Биологическое и ионизирующее действие радиации на организм. Влияние радиации на организмы

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 (H 2 O), 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:

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:

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.

План Введение Введение Понятие «Биологическое действие радиации» Понятие «Биологическое действие радиации» Прямое и косвенное действие излучения Прямое и косвенное действие излучения Воздействие излучения на отдельные органы и организм в целом Воздействие излучения на отдельные органы и организм в целом Мутации Мутации Действие больших доз излучений на биологические объекты Действие больших доз излучений на биологические объекты Два вида облучения организма: внешнее и внутреннее Два вида облучения организма: внешнее и внутреннее Как защититься от радиации? Как защититься от радиации? Крупнейшие радиационные аварии и катастрофы в мире Крупнейшие радиационные аварии и катастрофы в мире


Введение Фактор радиации присутствовал на нашей планете с момента ее образования. Однако, физическое действие радиации начало изучаться только в конце XIX столетия, а ее биологические эффекты на живые организмы в середине XX. Излучения относятся к тем физическим феноменам, которые не ощущаются нашими органами чувств, сотни специалистов, работая с радиацией, получили радиационные ожоги от больших доз облучения и умерли от злокачественных опухолей, вызванных переоблучением. Тем не менее, сегодня мировая наука знает 6 биологическом воздействии радиации больше, чем о действии любых других факторов физической и биологической природы в окружающей среде.


Понятие «Биологическое действие радиации» И зменения, вызываемые в жизнедеятельности и структуре живых организмов при воздействии коротковолновых электромагнитных волн (рентгеновского излучения и гамма-излучения) или потоков заряженных частиц, бета-излучения и нейтронов. D=E/m 1Гр=1Дж/1Кг D - поглощенная доза; E- поглощенная энергия; m-масса тела


При изучении действия радиации на живой организм были определены следующие особенности: Действие ионизирующих излучений на организм не ощутимо человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы ионизирующие излучения. Действие ионизирующих излучений на организм не ощутимо человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы ионизирующие излучения. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Излучение действует не только на данный живой организм, но и на его потомство это так называемый генетический эффект. Излучение действует не только на данный живой организм, но и на его потомство это так называемый генетический эффект. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0,002-0,005 Гр уже наступают изменения в крови. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0,002-0,005 Гр уже наступают изменения в крови. Не каждый организм в целом одинаково воспринимает облучение. Не каждый организм в целом одинаково воспринимает облучение. Облучение зависит от частоты. Облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное.


Прямое и косвенное действие излучения Радиоволны, световые волны, тепловая энергия солнца все это разновидности излучений. Действие излучения происходит на атомном или молекулярном уровне, независимо от того, подвергаемся ли мы внешнему облучению, или получаем радиоактивные вещества с пищей и водой, что нарушает баланс биологических процессов в организме и приводит к неблагоприятным последствиям. Энергию непосредственно передаваемую атомам и молекулам биотканей называют прямым действием радиации. Некоторые клетки из-за неравномерности распределения энергии излучения будут значительно повреждены. Кроме прямого облучения выделяют также косвенное или непрямое действие, связанное с радиолизом воды.


Прямое действие излучения Одним из прямых эффектов является канцерогенез или развитие онкологических заболеваний. Раковая опухоль возникает, когда соматическая клетка выходит из под контроля организма и начинает активно делиться. Попадая в клетки, излучение нарушают баланс кальция и кодирование генетической информации. Такие явления могут привести к сбоям в синтезе белков, что является жизненно важной функцией всего организма, т.к. неполноценные белки нарушают работу иммунной системы. Наш организм в противовес описанным выше процессам вырабатывает особые вещества, которые являются своего рода "чистильщиками".


Косвенное действие излучения Кроме прямого ионизирующего облучения выделяют также косвенное или непрямое действие, связанное с радиолизом воды. При радиолизе возникают свободные радикалы - определенные атомы или группы атомов, обладающие высокой химической активностью. Если число свободных радикалов мало, то организм имеет возможность их контролировать. Если же их становится слишком много, то нарушается работа защитных систем, жизнедеятельность отдельных функций организма. Повреждения, вызванные свободными радикалами, быстро увеличиваются по принципу цепной реакции.


