Ионизирующая радиация. Опасные виды излучения и дозы воздействия. Искусственные и естественные источники радиации. Виды облучения.

Ионизирующая радиация. Опасные виды излучения и дозы воздействия. Искусственные и естественные источники радиации. Виды облучения.

Радиоэкология - это наука, изучающая взаимоотношения радиоактивной среды с организмами и их сообществами, процессы миграции и накопления радионуклидов в пищевых цепях, а также качественные и количественные изменения биосферы под действием внешнего и внутреннего облечения (А. А. Передельский).

Радиоактивность - это процесс самопроизвольного превращения (распада) атомных ядер некоторых химических элементов, приводящий к изменению их атомного заряда и массового числа и сопровождающийся ионизирующим излучением (радиацией). Степень радиационного воздействия, характеризуется дозой радиации.

Ионизирующее излучение - поток заряженных или нейтральных частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению атомов или молекул среды.

Источником ионизирующего излучения называют объект, содержащий радиоактивный материал, или техническое устройство, испускающее или способное (при определенных условиях) испускать ионизирующее излучение. Гамма-лучи, альфа- и бета-частицы обладают различной проникающей способностью.

Проникающая способность - это путь, который волна или частица способна проходить в веществе. Пробег альфа-частицы в воздухе не превышает нескольких сантиметров; бета-частицы могут пройти в воздухе несколько метров, а гамма-кванты - десятки, сотни метров. При внешнем облучении человека альфа-частицы полностью задерживаются поверхностным слоем кожи; бета-частицы не могут проникнуть в глубь человеческого организма больше, чем на несколько миллиметров; гамма-кванты способны вызывать облучение всего тела.

Клетки, ткани, органы и организмы реагируют на облучение не одинаково. Способность живого объекта переносить действие радиации называется -радиорезистентностью.

Явление обратное этому называется - радиочувствительностью.

Величина радиочувствительности подчиняется следующему закону: чувствительность клеток прямо зависит от их способности к размножению в данный момент времени.

В организме человека выделяют относительно устойчивые ткани и органы (мышечная, костная, нервная) и чувствительные (костный мозг, лимфоидная ткань, эпителиальная ткань).

Источники ионизирующей радиации в окружающей среде.

Источники радиации по происхождению подразделяются на естественные и антропогенные.

Образование естественных или природных источников радионуклидов, происходило во время образования Земли.

Естественные радионуклиды создают природный радиационный фон.

Сейчас известно более 300 естественных радионуклидов, которые вступают в химические реакции, вовлекаются в биологический круговорот, включаются в биологические и пищевые цепи, то есть оказывают непосредственное влияние на живые организмы, в том числе и человека.

В связи с разработкой человеком некоторых технологических процессов, происходит изменение естественного радиационного фона, которое названо «технологически повышенным естественным радиационным фоном». Например, при сжигании ископаемого топлива происходит обогащение биосферы такими изотопами как торий, уран, радий.

В результате ядерных испытаний, добычи и переработки ядерного топлива, выработки электроэнергии в реакторах и захоронении радиоактивных веществ в атмосферу поступают антропогенные радионуклиды: стронций, тритий, цезий, рубидий, йод. Это радионуклиды быстро приходят в равновесие с их неактивными химическими аналогами, участвуют в круговороте веществ и включаются в обменные процессы организма.

Другими источниками излучения воздействующим на человека могут быть радионуклиды, находящиеся в фосфатных удобрениях (уран и торий).

Большой вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников радиации вносят медицинские приборы, используемые как для диагностики, так и для лечения заболеваний. Например, при проведении флюорографии, рентгеноскопии, рентгенографии, ангиографии и компьютерной томографии. Наиболее распространенным видом излучения, применяющимся в диагностических целях являются рентгеновские лучи. Согласно данным статистики, в развитых городах на каждую 1000 жителей приходится 300-900 обследований в год, не считая рентгеновских обследований зубов и массовой флюорографии. Для лечения злокачественных опухолей применяются методы лучевой терапии, основанные на различиях в радиочувствительности нормальных и анормальных клеток и тканей. Непосредственной целью лучевой терапии является максимально возможное угнетение роста опухоли и разрушение метастазов. Для лечения базедовой болезни - заболевания, связанного с повышенной функцией щитовидной железы, используют йод-131, который избирательно накапливается в щитовидной железе и частично подавляет ее активность.

Наиболее характерные виды поражений организма при радиационном облучении

Радиоактивные вещества могут воздействовать на организм человека внешне и внутренне. Внешнее облучение характеризуется воздействием ионизирующего излучения извне и обусловлено различной проникающей способностью частиц. Внутреннее облучение связано с попаданием радиоактивного вещества внутрь человеческого организма с пищей (пероральний путь поступления), с вдыхаемым воздухом (ингаляционный путь) или через открытую рану (непосредственно в кровь).

Реакция различных органов человека на радиационное излучение.

Большинство тканей взрослого человека относительно мало чувствительны к действию радиации. Почки выдерживают суммарную дозу около 23 Гр., полученную в течение пяти недель, без особого для себя вреда, печень по меньшей мере 40 Гр. за месяц, мочевой пузырь по меньшей мере 55 Гр. за 4 недели, а зрелая хрящевая ткань до 70 Гр. Под влиянием ионизирующего излучения возникают злокачественные новообразования. Причем прослеживается четкая зависимость возникновения злокачественных новообразований от дозы, чем она больше, тем выше риск. Хотя и при малых дозах может возникнуть рак. Это подтверждают обширные обследования, охватившие около 100 000 человек, переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 году, рабочих урановых рудников и пациентов, прошедших курс лучевой терапии.

По полученным данным онкологические заболевания возникали при воздействии дозы облучения от 0,01 до 2 Гр. Согласно имеющимся данным, первыми в группе раковых заболеваний, поражающих население в результате облучения, стоят лейкозы. Они вызывают гибель людей в среднем через 10 лет с момента облучения. Острый и хронический лейкоз возникает при воздействии доз от 1 Гр. при облучении всего тела, при котом страдают клетки красного костного мозга. Достаточно часто у населения возникают злокачественные опухоли щитовидной и молочной желез, легких и органов дыхания. Рак молочных желез у женщин чаще возникает при диагностических или терапевтических облучениях. Рак щитовидной железы возникает достаточно редко и регистрируется при поступлении радиоактивного йода, при введении его в терапевтических целях при пероральном или ингаляционном поступлении. Рак легких и верхних дыхательных путей чаще возникает у рабочих урановых рудников, в шахтах которых высокая концентрация радона, обладающего близкой чувствительностью к легочной ткани. Рак других органов и тканей, например желудка, печени, толстой кишки, встречается среди облученных групп населения реже. А риск возникновения рака костных тканей, пищевода, тонкой кишки, мочевого пузыря, поджелудочной железы, прямой кишки и лимфатических тканей еще меньше. Дети более чувствительны к облучению, чем взрослые, а при облучении плода риск заболевания раком, по-видимому, еще больше.

После облучения в первые несколько дней или недель развиваются острые последствия облучения. Например, острая лучевая болезнь.

Острая лучевая болезнь (ОЛБ) возникает после тотального однократного внешнего равномерного облучения. Между величиной поглощенной дозы в организме и средней продолжительностью жизни существует строгая зависимость.

При облучении дозой от 200 до 800 рад средняя продолжительность жизни не превышает 40 суток. На первый план при этих дозах выступает нарушение кроветворения. При дозах до 3000 рад (продолжительность жизни около 8 суток) ведущим становится поражение кишечника, а при еще больших дозах (продолжительность жизни 2 суток и менее) смерть наступает от повреждения центральной нервной системы.

Отдаленные эффекты облучения.

Спустя длительное время после лучевого воздействия могут развиваться отдаленные последствия облучения. У человека они могут проявиться через 10-30 лет. К отдаленным последствиям облучения относятся: повышение частоты злокачественных опухолей, лейкозов, помутнении хрусталика, нефросклероз, нарушение гуморального и клеточного иммунитета, снижение плодовитости, полная или временная стерильность, нарушения эмбрионального развития и сокращение общей продолжительности жизни.

В зависимости от эффективной дозы облучения может иметь место различное влияние на продолжительность жизни организма. Высокие дозы вызывают уменьшение продолжительности жизни тем сильнее, чем больше доза.

Характерными для отдаленной лучевой патологии являются также такие изменения покровных тканей, как изменение пигментации (обычно поседение) выпадение волос уплотнение и атрофия эпидермиса, дисфункции потовых и сальных желез, волосяных фолликулов, потеря эластичности, фиброз дермы, повышенная чувствительность к травме и хроническое изъязвление.