Действие ионизирующей радиации на здоровье человека

Одним из наиболее ярких проявлений научно-технического прогресса является практическое использование источников ионизирующей радиации в различных сферах жизни и деятельности человека. Ионизирующие излучения находят широкое применение в медицине, научных исследованиях, ядерной энергетике, химической промышленности и др.

Соблюдение техники безопасности при ионизирующей радиации

Многолетний опыт эксплуатации объектов, использующих источники ионизирующего излучения, показал, что при строгом соблюдении организационных, технологических и санитарных требований такие объекты безопасны для здоровья персонала и населения. Однако при нарушении соответствующих правил техники безопасности не исключена возможность аварийных и иных ситуаций, приводящих к радиоактивному загрязнению окружающей среды, дополнительному облучению человека. Поэтому необходима широкая осведомленность населения и медицинских работников об ионизирующей радиации как факторе среды обитания.

Отсутствие такой осведомленности приводит к неправильной реакции на реально возникающие ситуации: недооценке опасности возможного облучения одной частью населения и неоправданному преувеличению ее у другой.

Ионизирующее излучение. Коротко о главном.

Излучение

Ионизирующим называют излучение, взаимодействие которого с облучаемой средой приводит к образованию в ней электрически заряженных частиц — ионов, несущих положительный и отрицательный заряды. Наиболее серьезными источниками ионизирующей радиации являются радиоактивные вещества, а также рентгеновские установки. Распад атомных ядер радиоактивных изотопов некоторых химических элементов сопровождается ионизирующими излучениями, основными видами которых являются альфа-, бета- и гамма-лучи.

Два вида излучения: корпускулярное и электромагнитное

Ионизирующую радиацию разделяют обычно на корпускулярную и электромагнитную. Корпускулярная радиация связана главным образом с явлением радиоактивности и представляет собой прямолинейно движущиеся частицы материи: альфа- и бета-частицы, протоны, нейтроны и др. К электромагнитным относится в основном рентгеновское и гамма-излучение.

Проникающая способность

Наиболее важные факторы радиобиологической опасности ионизирующих излучений — это их проникающая способность и линейная плотность ионизации, которые в свою очередь зависят от вида излучения и его энергии.

Альфа-излучение представляет собой движение относительно тяжелых частиц (ядер гелия), несущих на себе положительный заряд. Проникающая способность их незначительна. В воздухе они пролетают всего несколько сантиметров, в биологические ткани проникают на глубину нескольких сотых миллиметра. Поэтому при внешнем облучении защита от них не представляет трудностей. Однако альфа-излучение производит чрезвычайно высокую ионизацию на пути своего пробега, возникает большая плотность ионизации. А попадание альфа-активных радиоизотопов в организм (через дыхательные пути, пищеварительный тракт, парентерально) очень опасно.

Бета-излучение — это поток электронов (иногда позитронов). Проникающая способность его значительно больше, чем у альфа-излучений. В воздухе их проникающая способность достигает нескольких метров, в биологические ткани они проникают на глубину до 1 см. Однако ионизирующая способность их в тысячи раз ниже, чем у альфа-частиц. Поэтому бета-излучатели при внешнем облучении гораздо более опасны по сравнению с альфа-излучателями, а при внутреннем — менее.

Самое опасное излучение для человека- это гамма-лучи

Проникающая способность гамма-лучей

Особую опасность при внешнем облучении представляют гамма-лучи, которые являются потоком квантов электромагнитной энергии. Проникающая способность их чрезвычайно велика. Поэтому защита от внешнего облучения гамма-лучами более сложна. Внутреннее же облучение (при попадании гамма-излучателей внутрь организма) менее опасно по сравнению с другими видами лучевого воздействия в связи с небольшой плотностью ионизации.

Рентгеновское излучение по ионизирующей и проникающей способности имеет некоторое сходство с гамма-излучением низких энергий (мягким).

Единицы измерения радиации

Для характеристики источников ионизирующей радиации важно иметь представление об основных дозиметрических единицах. Количественной мерой радиоактивного вещества является его активность, которая измеряется числом ядерных превращений (распадов) в единицу времени. В международной системе за единицу радиоактивности принято одно ядерное превращение в секунду — беккерель (Бк). Внесистемная единица активности — кюри (Ки). 1 Ки соответствует такое количество изотопа, в котором за одну секунду происходит 3,7 *1010 ядерных превращений. Поскольку кюри обозначает весьма большую активность, чаще используют дробные величины — милли- и микрокюри, т.е. соответственно тысячные или миллионные доли кюри.

