Биологическое действие радиации - OXFORDST.RU

Биологическое действие радиации

Биологические действия радиоактивных излучений

Урок 52. Физика 9 класс (ФГОС)

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Биологические действия радиоактивных излучений»

Дальнейшее изучение радиоактивного излучения показало, что оно, при определённых условиях, представляет серьёзную опасность для живых организмов.

Первый, кто столкнулся с «результатами» воздействия радиоактивного излучения, был Анри Беккерель. Он положил пробирку с радием в карман и получил серьёзный ожог кожи.

Итак, почему же радиация так опасна?

Мы уже знаем, что α- и β-частицы, а также γ-излучение, распространяясь в веществе, способны ионизировать его атомы и молекулы, выбивая из них электроны. Часто одна частица в состоянии ионизировать несколько атомов, поэтому процесс распространения такого излучения через вещество сопровождается его сильной ионизацией. Вследствие этого ионизирующими называют такие излучения, взаимодействие которых с веществом приводит к ионизации его атомов и молекул.

Основу биологического действия ионизирующих излучений на живые ткани составляют сложные химические процессы, происходящие в клетках при поглощении излучений. Ионизация атомов и молекул вещества приводит к повреждению клеток и изменению структуры тканей: образуются новые молекулы, чуждые нормальной клетке, нарушается клеточное деление и образование новых клеток. В свою очередь это приводит к хромосомным перестройкам и возникновению мутаций, приводящих к изменениям в генах клетки. Таким образом, биологическое действие ионизирующих излучений сказывается не только на данном организме, но и на последующих поколениях.

Повреждения живого организма, вызванные действием ионизирующих излучений, называются лучевой болезнью.

Вы уже знаете, что разные виды ионизирующих излучений обладают различной проникающей способностью. Вследствие этого, их биологическое действие на живые организмы неодинаково. Так, например, α-частицы не представляют опасности для человека до тех пор, пока не попадут внутрь организма с пищей, вдыхаемым воздухом или через открытую рану, так как они не могут проникнуть через наружный слой кожи.

β-частицы, вследствие их большей проникающей способности, могут проникать в ткани организма на один — два сантиметра.

А проникающая способность γ-лучей настолько велика, что спрятаться от них можно только за достаточно толстой свинцовой или бетонной плитой.

Основную часть облучения, население земного шара получает от естественных источников ионизирующих излучений: космических лучей., естественной радиоактивности горных пород и почвы, а также от попадающих в пищу радиоактивных изотопов.

А вообще, подвергнуться облучению можно тремя способами. Первый способ — внешний, это когда радиоактивные вещества находятся вне организма и облучают его снаружи.

Если радиоактивные элементы, содержащиеся в пище, воде и воздухе попадают внутрь организма, например, с пищей, то такой способ облучения называют внутренним.

Ну а если радиоактивные вещества непосредственно контактируют с кожей (например, в результате выпадения в виде осадков), то такой способ облучения называется контактным.

Основными источниками внутреннего фонового облучения человеческого организма являются: естественные изотопы углерода-четырнадцать, которые содержатся во всех тканях человеческого организма;

естественные радиоактивные изотопы калия-сорок, содержащиеся в мягких тканях (в основном в мышцах);

долгоживущие изотопы радия-226 и его короткоживущие изотопы 224, откладывающиеся в костных тканях;

а также радон-222, торий-232 и их дочерние продукты распада, вдыхаемые с воздухом и откладывающиеся в дыхательных органах человека.

Кроме того, источники ионизирующих излучений избирательно концентрируются в отдельных органах (йод — в щитовидной железе, стронций — в костях, уран — в почках) и подвергают их повышенному облучению.

Поэтому очень важно уметь определять результат действия ионизирующего излучения на вещество, мерой которого является доза.

Под дозой мы будем понимать количество энергии, переданной организму ионизирующим излучением.

Существуют различные виды доз в зависимости от вида излучения, вида органа или ткани, подвергшихся облучению.

Например, поглощённой дозой называют энергию ионизирующего излучения, поглощённую облучаемым веществом, и рассчитанную на единицу массы.

В СИ единицей поглощённой дозы является грэй.

Поглощённая доза излучения равна 1 Гр, если веществом массой 1 кг поглощено ионизирующее излучение, энергия которого равна 1 Дж.

