Чем опасна радиация для человека и что это такое

Содержание статьи:

Здесь не слышно выстрелов, взрывов, движения военной техники. Невидимая опасность поджидает человека, животных за каждым кустом. Среди полян, наполненных цветами, ягодами, грибами. Имя явления — радиация.

Таинственные лучи, идущие от радиоактивных элементов во время распада, не разрешают использовать страшную зону с радиоактивным заражением для жизни людей.

Быстро и незаметно они могут разрушить организм, ухудшить здоровье.

Чем опасна радиация для человека и что это такое

Открытие радиоактивности связано с работами лауреата Нобелевской премии по физике немецкого учёного Вильгельма Рентгена, французского физика Беккереля. Исследователи изучали строение атома, процессы, происходящие внутри химических элементов.

Термин радиоактивность, обозначающий превращение ядер в иные ядра, сопровождающийся излучением, введён Марией Кюри. При распаде определённых элементов, называемых радионуклидами, появляются разные частицы, отличающиеся запасом энергии.

Поток таких частиц назвали радиацией.

Влияние АЭС на окружающую среду

Человек каждый день сталкивается с действием радиоактивного излучения, образующегося в природных условиях из элементов, входящих в структуру земли. Вода, воздух, почва содержат около 60 видов веществ, создающих естественный фон ионизирующего излучения. Например, радон, образующийся в почве, в глубоких артезианских скважинах, горных породах.

Он считается важным источником вредного излучения. Лучи из космоса, создающие на больших высотах опасный уровень радиации. Максимальный процент радиации поступает из источников, созданных человеком. Это диагностика современным медицинским оборудованием, системы получения ядерной энергии, испытание разрушительного оружия.

С точки зрения появления случаев воздействия вредным излучением существуют следующие варианты:

  1. Запланированное, строго регламентированное воздействие во время диагностики заболеваний на медицинском оборудовании.
  2. Воздействие известных источников радиации естественного происхождения. Например, в жилье, у рабочих мест за счёт использования конкретных строительных материалов, специальных приборов, фонового излучения окружающей среды. Всегда предусматриваются специальные меры контроля, защиты.
  3. Воздействие в случае чрезвычайных происшествий при ядерных катастрофах, зло направленных действий, являющихся причиной радиоактивного заражения местности. Благодаря таким событиям и появился на нашей планете предупреждающий знак: опасная зона, радиация.

Чем опасна радиация для человека и что это такое
Страшное явление современности создается за счёт осаждения радиоактивных химических элементов из ядерного гриба, появляющегося в результате необдуманной деятельности, ошибок человека. Большая площадь на протяжении многих лет становится опасной зоной радиоактивного заражения местности. Формирование состава радиоактивного загрязнения происходит за счёт наличия альфа, бета, гамма-лучей. Опасное облако разносится ветром на большие расстояния. В первое время (20 часов после взрыва), из него выпадает основная масса радиоактивных соединений. Степень заражения, масштабы зависят от погоды, ландшафта, силы взрыва. Принято выделять зоны радиоактивного загрязнения по величине возникшей радиации. Умеренного (обозначается синим цветом), сильного (зелёный цвет), опасного (красный цвет), чрезвычайно сильного радиоактивного загрязнения, обозначаемого зловещим чёрным цветом. Характеристику зон радиоактивного заражения определяет количественное значение уровня радиации. В первой зоне радиоактивного заряжения он после взрыва составляет 8 Р/ час. Через 10 часов уровень снижается до 0.5 Р/ час. Значения радиации второй зоны возрастают в 10 раз. В третьей зоне сразу после взрыва фиксируется радиация 240 Р/ час. В четвёртой зоне величина радиоактивного загрязнения среды становится равной 4000 Р/ час.

В заражённой зоне появляются следующие радиоактивные элементы:

  1. Йод-131. Излучает бета, гамма-лучи, наиболее опасные для живых существ. Период полураспада составляет 8 суток. Вызывает гибель, мутацию клеток. Основная концентрация происходит в щитовидной железе.
  2. Стронций-90. Период полураспада длится 29 лет. Опасность представляет для костных тканей.

    Попадает в окружающую среду во время аварий на АЭС, ядерных взрывах современного оружия.

  3. Цезий-137. Элемент с периодом полураспада 30 лет считается главным компонентом радиоактивного заражения окружающей среды.

Кобальт (период полураспада около 6 лет), америций-241, живущий 433 года, заполняют радиоактивную зону, существующую рядом с человеком. Свойством радиоактивных элементов является создание энергетических лучей, проникающих на разную глубину. Они оказывают на живые клетки разное действие.

Альфа излучение задерживается простым листом бумаги, не проникая через кожу человека. Вред оно принесёт только когда радиоактивные вещества, их излучающие, попадут внутрь организма. Это происходит через открытые раны, с пищей, водой, воздухом.  Бета излучение характеризуется большей проникающей способностью.

В зависимости от энергетических запасов, оно проходит на глубину около 10 см. Самое страшное гамма-излучение, распространяющееся со скоростью света, могут задержать только мощные бетонные стены и свинец.

Мирный атом: дорога в никуда или светлое будущее?

