GIỚI HẠN CHO PHÉP.
Giai đoạn đầu của quá trình tương tác giữa bức xạ hạt nhân với tế bào sống là sự ion hóa nó. Trong giai đoạn này các liên kết hóa học của các phân tử bị phá vỡ và bản thân các phân tử bị phân ly thành các gốc hóa học thành phần. Những biến đổi như vậy có thể gây ra sự phá hủy hoạt động sống bình thường của tế bào và sự chết của nó.
Phần chủ yếu của tế bào sống là nước. Dưới tác dụng của bức xạ,trong cơ thể xảy ra sự tách phân tử nước(H2O) thành hydro(H) và nhóm hydroxit(OH). Các sản phẩm phân ly này của nước có hoạt tính hóa học cao. Chúng tham gia vào các liên kết với các phân tử khác của tế bào và tạo thành những liên kết hóa học mới không có tính chất của một tế bào lành mạnh.
Tất cả điều này dẫn tới sự phá hủy quá trình trao đổi chất, mà hệ quả là dẫn tới sự phá hủy chức năng của tế bào riêng biệt. Những biến đổi gây ra sự ion hóa, phụ thuộc vào liều lượng và loại bức xạ, có thể trở thành thuận nghịch cũng như không thuận nghịch.
Hiệu ứng sinh học phụ thuộc vào liều chiếu (bảng 8), loại bức xạ, thời gian tác động của nó, kích thước bề mặt bị chiếu và độ nhạy riêng của cá thể bị chiếu.
Khi làm việc với bức xạ hạt nhân cần chú ý rằng, liều hấp thụ chưa hoàn toàn xác định hiệu ứng sinh học của bức xạ. Tác dụng khác nhau của
loại bức xạ này hoặc loại bức xạ khác có liên quan trước hết với sự khác nhau của mật độ ion hóa.Ví dụ, các hạt alpha tạo ra một số lớn cặp ion trên đơn vị đường đi do đó với cùng một liều chiếu như nhau, tác dụng phá hủy sinh học của bức xạ alpha sẽ mạnh hơn nhiều so với tác dụng của bức xạ gamma.
Nếu lấy hiệu suất sinh học của bức xạ gama làm đơn vị thì hiệu suất sinh học tương đối của bức xạ với những liều hấp thụ khác nhau sẽ khác nhau.
Dưới đây chỉ ra giá trị hiệu suất sinh học tương đối đối với một số loại.
Bảng 8: Hiệu suất sinh học RBE ở các liều chiếu khác nhau. Liều bức xạ
gamma(R)
Kết quả tác động của bức xạ 0 – 25 Không có những biến đổi nhìn thấy được 25 – 30 Khả dĩ những biến đổi của máu
50 – 100 Thay đổi thành phần máu, mất khả năng lao động
100 – 200 Phá hủy trạng thái bình thường, mất khả năng lao động
Loại bức xạ Hiệu suất sinh học tương đối(RBE)
Bức xạ gamma 1
Hạt β 1
Nơtron nhiệt (0,01-2 MeV) 3 Nơtron nhanh (2-20 MeV) 10
Proton 10
Hạt α 10
Thời gian chiếu là một nhân tố quan trọng. Lượng tế bào bị phá hủy tăng tỷ lệ với suất liều chiếu. Nhưng nếu quá trình chiếu xảy ra một cách càng đứt quãng, gián đoạn thì tác dụng phá hủy của bức xạ càng nhỏ.
Dựa vào tính chất tác dụng của bức xạ hạt nhân, người ta phân biệt hai loại chiếu trong và chiếu ngoài.
Chiếu trong xảy ra khi chất phóng xạ đi vào cơ quan bên trong của cơ thể theo không khí, thức ăn, đồ uống, thuốc hút và có thể đi qua da khi người bị xây xát. Tác dụng của bức xạ lên cơ thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Sự nguy hiểm tăng lên theo sự tăng của hoạt độ phóng xạ của lượng chất phóng xạ đi vào cơ thể và chu kỳ bán rã của nó. Bản chất hóa học của chất phóng xạ có ảnh hưởng đến tốc độ tách nó ra khỏi cơ thể. Các chất như Clo, Hyđrô, Ôxy, Natri v.v… có vòng tuần hoàn nhanh trong cơ thể nên ít nguy hiểm. Những chất phóng xạ này do quá trình chiếu trong, thì chúng sẽ được tích lũy tập trung vào một cơ quan nào đó và gây ra sự phá hủy cơ quan này một cách chọn lọc. Nguy hiểm nhất là các chất có khả năng đọng lại trong xương ( như strontium, Radium v.v…) và đi ra khỏi cơ thể rất chậm. Ngoài ra, cần chú ý rằng, một số chất (thí dụ plutonnium) rất độc hại.