Промежуток времени, в течение которого распадается половина всех атомов данного радиоактивного изотопа, называется периодом полураспада (Т). За время следующего Т распадается половина оставшихся активными ядер изотопа, затем еще половина и т. д. В зависимости от длительности Т различают короткоживующие радиоизотопы, Т которых измеряется минутами, часами, днями, неделями, и долгоживующие, Т которых измеряется годами. К примеру, к короткоживущим относят обычно радон-222, йод-131, фосфор-32, имеющие Т соответственно 3.8, 8.1, 14.3 суток, к долгоживущим — уран-238, калий-40, стронций-90, цезий-137, Т которых соответственно составляет 4,5 *109, 1,3*109, 28 и 30 лет.

Для оценки эффекта действия ионизирующей радиации используют ряд системных и внесистемных дозиметрических единиц (табл. 1).

Основные дозиметрические единицы. Действие ионизирующей радиации

Одна и та же физическая доза облучения разными видами радиации может вызвать неодинаковый биологический эффект, поскольку они создают различную линейную плотность ионизации. С учетом этих различий для характеристики биологического эффекта используют обычно эквивалентную дозу, единицей измерения которой в системе СИ является зиверт (Зв), внесистемной — бэр (биологический эквивалент рада). Эквивалентная доза является основной дозиметрической величиной для оценки возможного ущерба здоровью человека от хронического воздействия ионизирующего излучения.

Биологическая активность при излучении

В качестве стандартного в радиобиологии принято рентгеновское излучение с энергией 180—250 кэВ. Считают, что его биологическая эффективность равна 1. Такой же эффективностью обладают бета-излучения. Относительная биологическая эффективность протонов и нейтронов (с энергией 0,1 —10 МэВ) равна 10, альфа-частиц (с энергией до 10 МэВ) — 20. Приведенные величины относительной биологической эффективности называют коэффициентами качества, которые используются для сопоставления поглощенных и эквивалентных доз. Эквивалентная доза равна произведению поглощенной дозы на коэффициент качества.

Ионизирующие излучения обладают высокой биологической активностью. Радиочувствительность различных биологических видов варьирует в весьма широких пределах, однако доза облучения порядка 1000 рад (10 Гр) и более абсолютно смертельна для всех млекопитающих.

Последствия радиации для человека

Основными неблагоприятными последствиями воздействия ионизирующей радиации на организм человека являются соматические нарушения (острая и хроническая лучевая болезнь, местные поражения), соматостохастические (злокачественные новообразования, нарушения кроветворения, развития плода, сокращение продолжительности жизни), генетические (генные мутации, хромосомные аберрации).

Однократно полученная доза облучения до 25 рад (0,25 Гр) обычно не вызывает заметных изменений в общем статусе организма и крови человека. При дозе от 25 до 50 рад могут произойти отдельные отклонения в соотношении форменных элементов крови, до 100 рад — нередко выраженные изменения в картине крови, некоторые функциональные нарушения со стороны нервной системы. Пороговой дозой для возникновения острого лучевого поражения принято считать одноразовое облучение дозой 100 рад. При длительном повторяющемся облучении дозами, не вызывающими острых повреждений, но превышающими допустимые, возможно развитие хронической лучевой болезни. Общая суммарная доза при этом обычно превышает 150 рад.

Под влиянием ионизирующего излучения в облучаемых биологических средах происходят сложные физико-химические реакции, в ходе которых образуются так называемые свободные радикалы — химические соединения, обладающие высокой биологической активностью. Снижается также содержание важных для нормального течения обменных процессов сульфгидрильных групп, метионина, нарушается окислительное фосфорилирование, образуются токсические вещества — радиоактивные токсины.

Острая лучевая болезнь-самая опасная форма радиоактивного поражения

Наиболее опасной для жизни формой лучевого поражения, возникающего при кратковременном общем облучении, является острая лучевая болезнь. При прочих равных условиях между величиной поглощенной дозы облучения и степенью тяжести заболевания существует прямая зависимость. При дозе 100—200 рад развивается легкая степень лучевой болезни, при 200—400 рад — средняя, при 400—600 — тяжелая, при дозах более 600 рад — крайне тяжелая. Своевременное специальное лечение позволяет сохранить жизнь пострадавшим даже при весьма высоких уровнях облучения, не превышающих, однако, 1000 рад.

Преимущественно облучение отдельных участков тела (органов) может привести к различным локальным поражениям. Так, при однократном облучении глаза дозой выше 200 рад возможно развитие лучевой катаракты. При дробном облучении в течение нескольких недель или месяцев это заболевание развивается по достижении суммарной дозы 400—450 рад. К числу местных лучевых поражений относятся и лучевые ожоги, дерматиты. Степень выраженности таких поражений различна: от незначительного раздражения, сухости, шелушения до тяжелых атрофических и некротических изменений.

Формирование и проявление хронической лучевой болезни происходят обычно в течение 1—3 лет после начала лучевого воздействия. Клиническая картина ее характеризуется полиморфностью и многообразием проявлений, зависящих от величины полученной дозы радиации, особенностей облучения (общее, местное, внешнее, внутреннее и т. д.). Так же как и при острой лучевой болезни, при хронической различают разные степени тяжести заболевания.

Последствия лучевой болезни

Отдаленные последствия лучевого поражения могут проявиться через длительное время после облучения (через 10—20 лет). К этим последствиям относятся, в частности, злокачественные новообразования и заболевания крови, сокращение продолжительности жизни, генетические изменения и др.

Проблема возникновения таких последствий представляет большой интерес и в связи с аварийными ситуациями, когда часть населения в результате внешнего облучения и поступления внутрь организма радиоактивных веществ получает дозы, не достаточные для развития острой или хронической лучевой болезни, но значительно превышающие уровни естественного радиоактивного фона (суточная поглощенная доза может составлять при этом 0,01—0,5 мрад). Оценка и прогноз отдаленных последствий облучения весьма сложны, поскольку они в значительной степени зависят от общей суммарной дозы облучения, распределения ее во времени, индивидуальных особенностей организма (его восстановительных и адаптационных способностей) и некоторых других факторов.

На основании соответствующих исследований и математических расчетов установлено, что при дозах облучения меньше 1 — 2 бэр в год вклад, вносимый этими воздействиями в распространенность патологий среди населения, сопоставим с последствиями влияния на здоровье человека многих других факторов внешней среды (химические вещества, шум, другие воздействия физической природы). Это оправдывает концепцию разумного риска для использования источников ионизирующей радиации в народном хозяйстве при условии строгого соблюдения техники безопасности и надежности мер защиты.

Таким образом, становится очевидным, что радиационная опасность для человека возникает в основном при нарушении правил работы с источниками ионизирующей радиации и наличии недостаточных мер защиты, а также в аварийных ситуациях.

Профилактика лучевых поражений

Система мер по профилактике лучевых поражений весьма обширна и сложна. Исходным фактором в ней является нормирование основных дозовых пределов и допустимых уровней облучения. Согласно НРБ — 76/87, при определении дозовых пределов учитываются группы критических органов и категории облучаемых людей. Установлены 3 группы критических органов. К 1-й группе (наибольшая радиочувствительность) относятся все тело, гонады, красный костный мозг, ко 2-й — мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталики глаз и другие органы, за исключением тех, которые относятся к 1-й и 3-й группам, к 3-й — кожные покровы, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы.

Облучаемые лица разделяются на категории: А — персонал, непосредственно занятый работой, связанной с опасностью облучения ионизирующей радиацией; Б — ограниченная часть населения, не связанная непосредственно с источниками ионизирующей радиации, но подвергающаяся возможности дополнительного облучения от них; В — все население области, края, республики, страны.

Облучение лиц категории А ограничивается предельно допустимыми дозами за календарный год — ПДД, а лиц категории Б — пределом дозы за календарный год — ПД (табл. 2).

В соответствии с дозовыми пределами устанавливаются следующие допустимые уровни: предельно допустимое годовое поступление радиоактивных веществ через органы дыхания (для категории А) и предел годового поступления их через органы дыхания и пищеварения (для категории Б); допустимая мощность дозы излучения (в мбэр/ч); допустимая объемная активность (концентрация) радиоактивных веществ в воздухе рабочей зоны (для категории А), в атмосферном воздухе и в воде (для категории Б); допустимое загрязнение кожных покровов, одежды, поверхностей и некоторые другие уровни.

В НРБ — 76/87 приведены числовые значения допустимых уровней, большинство из которых представлено для каждого радиоактивного изотопа в отдельности.

Как видно из табл. 1, при общем облучении всего тела лица, работающие с источниками ионизирующей радиации (категория А), не должны получать дозу облучения выше 5 бэр в год, а находящиеся вблизи объектов, использующих эти источники (категория Б),— не выше 0,5 бэр в год. Числовые значения основных дозовых пределов и допустимых уровней для всего населения (категория В) в настоящее время не устанавливаются.

Считается, что облучение населения ионизирующей радиацией должно быть минимальным. Ограничение осуществляется контролем за радиоактивностью объектов окружающей среды (воды, воздуха, пищевых продуктов и т. п.), регламентацией технологических процессов, которые могут привести к загрязнению их радиоактивными веществами, доз медицинского облучения, повышенного фона, обусловленного строительными материалами, химическими удобрениями и т. п.

Во всех случаях необходимо принимать все меры по ограничению дозы, получаемой отдельными лицами (при необходимости облучения их), а также ограничению числа лиц, подвергающихся облучению. В частности, необходимо по возможности ограничивать облучение при медицинских рентгенорадиологических исследованиях населения, особенно беременных женщин, детей и подростков.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский сайт для врачей и не только
Комментариев: 2
  1. Татьяна

    Я получила полную информацию по данной теме. Очень доходчиво и понятно.

    1. tankvampir (автор)

      Спасибо!

Добавить комментарий

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