Тяжёлыми катастрофами, приведшими к сильному радиоактивному загрязнению среды, считаются авария на Чернобыльской АЭС, японской станции Фукусима, испытания ядерного оружия в городах Японии.

Полигон под Семипалатинском, утечка радиоактивных отходов в Челябинской области, секретные полигоны Америки, Кореи. Некоторыё аварии стали достоянием гласности спустя многие годы. Думается, что секретные области с опасностью радиоактивного загрязнения есть и сейчас.

Запрещающие знаки, определяющие смертельную зону, ставились везде. Не всегда они решали вопросы безопасности местного населения.

Чем опасна радиация для человека и что это такое

Последствие радиоактивного загрязнения сказывается на здоровье человека в самых тяжелых вариантах последствий. Ожог кожи, лучевое облучение, разрушения костей, изменение состава крови возникает при превышении радиации допустимого уровня.

При этом низкие дозы, полученные от радиоактивных элементов, увеличивают риск возникновения разных заболеваний, например, рака. Полученную организмом дозу, принято классифицировать по физической величине измерения, называемой Зиверт.

 Это эффективная единица измерения, позволяющая оценить силу ионизирующего излучения с точки зрения объёма нанесённого вреда. Абсолютное значение зиверта является большим. На практике используются миллизиверт(мЗв), микрозиверт (мкЗв).

Физический смысл действия радиации состоит в реализации следующих явлений:

  1. Электрического взаимодействия с тканями. За очень короткий срок прохождения излучения через органы, ткани человека оно провоцирует ионизацию атомов, разрушая живые клетки.
  2. Физико-химические реакции.

    Ионизированный атом, появившийся свободный электрон не могут долго находиться в новом состоянии. Их участие в цепи химических реакций, приводит к образованию новых молекул соединений вредных для организма, например «свободных радикалов».

  3. Химические процессы.

    Появившиеся «свободные радикалы» мешают нормальному функционированию живых клеток, модифицируя их. Процессы происходят в течение миллионных долей секунды.

  4. Биологические изменения. Они появляются сразу или через годы, постепенно нарушая важные процессы в любом органе человека.

Международными требованиями по защите от радиации в 1990 году, а также нормативными документами НРБ-96 (1996 г.) оговорены следующие значения доз:

  1. Значения радиации 1.5 Зв (150 бэр), полученной на протяжении года или при кратковременном облучении дозой 0,5 Зв (50 бэр) могут создать вредные эффекты.
  2. Лучевая болезнь развивается после поглощения дозы в 1-2 Зв (100-200 бэр). Получив свыше 6 Зв, состояние человека характеризуют смертельной четвёртой степенью заболевания.
  3. Естественное радиоактивное излучение имеет величину, соответствующую 0,05 до 0,2 мкЗв/ч, т.е. от 0,44 до 1,75 мЗв за год. Во время медицинской диагностики человек получает 1,4 мЗв за год.
  • Элемент, открытый в первых рядах радиоактивных веществ, супругами Кюри, назван радий, что означает «испускающий, излучающий лучи».
  • Курильщик за год получает дозу радиации, полученную от 250 снимков на рентгеновском аппарате.
  • Самым радиоактивным продуктом считаются бразильские орехи. Корни деревьев доходят до глубоких слоёв земли, содержащих радиоактивный калий. Для людей доза опасности не представляет.
  • В заражённой зоне Чернобыля появился особый вид живых организмов, развивающихся в атмосфере радиации.
  • Неизвестное действие радиации на здоровье человека еще в начале XX века родило моду на изготовления многочисленных предметов, содержащих радиоактивные элементы. Косметика, сигареты, вода, продукты питания, посуда, циферблаты часов содержали опасные вещества. Радий добавлялся даже в зубную пасту, мыло.

Удивительные открытия физиков реализовались в проектах, технологиях, которые не всегда безопасны. Весь мир должен внимательно следить за их ходом.

Источник: https://promdevelop.ru/radioaktivnoe-zarazhenie-radioaktivnoe-zagryaznenie/

Смертельная доза радиации для человека. Как защитить себя от радиации?

В мире не существует людей, которые бы не слышали о радиации, но далеко не все из них знают, что это такое. В случайных и ничего не значащих беседах многие люди говорят о радиации как о чем-то неприятном и опасном, но все же отвлеченном и не совсем понятном.

Все боятся радиации и знают о её негативном воздействии на наш организм, но мало кто может ответить на вопросы о том, в чем она измеряется, какая доза является смертельной для человека, где в повседневной жизни можно её получить и как защитить себя от радиации.

В данной статье обсудим радиацию, поговорим о её допустимых и смертельных дозах, способах защиты, степенях, дозах лучевой болезни и рассмотрим другие важные вопросы, касающиеся этой темы.

Чем опасна радиация для человека и что это такое

Как и в чем измеряется радиация?

В 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном было открыто обладавшее уникальными свойствами излучение, действие на фотопластинки которого, как и действие света, активизировало свечение люминесцентных экранов. Это излучение без труда проникало через непрозрачные преграды. Свои эксперименты Рентген проводил с работающей трубкой Крукса.