Máu và các tế bào thuộc hệ tuần hoàn có độ mẫn cảm cao nhất đối với tác dụng gây thương tổn của bức xạ. Do đó, dấu hiệu của nhiễm xạ là sự thay đổi thành phần máu, loại chiếu trong hoặc chiếu ngoài có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Nếu bức xạ Alpha ít nguy hiểm đối với người bị chiếu ngoài vì có khả năng đâm xuyên yếu thì khi đi vào cơ quan bên trong của cơ thể, do có khả năng ion hóa cao, nó có thể gây ra những biến đổi lớn. Do đó, đây là loại bức xạ rất nguy hiểm đối với quá trình chiếu trong. Các nơtron chậm và nơtron nhiệt còn nguy hiểm đặc biệt vì chúng gây ra trong các tế bào của cơ thể những chất phóng xạ nhân tạo.
Những tổn thương do bức xạ gây ra có thể là cấp tính hoặc mãn tính.
Tổn thương cấp tính do bị chiếu liều bức xạ lớn (cỡ từ 400 – 600 rem trong một thời gian ngắn), thường xảy ra một cách có tính chất chu kỳ và có thể chia ra làm 4 giai đoạn:
1. Giai đoạn đầu là giai đoạn sau khi bị chiếu một vài giờ thì thường xuất hiện sự uể oải, lợm giọng, buồn nôn, váng đầu, chóng mặt, đôi khi nhiệt độ tăng từ 0,5 đến 1,50 và mạch tăng.
2. Giai đoạn hai là giai đoạn ủ bệnh kéo dài từ một vài ngày đến một
vài tuần.
3. Giai đoạn ba là thời kỳ phát triển của bệnh. Nhiệt độ tăng lên 410,
buồn nôn, xuất huyết. Khả năng chết thường xảy ra vào khoảng giữa ngày thứ 18 đến ngày thứ 20, hãn hữu xảy ra sau ngày thứ 30.
4. Giai đoạn bốn là thời kỳ khỏi bệnh, thường sau 25 -30 ngày. Sự
khôi phục hoàn toàn sức khỏe rất khó xảy ra, thường bị già trước tuổi.
Bệnh mãn tính do nhiễm xạ có thể xuất hiện trong kết quả bị chiếu một cách có hệ thống lâu dài những liều đủ cao. Người ta phân biệt ba mức độ mắc bệnh mãn tính. Mức thứ nhất là mức nhẹ, được đặc trưng bằng độ mệt mỏi và thường xuyên đau đầu, kém ăn, mất ngủ. Mức thứ hai thể hiện mọi dấu hiệu của mức trên một cách rõ ràng hơn. Ngoài ra, xuất hiện thêm các biểu hiện khác của sự phá hủy quá trình trao đổi chất, rối loạn các chức năng tuần hoàn, tiêu hóa v.v…Mức thứ ba của bệnh nhiễm xạ mãn tính được đặc trưng bằng những triệu chứng nặng hơn. Xuất hiện sự phá hủy các hoạt động của cơ quan sinh dục, biến đổi hệ thần kinh trung ương và xuất huyết não.
Khi chiếu ngoài bằng các liều lớn có thể xuất hiện các bệnh bỏng da, khác với bỏng thường do tác động của ánh sáng mặt trời, bởi độ dài của thời kỳ ủ bệnh ( thường một vài ngày).
Để ngăn ngừa, phòng tránh tối đa tác hại của bức xạ ion hóa cần phải hạn chế tới mức tối thiểu liều chiếu trong và chiếu ngoài.
được tạo ra bởi các tia vũ trụ (gồm thành phần cứng và thành phần mềm) và các chất phóng xạ chứa trong các vật liệu của môi trường xung quanh.
Cường độ bức xạ vũ trụ phụ thuộc vào vị trí địa lý, tăng theo vĩ độ và độ cao so với mặt nước biển.
Các đồng vị phóng xạ tự nhiên cho phần đóng góp quan trọng vào phông bức xạ. Các sản phẩm ở dạng khí chứa K40,C14, Ra226, Rn222 và Cs137
có thể đi vào cơ thể con người theo đường hô hấp tạo ra phông chiếu trong. Bảng 9 giới thiệu một số liều điển hình tạo thành phông trong môi trường.
Bảng 9: Phông trong môi trường.
Nguồn gốc M rem/năm
∗ Từ các nguồn phóng xạ tự nhiên - Tia vũ trụ
- Phông tự nhiên (U,Th,Ra…) - Phông chiếu trong (K40,C14…)
∗ Từ các nguồn môi trường - Sản phẩm công nghiệp - Các sản phẩm lắng đọng toàn cầu - Điện nguyên tử ∗ Y học phóng xạ - Chuẩn đoán bệnh - Tia X
- Công nghiệp dược phẩm - Sản phẩm tiêu dùng(Tivi…) - Nghề nghiệp chuyên môn khác
28 26 26 4 4 0,3 78 100 ÷ 200 14 5 1 Người ta phân biệt ba loại chuẩn an toàn phóng xạ.
