Воздействие радиации на организм человека

Источники радиоактивного излучения весьма разнообразны, но их можно объединить в две большие группы: естественные и искусственные (созданные человеком). Причем основная доля облучения (более 75% годовой эффективной эквивалентной дозы) приходится на естественный фон.

Естественные радионуклиды делятся на четыре группы: долгоживущие (уран-238, уран-235, торий-232); короткоживущие (радий, радон); долгоживущие одиночные, не образующие семейств (калий-40); радионуклиды, возникающие в результате взаимодействия космических частиц с атомными ядрами вещества Земли (углерод-14).

Разные виды излучения попадают на поверхность Земли либо из космоса, либо поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, причем земные источники ответственны в среднем за 5/6 годовой эффективной эквивалентной доз, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.

Уровни радиационного излучения неодинаковы для различных областей. Так, Северный и Южный полюсы более, чем экваториальная зона, подвержены воздействию космических лучей из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные радиоактивные частицы. Кроме того, чем больше удаление от земной поверхности, тем интенсивнее космическое излучение.

Иными словами, проживая в горных районах и постоянно пользуясь воздушным транспортом, мы подвергаемся дополнительному риску облучения. Люди, живущие выше 2000м над уровнем моря, получают в среднем из-за космических лучей эффективную эквивалентную дозу в несколько раз большую, чем те, кто живет на уровне моря. При подъеме с высоты 4000м (максимальная высота проживания людей) до 12000м (максимальная высота полета пассажирского авиатранспорта) уровень облучения возрастает в 25 раз. Примерная доза за рейс Нью-Йорк - Париж по данным НКДАР ООН в 1985 году составляла 50 микрозивертов за 7,5 часов полета.

Всего за счет использование воздушного транспорта население Земли получало в год эффективную эквивалентную дозу около 2000 чел-Зв.

Уровни земной радиации также распределяются неравномерно по поверхности Земли и зависят от состава и концентрации радиоактивных веществ в земной коре. Так называемые аномальные радиационные поля природного происхождения образуются в случае обогащения некоторых типов горных пород ураном, торием, на месторождениях радиоактивных элементов в различных породах, при современном при вносе урана, радия, радона в поверхностные и подземные воды, геологическую среду.

Рисунок – 6.1

Разные виды излучений сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают разной проникающей способностью, поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма.

Альфа-излучение задерживается, например, листком бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие альфа-частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей или вдыханием воздуха, тогда они становятся чрезвычайно опасными. Бета-излучение обладает большей проникающей способностью: оно проходит в ткани организма на глубину 1-2см.

Проникающая способность гамма-излучения, которое распространяется со скоростью света, очень велика: его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита. (рис. 6.1)

Население земного шара постоянно подвергается воздействию природного радиационного фона, который формируется из космической радиации, излучений радиоактивных веществ, находящихся в земле, в железобетонных и кирпичных сооружениях. Суммарно за год в различных регионах Земли он колеблется от 70 до 200 мР.

Природный радиационный фон на высоте 1200 м увеличивается в 1,5 – 2 раза по сравнению с приземным. За счет технологических факторов (АЭС, урановые рудники, места захоронения радиоактивных отходов и др.) в некоторых регионах Земли радиационный фон составляет 200 – 4—мР в год. Такая суммарная доза его безвредна для человека.

Однако бурное развитие атомной энергетики во всем мире породило проблему противорадиационной защиты населения. При аварии на АЭС происходит заражение территории радиоактивными веществами. Радиоактивное заражение местности создается в результате выпадения радиоактивных частиц из образовавшегося при взрыве радиоактивного облака, которое перемещается по направлению ветра. Интенсивность заражения местности определяется уровнем радиации и дозой облучения человека за определенное время.

Проникающая радиация – это поток испускаемых при ядерном взрыве гамма-лучей и нейтронов. Воздействие данного поражающего фактора на все живые существа (в том числе и на человека) состоит в ионизации атомов и молекул, входящих в состав организма, что приводит к нарушению жизненных функций отдельных его органов, поражению костного мозга, развитию лучевой болезни.

По данным Международной комиссии по радиологической защите, опасными являются дозы, превышающие 35 бэр (биологический эквивалент рентгена) в год. Жизнедеятельность людей не снижается, если доза облучения за 4 суток равна 50 рад, многократная в течение 10 –30 суток – 100 рад, в течение года – 300 рад.

Необходимо помнить! От воздействия проникающей радиации практически полностью защищают человека убежища и противорадиационные укрытия, а открытые и особенно перекрытые щели уменьшают это воздействие. В два раза ослабляют интенсивность гамма-лучей сталь толщиной 2,8 см, бетон -–10 см, грунт – 14 см, древесина –30 см.

Радиоактивное заражение приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, местности происходит за счет радиоактивных веществ (РВ), выпадающих из облака ядерного взрыва. Опасность поражения людей в районах радиоактивного заражения местности может сохраняться продолжительное время – дни, недели и даже месяцы. Радиоактивное заражение местности зависит от вида взрыва. Наиболее опасен наземный взрыв. Здесь сильна так называемая наведенная активность. Она увеличивается за счет вовлечения частиц грунта, а облако взрыва, и вместе с осколками деления они вызывают радиоактивное заражение за пределами района взрыва. Масштабы и степень заражения местности зависят от количества, мощности и вида ядерного взрыва, метеорологических условий, от скорости и направления ветра. Например, при взрыве мощностью в 1 мегатонну испаряется и вовлекается в огненный шар около 20 тыс. тонн грунта. Образуется огромное облако, состоящее из большого количества радиоактивных частиц. Облако перемещается. Радиоактивные частицы, выпадая из облака на землю, образуют зону радиоактивного заражения (след). Этот процесс длится в течение 10-20 часов после взрыва.