Через некоторое время мир с удивлением узнал о том, что источником подобного излучения является не только трубка Крукса, но и содержащие в своем составе уран вещества, которые продуцировали излучение не только неизменно и непрерывно, но и без подвода энергии извне.

Это открытие, как и открытия полония, радия и других радиоактивных элементов, потрясло весь мир! За котороткий период времени ученые смогли установить связь радиоактивного распада с трансформацией одного радиоактивного элемента в другой и осуществить первые ядерные реакции. В процессе проведения экспериментов возникла необходимость в измерительных приборах и единицах измерения. Электрометр (электроскоп) стал первым измерительным прибором, а эталоном и мерой радиоактивности стала платиновая ампула, внутри которой находился миллиграмм радия.

Сейчас эффективная и эквивалентная дозы ионизирующего излучения измеряются в Зивертах (Зв) и Микрозивертах (мкЗв). 1 Микрозиверт равен 1⁄1 миллиону Зиверта. 1 Зиверт равен 100 бэрам (биологический эквивалент рентгена). Данные единицы измерения позволяют определить относительную биологическую эффективность того или иного источника ионизирующего излучения.

Для измерения радиации необходимо взять определенный объем воздуха и определить количество собравшихся в нем ионов.

Сделать это можно при помощи ионизационной камеры или созданного на её основе накопительного дозиметра карандашного типа. Чтобы измерить поглощенную дозу радиации, нужно измерить количество выделившейся в веществе энергии.

Данную энергию напрямую измерить очень сложно, так как чаще всего она выделяется в очень небольших количествах.

В современном мире существует множество бытовых и профессиональных приборов для измерения радиационного фона.

Чтобы измерить радиацию при помощи бытового прибора, который можно приобрести в специализированном магазине, необходимо включить его и начать передвигаться по квартире, офисе, даче или любом другом помещении.

Прибор следует подносить максимально близко к гранитным или мраморным столешницам, стенам, предметам интерьера, кафельной плитке, батареям и т.д.

Основные источники радиации в повседневной жизни

Радиация – это распространяющиеся вокруг в виде электромагнитных волн потоки энергии, которые в определенных случаях негативно влияют на наш организм. Уровень негативного влияния радиации определяется с учетом силы энергетического и электромагнитного уровней радиоактивных волн.

Люди каждый день сталкиваются с радиацией. В малых дозах её излучают многие привычные для нас объекты.

Бананы. Эти фрукты в своем составе содержат природные радиоактивные изотопы калий-40 и углерод-14. В одном банане средних размеров каждую секунду происходит около 14 – 16 актов распада калия-40. Но не стоит отказываться от бананов, ведь излучаемая ими радиация никак не вредит нашему организму.

Сканеры для досмотра в аэропортах.

Современные сканеры, в отличие от металлодетекторных рамок, не только создают на мониторах полное изображение пассажира, но и используют инновационную технологию Backscatter X‑ray (обратно-рассеянное излучение).

Так как лучи не проходят насквозь, а отражаются от тела, то человек во время сканирования получает совсем небольшую и совершенно безопасную для его организма дозу радиации.

Рентгеновское исследование. Многие люди боятся делать рентгеновские снимки, так как думают, что во время исследования излучается большая доза радиации.

Опасной для здоровья человека дозой является разовая доза, которая равна 1 Зв, а смертельной – 3 – 10 Зв.

Рентгеновский снимок зуба «дает» пациенту дозу радиации от 2 до 5 мкЗв, а снимок грудной клетки – от 30 – 35 до 300 – 310 мкЗв.

Вода. Радиоактивные частицы содержатся и в воде, но в очень малом количестве. Их источником является естественный радиоактивный изотоп водорода тритий. Каждый год люди из питьевой воды получают около 45 – 55 мкЗв радиации.

Бетон. От бетонных дорог, зданий и тротуаров мы получаем около 25 – 35 мкЗв радиации каждый год.

Мониторы старых компьютеров и телевизоров.

Электро-лучевые трубки старых телевизоров и компьютеров излучают радиацию в небольших дозах, поэтому никакой опасности для нашего здоровья они не представляют.

За год регулярного просмотра телевизора с ЭЛТ-монитором человек получает около 8 – 12 мкЗв радиации. ЭЛТ-дисплей же старого компьютера ежегодно излучает приблизительно 0,8−1,2 мкЗв.

Радиоактивное излучение Вселенной. Большой Взрыв спровоцировал возникновение перманентного реликтового космического излучения.

На нашей планете мы защищены от него и его негативного воздействия благодаря озоновому слою атмосферы. Но некоторые космические излучения без проблем проходят этот естественный фильтр и попадают на Землю.

Годовая доза радиации на уровне моря от реликтового излучения Вселенной равна 2,8−3,2 мкЗв.

Тело человека. Не только бананы, но и наши тела излучают биологически эффективную радиацию! Тело взрослого среднестатистического человека содержит 25 – 35 мг радиоактивного калия-40. Каждый год физическое тело излучает около 3,8−4,1 мкЗв радиации.

Сигареты. В легких заядлого курильщика накапливается радиоактивный свинец, который за год излучает около 1600 мкЗв.

Чем опасна радиация для человека и что это такое

Таблица допустимых и смертельных доз радиации

Доза облучения в мзв (1 мЗв = 1000 мкЗв) Признаки поражения организма человека
0 — 100 мЗв Допустимая норма радиации, которая совершенно безвредна для организма человека.
100 – 500 мЗв Количество лейкоцитов в крови снижается, но лучевая болезнь не наблюдается.
1000 – 2000 мЗв Человек чувствует легкую усталость, тошноту, головокружение. Уровень эритроцитов значительно снижается, наблюдается частичное облысение и анорексия. Наступает легкая форма лучевой болезни.
2000 – 4000 мЗв Плотность костей снижается, костный мозг начинает распадаться. Количество лейкоцитов и эритроцитов резко снижается. Наблюдаются диарея, тошнота, внутрибрюшное кровоизлияние.
4000 мЗв и больше Смертельная доза радиации. Человека, получившего такую дозу радиации, ждет летальный исход.

Степени и дозы лучевой болезни

Лучевая болезнь – это возникающее в результате воздействия разных видов ионизирующих излучений заболевание. Лучевая болезнь имеет несколько степеней и может быть легкой, средней, тяжелой и крайне тяжелой.

Легкая степень лучевой болезни. Возникает при радиации в 1 – 2 Зв. Первичная реакция данной степени лучевой болезни длится 1 – 3 дня и характеризуется тошнотой, рвотой, головной болью и общей слабостью.

Скрытый период болезни характеризуется удовлетворительным состоянием пациента и длится на протяжении 3 – 5 недель. В разгар болезни пациент чувствует себя удовлетворительно, но может испытывать общую слабость, головную боль и тошноту.

При правильном лечении человек выздоравливает через 1 – 2 месяца, а состав его крови полностью восстанавливается через 2 – 4 месяца.

Средняя степень лучевой болезни. Возникает при радиации в 1,5−3 Зв. Первичная реакция длится 1 – 3 дня и характеризуется слабостью, тошнотой, головной болью, рвотой, эмоциональным возбуждением, которое резко переходит в депрессивное состояние.

Скрытый период болезни длится 2 – 3 недели. В этот период времени пациент чувствует себя удовлетворительно, но может испытывать слабость и проблемы со сном.

Разгар болезни длится 2 – 3 недели и характеризуется кожными кровотечениями, повышением температуры тела до 38 градусов по Цельсию, общей слабостью, бессонницей, инфекционными осложнениями.

При правильном и своевременном лечении выздоровление наступает через 2 – 3 месяца, а восстановление состава крови – через 3 – 5 месяцев. При возникновении определенных осложнений возможен летальный исход.

Тяжелая степень лучевой болезни. Возникает при радиации в 3 – 6 Зв. Первичная реакция длится на протяжении 2 – 4 дней. Через 10 – 60 минут после облучения возникает многократная и неукротимая рвота, которая не прекращается на протяжении 4 – 8 часов.

Пациент чувствует резкую слабость и жажду, у него возникает расстройство желудка, а температура повышается до 39 градусов по Цельсию. Скрытый период болезни длится 8 – 10 дней. В этот период человек чувствует себя очень слабым, испытывает головную боль и проблемы со сном. Разгар болезни длится 2 – 3 недели.

У пациента наблюдаются тяжелое состояние и общее истощение, его мучает озноб, температура тела повышается до 40 градусов по Цельсию, возникают инфекционные осложнения, кровотечения и кровоизлияния. При правильном и своевременном лечении пациент может выздороветь через 5 – 10 месяцев.

При возникновении определенных осложнений смерть наступает через 10 – 35 дней.

Крайне тяжелая степень лучевой болезни. Возникает при радиации свыше 6 – 7 Зв. Первичная реакция возникает через 10 – 15 минут после заражения в виде неукротимой рвоты, которая не прекращается на протяжении 5 – 6 часов.

У пациента наблюдаются понос, помутнение сознания, существенное повышение температуры тела. Скрытый период отсутствует. В разгар болезни первичные реакции усиливаются, возникает непроходимость кишечника, перитонит и нарушение водно-солевого обмена.

Смерть наступает через 5 – 10 дней.

Как защитить себя от радиации?

Чтобы защитить себя от радиации, специалисты советуют регулярно употреблять морскую капусту, йодированную соль, принимать йодсодержащие лекарственные препараты. Не стоит кушать ранние овощи, которые непонятно где и как были выращены.

Для защиты от радиации можно использовать и люголь: достаточно растворить в воде 4 – 5 капель люголя и принимать такой раствор 3 раза в день.

При угрозе реального радиоактивного заражения следует сразу же спрятаться в помещении с закрытыми окнами, дверями и отключенной вентиляцией. Тело необходимо тщательно омыть, а ногти и волосы продезинфицировать специальными средствами.

Тело и органы дыхания помогут защитить хлопчатобумажные ткани. Намочите их в воде и используйте в качестве фильтров. Ту одежду, которая была на вас в момент заражения, следует немедленно уничтожить.

Источник: https://BestLavka.ru/smertelnaya-radiaciya-dlya-cheloveka-stepeni-i-dozy-luchevoj-bolezni/

Почему опасна радиация?