Внесистемной единицей поглощённой дозы является рентген. Его применяют, в основном, при указании дозы облучения мягких тканей рентгеновским или гамма-излучением.

Естественный фон радиации (космические лучи, радиоактивность земной коры и окружающей среды в целом) составляет дозу излучения около двух тысячных грэя за год на человека. А доза излучения от 3 до 0 Гр, полученная за короткий промежуток времени, смертельна.

Величина поглощённой дозы зависит от вида излучения, энергии его частиц, плотности их потока и от состава облучаемого вещества. Так, при одинаковой поглощённой дозе альфа-излучение гораздо опаснее бета- или гамма-излучений. Для учёта этого фактора дозу излучения следует умножить на коэффициент учитывающий способность излучения данного вида повреждать ткани организма. Он называется коэффициентом качества.

Коэффициент качества показывает, во сколько раз радиационная опасность от воздействия на живой организм данного вида излучения больше, чем от воздействия гамма-излучения (при одинаковых поглощённых дозах).

Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной дозой. То есть, эквивалентная доза — это поглощённая доза, умноженная на коэффициент качества.

В СИ единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв), названная в честь шведского ученого Рольфа Зиверта, изучавшего воздействие радиационного излучения на биологические организмы. 1 Зв равен эквивалентной дозе, при которой поглощённая доза равна 1 Гр и коэффициент качества равен 1.

Применяются также и дольные единицы зиверта:

При оценке воздействия ионизирующего излучения на живой организм учитывают и то, что одни части тела более чувствительны к облучению, чем другие.

Иначе говоря, каждый орган и ткань имеют определённый коэффициент радиационного риска.

Заметим, что естественному облучению ионизирующим излучением подвергается любой житель Земли, а естественный радиационный фон составляет 1,3 мЗв/год на человека.

Итак, какие же действия следует предпринимать для защиты от ионизирующих излучений?

Самый простой и наиболее очевидный метод защиты — это держаться от источника излучения подальше, так как интенсивность излучения от объёмного источника убывает пропорционально расстоянию, а от точечного — пропорционально квадрату расстояния.

Так же следует ограничить время пребывания в зоне воздействия ионизирующего излучения.

А если этого избежать нельзя, то необходимо применять средства индивидуальной защиты, в основе которых присутствует свинец, бор или кадмий, которые эффективно поглощают ионизирующие излучения.

Радиация и человек. Мифы и реальность

Правда ли, что рентген опасен, все радиоактивные предметы светятся, а защитить от радиации может свинец? Эти и другие мифы о радиации прокомментировал доктор биологических наук Станислав Васильев в рамках фестиваля «Наука 0+».

Говоря о радиации, мы подразумеваем ионизирующее излучение. Ионизация – процесс преобразования нейтральных атомов и молекул в ионы (атомы и молекулы, имеющие электрический заряд).

Радиация позволяет в буквальном смысле видеть людей насквозь. Но далеко не сразу люди поняли, как ее нужно использовать и насколько это может быть опасно (исторические примеры: вода с радием, шоколад с радием, игровые наборы для детей, косметика и другие подобные продукты).

Особый резонанс приобрело дело так называемых «радиевых девушек» — работниц фабрики в США, которые окрашивали циферблаты часов светящимися радиевыми красками. Введённые в заблуждение руководством компании, работницы получали смертельную дозу радиации, облизывая кончики кистей с радиевой краской для восстановления их формы и ради забавы крася свои ногти и зубы светящимся веществом. Неизбежно, это привело к печальным последствиям; до сих пор точно неизвестно, сколько работниц получило непоправимый вред здоровью и сколько погибло из-за воздействия излучения.

Радиация, тем не менее, еще долгое время использовалась даже в развлекательных целях, например, на ярмарках, где всем желающим предлагалась возможность «взглянуть сквозь свою руку».

Сегодня радиация служит человеку с другими целями: это использование в медицине и промышленности, стерилизация продуктов, производство электроэнергии.

Популярные мифы о радиации

Миф №1: все радиоактивные предметы светятся

Это правда лишь отчасти: примеси радия, взаимодействуя с краской, вызывают зеленое свечение. Но, к примеру, соли урана не светятся.

Миф №2: рентген и флюорография опасны

Эти диагностические процедуры подразумевают крайне малые дозы. Опасность радиации зависит от дозы и вида излучения. Радиация на самом деле окружает нас – это и естественные источники (космическое излучение, радиоактивные вещества в почве, воде и воздухе, даже в пище), и искусственные (медицина, производство ядерной энергии). Вокруг нас формируется естественный радиационный фон.

Читайте также  Влияние физических факторов на микроорганизмы

— Все опасности, связанные в нашем представлении с радиацией, исходят от больших доз, — комментирует Станислав Васильев. — Есть такое понятие, как эффективная доза. Это величина, которая позволяет измерить ионизирующее излучение с точки зрения нанесения вреда. Единица измерения – Зиверт (Зв). Средняя суточная доза составляет 5-6 мкЗв (микрозиверт). 1 зиверт – пороговая доза острого лучевого синдрома; 4 зиверт – доза, которая может убить человека; и 8 зиверт – абсолютно летальная для человека доза. Большая доза радиации разрушает природную способность клеток к восстановлению, ведет к нарушению функций органов, тканей и клеток, онкозаболеваниям, смерти.

Для сравнения: рентген грудной клетки – 0,1 мЗв (миллизиверт). Рентген во время посещения стоматолога – 0,01 мЗв. Компьютерная томография всего тела – 12 мЗв.

Миф №3: радиация в малых дозах полезна

Речь идет о радоновых ваннах — воздействии на пациента, погружённого в радоновую минеральную воду или воздух, обогащённые радоном-222. Не доказано, что польза радоновых ванн превосходит пользу от эффекта плацебо.

Миф №4: для защиты от радиации нужен свинец

Все зависит от дозы и вида излучения. К примеру, защита из свинца будет эффективной только от рентгеновского и гамма-излучения. Для других типов ионизирующего излучения часто достаточно даже простого листа металла и, в отдельных случаях, обычного листа бумаги.

Миф №5: радиация порождает мутантов

Радиация действительно может вызывать мутации – изменения в ДНК. Но: чтобы организм изменился полностью, мутация должна произойти в половых клетках, соответственно, проявится она только у потомства.

— Кроме того, нельзя забывать о том, что мутации чаще вредны для организма, чем полезны – в противовес тому, что мы видим с экранов во всевозможных фантастических фильмах, где герой получает суперспособности, — говорит Станислав Васильев. – И самая главная опасность мутаций – это риск появления опухолей.

Миф №6: алкоголь борется с радиацией

Этот миф не более чем распространенное заблуждение, на самом деле алкоголь не является радиопротектором.

Миф №7: радиацией «нас облучают» через телевизоры, микроволновки и вышки связи 5G

Электромагнитное излучение в этих диапазонах не является ионизирующим. Окончательных данных о повреждающем действии таких видов излучений на клетки не обнаружено.

Миф №8: йод спасает от радиации

Откуда возник такой миф? Йод нужен нашему организму для синтеза гормонов щитовидной железы. При аварии на АЭС или при ядерном взрыве в атмосферу может попасть большое количество радиоактивного йода-131. Принимая нерадиоактивный йод, мы вытесняем «вредный» йод из щитовидной железы, защищая ее. Но следует понимать, что при других видах радиации (например, когда речь идет о рентгене) йод бесполезен. А в больших дозах токсичен.

В нашем организме выстроена многоуровневая защита от радиационного воздействия и его последствий. Абсолютное большинство возникающих нарушений не проходит через эти ступени защиты. Это и антиоксидантная защита, и механизмы репарации ДНК (система самовосстановления), апоптоз (программируемая клеточная гибель), детоксикация.

— Как у любого природного фактора из всех, которые нас окружают, у радиации есть свои положительные и отрицательные стороны. Мы просто можем продолжать использовать то, что может нам дать радиация, осознавая ее риски, — подвел итог Станислав Васильев.

Биологическое действие радиации

Bозникающие в организме патологические процессы как в ответ на радиационное воздействие вовлекают различные системы и органы человека опосредованно через иммунную систему [28, 31, 43], обладающую высокой радиочувствительностью [24]. Особенностью ионизирующего излучения является долговременное соxранение дефектов в отдельныx звеньяx системы иммунитета и как следствие возникновение осложнений [1]. Представляется оценить вклад радиационного фактора в изменение показателей иммунной системы и его связь с развитием патологическиx синдромов [6, 48].

Pеакция иммунной системы на радиационное воздействие зависит от дозы, времени, мощности, а также от качества облучения [32, 37, 38, 40, 41]. Известно, что регулярная зависимость эффекта от величины дозы радиации встречается в диапазоне доз 1–7 Гр [3]. B настоящее время разработана математическая модель для расчета распределения поглощенной энергии вокруг источников гамма–излучения во внутренниx органаx как в эксперименте, так и у человека [23]. За последние годы проведен целый объем научныx исследований, направленных на оценку рисков стоxастическиx эффектов в разных дозаx облучения [34, 44, 46]. Малые дозы способствуют активизации иммунной системы у разныx видов животныx [16]. И как следствие, в свете актуальных представлений о значении иммунной системы в регуляции процессов жизнеобеспечения и универсально «возмущающиxся» факторов для системы иммуногенеза закономерно мнение о нацеленной иммунологической перестройке облучённого малыми дозами организма, приводящей к созданию противорадиационного иммунитета [17]. Эффекты динамики лимфоцитов через сутки после γ–облучения малыми дозами является процессом изменчивым, мгновенно реагирующим и соxраняющим постоянство в продолжительности наблюдения через год повышением числа стромальной и интраэпителиальной клеточной популяции [5]. Известно, что у лиц, подвергшиxся лучевой терапии могут возникнуть повреждения иммунной системы организма. Последствия лучевой терапии высокими дозами сказываются раньше, чем те, которые обусловлены воздействием низкиx доз. Часть лимфоцитов после воздействия высокими дозами может погибнуть в течение двух дней, делая организм чувствительным к разнообразным инфекциям [25]. Было установлено, что изменение иммунологическиx реакций, усиление аутоиммунныx процессов возникает в результате гипоплазии лимфатическиx узлов [45]. Следует отметить, что тяжесть лучевыx поражений определяется скоростью обновления и радиочувствительностью клеток [19]. Повышение чувствительности к радиационному воздействию и нарушение индукции адаптивного ответа в клеткаx является проявлением нестабильности генома [7, 9]. Изучение изменения частоты клеток с микроядрами в зависимости от дозы облучения красного костного мозга является важным показателем, отражающим уровень радиационного повреждения стволовыx кроветворныx клеток [42].

Mатериалы многолетниx медицинскиx исследований, проведенныx среди лиц, проживающиx в районаx Семипалатинской области, расположенныx в зонаx радиационного риска, позволили установить основные уязвимые системы облученного организма, среди которых особый интерес придается генетическому аппарату и иммунной системе [10]. Так, рассматривая цитокины как важнейший фактор формируемыx иммунологическиx реакций, А.А. Ярилин и соавторы уделяли большое внимание цитокинам в становлении иммунологическиx систем, в частности Т–системы лимфоцитов [22]. У жителей всеx обследованныx населенныx пунктов, подвергшиxся радиационному воздействию, выявленные изменения в субпопуляционной структуре и функциональныx свойстваx иммунокомпетентныx клеток и уровне цитокинов лежат в основе регистрируемого роста частоты встречаемости различных иммунопатологическиx синдромов, что указывает о серьезных измененияx в иммунной системе [18]. Kонтингент ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС представляет удобную модель для исследования соматического мутагенеза в отдаленные сроки после радиационного воздействия [20]. Hемаловажное значение приобрел тот факт, что у ликвидаторов отмечается повышение частоты хромосомных аббераций в лимфоцитах периферической крови [27, 29, 35]. На основании результатов исследований проведённыx на ядерном предприятии производственное объединение «Маяк» было установлено существенное снижение содержания Т–лимфоцитов и Т–xелперов с увеличением дозы облучения [15]. Pезультаты проведённой работы сопоставляются с работами изученными ранее у жителей Xиросимы и Hагасаки, выжившиx после атомной бомбардировки [33], для которыx радиационный фон был доминантным за счет нейтронной активации [26]. Одним из доминирующиx нейтрон–активированныx радионуклидов стал 56Mn [36, 47]. Этиологическую роль ионизирующего излучения среди пережившиx в 1945 году атомные взрывы, в Xиросиме и Hагасаки, подтвердил анализ частоты острыx лейкозов, xроническиx миелолейкозов и нестабильности геномного аппарата [39].

Исследования влияния ионизирующего излучения на живые организмы тесно связано с оценкой состояния деятельности регуляторныx сетей, координирующиx системные ответы на лучевое воздействие [12]. Первостепенным среди ниx является апоптоз, преобладающий в популяции иммунокомпетентныx клеток лимфоидныx органов, что обусловливает актуальность исследования расстройств иммунной системы на уровне функциональныx свойств иммунокомпетентныx клеток [2]. Существенными являются обобщающие работы А.А. Ярилина и соавторов по меxанизмам развития апоптотической гибели клеток и меxанизмам формирования внутриклеточныx сигнальныx путей, индуцирующиx ответные реакции клеток на различные воздействия внешниx факторов [30]. У экспериментальныx животныx, подвергавшиxся пыле–радиационному фактору, в отдаленном периоде выявлены значительные изменения, проявляющиеся снижением количества лейкоцитов, абсолютного и процентного количества СD3+, СD4+, СD8+, уровня ЦИK и иммуноглобулинов различных групп, а также снижением функциональной активности нейтрофилов [8]. Дозозависимое формирование иммуносупрессии xарактеризуется абсолютной Т–лимфопенией с преимущественным угнетением СD4+–клеток и активности фагоцитоза, угнетением функциональной активности естественныx киллеров (NК) со снижением их количества, повреждением основной функции иммунной системы, т.е. контроля за генетическим постоянством клеточного состава с воплощением в канцерогенный эффект [14]. Индуцированная радиацией иммуносупрессия способствует развитию синдромов иммунологической недостаточности, которая ведет к увеличению стохастических эффектов [4]. Изучение состояния иммунного статуса у потомков облученныx белыx крыс показало, что иммунологические нарушения обусловлены повышением содержания В–лимфоцитов, снижением количества субпопуляций общиx Т–лимфоцитов, лимфоцитов с xелперной активностью и иммунорегуляторного индекса [11].

Читайте также  Мотивация, формы и содержание самостоятельных занятий физическими упражнениями

Tаким образом, несмотря на имеющиеся данные об измененияx обменныx процессов в иммунокомпетентныx органаx у потомков лиц, подвергнутыx малым дозам ионизирующей радиации [21], изучение отдаленныx последствий различныx дозовыx нагрузок гамма–излучения на иммунную систему организма остается актуальной проблемой медицины и радиобиологии [13]. Особый интерес представляет проведение сравнительной xарактеристики морфологическиx и физиологическиx изменений в органаx иммунной системы у поколений лиц, подвергавшиxся действию гамма– и нейтронного излучения, позволяющая выявить информативные критерии оценки влияния радиационного фактора в зависимости от накопленной дозы.

Ионизирующее излучение, последствия для здоровья и защитные меры

Основные факты

  • Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн или частиц.
  • Люди подвергаются воздействию природных источников ионизирующего излучения, таких как почва, вода, растения, и воздействию искусственных источников, таких как рентгеновское излучение и медицинские устройства.
  • Ионизирующее излучение имеет многочисленные полезные виды применения, в том числе в медицине, промышленности, сельском хозяйстве и в научных исследованиях.
  • По мере расширения использования ионизирующего излучения увеличивается и потенциал опасностей для здоровья, если оно используется или ограничивается ненадлежащим образом.
  • Острое воздействие на здоровье, такое как ожог кожи или острый лучевой синдром, может возникнуть, когда доза облучения превышает определенные уровни.
  • Низкие дозы ионизирующего излучения могут увеличить риск более долгосрочных последствий, таких как рак.

Что такое ионизирующее излучение?

Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета или альфа). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами.

Все радионуклиды уникальным образом идентифицируются по виду испускаемого ими излучения, энергии излучения и периоду полураспада.

Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель — это один акт распада в секунду. Период полураспада — это время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины. Период полураспада радиоактивного элемента — это время, в течение которого происходит распад половины его атомов. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 — 5730 лет).

Источники излучения

Люди каждый день подвергаются воздействию естественного и искусственного излучения. Естественное излучение происходит из многочисленных источников, включая более 60 естественным образом возникающих радиоактивных веществ в почве, воде и воздухе. Радон, естественным образом возникающий газ, образуется из горных пород, почвы и является главным источником естественного излучения. Ежедневно люди вдыхают и поглощают радионуклиды из воздуха, пищи и воды.

Люди подвергаются также воздействию естественного излучения из космических лучей, особенно на большой высоте. В среднем 80% ежегодной дозы, которую человек получает от фонового излучения, это естественно возникающие наземные и космические источники излучения. Уровни такого излучения варьируются в разных реогрфических зонах, и в некоторых районах уровень может быть в 200 раз выше, чем глобальная средняя величина.

На человека воздействует также излучение из искусственных источников — от производства ядерной энергии до медицинского использования радиационной диагностики или лечения. Сегодня самыми распространенными искусственными источниками ионизирующего излучения являются медицинские аппараты, как рентгеновские аппараты, и другие медицинские устройства.

Воздействие ионизирующего излучения

Воздействие излучения может быть внутренним или внешним и может происходить различными путями.

Внутренне воздействие ионизирующего излучения происходит, когда радионуклиды вдыхаются, поглощаются или иным образом попадают в кровообращение (например, в результате инъекции, ранения). Внутреннее воздействие прекращается, когда радионуклид выводится из организма либо самопроизвольно (с экскрементами), либо в результате лечения.

Внешнее радиоактивное заражение может возникнуть, когда радиоактивный материал в воздухе (пыль, жидкость, аэрозоли) оседает на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела простым мытьем.

Воздействие ионизирующего излучения может также произойти в результате внешнего излучения из соответствующего внешнего источника (например, такое как воздействие радиации, излучаемой медицинским рентгеновским оборудованием). Внешнее облучение прекращается в том случае, когда источник излучения закрыт, или когда человек выходит за пределы поля излучения.

Люди могут подвергаться воздействию ионизирующего излучения в различных обстоятельствах: дома или в общественных местах (облучение в общественных местах), на своих рабочих местах (облучение на рабочем месте) или в медицинских учреждениях (пациенты, лица, осуществляющие уход, и добровольцы).

Воздействие ионизирующего излучения можно классифицировать по трем случаям воздействия.

Первый случай — это запланированное воздействие, которое обусловлено преднамеренным использованием и работой источников излучения в конкретных целях, например, в случае медицинского использования излучения для диагностики или лечения пациентов, или использование излучения в промышленности или в целях научных исследований.

Второй случай — это существующие источники воздействия, когда воздействие излучения уже существует и в случае которого необходимо принять соответствующие меры контроля, например, воздействие радона в жилых домах или на рабочих местах или воздействие фонового естественного излучения в условиях окружающей среды.

Последний случай — это воздействие в чрезвычайных ситуациях, обусловленных неожиданными событиями, предполагающими принятие оперативных мер, например, в случае ядерных происшествий или злоумышленных действий.

На медицинское использование излучения приходится 98% всей дозы облучения из всех искусственных источников; оно составляет 20% от общего воздействия на население. Ежегодно в мире проводится 3 600 миллионов радиологических обследований в целях диагностики, 37 миллионов процедур с использованием ядерных материалов и 7,5 миллиона процедур радиотерапии в лечебных целях.

Последствия ионизирующего излучения для здоровья

Радиационное повреждение тканей и/или органов зависит от полученной дозы облучения или поглощенной дозы, которая выражается в грэях (Гр).

Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения его потенциала причинить вред. Зиверт (Зв) — единица эффективной дозы, в которой учитывается вид излучения и чувствительность ткани и органов. Она дает возможность измерить ионизирующее излучение с точки зрения потенциала нанесения вреда. Зв учитывает вид радиации и чувствительность органов и тканей.

Зв является очень большой единицей, поэтому более практично использовать меньшие единицы, такие как миллизиверт (мЗв) или микрозиверт (мкЗв). В одном мЗв содержится тысяча мкЗв, а тысяча мЗв составляют один Зв. Помимо количества радиации (дозы), часто полезно показать скорость выделения этой дозы, например мкЗв/час или мЗв/год.

Выше определенных пороговых значений облучение может нарушить функционирование тканей и/или органов и может вызвать острые реакции, такие как покраснение кожи, выпадение волос, радиационные ожоги или острый лучевой синдром. Эти реакции являются более сильными при более высоких дозах и более высокой мощности дозы. Например, пороговая доза острого лучевого синдрома составляет приблизительно 1 Зв (1000 мЗв).

Если доза является низкой и/или воздействует длительный период времени (низкая мощность дозы), обусловленный этим риск существенно снижается, поскольку в этом случае увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. Тем не менее риск долгосрочных последствий, таких как рак, который может проявиться через годы и даже десятилетия, существует. Воздействия этого типа проявляются не всегда, однако их вероятность пропорциональна дозе облучения. Этот риск выше в случае детей и подростков, так как они намного более чувствительны к воздействию радиации, чем взрослые.

Эпидемиологические исследования в группах населения, подвергшихся облучению, например людей, выживших после взрыва атомной бомбы, или пациентов радиотерапии, показали значительное увеличение вероятности рака при дозах выше 100 мЗв. В ряде случаев более поздние эпидемиологические исследования на людях, которые подвергались воздействию в детском возрасте в медицинских целях (КТ в детском возрасте), позволяют сделать вывод о том, что вероятность рака может повышаться даже при более низких дозах (в диапазоне 50-100 мЗв).

Читайте также  Классификация электроизмерительных приборов

Дородовое воздействие ионизирующего излучения может вызвать повреждение мозга плода при сильной дозе, превышающей 100 мЗв между 8 и 15 неделей беременности и 200 мЗв между 16 и 25 неделей беременности. Исследования на людях показали, что до 8 недели или после 25 недели беременности связанный с облучением риск для развития мозга плода отсутствует. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака у плода после воздействия облучения аналогичен риску после воздействия облучения в раннем детском возрасте.

Деятельность ВОЗ

ВОЗ разработала радиационную программу защиты пациентов, работников и общественности от опасности воздействия радиации на здоровье в планируемых, существующих и чрезвычайных случаях воздействия. Эта программа, которая сосредоточена на аспектах общественного здравоохранения, охватывает деятельность, связанную с оценкой риска облучения, его устранением и информированием о нем.

В соответствии с основной функцией, касающейся «установления норм и стандартов, содействия в их соблюдении и соответствующего контроля» ВОЗ сотрудничает с 7 другими международными организациями в целях пересмотра и обновления международных стандартов базовой безопасности, связанной с радиацией (СББ). ВОЗ приняла новые международные СББ в 2012 году и в настоящее время проводит работу по оказанию поддержки в осуществлении СББ в своих государствах-членах.

Разрушительное действие радиации на организм человека

Ученые, изучающие влияние радиации на живые организмы, серьезно обеспокоены ее широким распространением. Как сказал один из исследователей, современное человечество купается в океане радиации. Невидимые глазу радиоактивные частицы обнаруживают в почве и воздухе, воде и пище, детских игрушках, нательных украшениях, строительных материалах, антикварных вещах. Самый безобидный на первый взгляд предмет может оказаться опасным для здоровья.

Наш организм также можно назвать в небольшой степени радиоактивным. В его тканях всегда содержатся необходимые ему химические элементы – калий, рубидий и их изотопы. В это сложно поверить, но каждую секунду в нас происходят тысячи радиоактивных распадов!

В чем суть радиации?

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Их компоновка у некоторых элементов может быть, упрощенно говоря, не совсем удачной, из-за чего они становятся нестабильными. У таких ядер есть лишняя энергия, от которой они стремятся избавиться. Сделать это можно такими способами:

  • Выбрасываются маленькие «кусочки» из двух протонов и двух нейтронов (альфа-распад).
  • В ядре протон превращается в нейтрон, и наоборот. При этом выбрасываются бета-частицы, которые представляют собой электроны или их двойники с противоположным знаком – антиэлектроны.
  • Происходит выброс излишней энергии из ядра в виде электромагнитной волны (гамма-распад).

Кроме этого, ядро может излучать протоны, нейтроны и полностью разваливаться на куски. Таким образом, несмотря на тип и происхождение, любые виды радиации представляют собой высокоэнергетический поток частиц с огромной скоростью (десятки и сотни тысяч километров в секунду). Он очень пагубно действует на организм.

Последствия действия радиации на организм человека

В нашем организме непрерывно продолжаются два противоположных процесса – гибель и регенерация клеток. В нормальных условиях радиоактивные частицы повреждают в молекулах ДНК до 8 тысяч различных соединений за час, которые организм потом самостоятельно восстанавливает. Поэтому медики считают, что малые дозы радиации активизируют систему биологической защиты организма. Но большие – разрушают и убивают.

Так, лучевая болезнь начинается уже при получении 1-2 Зв, когда врачи фиксируют ее 1-ую степень. В этом случае необходимы наблюдения, регулярные последующие обследования на предмет онкологических заболеваний. Доза 2-4 Зв означает уже 2-ую степень лучевой болезни, при которой требуется лечение. Если помощь поступает вовремя, летального исхода не будет. Смертельной считается доза от 6 Зв, когда даже после пересадки костного мозга удается спасти лишь 10-ую часть больных.

Без дозиметра человек никогда не поймет, что подвергается воздействию опасного излучения. Поначалу тело никак на это не реагирует. Лишь через время может появиться тошнота, начинаются головные боли, слабость, поднимается температура.

При высоких дозах облучения радиация в первую очередь воздействует на кроветворную систему. В ней почти не остается лимфоцитов, от количества которых зависит уровень иммунитета. Вместе с этим растет число хромосомных поломок (дицентриков) в клетках.

В среднем, организм человека не должен подвергаться облучению, доза которого более 1 млЗв в год. При облучении в 17 Зв вероятность развития неизлечимого рака приближается к максимальному значению.

Подробнее о том, как радиация влияет на организм человека

Повреждение атомов клеток. Процесс воздействия радиации на организм называется облучением. Это крайне разрушительная сила, которая трансформирует клетки, деформирует их ДНК, приводит к мутациям и генетическим повреждениям. Деструктивный процесс может запустить всего одна частица радиации.

Действие ионизирующего излучения специалисты сравнивают со снежным комом. Начинается все с малого, затем процесс нарастает до тех пор, пока не наступят необратимые изменения. На атомарном уровне это происходит так. Радиоактивные частицы летят с огромной скоростью, выбивая при этом электроны из атомов. В результате последние приобретают положительный заряд. «Черное» дело радиации заключается только в этом. Но последствия таких преобразований бывают катастрофическими.

Свободный электрон и ионизированный атом вступают в сложные реакции, в результате которых образуются свободные радикалы. Например, вода (H2O), составляющая 80 % массы человека, под воздействием радиации распадается на два радикала – H и OH. Эти патологически активные частицы вступают в реакции с важными биологическими соединениями – молекулами ДНК, белков, ферментов, жиров. В результате в организме растет число поврежденных молекул и токсинов, страдает клеточный обмен. Через некоторое время пораженные клетки погибают или их функции серьезно нарушаются.

Что происходит с облученным организмом. Из-за повреждения ДНК и мутации генов клетка не может нормально делиться. Это самое опасное последствие радиационного облучения. При получении большой дозы количество пострадавших клеток настолько велико, что могут отказывать органы и системы. Тяжелее всего воспринимают радиацию ткани, в которых происходит активное деление клеток:

  • костный мозг;
  • легкие,
  • слизистая желудка,
  • кишечник,
  • половые органы.

Причем даже слаборадиоактивный предмет при длительном контакте наносит вред организму человека. Так, миной замедленного действия могут стать для вас любимый кулон или объектив фотоаппарата.

Огромная опасность влияния радиации на живые организмы состоит в том, что долгое время она никак себя не проявляет. «Враг» проникает через легкие, ЖКТ, кожу, а человек даже не подозревает об этом.

В зависимости от степени и характера облучения его результатом становятся:

  • острая лучевая болезнь;
  • нарушения работы ЦНС;
  • местные лучевые поражения (ожоги);
  • злокачественные новообразования;
  • лейкозы;
  • иммунные заболевания;
  • бесплодие;
  • мутации.

К сожалению, природа не предусмотрела для человека органов чувств, которые могли бы подавать ему сигналы об опасности при приближении к радиоактивному источнику. Защититься от такой «диверсии» без всегда присутствующего под рукой бытового дозиметра невозможно.

Как обезопасить себя от излишних доз радиации?

От внешних источников защититься проще. Альфа-частицы задержит обычный картонный лист. Бета-излучение не проникает сквозь стекло. «Прикрыть» от гамма-лучей сможет толстый свинцовый лист или бетонная стена.

Хуже всего обстоит дело с внутренним облучением, при котором источник находится внутри организма, попав туда, к примеру, после вдыхания радиоактивной пыли или ужина с «приправленными» цезием грибочками. В этом случае последствия облучения намного более серьезные.

Самая лучшая защита от бытового ионизирующего излучения – своевременное обнаружение его источников. В этом вам помогут бытовые дозиметры RADEX. С такими приборами под рукой жить гораздо спокойнее: в любой момент вы исследуете на радиационное загрязнение все что угодно.

Контролируйте индикатором радиоактивности свою пищу, проверяйте воду и воздух, которым дышите, и вы создадите надежную преграду для проникновения внутрь микроскопических вредоносных частиц.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: