Ионизирующие излучения и их влияние на организм человека

Ионизирующее излучение — явления связанные с радиоактивностью.

Радиоактивность — самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающиеся испусканием α-, β-частиц и γ-излучений.

Испускание ядром частицы, состоящей из двух протонов и двух нейтронов — это α-излучение. Испускание электрона — β-излучение. Часто нестабильный нуклид оказывается настолько возбужденным, что испускание частицы не снимает полностью возбуждения, тогда он испускает порцию чистой энергии — γ-излучение. Как и в случае рентгеновских лучей, при этом не происходит испускание каких-либо частиц.

Разные виды излучения сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают разной проникающей способностью. Поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма. Альфа излучение, которое представляет собой поток тяжелых частиц, например, задерживается листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор пока не попадает внутрь организма, через открытую рану, с пищей или с вдыхаемым воздухом, тогда оно становится чрезвычайно опасным. Бета излучение обладает большей проникающей способностью, оно проходит в ткани организма на глубину 1-2 см. Проникающая способность гамма излучения, которое распространяется со скоростью света, очень велика, его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная стена.

Основные источники ионизирующего излучения:

1. Естественный фон: космическое облучение (300 мкЗв/год), облучение от природных источников (2000 МКЗВ - внутреннее, 350 мкЗв - внешнее);

2. Антропогенные:

- медицинское обслуживание - 400-700 мкЗв/год (рентген);

- ТЭС радиусе 20 км. - 3,5 мкЗв/год;

- АЭС в радиусе 10 км. – 1,35 мкЗв/год;

- радиоактивные осадки (главным образом последствия испытания ядерного оружия в атмосфере) - 75-200 мкЗв/год;

- телевизоры, дисплеи в радиусе 2 м – 4,5 мкЗВ/год;

- керамика, стекло 10 - мкЗв/год;

- авиационный транспорт на высоте 12 км - 5 мкЗв/час;

Основным естественным источником радиоактивного излучения является солнечная радиация. Северный и Южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы. Уровень облучения растет с высотой т. к. при этом остается меньше воздуха, играющего роль защитного экрана. Люди, живущие на уровне моря, получают в среднем из-за космических лучей эффективную дозу = 300 Зв (зиверт) в год, для людей, живущих выше 2000 метров эта величина в несколько раз больше. Еще более сильному облучению подвергаются экипажи и пассажиры самолетов. При подъеме 4000-12000 метров уровень облучения возрастают в 25 раз.

Основными радиоизотопами, встречающимися в горных породах земли, являются - рубидий-87, калий-40 и члены двух радиоактивных семейств урана-238 и тория-232. Наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ - радон (3/4 части от всех источников).

Доза облучения, создаваемая антропогенными источниками (за исключением облучений при медицинских обследованиях), невелика по сравнению с естественным фоном ионизирующего облучения, что достигается применением средств коллективной защиты. В тех случаях, когда на объектах экономики нормативные требования и правила радиационной безопасности не соблюдаются, уровни ионизирующего воздействия резко возрастают.

Обычно зоны антропогенного облучения жителей, проживающих вокруг предприятий по переработке ядерного топлива на расстоянии до 200 км, колеблются от 0,1 до 65 % естественного фона излучения.

Уровень радиоактивности в жилом помещении зависит от стройматериалов: в кирпичном, железобетонном, шлакоблочном доме он всегда в несколько раз выше, чем в деревянном. Газовая плита приносит в дом не только токсичные газы NO, CO и другие, включая канцерогены, но и радиоактивные газы. В закрытом непроветриваемом помещении человек может подвергаться воздействии радона-222 и радона-220, который непрерывно высвобождается из земной коры. Поступая через фундамент, пол, из воды или другим путем, радон накапливается в изолированном помещении (в ванной комнате 8,5 кБк/м3, на кухне 3, в спальне 0,2). Концентрация радона на верхних этажах зданий обычно ниже чем, на первом этаже. Избавится от избытка радона можно проветриванием помещения.

Воздействие ионизированного излучения на человека может происходить в результате внешнего и внутреннего облучения. Внешнее облучение вызывают источники рентгеновского и гамма-излучения, потоки протонов и нейтронов. Внутреннее облучение вызывают альфа- и бета-частицы, которые попадают в организм человека через органы дыхания и пищеварительный тракт.

Ионизирующее излучение вызывает в организме цепочку обратимых и необратимых изменений. Пусковым механизмом воздействия являются процессы ионизации и возбуждения атомов и молекул в тканях. Диссоциация сложных молекул в результате разрыва химических связей — прямое действие радиации. Что приводит к нарушению биохимических процессов в организме. В результате нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения не свойственные организму. Это приводит к нарушению деятельности отдельных функций и систем организма. Ионизирующее излучение вовлекает в процесс ионизации сотни тысяч молекул незадействованных излучениям.

Эффекты развиваются в течении разных промежутков времени от нескольких секунд до нескольких часов, дней, лет.

Острые поражения развиваются при однократном равномерном гамма облучении всего тела и поглощенной дозе больше 0,25 Гр (грей). При дозе 0,25 - 0,5 Гр могут наблюдаться временные изменения в крови, которые быстро нормализуются. В интервале 0,5-1,5 Гр возникает чувство усталости, менее чем у 10% облученных может наблюдаться рвота, умеренные изменения в крови. При дозе 1,5-2 Гр наблюдается легкая форма острой лучевой болезни, которая проявляется продолжительной лимфопенией, у 35-50 % облученных наблюдается рвота в первые сутки после облучения, при этом смертельного исхода не наблюдается. Лучевая болезнь средней тяжести возникает при дозе 2,5-4 Гр. Почти у всех облученных в первые сутки наблюдается тошнота, рвота, резко снижается содержание лейкоцитов в крови, появляются подкожные кровоизлияния, в 20% случаев возможен смертельный исход. Смерть наступает через 2-6 недель после облучения. При дозе 4-6 Гр развивается тяжелая форма лучевой болезни, приводящая в 50% случаях к смерти в течение первого месяца. При дозах превышающих 6 Гр развивается крайне тяжелая форма лучевой болезни, которая почти в 100% случаях заканчивается смертью вследствие кровоизлияния или инфекционных заболеваний. В настоящее время имеется ряд противолучевых средств, которые при комплексном лечении позволяют исключить летальный исход при дозах около 10 Гр.

Хроническая лучевая болезнь может развиваться при непрерывном или повторяющемся облучении в дозах, существенно ниже тех, которые вызывают острую форму. Наиболее характерными признаками лучевой болезни является изменения в крови, ряд симптомов со стороны нервной системы, локальные поражения кожи, поражения хрусталика, снижения иммунной реактивности организма.

Степень воздействия радиации зависит от того, является облучение внешним или внутренним (с водой, при дыхании и т.д.). Некоторые вещества поглощаются и накапливаются в конкретных органах, что приводит к высоким локальным дозам радиации. Кальций, радий, стронций и другие накапливаются в костях, изотопы йода вызывают поражения щитовидной железы, редко земельные элементы — преимущественно вызывают опухоли печени. Равномерно распределяются изотопы цезия, рубидия, вызывая угнетения кроветворения, атрофию семенников, опухоли мягких тканей. Ионизирующие излучения способны вызывать отдаленные последствия - лейкозы, злокачественные новообразования, раннее старение.

Дата добавления: 2014-01-07