Воздействие излучения на отдельные органы и организм в целом В структуре организма можно выделить два класса систем: управляющую (нервная, эндокринная, иммунная) и жизнеобеспечивающую (дыхательная, сердечно-сосудистая, пищеварительная). Взаимодействие радиации с организмом начинается с молекулярного уровня. Прямое воздействие ионизирующего излучения, поэтому является более специфичным. Повышение уровня окислителей характерно и для других воздействий. Радиочувствительность организма зависит от его возраста. Небольшие дозы при облучении детей могут замедлить или вовсе остановить у них рост костей. Чем меньше возраст ребенка, тем сильнее подавляется рост скелета.


Мутации Каждая клетка организма содержит молекулу ДНК, которая несет информацию для правильного воспроизведения новых клеток. ДНК это дезоксирибонуклеиновая кислота, состоящая из длинных, закругленных молекул в виде двойной спирали. Функция ее заключается в обеспечении синтеза большинства белковых молекул из которых состоят аминокислоты.


Радиация может либо убить клетку, либо исказить информацию в ДНК так, что со временем появятся дефектные клетки. Изменение генетического кода клетки называют мутацией. Мутация, возникающая в половой клетке, называется генетической мутацией и может передаваться последующим поколениям. Допустимые дозы облучения были установлены еще задолго до появления методов, позволяющих установить те печальные последствия, к которым они могут привести ничего не подозревающих людей и их потомков.


Действие больших доз излучений на биологические объекты Живой организм очень чувствителен к действию ионизирующей радиации. Чем выше на эволюционной лестнице стоит живой организм, тем он более радио чувствителен. "Выживаемость" клетки после облучения зависит одновременно от ряда причин: от объема генетического материала, активности энергообеспечивающих систем, соотношения ферментов, интенсивности образования свободных радикалов Н и ОН. Организм человека, как совершенная природная система, еще более чувствителен к радиации. Если человек перенес общее облучение дозой рад, то у него спустя несколько дней появятся признаки лучевой болезни в легкой форме. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимое поражение отдельных органов или всего организма.


Два вида облучения организма: внешнее и внутреннее Излучение может двумя способами оказывать воздействие на человека. Первый способ внешнее облучение от источника, расположенного вне организма, которое в основном зависит от радиационного фона местности на которой проживает человек или от других внешних факторов. Второй внутреннее облучение, обусловленное поступлением внутрь организма радиоактивного вещества, главным образом с продуктами питания. Внешнее и внутреннее облучения требуют различные меры предосторожности, которые должны быть приняты против опасного действия радиации.


Как защититься от радиации? Защита временем. чем меньше время пребывания вблизи источника радиации, тем меньше полученная от него доза облучения. Защита временем. чем меньше время пребывания вблизи источника радиации, тем меньше полученная от него доза облучения. Защита расстоянием заключается в том, что излучение уменьшается при удалении от компактного источника. То есть если на расстоянии 1 метра от источника радиации дозиметр показывает 1000 микрорентген в час, то на расстоянии 5 метров около 40 мкР/час, вот почему часто источники радиации так сложно обнаружить. На больших расстояниях они «не ловятся», надо чётко знать место, где искать. Защита расстоянием заключается в том, что излучение уменьшается при удалении от компактного источника. То есть если на расстоянии 1 метра от источника радиации дозиметр показывает 1000 микрорентген в час, то на расстоянии 5 метров около 40 мкР/час, вот почему часто источники радиации так сложно обнаружить. На больших расстояниях они «не ловятся», надо чётко знать место, где искать. Защита веществом. Необходимо стремиться к тому, чтобы между Вами и источником радиации было как можно больше вещества. Чем оно плотнее и чем его больше, тем значительнее часть радиации, которую оно может поглотить. Защита веществом. Необходимо стремиться к тому, чтобы между Вами и источником радиации было как можно больше вещества. Чем оно плотнее и чем его больше, тем значительнее часть радиации, которую оно может поглотить.


Крупнейшие радиационные аварии и катастрофы в мире В ночь с 25 на 26 апреля 1986 года на четвертом блоке Чернобыльской АЭС (Украина) произошла крупнейшая ядерная авария в мире, с частичным разрушением активной зоны реактора и выходом осколков деления за пределы зоны. По свидетельству специалистов, авария произошла из-за попытки проделать эксперимент по снятию дополнительной энергии во время работы основного атомного реактора.


