có thể gây vô sinh.Những tinh nguyên bào ở nam giới và những nang còn non ở phụ nữ

mà có sức đề kháng với pháng xạ lại là những vectơ truyền những hậu quả di truyền cho thế hệ sau Ngoài ra còn có đột biến di truyền

● Đối với phôi 1 liều cục bộ rất nhỏ (1/10 rem) có thể gây tác hại nghiêm trọng điều này cần lưu ý trong điều lệ bảo vệ nhân viên nữ

5.3.3 Chiếu xạ ngoại chiếu kinh diễn

Do các liều nhỏ chiếu liên tiếp Hậu quả phát sinh khá chậm

● Da (nhất là bàn tay, ngón tay) nhà điện quang, phẫu thuật viên , ở công nhân sản xuất bóng rơnghen, móng tay có khía, các vân tay mất đi nhanh chóng, có thể ung thư hoá

● Mắt có thể bị đục nhân mắt xuất hiện muôn, gặp ở những người thao tác với máy phát tia X, máy gia tốc các tia (2000 rem trong vài tháng, 1000 rem trong nhiều năm

5.3.4.Nhiễm xạ toàn thân kinh diễn:

● Cơ quan tạo huyết bị tổn thương làm giảm hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu Tổ chức lymphô nhạy cảm nhất nên dấu hiệu sơm

nhất biểu hiện ở lymphô bào

● Bệnh giảm bạch cầu cũng như giảm hồng cầu là kết quả của những rối loạn ở cơ quan tạo huyết Bạch cầu trung tính giảm

● Thiếu máu bất sản và thường kèm theo giảm bach cầu, tiểu cầu Bệnh tiến triển nặng, có tai biến xuất huyết hay nhiễm khuẩn

● Bệnh bạch cầu do phóng xạ không có tính chất đặc hiệu, có thể xảy ra trong đợt thiếu máu, giảm hay tăng bạch cầu

● Sự xuất hiện ung thư sau 1 thời gian khá dài có liên quan rõ rệt với nguy cơ phóng xạ Giống như các tổn thương huyết học, ung thư cũng không có tính đặc hiệu

5.3.5 Tổn thương nghề nghiệp do nhiễm xạ nội chiếu

Các tổn thương này cực kỳ nguy hiểm.

● Nhiễm xạ một liều do vết thương hiếm gặp, hậu quả rất nghiêm trọng Nguyên tố phóng xạ nhiễm vào tác động theo

nhiều yếu tố mà chúng ta đã biết Các rối loạn giống như nhiễm

xạ ngoại chiếu nhưng một số tổn thương có tính chất khu trú

chọn lọc.

● Nhiễm xạ liên tiếp nhiều lần cũng nguy hiểm cũng cần nhấn mạnh là nhiễm xạ nội chiếu là liên tục, còn nhiễm xạ ngoại chiếu kinh diễn nghề nghiệp là gián đoạn.

Ung thư phổi xưa kia hay gặp ở thợ mỏ, nay có thể gặp ở nhân viên các xí nghiệp, các phòng thí nghiệm sản xuất hay sử dụng các nguyên tố phóng xạ, hít phải bụi, khí dung, hơi khí

phát ra tia