Биологическое действие радиационного излучения
Под влиянием ионизации излучения атомы и молекулы живых клеток ионизируются, в результате чего происходят сложные физико-химические процессы, которые влияют на характер дальнейшей жизнедеятельности человека.
Согласно одним взглядам, ионизация атомов и молекул, возникает под действием излучения, ведет к разрыву связей в белковых молекулах, что приводит к гибели клеток и поражения всего организма. Согласно другим представлениям, в формировании биологических последствий ионизирующих излучений играют роль продукты радиолиза воды, которая, как известно, составляет до 70% массы организма человека. При ионизации воды образуются свободные радикалы Н + и ОН, а в присутствии кислорода — пероксидные соединения, которые являются сильными окислителями. Последние вступают в химическое взаимодействие с молекулами белков и ферментов, разрушая их, в результате чего образуются соединения, не свойственные живому организму. Это приводит к нарушению обменных процессов, угнетения ферментных и отдельных функциональных систем, то есть нарушение жизнедеятельности всего организма.
Влияние радиоактивного излучения на организм человека можно представить в очень упрощенном виде следующим образом. Предположим, что в организме человека происходит нормальный процесс пищеварения, пища, поступающая разлагается на более простые соединения, которые затем поступают через мембрану внутрь каждой клетки и будут использованы как строительный материал для воспроизводства себе подобных, для возмещения энергетических затрат на транспортировку веществ и их переработку. Во время попадания излучения на мембрану сразу же нарушаются молекулярные связи, атомы превращаются в ионы. Сквозь разрушенную мембрану в клетку начинают поступать посторонние (токсичные) вещества, работа ее нарушается. Если доза излучения небольшая, происходит рекомбинация электронов, то есть возвращение их на свои места. Молекулярные связи восстанавливаются, и клетка продолжает выполнять свои функции. Если же доза облучения высокая или очень много раз повторяется, то электроны не успевают рекомбинировать; молекулярные связи не восстанавливаются; выходит из строя большое количество клеток; работа органов расстраивается; нормальная жизнедеятельность организма становится невозможной.
Специфичность действия ионизирующего излучения состоит в том, что интенсивность химических реакций, индуцированных свободными радикалами, повышается, и в них вовлекаются многие сотни и тысячи молекул, не затронутых облучением. Таким образом, эффект действия ионизирующего излучения обусловлен не количеством поглощенной объектом облучается, энергии, а формой, в которой эта энергия передается. Никакой другой вид энергии (тепловая, электрическая и др.), Поглощаемой биологическим объектом в том же количестве, не приводит к таким изменениям, которые влечет ионизирующее излучение.
Также необходимо отметить некоторые особенности действия ионизирующего излучения на организм человека:
- Органы чувств не реагируют на излучение;
- Малые дозы излучения могут суммироваться и накапливаться в организме (кумулятивный эффект);
- Излучение действует не только на данный живой организм, но и на его наследников (генетический эффект).
Различные организмы имеют разную чувствительность к излучению.
- Сильнейшего влияния испытывают клетки красного костного мозга, щитовидная железа, легкие, внутренние органы, то есть органы, клетки которых имеют высокий уровень деления. При одной и той же дозе излучения у детей поражается больше клеток, чем у взрослых, поэтому у детей все клетки находятся в стадии деления.
Опасность разных радиоактивных элементов для человека определяется способностью организма их поглощать и накапливать.
Радиоактивные изотопы поступают внутрь организма с пылью, воздухом, едой или водой и ведут себя по-разному: - Некоторые изотопы распределяются равномерно в организме человека (тритий, углерод, железо, полоний),
- Некоторые накапливаются в костях (радий, фосфор, стронций),
- Другие остаются в мышцах (калий, рубидий, цезий), накапливаются в щитовидной железе (йод), в печени, почках, селезенке (рутений, полоний, ниобий) и др.
Эффекты, вызванные действием ионизирующих излучений (радиации), систематизируются по видам повреждений и времени проявления. По видам повреждений их разделяют на три группы: соматические, соматико-стохатичные (случайные, вероятные), генетические. По времени проявления выделяют две группы — ранние (или острые) и поздние. Ранние поражения бывают только соматические. Это приводит к смерти или лучевой болезни. Поставщиком таких частиц являются в основном изотопы, имеют короткую продолжительность жизни, y — излучения, поток нейтронов.
Острая форма возникает в результате облучения большими дозами за короткий промежуток времени. При дозах порядка тысяч советов поражения организма может быть мгновенным. Хроническая форма развивается в результате длительного облучения дозами, превышающими лимиты дозы (ЛД). Более отдаленными последствиями лучевого поражения могут быть лучевые катаракты, злокачественные опухоли и др.
Диск полнотелой луны
Диск полнотелой луны…
Стынет над черной землей.
Эхо глухой тишины
В росах застыло слезой.
«Рыжего» леса вершины
Скрыты сыпучим песком.
Боль рукотворной пустыни
В сердце осела людском.