Чем опасна радиация для человека и что это такое

О том, что радиация опасна для здоровья человека, знают все, но не все понимают причину этой опасности. Чтобы это понять, нужно начать с самого простого, определить наиболее вероятные ее источники.

Радиация может быть как внутренней, так и наружной. С внутренней, все понятно. Под ее воздействие попадает человек, потребляющий зараженные продукты. Намного сложнее обстоит дело с наружной радиацией, которая также может быть двух видов, естественной  и техногенной.

Естественный радиационный фон присутствует на всей поверхности нашей планеты. Его источником является солнце, а именно, его корпускулярное и электромагнитное излучение. Уберечься от него невозможно, но в этом и нет необходимости. Для человеческого организма оно не опасно.

Иное дело, если мы сталкиваемся с техногенным радиоактивным излучением, которое может быть вызвано деятельностью человека. Такому радиационному облучению подвергаются рабочие урановых рудников, персонал, обслуживающий атомные реакторы и т д. В этом случае без специальных средств защиты просто не обойтись.

В том же космосе, на высоте более 10 километров от земной поверхности, радиационный фон многократно превышает предельно допустимые нормы.

Доза радиации, которую получает человек, измеряется дозиметрами. Выражается она в Зивертах. При естественном уровне радиации каждый живущий на земле человек получает в год дозу радиации, на уровне 2,4 мЗв.

Такое облучение абсолютно безопасно, и никакими последствиями для здоровья не грозит. Техногенная же радиация для человека невероятно опасна. Она может привести к лучевой болезни и даже к летальному исходу.

Доза радиации, превышающая предельно допустимые нормы, приводит к появлению опухолей, потере зрения, инфекциям, ожогам, бесплодию, белокровию.

Человек, получивший дозу радиации всего 1 зиверт, страдает заболеваниями крови. Доза в 2 зиверта приводит к выпадению волос и раку крови. Облучение в  3 зиверта  приводит к смерти в течение нескольких недель.

Вот и получается, что радиация выше предельно допустимых норм, чрезвычайно опасна для человека и всех живых существ. Кроме проблем со здоровьем, она может вызывать генные отклонения, приводящие к различным  мутациям и бесплодию.

  И если по поводу генных мутаций еще могут вестись какие – то дискуссии среди ученых, то  насчет бесплодия такие споры исключены. Радиация полностью лишает человека способности к воспроизводству потомства. Это научно доказанный факт.

По поводу заразности радиации существуют различные мнения. То, что подвергшиеся радиационному облучению предметы становятся источником радиоактивного заражения, является бесспорным фактом. Если человек, страдающий лучевой болезнью не является источником излучения, то с ним можно общаться без средств индивидуальной защиты.

При этом нужно учитывать, что радиация может накапливаться в одежде человека, и тех предметах, которыми он пользовался, находясь в зоне повышенной радиации.  В этом случае они становятся источником радиоактивного заражения.

Поэтому всю технику и предметы, подвергшиеся интенсивному облучению, нужно изолировать в защищенные и недоступные для человека места.

Мы говорим, что радиация опасна для всех живых существ, тем не менее, можно выделить группы риска. В первую очередь, это молодежь и дети. Основная опасность заключается в том, что наиболее восприимчивыми к радиации являются молодые растущие клетки. На клетки взрослых людей радиация действует более щадяще. В группу риска также попадают беременные женщины

Источник: http://pochemuha.ru/pochemu-opasna-radiaciya

Радиация: риски, безопасность, защита

Чем опасна радиация для человека и что это такое Слово «радиация» у большинства из сегодняшних читателей вызывает страх. Радиация ассоциируется со смертью. Невидимый, неслышимый, неощутимый убийца, медленно убивающий — может быть, и тебя, читатель? Нужно ли бояться? Ответ — в этой статье. КДПВ — из книги «Физики шутят».

Первые «звоночки»

Понимание того, что ионизирующая радиация оказывает некое физиологическое действие на организм, было уже у первых ее исследователей. То, что X-лучи Конрада Рентгена вызывают ожоги, открыл на своей шкуре его помощник В. Груббе почти сразу после их открытия.

Первооткрыватель лучей урана Анри Беккерель тоже ощутил их воздействие на себе, когда положил в карман ампулу с радиевой солью, чтобы показать ее своим студентам: кожа вокруг ампулы покраснела и стала болезненной, а затем образовалась долго не заживавшая язва.

Ожоги и язвы от воздействия рентгеновского излучения получали многие пациенты, подвергавшиеся рентгеновскому просвечиванию и лечившие их врачи, а сотрудник лаборатории Томаса Эдисона, длительное время работавший на публичной демонстрации рентгеновского излучения, лишился ног от лучевых ожогов, а впоследствии рано умер от рака кожи.

К 1907 году уже было известно, как минимум, о семи смертях от ионизирующей радиации, а общее количество врачей-рентгенологов, погибших от облучения за первые десятилетия ее использования шло на сотни.

Несмотря на это, публика встретила новое явление восторженно.

Открытие терапевтического действия рентгеновских лучей и лучей радия на такое страшное и неизлечимое заболевание, как рак и обнаружение стимулирующего действия слабой радиации на жизненные процессы привели к тому, что обыватели в радии увидели панацею.

