Делириогены 2 страница

При тяжелых смертельных интоксикациях после скрытого периода появляются рвота, кровавый понос, беспокойство, чувство тревоги, дели-рий, галлюцинации, судороги, кома. Смерть развивается в течение не-скольких суток в результате угнетения сердечной деятельности, шока, на-рушения функций почек. При вскрытии обнаруживаются: воспаление слизистой оболочки кишечника, жировая дегенерация печени и почек, отек и кровоизлияния в миокарде и мозге.

Механизм токсического действия

В основе токсического действия таллия лежит его способность по-вреждать клеточные струкгуры, в которых он накапливается (цитоток-сичность). Механизм повреждающего действия изучен недостаточно. Как и другие металлы, вещество может вступать во взаимодействие с много-численными эндогенными лигандами, нарушая свойства биомолекул. Некоторое значение имеет образование химических связей с низкомоле-кулярными вешествами, например цистеином. За счет этого взаимодей-ствия таллий накапливается в клетках кожи, ее придатках и вызывает их поражение. Однако можно предположить, что основными молекулами-мишенями являются структурные белки, каталитические центры фер-ментов, транспортные системы биомембран.

Действие таллия на белки может приводить к перераспределению за-рядов внутри макромолекул и в результате изменению их третичной структуры и биологической активности. Таллий взаимодействует с мито-хондриями, эндоплазматическим ретикулумом, лизосомами, вызывая их повреждение. Первой взаимодействует с металлом внешняя поверхность клеточной мембраны, поэтому прежде всего именно здесь образуются прочные связи металла с лигандами. Нарушаются механизмы трансмемб-ранного движения ионов и других биологически активных вешеств.

Токсическое действие таллия на нервные клетки и миоциты, как по-лагают, во многом обусловлено его конкуренцией с ионом калия. Токси-кант накапливается преимущественно внутриклеточно, замещает К+ в

Глава 12. ОТРАВЛЯЮЩИЕ И ВЫСОКОТОКСИЧНЫЕ ВЕЩЕСТВА НЕЙРОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

биосредах. Показано, что таллий является конкурентом калия за транс-мембранный перенос ионов (блокатор «^а-К-АТФ-азного насоса»). Как известно, калий участвует в формировании потенциала покоя возбуди-мых мембран и ответственен за восстановление потенциала биомембра-ны после ее деполяризации, лежащей в основе формирования потенциа-ла действия (см. выше). Замещение калия таллием в возбудимых клетках приводит к тому, что процесс реполяризации клеточных мембран после формирования потенциала действия (и приведение системы в «исходное» состояние) замедляется. Клетки становятся более чувствительными к возбуждающему сигналу.

Мероприятия медицинской защиты

Специальные санитарно-гигиенические мероприятия:

• проведение экспертизы воды и продовольствия на зараженность ОВТВ;

• запрет на использование воды и продовольствия из непроверен-

ных источников. Специалъные лечебные мероприятия:

• своевременное выявление пораженных;

• применение антидотов и средств патогенетической и симптома-тической терапии состояний, угрожающих жизни, здоровью, дееспособности, в ходе оказания первой (само- и взаимопо-мощь), доврачебной и первой врачебной (элементы) помощи по-страдавшим.

Средства медицинской защиты

При пероральном отравлении рекомендуют промыть желудок 1% рас-твором йодистого натрия или 3% раствором натрия тиосульфата.

В настоящее время специальные средства медицинской защиты от-сутствуют, Они могут быть разработаны на основе препаратов, ускоряю-щих выведение таллия из организма. В опытах на животных известной активностью обладали комплексообразователи диэтилдитиокарбамат (ди-тиокарб: 30 мг/кг в сутки, через рот) и дифенилтиокарбазон (дитизон: 20 мг/кг в сутки, через рот). Однако, по данным некоторых авторов, вве-дение этих препаратов при тяжелой острой интоксикации приводит к пе-рераспределению таллия в организме с усилением комы. По-видимому, Дитиокарб образует с токсикантом липофильный комплекс, облегчаю-Щий поступление металла в ЦНС.