Страшную явь миража
Прячет туманная мгла.
Черного горя межа
В душах людских пролегла…
Село
Святые смотрят в даль с иконы
В подслеповатое окно.
Огромный сад под крышу дома,
А в доме нету никого.
Плодов неубранная тяжесть
Склоняет яблони к земле.
Такое б раньше было в радость,
А нынче аж не по себе.
Не встретит лаем собачонка,
Лениво кот не проурчит.
И поутру задорно, звонко.
Петух зарю не прокричит.
Куда не глянь — все в запустеньи,
Как будто здесь прошла война.
Ни ветерка, ни дуновенья,
И режет уши тишина.
Радиационная безопасность
Вопросы защиты человека от негативного влияния ионизирующего излучения появились почти одновременно с открытием рентгеновского излучения и радиоактивного распада. Это обусловлено следующими факторами: во-первых, чрезвычайно быстрым развитием применения открытых излучений в науке и на практике, и, во-вторых, выявлением негативного влияния излучения на организм.
Мероприятия радиационной безопасности используются на предприятиях и, как правило, нуждаются в проведении целого комплекса разнообразных защитных мероприятий, зависящих от конкретных условий работы с источниками ионизирующих излучений и, прежде всего, от типа источника излучения.
Закрытыми называются любые источники ионизирующего излучения, устройство которых исключает проникновение радиоактивных веществ в окружающую среду при предусмотренных условиях их эксплуатации и износа.
Это — гамма-установки различного назначения; нейтронные, бета- и гамма-излучатели; рентгеновские аппараты и ускорители заряженных частиц. При работе с закрытыми источниками ионизирующего излучения персонал может подвергаться только внешнего облучения.
Защитные меры, позволяющие обеспечить условия радиационной безопасности при применении закрытых источников, основаны на знании законов распространения ионизирующих излучений и характера их взаимодействия с веществом.
Главные из них:
> Доза внешнего облучения пропорциональна интенсивности излучения и времени воздействия;
> Интенсивность излучения от точечного источника пропорциональна количеству квантов или частиц, возникающих в нем за единицу времени, и обратно пропорциональна квадрату расстояния;
> Интенсивность излучения может быть уменьшена с помощью экранов.
Из этих закономерностей вытекают основные принципы обеспечения радиационной безопасности:
1) уменьшение мощности источников до минимальных размеров ( «защита количеством»);
2) сокращение времени работы с источником ( «защита временем»);
3) увеличение расстояния от источников к людям ( «защита расстоянием»);
4) экранирование источников излучения материалами, поглощающими ионизирующее излучение ( «защита экраном»).
Лучшими для защиты от рентгеновского и гамма-излучения является свинец и уран. Однако, учитывая высокую стоимость свинца и урана, могут применяться экраны из более легких материалов — просвинцованного стекла, железа, бетона, железобетона и даже воды. В этом случае, естественно, эквивалентная толща экрана значительно увеличивается.
Для защиты от бета-потоков целесообразно применять экраны, которые вы-изготовленных из материалов с малым атомным числом. В этом случае выход тормозного излучения небольшой. Обычно в качестве экрана для защиты от бета-излучений используют органическое стекло, пластмассу, алюминий.
Открытыми называются такие источники ионизирующего излучения, при использовании которых возможно попадание радиоактивных веществ в окружающую среду.
При этом может происходить не только внешнее, но и дополнительное внутреннее облучение персонала. Это может произойти при поступлении радиоактивных изотопов в окружающую рабочую среду в виде газов, аэрозолей, а также твердых и жидких радиоактивных отходов: Источниками аэрозолей могут быть не только выполняемые производственные операции, но и загрязненные радиоактивными веществами рабочие поверхности, спецодежда и обувь.
Основные принципы защиты:
> Использование принципов защиты, применяемые при работе с источниками излучения в закрытом виде;
> Герметизация производственного оборудования с целью изоляции процессов, которые могут стать источниками поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду;
> Мероприятия планировочного характера;
> Применение санитарно-технических средств и оборудования, использование специальных защитных материалов;
> Использование средств индивидуальной защиты и санитарной обработки персонала;
> Соблюдение правил личной гигиены;
> Очистки от радиоактивных загрязнений поверхностей строительных конструкций, аппаратуры и средств индивидуальной защиты;
> Использование радиопротекторов (биологическая защита).
Участникам ликвидации аварии
В тот апрель, много весен назад,
Про Чернобыль мы мало что знали.
Что весь мир был у адовых врат
Строк правдивых тогда не писали.
Но мы знали: чернобыльский след
Проходил через души и сердце.
И на нас, в том сомнения нет,
Лишь планета могла опереться.
Атом взял с нас расчеты сполна,
Быть в гостях обещался на тризне
И была за безбожье цена
Высочайшей – здоровье и жизни!
Верю – будут святые слова
Об усопших и о живущих.
Будет правдою память жива
О днях прошлых во днях грядущих.