В продажу поступили радиоактивная минеральная вода, радиоактивные зубные пасты и косметика, устройства для насыщения воды радоном, содержащие радий. К счастью, в большинстве случаев радиоактивными они были лишь в рекламе. Однако препарат «Радитор», десять лет присутствовавший на полках аптек с 1918 до 1928 года и действительно содержащий в каждой склянке по микрограмму радия-226.

Рекомендовалось принимать в день по пузырьку. Для справки: на расстоянии 1 см микрограмм радия создает мощность дозы 8,4 мр/ч одного только гамма-излучения. Допустимое поступление радия-226 за год (НРБ-99) — 35 нанограмм. Радитор заявлялся, как лекарство от всех болезней, не исключая импотенции, ревматизма и шизофрении. Неизвестно, сколько жизней он унес — мы знаем только о смерти Эбена Байерса, американского миллионера и промышленника от рака ротовой полости, развившегося после приема примерно полутора тысяч пузырьков в течение нескольких лет. Пожалуй, самой известной жертвой радиации той поры стала одна из первопроходцев радиоактивной тематики — Мария Склодовская-Кюри, которая умерла от лейкемии, вызванной облучением, в 1934 году. От полученных доз радиации рано умерли, вероятно, и Анри Беккерель, и Ирен Жолио-Кюри. Сейчас уже не найти имен всех тех, кто погиб и тяжело заболел, работая в те годы с огромными активностями без какой-либо защиты и мер предосторожности, но видимо, их было много. С тех пор прошло всего немногим более десяти лет до того момента, когда смертоносная радиация показала себя со всех сторон в Хиросиме и Нагасаки. Дальше было много всего: и девочка, складывавшая журавликов, и испытательные взрывы, через эпицентры которых прогоняли роты солдат, и Маяк, и Чернобыль…

Действие радиации на вещество и живую ткань

Все начинается с акта ионизации — одному из электронов атома придается энергия, превышающая энергию его связи с атомом и он улетает прочь, оставляя атом с положительным зарядом. Но энергия кванта гамма-излучения, альфа- или бета-частицы слишком велика, чтобы на этом все закончилось.

Энергия ионизации измеряется единицами, максимум первой десяткой электрон-вольт, а энергия частицы или кванта может составлять мегаэлектронвольты. Поэтому в результате единичного акта взаимодействия оказываются ионизированными тысячи и десятки тысяч атомов.

Выброшенные из них электроны также приобретают энергию, достаточную для ионизации других атомов и все продолжается до тех пор, пока в конце концов энергия очередных электронов не окажется ниже энергии ионизации.

Что в результате? Превращение нейтрального атома в ион во-первых, ослабляет или разрушает прежние химические связи, которые этот атом формировал, во-вторых, делает этот атом чрезвычайно активным реакционным центром, который мгновенно образует новые химические связи.

Когда речь идет о кристалле, это приводит к образованию точечных дефектов кристаллической решетки — радиационным дефектам, которые постепенно, по мере накопления дозы, меняют свойства материала.

Металл становится более хрупким, у кремния растет проводимость и падает подвижность зарядов, оптически прозрачные материалы становятся менее прозрачными, окрашиваются, диэлектрики начинают «течь» — материалы «устают» от набранной дозы и разрушаются, перестают работать так, как должны, а сделанные из них устройства выходят из строя. В пределе кристалл превращается в аморфное вещество. Многие урановые и ториевые минералы обнаруживаются в таком — метамиктном состоянии: за время, прошедшее с момента их образования излучаемая ими самими радиация полностью разрушает кристаллическую решетку, при этом форма кристаллов остается прежней.

А живое вещество — ничем в этом смысле не лучше. Если в молекуле белка одна из аминокислот превращается невесть во что, даже если белковая цепь при этом не разорвется — такая молекула белка уже не будет выполнять свою функцию. Если в мембране одна из липидных молекул, превратившись в активный ион, прореагирует с соседней молекулой и образовавшийся «франкенштейн» перестанет быть структурным элементом мембраны — в ней останется дыра. Лишние, не выполняющие более своих функций молекулы остаются в клетке и мешают ее работе, отравляют ее. А всего хуже — если повреждение получит самая главная молекула в клетке — молекула ДНК, несущая генетическую информацию. Это приведет к искажению последней, появлению мутаций. Ионизация с последующей нейтрализацией образовавшихся ионизированных фрагментов приводит к образованию свободных радикалов, которые вступают во взаимодействие с соседними молекулами и разрушают их, передавая им неспаренный электрон и вместе с ним — реакционную способность. И так — пока два радикала не встретятся… Поэтому для повреждения молекулы ей не обязательно попасть непосредственно под воздействие высокоэнергетической частицы — ее разрушительное дело продолжают радикалы. Время их существования невелико — от нано- до микросекунд, но оно гораздо дольше, чем время самого акта взаимодействия. Получив лучевой «удар», клетка сперва пытается восстановиться. Включаются механизмы устранения молекулярного «мусора», заново синтезируются погибшие молекулы, латаются дырявые мембраны, механизмы репарации пытаются «сшить» разорванные хромосомы. Если же все совсем плохо — клетка запускает программу самоликвидации — апоптоза. Хуже всего приходится тем клеткам, которые активно делятся. В них все уязвимо и они с трудом восстанавливаются. Поэтому ткани, в которых происходит постоянное деление и рост клеток — ткани костного мозга, половых желез, эмбриональные ткани — наиболее радиочувствительны и первыми страдают при облучении.