Хотя калий и таллий — конкуренты за механизм активного транспор-та через клеточные мембраны и калий в высоких дозах вытесняет таллий из связи с внутриклеточными рецепторами, назначение только препара-тов калия в ряде случаев приводит к усилению симптомов интоксикации в результате нежелателъного перераспределения металла внутри организ-ма. Поэтому в некоторых исследованиях рекомендуют применение хло-РИстого калия в сочетании с активированным углем. При использовании этого комплекса средств схема оказания помощи следующая: КС1 —

асть!. ТОКСИКОЛОГИЯ

0 миллиэквивалента 4 раза в сутки; активированный уголь — 20—30 г раза в сутки. Оба препарата — рег о$ (терапия продолжается в течение;ескольких недель, а иногда и месяцев).

Имеются указания на эффективность использования при острой ин-оксикации таллием прусского голубого (ферроцианоферрат калия). Пре-[арат назначают рег 05 в дозе 250 мг/кг в сутки в 50 мл 15% маннитола в,ва приема (до 10 г два раза в день). Прусский голубой не всасывается в селудочно-кишечном тракте. Ион калия, образующийся при диссоциа-[ии вещества в кишечнике, всасывается во внутренние среды организма [ вытесняет таллий, который, выделяясь в просвет кишечника, связыва-тся с ионом ферроцианоферрата и выводится из организма.

Есть сообщения об эффективности бензодиазепинов при судорогах и юзбуждении, вызванных таллием. Однако эти препараты, хотя и облег-[ают оказание помощи пораженным, не сказываются на общем течении чжсического процесса.

Тетразтилсвинец (ТЭС)

2 1923 г. ТЭС применяют в качестве антидетонатора. В чистом виде ве-цество не используется, а идет на приготовление этиловой жидкости, соторую добавляют к различным сортам бензина с целью улучшения их жсплуатационных свойств. За последние десятилетия производство ве-дества непрерывно возрастает. Большая часть расходуемого во всем ^ире горючего этилирована тетраэтилсвинцом.

ТЭС обладает высокой токсичностью и поэтому до начала Второй ми-эовой войны рассматривался как возможное ОВ. По программе англо-шериканских военно-химических исследований токсикология свинец-эрганических соединений была изучена систематически. В настоящее время военное применение ТЭС отрицают. Однако вещество следует рас-:матривать как чрезвычайно опасный промышленный агент, могущий при авариях и катастрофах стать причиной формирования зон химиче-:кого заражения и очагов поражения людей.

Физико-химические свойства. Токсичность

Тетраэтилсвинец (ТЭС) — РЬ(С2Н5)4 — металлорганическое соедине-ние, в котором атом свинца ковалентно связан с четырьмя этильными ра-цикалами. Это маслянистая жидкость, практически не растворимая в воде, но хорошо растворяющаяся в жирах и органических растворителях, легко проникает через одежду, обувь, сорбируется штукатуркой, бетоном, древесиной. Не замерзает при температурах до -130° С. ТЭС летуч, и при 20° С насыщенный его парами воздух содержит свыше 5 г/м3 вещества. Пары в 11,2 раза тяжелее воздуха. В малых концентрациях имеет арома-тический, сладковатый запах; в высоких — резкий, неприятный. Образу-ет зоны стойкого химического заражения. Дегазация ТЭС, в результате которой он превращается в неорганические соединения, возможна при обработке поверхностей растворами хлористого водорода в дихлорэтане. Лабораторную посуду рекомендуют дегазировать бромной водой или рас-

_____Глава 12. ОТРАВЛЯЮЩИЕИ^ВЬ1СОК(ЭТрКСИЧНЬ1Е ВЕ^

творами хлорной извести. Среднесмертельная концентрация для крыс при внутрибрюшинном способе введения составляет около 10 мг/кг мас-сы. Несмертельные поражения, сопровождающиеся тяжелыми и стойки-ми нарушениями функций нервной системы, развиваются при действии вещества в значительно меньших дозах. Люди более чувствительны к действию токсиканта, чем экспериментальные животные. Отравления людей наблюдались при ингаляции паров ТЭС в концентрации около 0,0015 г/м3.

