Понятие о внешнем и внутреннем облучении. Защита от внешнего и внутреннего облучения.

Внешнее облучение — это облучение человека от источника, находящегося вне его тела; внутреннее облучение — это облучение от радиоактивных изотопов (радионуклидов), попавших внутрь организма.

Внешнему облучению может подвергаться либо полностью весь организм, либо отдельные участки тела (локальное облучение). В зависимости от этого последствия облучения будут различными.

Внешние радиационные поражения можно классифицировать как вызываемые либо глубоко проникающей радиацией (гамма- и рентгеновские лучи, нейтроны), либо неглубоко проникающей радиацией (бета-частицы с высокой энергией, электроны). Глубоко проникающее излучение может достичь, а, следовательно, и повредить любые ткани и органы тела.

Снижение действия внешнего облучения может достигаться тремя путями: увеличением расстояния от источника излучения (доза излучения убывает обратно пропорционально квадрату расстояния); уменьшением времени пребывания около источника; установкой экрана, поглощающего излучение (бетонная стена, свинцовые экраны — при γ- и рентгеновском излучении, вода, парафин и другие углеводороды — для ослабления нейтронного излучения).

Для защиты от альфа-излучения достаточен слой воздуха в несколько сантиметров, т.е. небольшое удаление от источника. Применяют также экраны из плексигласа и стекла толщиной в несколько миллиметров.

Для защиты от бета-излучения применяют комбинированные экраны, которые изготавливаются из материалов с малой и большой атомной массой. Материалы с малой атомной массой дают наименьшее тормозное излучение.

Для защиты от гамма-излучения применяют материалы с большой атомной массой и высокой плотностью (свинец, вольфрам и т.п.). Часто используют более легкие материалы, но менее дефицитные и более дешевые (сталь, чугун, сплавы меди). Стационарные экраны изготовляют из бетона. Для защиты от нейтронного излучения применяют материалы, содержащие водород (вода, парафин), а также графит, бериллий и др. При защите от нейтронов и гамма-лучей применяют смеси тяжелых материалов с водой, а также слоевые экраны из тяжелых и легких материалов (железо - вода, свинец -полиэтилен и др.).

Внутреннее облучение обусловлено радиоактивным веществом, поступившим внутрь организма. При этом вклад в облучение дают альфа-, бета- и гамма-излучатели. Имеется четыре возможных пути, по которым радиоактивные вещества способны поступить в организм:

1) через легкие при дыхании.

2) вместе с пищей,

3) через повреждения и разрезы на коже,

4) путем абсорбции через здоровую кожу.

Степень радиационной опасности радионуклидов при внутреннем облучении человека определяет ряд параметров:

1) путь поступления радиоактивного вещества в организм (через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт (или непосредственно в кровь через повреждения кожи);

2) распределение радиоактивного вещества в организме;

3) продолжительность поступления радиоактивного вещества в тело человека;

4) время пребывания излучателя в организме (определяемое периодом радиоактивного полураспада и периодом биологического полувыделения);

5) энергия, излучаемая радионуклидами в единицу времени (определяется произведением числа актов распада в единицу времени на среднюю энергию одного акта распада);

6) масса облучаемой ткани (зависит от проникающей способности излучения и локализации радиоактивного вещества в организме):

7) отношение массы облучаемой ткани к массе всего тела;

Из всех путей поступления радионуклидов в организм наиболее опасно вдыхание загрязненного воздуха. Попавшие в организм радионуклиды распределяются или равномерно по всему телу (калий, цезий) или концентрируются в отдельных органах и тканях (стронций, радий — в костях, йод — в щитовидной железе).

Существует ряд особенностей, которые делают внутреннее облучение во много раз более опасным, чем внешнее (при одних и тех же количествах радионуклидов):

1. При внутреннем облучении увеличивается время облучения тканей организма, так как при этом время облучения совладает со временем нахождения РВ в организме (при внешнем облучении доза определяется временем нахождения в зоне радиационного воздействия).

2. Доза внутреннего облучения резко возрастает из-за практически бесконечно малого расстояния до тканей, которые подвергаются ионизирующему воздействию (так называемое контактное облучение).

3. При внутреннем облучении исключается поглощение альфа-частиц роговым слоем кожи (альфа-активные вещества становятся наиболее опасными).

4. За небольшим исключением РВ распределяются в тканях организма неравномерно, а выборочно концентрируются в отдельных органах, ещё более усиливая их облучение.

Воздействие радионуклидов, единовременно поступивших внутрь организма, с течением времени уменьшается за счет радиоактивного распада и биологического выведения из организма естественным путем. Например, некоторые долгоживущие радионуклиды: йод-131, цезий-137 не накапливаются в организме, а сравнительно быстро выводятся из него.

К основным естественным и искусственным радионуклидам, ответственным за внутреннее облучение человека, относятся: калий-40, радий-226, полоний-210, радон-222, -220, йод-131, цезий-137, стронций-90.

Основные методы защиты от внутреннего облучения:

а) предотвращение поступления радионуклидов в организм

б) снижение всасывания радионуклидов, поступающих в ЖКТ

в) увеличение выведения радионуклидов из организма

Защита от внутреннего облучения очень сложная. Радионуклиды, накапливаясь в отдельных органах годами и десятилетиями, излучают фотоны и частицы. Поэтому предварительное применение радиопротекторов, даже наиболее длительно действующих, бессмысленно Химическая профилактика в этих условиях преследуем цель не допущения всасывания радионуклида внутрь организма. Так, при йодной профилактике насыщают организм стабильным йодом (или в виде йодистого калия или 5% йодной настойки по 5 капель на стакан молока), пока существует опасность проникновения в организм радиоактивного йода.

Ряд веществ содействует мобилизации защитных функций организма в отношении неблагоприятных факторов внешней среды. К ним относятся препараты элеутерококка, женьшеня, китайского лимонника, аралии маньчжурской, родиолы розовой и других растений. Они эффективны как при остром, так и при пролонгированном и фракционированном облучении, хотя и при дозах радиации ниже абсолютно смертельных.

К группе веществ природного происхождения, обладающих противолучевой активностью, относятся многие продукты нормального обмена веществ: витамины и их биологически активные формы — коферменты, нуклеиновые кислоты и их производные, многие растительные фенольные соединения, аминокислоты, некоторые углеводы и липиды.

Химический метод защиты предусматривает проведение лечебно-профилактических и санитарно-гигиенических мероприятий. Этот метод защиты от радиации основан на том, что химические вещества «вмешиваются» в ту последовательность реакции, которая развертывается в облученном организме, прерывают эти реакции либо ослабляют их. В настоящее время на противолучевую активность проверены разнообразные химические соединения. Вещества, обладающие радиозащитным эффектом, называются радиопротекторами. Такая защита применяется при кратковременном воздействии излучений, а также при длительном внешнем облучении маломощными дозами и лучевой терапии.

Радиопротекторы были открыты еще в 1949 г. (цистеин, цистеамин). На сегодняшний день известны тысячи соединений, снижающих действие радиации на организм, однако основная масса из них имеет низкую эффективность. Кроме этого, радиопротекторы следует применять только при остром или однократном облучении. При хроническом облучении они не применяются из-за высокой токсичности и кратковременности эффекта действия. Поэтому в настоящее время особое внимание уделяется нетоксичным радиопротекторам и соединениям, выделяемым из растений.