Лучевая болезнь

Массовая гибель клеток и приостановка функционирования выживших после острого облучения неблагоприятно сказывается на функционировании пострадавших органов, а значит и организма в целом.

В кровоток выделяются токсичные продукты распада клеток, свободные клеточные ферменты, цитокины и другие сигнальные молекулы, продукты радиолиза, что усугубляет тяжесть поражения. Развивается острая лучевая болезнь.

Ее начало выглядит, как отравление непонятно чем, и это действительно отравление всем тем, что сразу после облучения попало в кровь в результате массового повреждения клеток. Начинается рвота, падает давление, поднимается температура — это так называемая первичная реакция. Она проходит и человеку становится лучше.

Кажется, что все уже позади — но на самом деле, главные проблемы еще не показали себя. А они уже есть и серьезные: костный мозг частично или полностью погиб. При дозе 100 бэр 20% клеток костного мозга — нежизнеспособны. При дозе 500-600 бэр — костный мозг мертв полностью.Пока работают имеющиеся клетки крови — все хорошо.

Но их срок службы — несколько дней, и им требуется смена. А смена не придет — неоткуда. Организм оказывается беззащитен против инфекций, кровь теряет свертываемость, падает ее способность к переносу кислорода и углекислого газа. Первые признаки лучевой болезни появляются при поглощенной дозе гамма-излучения около 1 Гр.

Более низкие дозы не вызывают клинических проявлений, хотя определенные патологические изменения на анализах крови и костного мозга выявляются при дозах в десятые доли грея. При дозах до 5-6 Гр, пока в костном мозге еще остались жизнеспособные делящиеся клетки-предшественники, есть шанс на выздоровление.

При дозах менее 2 Гр этот шанс — абсолютный и выздоровление полное, а до 4 Гр вероятность умереть невелика, но последствия в половине случаев останутся навсегда.

Свыше 6 Гр — есть некоторая возможность «вытянуть» человека, применив пересадку костного мозга от донора, но когда доза превышает 10 Гр — погибает уже не только он, но и клетки-предшественники эпителия кишечника. Это уже абсолютно смертельно.

Причем после того, как пройдет первичная реакция на облучение, нередко наступает так называемая фаза ходячего трупа: человек чувствует себя вполне сносно, у него ничего не болит, к нему вернулись силы: организм функционирует на старых клетках крови, на старом кишечном эпителии.

Когда они закончатся, а случится это очень скоро, через несколько дней или даже часов, закончится (кровавым поносом, а затем мучительной смертью) и мнимое «здоровье». При очень больших дозах в сотни грей умирают самые радиорезистентные клетки. Те, которые не делятся — нервные, мышечные. У жертвы облучения сразу же начинаются симптомы поражения мозга: судороги, психомоторное возбуждение, сменяющееся угнетением сознания вплоть до комы, и в течение короткого времени (от нескольких часов до нескольких дней) — летальный исход. В популярной литературе часто говорят о «смерти под лучом», о мгновенной гибели всего организма прямо в момент облучения, однако это скорее теоретическое предположение, с которым врачи еще не сталкивались. Надо сказать, что 1000 Гр — это очень большая доза с точки зрения ее действия на живое вещество, но даже такая доза — это довольно маленькая величина, если посмотреть на поглощенную энергию, которая способна нагреть живую ткань лишь на 0,3°C.

Стохастические эффекты или болезни малых доз

Лучевая болезнь — это заболевание, имеющее выраженный порог начала своего проявления, а его тяжесть пропорциональна дозе облучения. Это так называемый детерминированный эффект облучения. Однако, если доза недостаточна для начала лучевой болезни, это не означает, что облучение прошло бесследно.

Но проявление этого «следа», оставленного облучением, становится принципиально другим.

Первопричиной гибели клеток костного мозга при облучении обычно является грубое повреждение их генетического аппарата — так называемые хромосомные аберрации. От хромосом отрываются куски, которые могут присоединяться к другим хромосомам, образуются кольцевидные хромосомы и т.д.

Но не всегда такое повреждение приводит к немедленной гибели клетки. В результате хромосомной перестройки, а иногда даже в результате точечной мутации — замены лишь одного или нескольких нуклеотидов в ДНК — нарушается один или несколько механизмов регуляции клеточного деления и дифференциации.

Деление клетки становится неуправляемым и она порождает популяцию опухолевых клеток, которая при определенных обстоятельствах развивается в злокачественную опухоль. Наиболее легко и быстро вызываются облучением опухоли кроветворительной системы — лейкозы, реже это онкологические заболевания другой локализации.

Кроме того, от облучения до развития лейкемии обычно проходит немного времени — 1-2 года, а то и меньше, а развитие рака до появления обнаружимой опухоли или клинических проявлений занимает нередко больше десяти лет.

Но само возникновение мутации является следствием единичного акта взаимодействия клеточного ядра с квантом гамма-излучения или частицей высокой энергии.