В зависимости от степени заражения и опасности поражения людей след делится на четыре зоны: А – умеренного, Б – сильного, В – опасного, Г – чрезвычайно опасного заражения.

Дозы излучения за время полного распада таковы: на внешней границе зоны А – 40 Р, на внутренней – 400 Р. На внешней границе зоны Б – 400 Р, на внутренней – 1200 Р, На внешней границе зоны В – 1200 Р, на внутренней – 4000 Р. На внешней границе зоны Г – 4000 Р (в середине зоны – 10000 Р и более).

Постепенно уровень радиации на местности снижается ориентировочно в 10 раз через отрезки времени, кратные 7. Например, через 7 часов после взрыва он уменьшается в 10 раз, а через 49 часов – почти в 100 раз.

Величина дозы облучения человека зависит от уровня радиации, времени пребывания человека на зараженной местности и степени его защиты (коэффициента ослабления радиации).

После аварии на радиоактивном следе основным источником радиационной опасности является внешнее облучение. Ингаляционное поступление радионуклидов в организм практически исключено при правильном и своевременном применении средств защиты органов дыхания.

Внутреннее облучение развивается в результате поступления радионуклидов в организм с продук­тами питания и с водой. В первые дни после ава­рии наиболее опасны радиоактивные изотопы йода, которые накапливаются щитовидной железой. Наи­большая концентрация изотопов йода обнаружи­вается в молоке, что особенно опасно для детей.

Через 2—3 месяца после аварии основным аген­том внутреннего облучения становится радиоактив­ный цезий, проникновение которого в организм воз­можно с продуктами питания. В организм челове­ка могут попасть и другие радиоактивные вещества (стронций, плутоний), загрязнение окружающей среды которыми имеет ограниченные масштабы.

Характер распределения радиоактивных веществ в организме:

— накопление в скелете (кальций, стронций, ра­дий, плутоний);

- концентрируются в печени (церий, лантан, плутоний и др.);

- равномерно распределяются по органам и сис­темам (тритий, углерод, инертные газы, цезий и др.);

- радиоактивный йод избирательно накаплива­ется в щитовидной железе (около 30%), причем удельная активность ткани щитовидной железы может превышать активность других органов в 100—200 раз.

В зависимости от степени поражений патологические процессы, вызываемые ионизирующим излучением, могут проявляться в острой или хронической форме лучевой болезни. Могут возникать и генетические последствия – отдаленное воздействие на потомство.

В зависимости от дозы излучения различают четыре степени острой лучевой болезни. Первая (легкая) возникает при получении человеком дозы от 100 до 200 бэр. Она характеризуется общей слабостью, легкой тошнотой, кратковременным головокружением, повышением потливости; личный состав, получивший такую дозу, обычно не выходит из строя. Восстановление крови через 4 месяца. Вторая (средняя) степень лучевой болезни развивается при получении дозы 200-300 бэр; в этом случае признаки поражения - головная боль, повышение температуры, желудочно-кишечное расстройство - проявляются более резко и быстрее, личный состав в большинстве случаев выходит из строя. Восстановление крови через 6 месяцев. Возможны смертельные случаи. Третья (тяжелая) степень лучевой болезни возникает при дозе 300 – 500 бэр; она характеризуется тяжелыми головными болями, тошнотой, сильной общей слабостью, головокружением, выпадению волос и другими недомоганиями; тяжелая форма нередко приводит к смертельному исходу. Четвертая (крайне тяжелая) более 50 бэр. Через 15 минут неукротимая рвота с кровью, потеря сознания, понос, непроходимость кишечника. Смерть наступает в течении 10 суток.

Для оценки отдаленных последствий действия излучения в потомстве учитывают возможность уве­личения частоты мутаций. Доза излучения, веро­ятнее всего удваивающая частоту самопроизволь­ных мутации, не превышает 100 бэр на поколение. Генетически значимые дозы для населения находят­ся в пределах 7—55 мбэр/год. При общем внешнем облучении человека дозой в 150—400 рад развивается лучевая болезнь легкой и средней степени тяжести; при дозе 400—600 рад — тяжелая лучевая болезнь; облучение в дозе свыше 600 рад является абсолютно смертельным, если не используются меры профилактики и терапии.При остром облучении в дозах более 5000 рад развивается молниеносная форма лучевой болезни. Возможна смерть «под лучом» при облучении в до­зах более 20000 рад. При попадании в организм ра­дионуклидов, происходит инкорпорирование радио­активных веществ. Опасность инкорпорации опре­деляется особенностями метаболизма, удельной активностью, путями поступления радионуклидов в организм. Наиболее опасны радионуклиды, име­ющие большой период полураспада и плохо выво­дящиеся из организма,

В современных условиях человек сталкивается с превышением среднего уровня радиации. Для лиц, работающих в сфере действия ионизирующего излучения, установлены значения предельно допус­тимой дозы (ПДД) на все тело, которая при дли­тельном воздействии не вызывает у человека нару­шения общего состояния, а также функций крове­творения и воспроизводства. Для ионизирующего излучения установлена ПДД 5 бэр в год. Международная комиссия по радиационной за­щите (МКРЗ) рекомендовала в качестве предельно допустимой дозы (ПДД) разового аварийного облу­чения 25 бэр и профессионального хронического облучения — до 5 бэр в год и установила в 10 раз меньшую дозу для ограниченных групп населения. При облучении дозами 100—1000 рад в основе поражения лежит так называемый костномозговой механизм развития лучевой болезни. При общем или локальном облучении живота в дозах 1000— 5000 рад — кишечный механизм развития лучевой болезни с превалированием токсемии.

Дата добавления: 2014-01-07