Токсикокинетика

В виде пара вещество может проникать в организм ингаляционно и через неповрежденную кожу; в жидком виде — через кожу; через рот — с продовольствием, контаминированным токсикантом. В течение 3—4 сут ТЭС в неизмененном виде обнаруживается в крови и тканях. Легко про-никает через гематоэнцефалический барьер в мозг. Постепенно в резуль-тате метаболизма в печени и других органах ТЭС превращается в три-этилсвинец, с образованием которого и связывают развитие патологии. Триэтилсвинец длительно (до 20 сут) определяется в крови, постепенно локализуясь в печени и ЦНС. Наибольшее количество вещества депони-руется в таламусе, гипоталамусе, стриатуме, фронтальных отделах коры больших полушарий мозга — структурах, плотно иннервируемых дофа-минергическими нервными окончаниями. В дальнейшем вещество раз-рушается до неорганического свинца, который частично откладывается в тканях, а частично выводится с мочой и калом.

Основные проявления интоксикации

Вещество не оказывает местного действия ни на кожные покровы, ни на слизистые оболочки глаз, органов дыхания или желудочно-кишечного тракта. Симптомы резорбтивного действия вещества появляются после скрытого периода, продолжающегося от 10 ч до 10 сут (чаще до 2 сут). В основе острого токсического процесса лежат нарушения функций ЦНС, главным проявлением которых является острый интоксикационный психоз.

Различают молниеносную (развивается при действии чрезвычайно вы-соких доз ТЭС) и затяжную формы острого отравления. Весь период раз-вития тяжелой интоксикации разделяют на скрытый период, начальный период, период разгара заболевания, период выздоровления (Е. В. Ерма-ков, 1963).

В начальном периоде пострадавшие предъявляют жалобы на слабость, быструю утомляемость, головную боль, потерю аппетита, усиленное слю-нотечение, расстройства сна (бессонница, кошмарные сновидения). По-зже присоединяются артралгии, миалгии, боли в области груди и живота. Характерны вегетативные нарушения, такие как повышенная саливация, потливость и т. д. Ранними объективными признаками отравления явля-ются гипотония (АД до 80/40 мм рт. ст.), брадикардия (до 40 уд/мин) и гипотермия (до 35° С). В ряде случаев эти нарушения могут длительно со-храняться (недели) и быть единственными признаками поражения. При

?ас.ть 1..ТОКСИКОЛОГИЯ

юлее тяжелых вариантах течения у отравленных обнаруживаются при-;наки органического поражения центральной нервной системы: атаксия, •ремор, амимия, оглушенность или эйфория, нарушение памяти, такти-[ьные иллюзии (ощущение инородного тела во рту). При легких отравле-шях процесс более не прогрессирует, но период выздоровления продол-кается 2-4 нед.

Период разгара характеризуется клинической картиной острых нер-1но-психических нарушений. Формируется делириозный симптомо-:омплекс: устрашающие зрительные (реже тактильные, обонятельные, луховые) галлюцинации, бред преследования, физического воздейст-;ия, психомоторное возбуждение, нарушение ориентации в окружающей |бстановке. Температура тела резко повышается (до 40° С). Усиливаются [ризнаки органического поражения мозга: отмечается атаксия, дизарт-1ия, нарушение координации движений, птоз, парез лицевого нерва, па-ологические рефлексы, появляются приступы беспорядочных сокраще-[ий различных групп мышц или мышц всего тела. При крайне тяжелых травлениях ТЭС психомоторное возбуждение может смениться депрес-ией, адинамией, гипотонией (пульс становится учащенным, нитевид-:ым). Нарушается дыхание, развивается цианоз, иногда формируется тек легких (признак острой сердечной недостаточности). На этом фоне острадавшие нередко погибают. Со стороны других внутренних органов собых изменений обычно не наблюдается (кроме незначительного уве-ичения печени).

Если не наступил летальный исход, болезнь переходит в период вы-цоровления, который продолжается в течение двух и более месяцев. У ольных нарушена память, отмечаются утомляемость, вялость, затормо-:енность (признаки кататонии), кошмарные сновидения, галлюцина-ии. Хотя возможны и благоприятные исходы, часто случаи отравления жанчиваются стойкими нарушениями психики.