В атмосферу было выброшено 190 тонн радиоактивных веществ. 8 из 140 тонн радиоактивного топлива реактора оказались в воздухе. Другие опасные вещества продолжали покидать реактор в результате пожара, длившегося почти две недели. Люди в Чернобыле подверглись облучению в 90 раз большему, чем при падении бомбы на Хиросиму. В результате аварии произошло радиоактивное заражение в радиусе 30 км. Загрязнена территория площадью 160 тысяч квадратных километров. Пострадали северная часть Украины, Беларусь и запад России. Радиационному загрязнению подверглись 19 российских регионов с территорией почти 60 тысяч квадратных километров и с населением 2,6 миллиона человек.


11 марта 2011 года в Японии произошло самое мощное за всю историю страны землетрясение. В результате на АЭС Онагава была разрушена турбина, возник пожар, который удалось быстро ликвидировать. На АЭС Фукусима-1 ситуация сложилась очень серьезная - в результате отключения системы охлаждения расплавилось ядерное топливо в реакторе блока 1, снаружи блока была зафиксирована утечка радиации, в 10- километровой зоне вокруг АЭС проведенаэвакуация.

Радиация может повреждать клетки. Защита организма справляется с этим, пока дозы облучения не превысят природный фон в сотни и тысячи раз. Более высокие дозы ведут к острой лучевой болезни и увеличивают на несколько процентов вероятность заболевания раком. Дозы в десятки тысяч раз выше фона смертельны. Таких доз в повседневной жизни не бывает.

Гибель и мутации клеток нашего тела - еще одно естественное явление, сопровождающее нашу жизнь. В организме, состоящем примерно из 60 триллионов клеток, клетки стареют и мутируют по естественным причинам. Ежедневно гибнет несколько миллионов клеток. Множество физических, химических и биологических агентов, включая природную радиацию, также «портят» клетки, но в обычных ситуациях организм легко справляется с этим.

По сравнению с другими повреждающими факторами ионизирующее излучение (радиация) изучено лучше всего. Как радиация действует на клетки? При делении атомных ядер высвобождается большая энергия, способная отрывать электроны от атомов окружающего вещества. Этот процесс называется ионизаций, а несущее энергию электромагнитное излучение - ионизирующим. Ионизированный атом меняет свои физические и химические свойства. Следовательно, изменяются свойства молекулы, в которую он входит. Чем выше уровень радиации, тем больше число актов ионизации, тем больше будет поврежденных клеток.

Для живых клеток наиболее опасны изменения в молекуле ДНК. Поврежденную ДНК клетка может «починить». В противном случае она погибнет или даст измененное (мутировавшее) потомство.

Погибшие клетки организм замещает новыми в течение дней или недель, а клетки-мутанты эффективно выбраковывает. Этим занимается иммунная система. Но иногда защитные системы дают сбой. Результатом в отдаленном времени может быть рак или генетические изменения у потомков, в зависимости от типа поврежденной клетки (обычная или половая клетка). Ни тот, ни другой исход не предопределен заранее, но оба имеют некоторую вероятность. Самопроизвольные случаи рака называют спонтанными. Если установлена ответственность того или иного агента за возникновение рака, говорят, что рак был индуцированным.

Если доза облучения превышает природный фон в сотни раз , это становится заметным для организма. Важно не то, что это радиация, а то, что защитным системам организма труднее справляться с возросшим числом повреждений. Из-за участившихся сбоев возникает дополнительные «радиационные» раки. Их количество может составлять несколько процентов от числа спонтанных раков.

Очень большие дозы, это - в тысячи раз выше фона. При таких дозах основные трудности организма связаны не с измененными клетками, а с быстрой гибелью важных для организма тканей. Организм не справляется с восстановлением нормального функционирования самых уязвимых органов, в первую очередь, красного костного мозга, который относится к системе кроветворения. Появляются признаки острого недомогания - острая лучевая болезнь. Если радиация не убьет сразу все клетки костного мозга, организм со временем восстановится. Выздоровление после лучевой болезни занимает не один месяц, но дальше человек живет нормальной жизнью.

Вылечившись после лучевой болезни, люди несколько чаще, чем их необлученные сверстники болеют раком. Насколько чаще? На несколько процентов.

