Влияние на организм

Взаимодействие основных видов излучений с веществом.

• a-частицы. Пробег a-частиц в воздухе не превышает 11 см, в более плотных средах он еще меньше, так, в мягких тканях человека пробег a-частиц составляет микроны. Проходя через вещество, a-частицы испытывают упругое рассеяние на электронах и ядрах атомов и неупругие столкновения с орбитальными электронами. При неупругих столкновениях электрическое поле a-частицы, взаимодействуя с внешними электронами, ионизует атомы и молекулы. При этом a-частицы теряют свою энергию.

• b-частицы. Взаимодействуя с веществом, b-частицы проходят вблизи атомных ядер. Под влиянием положительного заряда ядра отрицательно заряженная b-частица резко тормозится, при этом потерянная энергия излучается в виде тормозного рентгеновского излучения. Наиболее высокоэнергетические b-частицы могут пройти слой алюминия до 5 мм. Ионизирующая способность их меньше, чем a-частицы.

• g-излучение. Механизм взаимодействия g-излучения с веществом зависит как от свойств среды, так и от энергии излучения. Энергия фотонов определяется частотой (длиной волны). С увеличением энергии излучения меняется механизм взаимодействия квантов с атомами и молекулами среды до их полного разрушения, g-излучение обладает большой проникающей способностью, изменяющейся в широких пределах, лимитированной энергией излучения.

• Нейтроны. В зависимости от энергии нейтронов преобладают те или иные виды их взаимодействия с веществом.

Важным фактором при воздействии любого ионизирующего излучения на организм является время облучения. С увеличением мощности дозы поражающее действие возрастает. Чем более дробно излучение по времени, тем меньше его поражающее действие. Внешнее облучение a- и b-частицами менее опасно. Они имеют небольшой пробег в ткани и не достигают кроветворных и других внутренних органов. При внешнем облучении необходимо учитывать, что g- и нейтронное облучение проникают в ткань на большую глубину и разрушают ее. Важно отметить, что никакой вид энергии (тепловой, электрической и др.), поглощенной биологическим объектом в том же количестве (Дж/кг), не приводит к таким изменениям, какие вызывает ионизирующее излучение. Например, смертельная доза ионизирующего излучения для млекопитающих равна 5 Гр (500 рад), что соответствует поглощенной энергии излучения 5 Дж/кг. Если эту энергию подвести в виде тепла, то она нагрела бы тело eдва ли на 0,001 °С.

Влияние радионуклида на организм существенно зависит от его физических свойств (тип и энергия излучения), дозы, формы вводимого соединения, пути и ритма поступления, особенностей распределения, эффективного периода полураспада, определяющего длительность лучевого воздействия, физиологических и генетических особенностей организма. В зависимости от перечисленных факторов один и тот же радионуклид может либо существенно или уверенно уменьшать естественную продолжительность жизни вида либо не оказывать влияния или даже несколько увеличивать ее по сравнению с адекватным контролем (на 10—15 %).

Поскольку у человека основную массу тела составляет вода (75 %), первичные процессы во многом определяются поглощением излучения водой клеток; происходит ионизация молекул воды с образованием высокоактивных в химическом отношении свободных радикалов и последующими цепными реакциями (в основном окисление этими радикалами молекул белков). Это косвенное действие излучения.

Прямое действие ионизирующего излучения может вызвать расщепление молекул белка и молекул нуклеиновых кислот, разрыв наименее прочных связей, отрыв радикалов и другие денатурационные изменения.

Существует три основных типа распределения радионуклидов в организме: скелетный, ретикулоэндотелиальный (кроветворный) и диффузный:

• скелетный — нуклиды щелочно-земельной группы элементов (Са, Sr, Ra);

• ретикулоэндотелиальный — нуклиды редкоземельных элементов (Се, Pr, Pm, Zn, Th, Am) и трансурановые элементы;

• диффузный — щелочные металлы (К, Na, Cs, Rb).

Известны случаи высокой избирательности распределения — органоспецифической. По способности накапливать радионуклиды основные органы располагаются следующим образом: щитовидная железа, печень, желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), почки, скелет, мышцы.

Дата добавления: 2014-12-16