Loại A dành cho người làm việc trực tiếp với nguồn phóng xạ. Loại B dành cho người làm việc gần địa điểm tiến hành các công
và các nguồn bức xạ. Tất cả những người làm việc trong các cơ quan hành chính, các cơ sở sản xuất cũng như trong các nhà xưởng hoặc ở ngoài trời trong phạm vi của vùng được bảo vệ đều thuộc loại B này.
Loại C dành cho dân cư, bao gồm mọi người sống ở gần vùng được
bảo vệ.
Khi tính toán liều giới hạn cực đại cho phép chiếu trong và chiếu ngoài đối với các cá thể thuộc ba loại A, B, C kể trên người ta sử dụng khái niệm về các cơ quan tới hạn. Đó là những cơ quan quan trọng chủ yếu theo quan điểm hiệu ứng sinh học trong các điều kiện chiếu xạ nhất định. Người ta phân biệt bốn nhóm cơ quan tới hạn sau:
Nhóm 1. Toàn thân, các cơ quan tuần hoàn não (não đỏ)
Nhóm 2. Thủy tinh thể, cơ bắp, tế bào mỡ, gan, lá lách, thận, bộ máy tiêu
hóa và các cơ quan khác không thuộc nhóm I, III và IV.
Nhóm 3. Tuyến giáp trạng, xương và da. Nhóm 4. Tay, cẳng tay, bàn chân.
Đối với sự chiếu chung toàn thân thì liều cực đại cho phép, kí hiệu là MPD (Maximum Permissible Dose) được xác định bằng công thức:
MPD = (N – 18).5rem
Trong đó N là tuổi của người bị chiếu. Tuy nhiên, một người không được nhận nhiều hơn 3 rem trong 13 tuần hoặc 12 rem trong 12 tháng. Ví dụ, một nhân viên 38 tuổi làm việc với nguồn phóng xạ, được phép tĩch lũy một liều 100 rem, nhưng không phải toàn bộ 100 rem trong một lần.
Bảng 10 giới thiệu các giá trị MPD đối với các cơ quan khác nhau cho hai loại A và C.
rem/năm rem/13 tuần rem/năm Tủy,xương Da,xương,tuyến giáp Tay,cẳng tay,chân Các bộ phận khác 5 30 75 15 3 15 38 8 0,5 3 7,5 1,5
Các liều cực đại cho phép không bao gồm phông phóng xạ do bức xạ tự nhiên và do các thủ tục xử lý y phóng xạ gây ra.
Để kiểm tra định kỳ việc bảo vệ phóng tránh bức xạ người ta còn quy định các giới hạn liều cực đại cho phép hàng tuần.
Nếu các thiết bị kiểm tra (các liều lượng kế) có bảng số liệu suất liều đo bằng đơn vị rad/ngày, rad/min, rad/s…thì khi kiểm tra các vị trí làm việc cần phải tính đến thừa số chất lượng QF của bức xạ và suất liều trong các đơn vị tương ứng.
Ví dụ: Suất liều đối với sự chiếu nghề nghiệp toàn thân trong 36 giờ làm việc của một tuần không vượt qua 10µSv/h.
Các tiêu chuẩn an toàn bức xạ cũng đã được thiết lập đối với nồng độ giới hạn cho phép các đồng vị phóng xạ trong nước uống, trong không khí nơi làm việc, trong không khí của các vùng được bảo vệ, các khu vực trung gian và trong khí quyển ở những nơi đông dân cư. Các số liệu tương ứng đều có trong cẩm nang xem thí dụ 1. Theo pháp lệnh an toàn và kiểm soát bức xạ số 50L/CTN của Nhà nước ban hành ngày 3.7.1996 và có hiệu lực từ ngày 1.7.1997 thì liều giới hạn tối đa cho phép hàng năm đối với nhân viên bức xạ là 20mSv, đối với nhân dân là 2 mSv[4].
Cuối cùng, cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế cũng đã khuyến cáo về mức nhiễm bẩn phóng xạ giới hạn cho phép đối với các bề mặt của các máy móc, thiết bị, dụng cụ, vật dùng, bát đĩa, vật liệu kiến trúc, xây dựng lại những địa điểm tiến hành các công việc với chất phóng xạ ở dạng
hở, cũng như tại nơi ra vào và cất giữ quần áo bảo hộ lao động (≤ 10 hạt α
trên 1 cm2/min ≤ 100 hạt β trên 1 cm2/min).
Chỉ trong các điều kiện làm việc chuyên môn thì mới thiết lập các mức giới hạn nhiễm bẩn phóng xạ cho phép tối đa với quần áo, giày dép, găng tay (xem bảng 11).
Bảng 11: Mức nhiễm bẩn phóng xạ tối đa cho phép đối với quần áo, trang thiết bị lao động đo bằng số hạt trong 1 phút trên 1 cm2.
Đối tượng nhiễm bẩn Hạt α Hạt β
Quần áo chuyên môn 10 100
Chăn màn, khăn mặt 1 35
Thiết bị bảo vệ cá nhân từ các vật liệu
25 250
Găng tay phía mặt ngoài 10 100
Mặt ngoài giày 10 100