Это следует из наблюдений за пациентами в разных странах мира, прошедшими курс радиотерапии и получившими достаточно большие дозы облучения, за сотрудниками первых ядерных предприятий, на которых еще не было надежных систем радиационной защиты, а также за пережившими атомную бомбардировку японцами, и чернобыльскими ликвидаторами. Среди перечисленных групп самые высокие дозы были у жителей Хиросимы и Нагасаки. За 60 лет наблюдений у 86,5 тысяч человек с дозами в 100 и более раз выше природного фона было на 420 случаев смертельного рака больше, чем в контрольной группе (увеличение примерно на 10 %). В отличие от симптомов острой лучевой болезни, которые проявляются через часы или дни, рак возникает не сразу, может быть, через 5, 10 или 20 лет. Для разных локализаций рака скрытый период разный. Быстрее всего, в первые пять лет, развивается лейкоз (рак крови). Именно это заболевание считается индикатором радиационного воздействия при дозах облучения в сотни и тысячи раз выше фона .

Почему рак возникает не сразу? Чтобы клетка с поврежденной ДНК стала раковой, с ней должна произойти целая цепь редких событий. После каждой новой трансформации ей снова нужно «проскочить» защитный барьер. Если иммунная защита эффективна, даже сильно облученный человек может не заболеть раком. А если заболеет, то будет вылечен.

Теоретически кроме рака могут быть и другие последствия облучения в высоких дозах.

Если радиация повредила молекулу ДНК в яйцеклетке или в сперматозоиде, есть риск, что повреждение будут передано по наследству. Этот риск может дать небольшую добавку к спонтанным наследственным нарушениям, Известно, что самопроизвольно возникающие генетические дефекты, начиная с дальтонизма и кончая синдромом Дауна, встречаются у 10 % новорожденных. Для человека радиационная добавка к спонтанным генетическим нарушениям очень мала. Даже у переживших бомбардировку японцев с высокими дозами облучения, вопреки ожиданиям ученых, выявить ее не удалось. Не было добавочных радиационно-индуцированных дефектов после аварии на комбинате «Маяк» в 1957 году, не выявлено и после Чернобыля.

Радиационные аварии в СССР и РФ с клинически значимыми последствиями: 1949-2005

Вид аварии
Количество
аварий 		Число пострадавших
Всего в т.ч. умерли
Радиоизотопные установки и их источники 92 170 16
Рентгеновские установки и ускорители 39 43 -
Реакторные инциденты и потеря контроля над критичностью 33 82 13
Случаи с местными лучевыми поражениями на ПО «Маяк» в 1949/56 гг. 168 168 -
Аварии на атомных подводных лодках 4 133 12
Другие инциденты 12 17 2
Чернобыльская авария 1 134 28
ИТОГО
176 747 71

Последствия облучения в зависимости от дозы

Люди, погибшие от облучения в Хиросиме и Нагасаки, а также в Чернобыле, получили дозы в десятки тысяч раз выше фона. При таких дозах организм уже не справляется с огромным числом погибших клеток, и человек умирает в течение дней или недель. В Хиросиме и Нагасаки в результате атомных бомбардировок погибли 210 тыс. человек. Это суммарное число потерь от действия ударной волны, разрушения зданий и сооружений, тепловых ожогов и радиации. При аварии на Чернобыльской АЭС в первые сутки около 300 сотрудников станции и пожарных получили очень высокие дозы. 28 спасти не удалось, но 272 человека врачи вылечили.

Радиоактивность это испускание ядрами некоторых элементов различных частиц, сопровождающееся переходом ядра в другое состояние и изменением его параметров. Явление радиоактивности было открыто французским ученым Анри Беккерелем в 1896 году для солей урана.

В 1899 году под руководством английского ученого Эрнста Резерфорда, был проведен опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения.

ТРИ составляющие радиационного излучения Бета – частицы представляют собой поток быстрых электронов, летящих со скоростями близкими к скорости света. Они проникают в воздух до 20 м. Альфа частицы – это потоки ядер атомов гелия. Скорость этих частиц 20000 км/с, что превышает скорость современного самолета (1000 км/ч) в 72000 раз. Альфа – лучи проникают в воздух до 10 см. Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц

Каждый тип излучения обладает своей проникающей способностью, то есть свободностью пройти сквозь вещество. Чем большей плотностью обладает вещество, тем хуже оно пропускает излучение.

Альфа излучение — обладает низкой проникающей способностью; — задерживается листом бумаги, одеждой, кожей человека; — попавшие альфа частицы внутрь организма, представляют большую опасность.

-излучение По своим свойствам -частицы обладают малой проникающей способностью и не представляют опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие -частицы, не попадут внутрь организма через рану, с пищей или вдыхаемым воздухом; тогда они становятся чрезвычайно опасными.

Бета излучение — имеет гораздо большую проникающую способность; — может проходить в воздухе расстояние до 5 метров, способно проникать в ткани организма; — слой алюминия толщиной в несколько миллиметров способно задержать бета-частицы.

-излучение — частицы могут проникать в ткани организма на глубину один – два сантиметра.

Гамма излучение — обладает ещё большой проникающей способностью; — задерживается толстым слоем свинца или бетона.

-излучение Большой проникающей способностью обладает -излучение, которое распространяется со скоростью света; его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

Основные понятия, термины и определения Радиация — это явление, происходящее в радиоактивных элементах, ядерных реакторах, при ядерных взрывах, сопровождающееся испусканием частиц и различными излучениями, в результате чего возникают вредные и опасные факторы, воздействующие на людей. Проникающая радиация следует понимать как поражающий фактор ионизирующих излучений, возникающих, например, при взрыве атомного реактора. Ионизирующее излучение — это любое излучение, вызывающее ионизацию среды, т. е. протекание электрических токов в этой среде, в том числе и в организме человека, что часто приводит к разрушению клеток, изменению состава крови, ожогам и другим тяжелым последствиям.

Источники внешнего облучения 1. Космические лучи (0, 3 м. Зв/год), дают чуть меньше половины всего внешнего облучения получаемого населением. 2. Нахождение человека, чем выше поднимается он над уровнем моря, тем сильнее становится облучение. 3. Земная радиация, исходит в основном от тех пород полезных ископаемых, которые содержат калий – 40, рубидий – 87, уран – 238, торий – 232.

Внутреннее облучение населения Попадание в организм с пищей, водой, воздухом. Радиоактивный газ радон — он невидимый, не имеющий ни вкуса, ни запаха газ, который в 7, 5 раз тяжелее воздуха. Глиноземы. Отходы промышленности, используемые в строительстве, например, кирпич из красной глины, доменный шлак, зольная При сжигании угля значительная часть его компонентов спекается в шлак, где концентрируются радиоактивные вещества.

При работе с любым источником радиации необходимо принимать меры по радиационной защиты всех людей, могущих попасть в зону действия излучения. Человек с помощью органов чувств не способен обнаружить любые дозы радиоактивного излучения. Для обнаружения ионизирующих излучений, измерения их энергии и других свойств, применяются до зиметры. Измерение радиоактивного излучения

Эквивалентная доза 1 Зв. = 1 Дж/кг Зиверт представляет собой единицу поглощенной дозы, умноженную на коэффициент, учитывающий неодинаковую радиоактивную опасность для организма разных видов ионизирующего излучения.

Эквивалентная доза излучения: Н=Д*К К — коэффициент качества Д – поглощенная доза излучений Поглощенная доза излучений: Д=Е/ m Е – энергия поглощенного тела m – масса тела

Доза излучения поглощение Е ионизирующего излучения к массе вещества В СИ поглощённую дозу излучения выражают в грэях Естественный фон радиации (космические лучи, радиоактивность окружающей среды и человеческого тела) составляет за год дозу излучения около 2*10 -3 Гр Доза излучения 3 -10 Гр, полученная за короткое время, смертельна

Воздействие ионизирующих излучений Любой вид ионизирующих излучений вызывает биологические изменения в организме. Однократное облучение вызывает биологические нарушения, которые зависят от суммарной поглощенной дозы. Так при дозе до 0, 25 Гр. видимых нарушений нет, но уже при 4 – 5 Гр. смертельные случаи составляют 50% от общего числа пострадавших, а при 6 Гр. и более — 100% пострадавших. Основной механизм действия связан с процессами ионизации атомов и молекул живой материи, в частности молекул воды, содержащихся в клетках. Степень воздействия ионизирующих излучений на живой организм зависит от мощности дозы облучения, продолжительности этого воздействия и вида излучения и радионуклида, попавшего внутрь организма.

Механизм действия излучения: происходит ионизация атомов и молекул, что приводит к изменению химической активности клеток. Биологическое действие радиоактивных излучений

В силу того, что при радиоактивном облучении биологическая поражаемость органов тела человека или отдельных систем организма неодинакова, их делят на группы: I (наиболее уязвимая) - все тело, гонады и красный костный мозг (кроветворная система); II - хрусталик глаза, щитовидная железа (эндокринная система), печень, почки, легкие, мышцы, жировая ткань, селезенка, желудочно-кишечный тракт, а также другие органы, которые не вошли в I и III группы; III - кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, стопы и голени.

Чувствительность отдельных органов к радиоактивному излучению Ткани Эквивалентная доза % Костная ткань 0, 03 Щитовидная железа 0, 03 Красный костный мозг 0, 12 Легкие 0, 12 Молочная железа 0, 15 Яичники, семенники 0, 25 Другие ткани 0, 3 Организм в целом

Радиоактивные излучения оказывают сильное биологическое действие на ткани живого организма, заключающееся в ионизации атомов и молекул среды. Биологическое действие радиоактивных излучений

Живая клетка — сложный механизм, не способный продолжать нормальную деятельность даже при малых повреждениях отдельных его участков. Даже слабые излучения могут нанести клеткам существенные повреждения и вызвать опасные заболевания (лучевая болезнь). При большой интенсивности излучения живые организмы погибают. Опасность излучения заключается в том, что они не вызывают никаких болевых ощущений даже при смертельных дозах. Биологическое действие радиоактивных излучений

Биологическое действие радиоактивных излучений Изменения клетки: — Разрушение хромосом — Нарушение способности к делению — Изменение проницаемости клеточных мембран — Разбухание ядер клето к

Облучение может оказывать и определённую пользу Быстроразмножающиеся клетки в раковых опухолях более чувствительны к облучению. На этом основано подавление раковой опухали γ -лучами радиоактивных препаратов, которые для этой цели более эффективны, чем рентгеновские лучи

Наиболее чувствительные к излучению ядра клеток: 1. Клетки костного мозга (нарушается процесс образования крови) 2. Поражение клеток пищеварительного тракта и др. органы. Биологическое действие радиоактивных излучений

Генетические последствия радиации — проявляются в виде генных мутаций, а также изменения числа или структуры хромосом. Доза в 1 Гр, полученная при низком радиационном фоне особями мужского пола (для женщин оценки менее определенны), вызывает появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к серьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных перестроек (аберраций) на каждый миллион живых новорожденных.

Радиоактивные отходы РАО Отходы, содержащие радиоактивные изотопы химических элементов и не имеющие практической ценности. Это ядерные материалы и радиоактивные вещества, дальнейшее использование которых не предусматривается.

Классификация радиоактивных отходов По агрегатному состоянию: Жидкие Твёрдые Газообразные По составу излучения: α – излучение β — излучение γ — излучение нейтронное излучение По времени жизни: короткоживущие (менее 1 года) среднеживущие (от года до 100 лет) долгоживущие (более 100 лет) По активности: Низкоактивные Среднеактивные Высокоактивные

Авария на Чернобыльской АЭС показала огромную опасность радиоактивных излучений. Все люди должны иметь представление об этой опасности и мерах защиты от неё. 26 апреля 1986 г.

Методы и средства защиты от ионизирующих излучений увеличение расстояния между оператором и источником; сокращение продолжительности работы в поле излучения; экранирование источника излучения; дистанционное управление; использование манипуляторов и роботов; полная автоматизация технологического процесса; использование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаком радиационной опасности; постоянный контроль за уровнем излучения и за дозами облучения персонала.

Самый простой метод защиты – это удаление персонала от источника излучения на достаточно большое расстояние. Поэтому все объёмы с радиоактивными препаратами не следует брать руками. Нужно пользоваться специальными щипцами с длинной ручкой. Если удаление от источника излучения на достаточно большое расстояние не возможно. Используют для защиты от излучения преграды из поглощающих материалов.

Возможно внешнее и внутреннее облучение организма. Внешнее облучение характеризуется воздействием на субъект ионизирующего излучения, приходящего извне. Внутреннее облучение – это облучение организма, отдельных его органов и тканей ионизирующим излучением от попавших внутрь организма радиоактивных веществ.

Биологическая опасность внешнего облучения определяется видом и энергией излучения, активностью источника излучения (т.е. числом частиц или гамма-квантов, образуемых в единицу времени), расстоянием от источника, продолжительностью облучения. Наиболее опасны при внешнем облучении гамма- и нейтронное излучения.

Бесконечно малые размеры гамма-квантов по сравнению с размерами электронов и ядер атомов позволяют им почти беспрепятственно проходить сквозь достаточно плотные барьеры, теряя на своем пути незначительное количество энергии. Проникающая способность нейтронов обусловлена их нейтральностью.

Внутреннее облучение определяется радиоактивными веществами, проникающими внутрь организма человека с воздухом, продуктами питания, водой, через кожные покровы. Наибольшее количество – при вдыхании. Из отделов органов дыхания радиоактивные вещества попадают в кровь, лимфу, желудочно-кишечный тракт. Кровь переносит радиоактивные вещества по всему организму, где они и оседают в различных органах и тканях: костях, печени, селезенке, щитовидной железе и др.

Радиоактивные газы, поступающие в организм при дыхании, в значительном количестве выносятся из него при выдохе. Так, например, 95% вдыхаемого человеком радона, выносится при выдохе. Растворимые химические соединения (радиоактивные) всасываются быстрее, чем нерастворимые. Элементы, образующие стойкие комплексы с белком (например, свинец), удаляются еще медленнее. Доля поступающих радиоактивных веществ через кожу невелика. Однако для радиоактивных газов кожа является проникающей мембраной. Известно, что попавшие в организм радионуклиды выводятся из него либо за счет радиоактивного распада, либо в результате биологических процессов выведения.

При внутреннем облучении прежде всего происходит поражение наиболее радиочувствительных органов, в которых концентрируются радионуклиды. В костной ткани концентрируется стронций-90, нарушая функцию кроветворения костного мозга, в щитовидной железе – йод-131, вызывая ее воспаление или даже прекращение функционирования, в мышечной ткани равномерно распределяется цезий-137. Именно эти радионуклиды, представляющие наибольшую опасность для человеческого организма, определили радиологическую обстановку после чернобыльской аварии.

В результате аварии на РОО возможны следующие виды радиоактивного воздействия на население:


Внешнее облучение при прохождении радиоактивного облака;

Внутреннее облучение при вдыхании радиоактивных аэрозолей продуктов деления;

Контактное облучение вследствие радиоактивного загрязнения кожных покровов и одежды;

Внешнее облучение, обусловленное радиоактивным загрязнением поверхности земли, зданий, сооружений и т.д.;

Внутреннее облучение в результате потребления загрязненных продуктов питания и воды.

При изучении действия на организм были определены следующие особенности:

Наличие скрытого периода проявления действия ионизирующего излучения, продолжительность которого сокращается при облучении в больших дозах;

Излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство;

Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению;

Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.

Итак, действие радиации на живой организм – это комплекс многих взаимосвязанных физических, физико-химических и биологических процессов разной интенсивности и продолжительности.

Биологическое воздействие радиации на живой организм начинается на клеточном уровне. Клетки состоят из цитоплазмы и ядра. Основным структурным элементом ядра являются хромосомы, состоящие из молекул ДНК, которые, в свою очередь, состоят из отдельных участков – генов, несущих в себе наследственную информацию.

Ионизирующее излучение вызывает поломку хромосом. Это приводит к изменению генного аппарата. Если поломка происходит в половых клетках, то это ведет к мутациям (т.е. к появлению особей потомства с другими признаками). При действии ионизирующего излучения возникают вредные мутации в виде различных врожденных пороков.

Помимо генетических эффектов наблюдаются так называемые соматические эффекты (телесные). Ксоматическим эффектам относят локальные повреждения кожи (лучевой ожог), катаракту глаз (потемнение хрусталика), повреждение половых органов и др.

В отличие от соматических, генетические эффекты действия радиации обнаружить трудно, так как они действуют на малое число клеток и имеют длительный скрытый период, измеряемый десятками лет после облучения.

В качестве эффективных средств снижения разрушающего действия радиации на организм человека стали широко использовать введение в организм химических веществ, позволяющих защитить его от ионизирующих излучений. Защиту организма с помощью химических веществ осуществляют:

1) введением в среду химических соединений, которые будут препятствовать образованию радикалов воды и продуктов химического преобразования молекул воды;

2) введением химических соединений, способных интенсивно поглощать излучение воды;

3) введением в организм веществ - тушителей, обусловливающих переход энергии возбужденных молекул в тепловую энергию и способствующих таким образом повышению радиоустойчивости организма. Эти вещества называют протекторами. К ним относятся, например, серосодержащие аминокислоты. Использование протекторов не исключает других способов, таких как биологическая защита, повышение общей радиоустойчивости организма с помощью некоторых витаминов.

Химические протекторы излучения достаточно хорошо зарекомендовали себя в практике. Однако необходимо понимать, что защита организма от действия излучений будет эффективной, когда она представляет собой комплекс технических, организационных и санитарно-гигиенических мероприятий.