Механизм токсического действия

ТЭС обладает прямым цитотоксическим действием на нервные клет-и, вызывая их повреждение вплотьдо некробиоза и некроза. В большей гепени повреждаются структуры мозга, в которых вещество преимуще-гвенно накапливается (см. выше). Гибель нервных клеток лежит в осно-; органического синдрома поражения мозга. Механизм цитотоксично-ги ТЭС до конца не выяснен. Полагают, что в основе процесса лежит арушение пластического обмена в клетках, обусловленное ковалентным зязыванием свинца с биомолекулами, в состав которых входят амино-, цэбокси-, имидазол-, фосфатные и 5Н-группы. Результатом такого!аимодействия является денатурация молекул, нарушение их свойств и ункций. Свинец, высвободившийся в нервных клетках, в результате ме-|болических превращений, из связи с алкильными радикалами, конку-фует здесь с двухвалентными металлами, такими как Са2+ и 2п2+. В гоге угнетается активность большого числа ион-зависимых энзимов денилатциклазы, Ка-К-АТФазы и т. д.), нарушается синтез белка в гетках, повреждаются процессы, проходящие в митохондриях (угнете-

Глава 12. ОТРАВЛЯЮЩИЕ И ВЫСОКОТОКСИЧНЫЕ ВЕЩЕСТВА НЕЙРОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

•иай.йиаядтаквтв^^

ние окисления жирных кислот, декарбоксилирования пировиноградной кислоты, снижаются запасы макроэргов) и т. д.

Существенно страдает обмен дофамина в ЦНС, свидетельством чего является увеличение потребления тирозина тканями мозга; усиливается выброс дофамина окончаниями дофаминергических нейронов в стриа-туме, гипоталамусе, лобных отделах коры мозга; нарушается обратный захват нейромедиатора соответствующими нейронами клеток. Одновре-менно повышается тонус холинергических структур: уровень ацетилхо-лина в ткани мозга возрастает, активность холинэстеразы снижается. Повреждение дофаминергических и холинергических систем мозга обу-словлено тесным структурно-функциональным взаимодействием этих двух нейромедиаторных систем ЦНС.

Мероприятяя медицинской защиты

Специальные санитарно-гигиенические мероприятия:

» использование индивидуальных технических средств защиты (средства защиты кожи; средства защиты органов дыхания) в зоне химического заражения;

* участие медицинской службы в проведении химической развед-ки в районе расположения войск, экспертиза воды и продоволь-ствия на зараженность ОВТВ;

* запрет на использование воды и продовольствия из непроверен-ных источников;

* обучение личного состава правилам поведения на зараженной

местности. Специальные профилактические медицинские мероприятия:

* проведение санитарной обработки пораженных на передовых

этапах медицинской эвакуации. Специалъные лечебные мероприятия:

* своевременное выявление пораженных;

* применение средств патогенетической и симптоматической те-рапии состояний, угрожающих жизни, здоровью, дееспособно-сти, в ходе оказания первой (само- и взаимопомощь), доврачеб-ной и первой врачебной (элементы) помощи пострадавшим;

* подготовка и проведение эвакуации.

Медицинские средства защиты

Для целей медицинской защиты необходимо использовать средства, препятствующие всасыванию вещества во внутренние среды организма, и симптоматические средства, облегчающие течение токсического про-Цесса. Специфические противоядия ТЭС не разработаны.

Для частичной санитарной обработки открытых участков кожи, зара-женной ТЭС, в зависимости от условий можно использовать: ИПП, бен-зин и керосин с последующим обмыванием кожи теплой водой с мылом, Ю—15% раствор дихлорамина или монохлорамина в 70° спирте. Для про-

Часть!. ТОКСИКОЛОГИЯ

мывания глаз рекомендуют 0,25—0,5% водный раствор монохлорамина. С целью предотвращения всасывания яда в желудочно-кишечном тракте вызывают рвоту, назначают активированный уголь, проводят зондовое промывание желудка.

Медикаментозные средства. Хотя в моче отравленных в течение дли-тельного времени в малых количествах определяется свинец, назначение комплексообразователей (унитиол, пентацин и т. д.) неэффективно. Тем более неэффективно назначение этих средств на догоспитальном этапе, поскольку действующим фактором, инициирующим развитие токсичес-кого процесса, являются органические соединения свинца (тетраэтил-свинец, триэтилсвинец), не связывающиеся комплексонами.

При появлении признаков психомоторного возбуждения (на догоспи-тальном этапе) назначают седативные средства: барбитураты, бензодиа-зепины, нейролептики, 25% раствор сернокислой магнезии (по 3—5 мл внутривенно). Облегчая течение интоксикации, эти средства тем не ме-нее не устраняют проявлений токсического процесса, обусловленных ор-ганическим повреждением нервной ткани. Применение наркотических анальгетиков противопоказано!

ЧАСТЬ II

РАДИОБИОЛОГИЯ

13. ПРЕДМЕТ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАДИОБИОЛОГИИ

Вся биота на Земле, включая человека, постоянно находится в сфере воз-действия естественного и техногенного радиационного фона. Постоянно возрастающее число людей подвергается облучению в процессе профес-сиональной деятельности, при применении радиоактивных источников в промышленном производстве и научных исследованиях. В онкологической практике все шире используется способность радиации убивать живые клетки, причем наряду со злокачественно перерожденными клетками не-избежно повреждаются и здоровые. Реально имели место радиационные аварии, при которых персонал аварийных установок получал высокие, порой смертельные дозы облучения, а обширные территории подверга-лись загрязнению радиоактивными продуктами в опасных для здоровья человека количествах. Еще более опасны по сравнению с техногенными воздействиями и авариями последствия применения ядерного оружия.

Энергия ионизирующих излучений превосходит значения энергий хи-мических и физико-химических связей между атомами и молекулами. Поэтому воздействие ионизирующей радиации не может не сказаться на процессах, происходящих в облучаемых структурах. Значимость радиаци-онного фактора для всего живого и неживого и, прежде всего, для здоро-вья человека определяет необходимость четких представлений о всех сто-ронах и последствиях воздействия ионизирующих излучений.

Предмет радиобиологии составляют многообразные проявления действия излучений на всех уровнях организации живого — от молекулярного до орга-низменного, а часто и популяционного, механизмы возникновения этих про-явлений, влияние на развитие конкретных бдюлогических эффектов условий воздействия радиации (вида излучения, его дозы, мощности дозы, ее распре-Деления в пространстве, продолжительности облучения), модифицирующие воздействия на эффекты облучения факторов нерадиационной природы.

В исследованиях радиобиологических процессов удается проводить тщательный количественный анализ полученных материалов. Существу-к>Щая в дополнение к этому возможность воздействовать излучением как

все органы и ткани, так и на точно ограниченный участок определяет надежность и информативность сведений, получаемых с помо-радиобиологических методик.

!ЗСТЬ Н. РАДИОБИОЛОГИЯ

На грани со смежными науками сформировались радиационная биохи-1ия, радиационная иммунология, радиационная гематология, радиацион-тя генетика, радиационная цитология и др. Значение радиобиологиче-;кой составляющей в этих направлениях не исчерпывается потребностями >ешения частных задач определения влияния излучений на соответству-ощие системы или процессы. Эффекты, наблюдающиеся после воздей-ггвия излучений, позволяют понять механизмы функционирования этих;истем и сущность этих процессов. Многие достижения последних деся-

•илетий в биохимии, молекулярной биологии, иммунологии, генетике, 'еронтологии, вообще в медицине стали возможны лишь благодаря тес-1ым связям этих наук с радиобиологией. Это — и открытие механизмов ^ерментативной репарации ДНК, и выяснение и конкретизация наибо-[ее ранних этапов развития кроветворных клеток, и раскрытие сложных дежклеточных кооперативных взаимодействий в иммунном ответе, и вучение процессов физиологической регенерации, и исследования мно-'их других фундаментальных научных явлений.

Целью радиобиологаческих исследований являются познание законо-крностей биологического действия ионизирующих излучений и обосно-!ание таких важных прикладных аспектов, как:

* прогнозирование последствий радиационных воздействий;

* нормирование радиационных воздействий при работе с источни-ками ионизирующих излучений;

* разработка режимов поведения и защитных мероприятий при вынужденном пребывании в зонах воздействия ионизирующих излучений;

* разработка средств и методов профилактики радиационных по-ражений, диагностики и прогнозирования тяжести поражений, обоснование проведения при них неотложных мероприятий пер-вой помощи и последующего лечения;

* разработка наиболее рациональных режимов терапевтического облучения и др.

Фундаментальные положения радиобиологии являются результатом «ализа тщательно проведенных на четкой количественной основе экс-гериментальных исследований и клинических наблюдений.

В альянсе радиобиологии с другими дисциплинами оформились отде-ъные самостоятельные направления, такие, как радиационная гигиена и >адиационная экология, радиобиология опухолей, космическая радиоби->логия и др. Одно из таких направлений — военная радиобиология. Таким

•бразом, сегодня радиобиологию справедливо относят к числу фунда-1ентальных наук, и изучение ее полезно не только для ориентировки в фоблемах медицинской противорадиационной защиты.

:.ЧГГ

см

14. ВИДЫ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ И ИХ СВОЙСТВА

Ионизирующие излучения (ИИ) получили свое название по свойству, от-личающему их от большинства остальных излучений — способности вы-зывать ионизацию атомов и молекул в облучаемом веществе. Все ИИ по-дразделяются на электромагнитные и корпускулярные.

Электромагнитные ионизирующие излучения

В зависимости от источника электромагнитные ИИ подразделяются на тормозное, характеристическое и у-излучение. Тормозное излучение воз-никает при замедлении в электрическом поле (например, окружающем атомные ядра) ускоренных заряженных частиц. Характеристическое излу-чение обусловлено энергетическими перестройками внутренних элект-ронных оболочек возбужденных атомов, а у-излучение является продук-том ядерных превращений радиоактивных элементов (радиоизотопов).

Совокупность тормозного и характеристического излучений называ-ют рентгеновским излученпем (в англоязычной литературе чаще употреб-ляют термин «Х-излучение»). В земных условиях оно всегда имеет искус-ственное происхождение, в то время как у-излучение может иметь как искусственное, так и естественное происхождение.

Наиболее важные свойства электромагнитных ИИ стали известны чело-вечеству уже через 50 сут после их обнаружения В. К. Рентгеном. 28 декабря 1895 г. он вручил председателю вюрцбургского физико-медицинского об-Щества тезисы, содержащие характеристику Х-излучения, актуальную и в наши дни. Эта характеристика справедлива и для других электромагнит-ных ИИ; основные ее положения приведены в табл. 59.

ЧЗСТЬ II. РАДИОБИОЛОГИЯ

Таблица 59

Свойства электромагнитных ионизирующих излучений

Общие со свойствами видимого света

Распространяются прямолинейно

Не отклоняются в магнитном и электрическом полях

Имеют интенсивность, обратно пропорциональную квадрату расстояния до их источника

Отличные от свойств видимого света

Невидимы невооруженным глазом

Проникают сквозь непрозрачные для видимого света материалы

Частично задерживаются различными материалами в прямой зависимости от плотности этих материалов

Не отражаются от зеркальных поверхностей

Не фокусируются оптическими линзами и не преломляются оптическими призмами

Не дают интерференционную картину при пропускании сквозь обычные дифракционные решетки

Ионизируют газы

Изменяют цвет стекла, минералов

Засвечивают фотопластинки, завернутые в светонепроницаемую бумагу

Несмотря на значительные различия свойств рентгеновского излуче-ния и видимого света, немецкому физику Максу Лауэ в 1912 г. удалось выяснить, что они тождественны по своей природе, различаясь лишь длиною волн. Самые длинные из волн рентгеновского излучения на по-рядок короче, чем волны видимого света, что объясняет их разное пове-дение на зеркальных поверхностях, в линзах и на дифракционных решет-ках. С этим же связано и наличие у рентгеновских и у-лучей ионизирую-щих свойств.

Действительно, энергия фотона (Е) прямо пропорциональна частоте электромагнитных колебаний (V) и обратно пропорциональна длине их волны (А,):

Е = пд- = пс/Х, где (1 — постоянная Планка, с — скорость света.

В электрон-вольтах эту энергию можно рассчитать по формуле:

Е = 12400А,, где величина X выражена в нм.

Поскольку минимальная энергия ионизации атома в веществе равна 34 эВ, легко определить, какие из электромагнитных излучений облада-ют ионизирующими свойствами: это те из них, длина волны которых меныие 365 нм. Несмотря на то, что энергия некоторых квантов ультра-фиолетового излучения достаточна для ионизации вещества, термин «ионизирующие» закрепился лишь за первыми двумя из представлен-ных в табл. 60 излучений.

Глава 14. ВИДЫ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ И ИХ СВОЙСТВА

Таблица 60 Длины волн различных видов электромагнитного излучения

Название электромагнитного излучения

у-излучение

Рентгеновское излучение Ультрафиолетовое излучение

Видимый свет: фиолетовый синий зеленый желтый красный

Инфракрасное излучение Радиоволны

Диапазон длин волн, нм

<0,01

10-400

400-420 420-490 490-540 540-640 640-800

800-100000 >105

Как будет показано далее, ионизация веществ лежит в основе биоло-гической активности ИИ. Этот же феномен используется для их выявле-ния и количественной оценки (дозиметрии).

Взаимодействие электромагнитного ИИ с атомами вещества может протекать в формах фотоэффекта, комптон-эффекта и образования элек-трон-позитронных пар.

Фопгоэффект — поглощение одной из внешних электронных оболо-чек атома всей энергии фотона с превращением ее в кинетическую энер-гию «выбитого» из атома электрона. Этот эффект преобладает при энер-гии фотонов до 0,05 МэВ.

Комптон-эффект — передача электрону лишь части энергии фотона; остальная энергия передается вторичному («рассеянному») фотону, кото-рый взаимодействует с атомами по механизму фотоэффекта или комп-тон-эффекта. При энергиях квантов от 0,1 до 2,0 МэВ (например, в слу-чае проникающей радиации ядерного взрыва) на долю комптон-эффекта приходится до 99-100% поглощенной веществом энергии у-излучения.

Оброзование электрон-позитронных пар при прохождении у-кванта в непосредственной близости от ядра атома — это основной вид взаимо-действия фотонов с веществом при их энергии более 50 МэВ, его удается наблюдать лишь в лабораторных условиях.

Образуюшиеся при поглощении квантов электромагнитного излуче-ния ускоренные заряженные частицы (фотоэлектроны, комптоновские электроны) являются вторичным, но первостепенным по значимости фактором ионизации и возбуждения атомов в облучаемом веществе. Поэ-тому рентгеновы и у-лучи называют косвенно ионизирующими излучениями.

Энергия фотонов определяет не только их ионизирующую, но и про-никающую способность. Высокоэнергетические («жесткие» — по опреде-лению В. К. Рентгена) электромагнитные излучения легко проникают

ЧЗСТЬ II. РАДИОБИОЛОГИЯ

вглубь тела человека и животных, вызывая ионизацию во всех клетках ор-ганизма. Напротив, «мягкие» рентгеновы лучи, которые получают при напряжении на аноде рентгеновской трубки величиной в несколько кВ задерживаются в основном кожей, не оказывая существенного прямого цействия на глубоко лежащие ткани.

При прохождении электромагнитных ИИ через вещество интенсив-ность их потока уменьшается в соответствии с уравнением:

-де I — интенсивность прошедшего сквозь экран потока излучения; 10 — интенсивность падающего потока излучения; е — основание натурального логарифма;

ц — коэффициент ослабления, величина которого зависит от энергетического спектра ИИ и свойств вещества; * х — толщина экрана.

Практически удобным показателем экранирующей способности мате-эиалов является толщина их слоя, при которой излучение ослабляется вдвое (слой половинного ослабления). Эта величина связана с коэффициен-гом ослабления ИИ зависимостью:

ЙО.Б = 0,693/ц.

Коэффициент ослабления электромагнитных ИИ растет с увеличени-гм порядкового номера в таблице Менделеева, а значит, и атомной массы зходящих в вещество элементов. Поэтому наиболее эффективно экрани-эуют от электромагнитных ИИ вещества, содержащие тяжелые металлы '«защита экранированием»). Свинец и барий вводят в состав материалов, тепользуемых при сооружении помещений для лучевой диагностики и герапии. «Защита экранированием» дополняется «защитой расстоянием», эснованной на зависимости интенсивности потока ИИ от расстояния до 5го источника, и «защитой временем» — минимизацией времени воздей-;твия ИИ на персонал.

Корпускулярные ионизирующие излучения

К корпускулярным ИИ относят нейтроны и ускоренные заряженные час-гицы.

Нейтронное излучение возникает при бомбардировке атомного ядра «жоренной заряженной частицей или фотоном высокой энергии. Поми-ло лабораторных условий, такой путь реализуется при взрывах атомных юеприпасов, где источником этих частиц служат цепные реакции деле-1ия ядер 2351] или 239Ри. Другой путь образования нейтронов — синтез щер легких элементов — дейтерия (^О2), трития (^Т3) и лития (Зи6), про-^сходящий при взрывах термоядерных (водородных) боеприпасов.

Нейтроны мог>т быть классифицированы по их энергии (табл. 61).

Дата добавления: 2014-12-27