Из этого вытекает неприятное следствие: неприятные последствия, грозящие гибелью всему организму, может вызвать попадание в клетку единственной частицы. К счастью, с очень маленькой вероятностью.

Второе следствие — это независимость тяжести поражения от дозы и то, что от нее зависит лишь вероятность его развития. Эта вероятность оценивается примерно в 5% на каждый грей поглощенной дозы и, предположительно, ей пропорциональна.

Помимо рака, есть еще и мутации половых клеток. Здесь все то же самое: от дозы не зависит тяжесть проявления мутации (она зависит от того, какой именно ген и как оказался поврежден, но ядерная частица не выбирает, в какую часть молекулы ДНК ей ударить), от нее зависит только вероятность появления мутаций.

Такие эффекты в отличие от детерминированных эффектов, носят название стохастических, подчеркивая их случайный, вероятностный характер

Есть порог или нет порога?

В радиологии с самого начала ее существования ведется спор: есть ли порог для стохастических эффектов или даже природный фон является причиной онкологии? С одной стороны, в клетке постоянно действуют репарационные механизмы, которым удается оперативно устранять все или почти все повреждения, а катастрофические разрушения с хромосомными аберрациям крайне редки при естественном уровне радиации. А подавляющее большинство исследований, касающихся частоты проявления стохастических эффектов, сделаны при острых дозах не меньше нескольких десятых грея, когда велика вероятность множественного повреждения одной и той же клетки до завершения ее саморемонта. Поэтому вполне вероятно, что в области низких доз частота стохастических эффектов на один грей поглощенной дозы может оказаться значительно ниже, чем в области высоких. Но так ли это, проверить очень сложно. Причина этому — человек болеет раком и вне всякой связи с радиацией. И болеет часто: с онкологическими заболеваниями сталкивается 20% населения земного шара. На этом фоне обнаружить небольшую добавку от дозы порядка естественного фона (2,4 мЗв/год за 70 лет жизни — это 168 мЗв, что дает вклад в общую частоту онкологии менее процента) обнаружить исключительно сложно банально из-за статистического разброса: для этого потребовалось бы набрать в каждой из групп (опытной и контрольной) не меньше миллиона совершенно здоровых подопытных, живущих в совершенно одинаковых условиях.

Во всяком случае, прямым способом — исследованием частоты онкологии в группах, живущих при различном природном радиационном фоне (а он в различных точках Земли может составлять от 3,5 до нескольких сотен мкР/ч) не удалось выявить какой-либо внятной корреляции одного с другим.

Другая до сих пор не решенная задача — это вопрос, работает ли здесь то, что в фотографии называется законом взаимозаместимости? То есть — есть ли разница между дозой, полученной за минуту, за год или за всю жизнь? При больших дозах, когда речь может идти о лучевой болезни несомненно — разница есть. При кратковременном облучении доза, вызывающая лучевую болезнь, гораздо меньше, чем доза, вызывающая хроническую лучевую болезнь при многолетнем облучении.

Пока данные вопросы не решены, при решении вопросов безопасности руководствуются предположением, что частота стохастических эффектов пропорциональна дозе вплоть до нуля и нет разницы между острой и хронической дозами. Это так называемая беспороговая концепция, по ней риск есть от любой дозы и лимиты облучения мы устанавливаем, исходя из приемлемого риска.

Гормезис или ускоренное старение?

В описанной выше концепции нет места детерминированным дозозависимым эффектам при малых дозах. Тем не менее, гипотезы о существовании таковых выдвигались. Причем, как о вредных эффектах, так и о полезных.

Еще первыми экспериментаторами в области радиобиологии было замечено: радиация стимулирует рост растений, ускоряет прорастание семян, в условиях резко пониженного радиационного фона по сравнению с природным сильно замедляется деление инфузории-парамеции.

Это явление было названо радиационным гормезисом и возникло предположение, что и на высших животных и человека малые дозы радиации могут действовать не губительно, а напротив — благоприятно.

Некоторые эксперименты это подтверждают — отмечена повышенная продолжительность жизни облучаемых грызунов по сравнению с контролем, усиление иммунитета. Эксперименты на людях противоречивы: результаты одних показывают наличие гормезиса, другие его отрицают.

Противоположная гипотеза — о том, что малые дозы, лишь немного превышающие естественный фон, сокращают продолжительность жизни, снижают иммунитет, вызывают сердечно-сосудистые и даже неврологические заболевания, вызывают замедление развития детей и ухудшение их здоровья.

У этой гипотезы есть свои сторонники, вышло некоторое количество статей, которые вроде бы ее подтверждают — но всегда на очень малых выборках, на которых статистика может сыграть очень дурную шутку. На крупных выборках, опять таки, не видно корреляции между природным радиационным фоном на местности и продолжительностью жизни. На этом мы закончим обсуждать вопросы действия радиации на организм и займемся защитой и безопасностью.

О допустимом уровне радиации

Источник: https://habr.com/post/444392/

Ионизирующее излучение, последствия для здоровья и защитные меры

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).

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 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.

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).

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.

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.

Источник: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/ionizing-radiation-health-effects-and-protective-measures

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector