Учените, изучаващи въздействието на радиацията върху живите организми, са сериозно загрижени за широкото й разпространение. Както каза един от изследователите, съвременното човечество плува в океан от радиация. Невидимите за окото радиоактивни частици се намират в почвата и въздуха, водата и храната, детските играчки, бижутата за тялото, строителните материали и антиките. Най-безобидният на пръв поглед предмет може да се окаже опасен за здравето.
Нашето тяло също може да се нарече радиоактивно в малка степен. Тъканите му винаги съдържат нужните му химични елементи - калий, рубидий и техните изотопи. Трудно е за вярване, но всяка секунда в нас се случват хиляди радиоактивни разпадания!
Каква е същността на радиацията?
Атомното ядро се състои от протони и неутрони. Подреждането им за някои елементи може, казано по-просто, да не е напълно успешно, поради което те стават нестабилни. Такива ядра имат излишна енергия, от която се опитват да се отърват. Можете да направите това по следните начини:
- Изхвърлят се малки "парчета" от два протона и два неутрона (алфа разпад).
- В ядрото протонът се превръща в неутрон и обратно. В този случай се излъчват бета частици, които са електрони или техни двойници с обратен знак - антиелектрони.
- Излишната енергия се освобождава от ядрото под формата на електромагнитна вълна (гама разпад).
В допълнение, ядрото може да излъчва протони, неутрони и напълно да се разпадне на парчета. Така, независимо от вида и произхода, всеки вид радиация представлява високоенергиен поток от частици с огромна скорост (десетки и стотици хиляди километри в секунда). Има много пагубен ефект върху тялото.
Последици от радиацията върху човешкото тяло
В нашето тяло непрекъснато протичат два противоположни процеса - клетъчна смърт и регенерация. IN нормални условияРадиоактивните частици увреждат до 8 хиляди различни съединения в молекулите на ДНК на час, които тялото след това самостоятелно възстановява. Затова лекарите смятат, че малки дози радиация активират биологичната защитна система на организма. Но големите рушат и убиват.
Така, лъчева болестзапочва още при получаване на 1-2 Sv, когато лекарите записват неговата 1-ва степен. В този случай са необходими наблюдения и редовни контролни прегледи онкологични заболявания. Доза от 2-4 Sv вече означава 2-ра степен на лъчева болест, която изисква лечение. Ако помощта пристигне навреме, смърт няма да има. Доза от 6 Sv се счита за летална, когато дори след трансплантация костен мозъкЕдва 10 от пациентите са спасени.
Без дозиметър човек никога няма да разбере, че е изложен на опасно лъчение. Първоначално тялото не реагира на това. Само след известно време може да се появи гадене, главоболие, слабост и треска.
При високи дози радиация, радиацията засяга предимно хемопоетичната система. В него почти не са останали лимфоцити, чийто брой определя нивото на имунитета. В същото време броят на хромозомните разпадания (дицентрици) в клетките нараства.
Средно човешкото тяло не трябва да бъде изложено на радиационни дози, надвишаващи 1 mlSv годишно. При излагане на радиация от 17 Sv, вероятността от развитие на нелечим рак се доближава до максималната си стойност.
Прочетете повече за това как радиацията влияе на човешкото тяло
Увреждане на клетъчните атоми.Процесът на излагане на тялото на радиация се нарича облъчване. Това е изключително разрушителна сила, която трансформира клетките, деформира тяхната ДНК, което води до мутации и генетични увреждания. Разрушителният процес може да започне само от една частица радиация.
Експертите сравняват ефекта на йонизиращото лъчение със снежна топка. Всичко започва с малко, след това процесът се увеличава, докато настъпят необратими промени. На атомно ниво се случва така. Радиоактивните частици летят с огромни скорости, избивайки електрони от атомите. В резултат на това последните придобиват положителен заряд. „Тъмната“ материя на радиацията се крие само в това. Но последствията от такива трансформации могат да бъдат катастрофални.
Свободен електрон и йонизиран атом влизат в сложни реакции, които водят до образуването на свободни радикали. Например водата (H 2 O), която съставлява 80% от масата на човек, се разлага под въздействието на радиация на два радикала - H и OH. Тези патологично активни частици реагират с важни биологични съединения - молекули на ДНК, протеини, ензими, мазнини. В резултат на това се увеличава броят на увредените молекули и токсини в тялото и клетъчният метаболизъм страда. След известно време засегнатите клетки умират или техните функции са сериозно нарушени.
Какво се случва с облъчен организъм?Поради увреждане на ДНК и генни мутации, клетката не може да се дели нормално. Точно това опасна последицаизлагане на радиация. При получаване на голяма доза броят на засегнатите клетки е толкова голям, че органите и системите могат да се провалят. Тъканите, в които протича активно клетъчно делене, са най-трудни за възприемане на радиация:
- Костен мозък;
- бели дробове,
- стомашна лигавица,
- червата,
- полови органи.
Освен това дори слабо радиоактивен обект при продължителен контакт причинява вреда на човешкото тяло. Така любимата ви висулка или обектив на фотоапарат може да се превърне в бомба със закъснител за вас.
Огромната опасност от въздействието на радиацията върху живите организми е това за дълго времетя изобщо не се показва. „Врагът“ прониква през белите дробове, стомашно-чревния тракт, кожата и човек дори не подозира за това.
В зависимост от степента и естеството на експозицията резултатите от нея са:
- остра лъчева болест;
- нарушения на централната нервна система;
- локални радиационни увреждания (изгаряния);
- злокачествени новообразувания;
- левкемия;
- имунни заболявания;
- безплодие;
- мутации.
За съжаление, природата не е предоставила човешки сетива, които биха могли да му дадат сигнали за опасност при приближаване на радиоактивен източник. Защитете се от такъв „саботаж“, без винаги да го имате под ръка битов дозиметърневъзможен.
Как да се предпазите от прекомерни дози радиация?
По-лесно е да се защитите от външни източници. Алфа частиците ще бъдат блокирани от обикновен картонен лист. Бета радиацията не прониква през стъкло. Дебел оловен лист или бетонна стена могат да „покрият“ от гама лъчи.
Най-лошото е положението с вътрешното облъчване, при което източникът се намира вътре в тялото, попадайки там например след вдишване на радиоактивен прах или ядене на гъби, „овкусени“ с цезий. В този случай последствията от радиацията са много по-сериозни.
Повечето най-добра защитаот битови йонизиращи лъчения - своевременно откриване на източниците им. Те ще ви помогнат с това битови дозиметри RADEX. С такива устройства под ръка животът е много по-спокоен: във всеки един момент можете да изследвате всичко за радиационно замърсяване.
План Въведение Въведение Понятие „Биологични ефекти на радиацията“ Понятие „Биологични ефекти на радиацията“ Преки и непреки ефекти на радиацията Преки и косвени ефекти на радиацията Въздействие на радиацията върху отделните органи и тялото като цяло Въздействие на радиацията върху отделните органи и тялото като цяло Мутации Мутации Ефект на големи дози радиация върху биологични обекти Ефектът на големи дози радиация върху биологични обекти Два вида облъчване на тялото: външно и вътрешно Два вида облъчване на тялото: външно и вътрешно Как да да се предпазите от радиация? Как да се предпазите от радиация? Най-големите радиационни аварии и бедствия в света Най-големите радиационни аварии и бедствия в света
Въведение Радиационният фактор присъства на нашата планета от нейното формиране. Физическите ефекти на радиацията обаче започват да се изучават едва в края на 19 век, а биологичните й ефекти върху живите организми в средата на 20 век. Радиацията се отнася до онези физически явления, които не се усещат от нашите сетива; стотици специалисти, работещи с радиация, са получили радиационни изгаряния от високи дози радиация и са починали от злокачествени туморипричинени от прекомерно излагане. Днес обаче световна наукапознава 6 биологичните ефекти на радиацията повече, отколкото за действието на други фактори от физическо и биологично естество в околната среда.
Концепцията за „биологичен ефект на радиацията“ и промените, причинени в жизнената дейност и структурата на живите организми при излагане на късовълнови електромагнитни вълни ( рентгеново лъчениеи гама лъчение) или потоци от заредени частици, бета лъчение и неутрони. D=E/m 1Gy=1J/1Kg D - погълната доза; E- погълната енергия; m-телесна маса
При изследване на ефекта на радиацията върху живия организъм те определиха следните функции: Ефектът на йонизиращото лъчение върху тялото не се забелязва от хората. Хората нямат сетивен орган, който да възприема йонизиращото лъчение. Ефектът на йонизиращото лъчение върху тялото не се забелязва от хората. Хората нямат сетивен орган, който да възприема йонизиращото лъчение. Ефектите от малки дози могат да бъдат адитивни или кумулативни. Ефектите от малки дози могат да бъдат адитивни или кумулативни. Радиацията засяга не само даден жив организъм, но и неговото потомство - това е така нареченият генетичен ефект. Радиацията засяга не само даден жив организъм, но и неговото потомство - това е така нареченият генетичен ефект. Различни органиживите организми имат своя собствена чувствителност към радиация. При ежедневно излагане на доза от 0,002-0,005 Gy вече настъпват промени в кръвта. Различните органи на живия организъм имат своя собствена чувствителност към радиация. При ежедневно излагане на доза от 0,002-0,005 Gy вече настъпват промени в кръвта. Не всеки организъм възприема радиацията по един и същи начин. Не всеки организъм възприема радиацията по един и същи начин. Експозицията зависи от честотата. Експозицията зависи от честотата. Еднократното излагане на голяма доза причинява по-дълбоки ефекти от фракционираното излагане. Еднократното излагане на голяма доза причинява по-дълбоки ефекти от фракционираното излагане.
Преки и непреки ефекти на радиацията Радиовълни, светлинни вълни, топлинна енергия от слънцето са всички видове радиация. Въздействието на радиацията се проявява на атомно или молекулярно ниво, независимо дали сме изложени на външно облъчване или получаваме радиоактивни вещества в храната и водата, което нарушава баланса биологични процесив организма и води до неблагоприятни последици. Енергията, която се предава директно на атомите и молекулите на биологичните тъкани, се нарича пряко въздействие на радиацията. Някои клетки ще бъдат значително увредени поради неравномерното разпределение на радиационната енергия. В допълнение към директното облъчване, индиректно или непряко действиесвързани с радиолизата на водата.
Директно действиеРадиация Един от преките ефекти е канцерогенезата или развитието на рак. Раковият тумор възниква, когато соматична клетка излезе извън контрола на тялото и започне активно да се дели. Когато радиацията навлезе в клетките, тя нарушава калциевия баланс и кодирането на генетичната информация. Такива явления могат да доведат до смущения в протеиновия синтез, което е жизненоважно важна функцияцелия организъм, тъй като дефектните протеини нарушават функционирането на имунната система. Нашето тяло, за разлика от описаните по-горе процеси, произвежда специални вещества, които са един вид „чистачи“.
Косвени ефекти на радиацията В допълнение към прякото йонизиращо лъчение има и косвено или индиректно въздействие, свързано с радиолизата на водата. По време на радиолизата възникват свободни радикали - определени атоми или групи от атоми, които имат висока химична активност. Ако броят на свободните радикали е малък, тогава тялото има способността да ги контролира. Ако има твърде много от тях, тогава функционирането на защитните системи и жизнената активност на отделните функции на тялото се нарушават. Щетите, причинени от свободните радикали, нарастват бързо във верижна реакция.
Въздействието на радиацията върху отделните органи и организма като цяло В структурата на тялото могат да се разграничат два класа системи: управляващи (нервна, ендокринна, имунна) и поддържащи живота (дихателна, сърдечно-съдова, храносмилателна). Взаимодействието на радиацията с тялото започва на молекулярно ниво. Следователно прякото излагане на йонизиращо лъчение е по-специфично. Повишаването на нивото на окислителите е характерно и за други ефекти. Радиочувствителността на тялото зависи от възрастта му. Малки дози радиация при деца могат да забавят или спрат растежа на костите им. Колкото по-малко е детето, толкова повече се потиска растежът на скелета.
Мутации Всяка клетка на тялото съдържа ДНК молекула, която носи информация за правилното възпроизвеждане на нови клетки. ДНК е дезоксирибонуклеинова киселина, състояща се от дълги, заоблени молекули под формата на двойна спирала. Неговата функция е да осигури синтеза на повечето протеинови молекули, изграждащи аминокиселините.
Радиацията може или да убие клетката, или да изкриви информацията в ДНК, така че с течение на времето да се появят дефектни клетки. Промяната в генетичния код на клетката се нарича мутация. Мутация, която възниква в зародишна клетка, се нарича генетична мутация и може да бъде предадена на следващите поколения. Допустимите дози на облъчване са установени много преди появата на методи, които позволяват тяхното установяване тъжни последици, до които могат да доведат нищо неподозиращи хора и техните потомци.
Ефектът на големи дози радиация върху биологични обекти Живият организъм е много чувствителен към действието на йонизиращото лъчение. Колкото по-високо е един жив организъм на еволюционната стълба, толкова по-чувствителен към радиосигнал е той. „Оцеляването“ на клетката след облъчване зависи едновременно от редица причини: обема на генетичния материал, активността на енергоснабдителните системи, съотношението на ензимите, интензивността на образуване на свободни радикали Н и ОН. Човешкото тяло, като съвършена природна система, е още по-чувствително към радиация. Ако човек е претърпял общо облъчване с доза радиация, след няколко дни той ще развие признаци на лека лъчева болест. Големи дози при продължителна експозиция могат да причинят необратими увреждания отделни органиили целия организъм.
Два вида облъчване на тялото: външно и вътрешно Облъчването може да повлияе на човека по два начина. Първият метод е външно облъчване от източник, разположен извън тялото, което зависи главно от радиационния фон на района, в който живее лицето, или от др. външни фактори. Второто е вътрешно облъчване, причинено от поглъщане на радиоактивно вещество в тялото, главно чрез храната. Външното и вътрешното излагане изискват различни предпазни мерки, срещу които трябва да се вземат опасно действиерадиация.
Как да се предпазите от радиация? Защита на времето. как по-малко времеостанете близо до източник на радиация, толкова по-ниска е дозата на радиация, получена от него. Защита на времето. Колкото по-кратко е времето, прекарано в близост до източника на радиация, толкова по-ниска е дозата на радиация, получена от него. Защитата чрез разстояние е, че радиацията намалява с разстоянието от компактния източник. Тоест, ако на разстояние 1 метър от източник на радиация дозиметърът показва 1000 микроренгена на час, то на разстояние 5 метра е около 40 микроренгена на час, поради което източниците на радиация често са толкова трудни за откриване. На големи разстояния те не могат да бъдат уловени, трябва ясно да знаете къде да търсите. Защитата чрез разстояние е, че радиацията намалява с разстоянието от компактния източник. Тоест, ако на разстояние 1 метър от източник на радиация дозиметърът показва 1000 микроренгена на час, то на разстояние 5 метра е около 40 микроренгена на час, поради което източниците на радиация често са толкова трудни за откриване. На големи разстояния те не могат да бъдат уловени, трябва ясно да знаете къде да търсите. Защита на веществото. Необходимо е да се стремите да осигурите възможно най-много вещество между вас и източника на радиация. Колкото по-плътен е и колкото повече от него има, толкова по-голяма част от радиацията може да абсорбира. Защита на веществото. Необходимо е да се стремите да осигурите възможно най-много вещество между вас и източника на радиация. Колкото по-плътен е и колкото повече от него има, толкова по-голяма част от радиацията може да абсорбира.
Най-големите радиационни аварии и катастрофи в света В нощта на 25 срещу 26 април 1986 г. в четвърти блок на атомната електроцентрала в Чернобил (Украйна) се случи най-голямата ядрена авария в света с частично разрушаване на активната зона на реактора и освобождаване на фрагменти от делене извън зоната. Според експерти аварията е станала поради опит за провеждане на експеримент за отнемане на допълнителна енергия по време на работа на главния ядрен реактор.
В атмосферата са изхвърлени 190 тона радиоактивни вещества. 8 от 140-те тона радиоактивно гориво от реактора се озоваха във въздуха. други опасни субстанциипродължи да напуска реактора в резултат на пожар, продължил почти две седмици. Хората в Чернобил са били изложени на 90 пъти повече радиация, отколкото когато бомбата падна над Хирошима. В резултат на аварията е настъпило радиоактивно замърсяване в радиус от 30 км. Замърсена е площ от 160 хиляди квадратни километра. Бяха ранени Северна частУкрайна, Беларус и Западна Русия. 19 руски региона с територия от почти 60 хиляди квадратни километра и население от 2,6 милиона души бяха изложени на радиационно замърсяване.
На 11 март 2011 г. в Япония стана най-мощното земетресение в историята на страната. В резултат на това беше унищожена турбина в атомната електроцентрала Onagawa и избухна пожар, който бързо беше потушен. В АЕЦ "Фукушима-1" ситуацията беше много сериозна - в резултат на спиране на охладителната система се разтопи ядрено гориво в реактора на блок 1, беше установено изтичане на радиация извън блока и беше извършена евакуация в 10-километровата зона около атомната централа.
Радиацията може да увреди клетките. Защитните сили на организма се справят с това, докато дозите на облъчване надхвърлят естествения фон стотици и хиляди пъти. | Повече ▼ високи дозиводят до остра лъчева болест и увеличават вероятността от рак с няколко процента. Дози десетки хиляди пъти над фоновите са смъртоносни. Такива дози не се срещат в ежедневието.
Смъртта и мутацията на клетките в тялото ни е друг природен феномен, който съпътства живота ни. В тяло от приблизително 60 трилиона клетки, клетките остаряват и мутират според естествени причини. Няколко милиона клетки умират всеки ден. Много физични, химични и биологични агенти, включително естествената радиация, също „увреждат“ клетките, но в нормални ситуации тялото може лесно да се справи с това.
В сравнение с други увреждащи фактори, йонизиращото лъчение (радиация) е най-добре проучено. Как радиацията влияе на клетките? При деленето на атомните ядра се освобождават големи количества енергия, способни да отделят електрони от атомите на околната субстанция. Този процес се нарича йонизация, а енергопренасящ електромагнитно излъчване- йонизиращо. Йонизираният атом променя своите физически и Химични свойства. Следователно свойствата на молекулата, в която е включен, се променят. Колкото по-високо е нивото на радиация, толкова по-голям бройактове на йонизация, толкова повече увредени клетки ще има.
За живите клетки най-опасни са промените в молекулата на ДНК. Клетката може да „ремонтира“ увредената ДНК. В противен случай тя ще умре или ще произведе променено (мутирало) потомство.
Тялото заменя мъртвите клетки с нови в рамките на дни или седмици и ефективно изхвърля мутантните клетки. Това е, което той прави имунната система. Но понякога защитните системи се провалят. Дългосрочният резултат може да бъде рак или генетични промени в потомството, в зависимост от вида на увредената клетка (обикновена или полова клетка). Нито един резултат не е предопределен, но и двата имат известна вероятност. Раковите заболявания, които възникват спонтанно, се наричат спонтанни случаи. Ако се установи, че даден агент е отговорен за причиняването на рак, се казва, че ракът е индуциран.
Ако дозата на радиация надвишава естествения фон в стотици пъти, това става забележимо за тялото. Важното е не че е радиация, а че защитните системи на организма по-трудно се справят с увеличеното количество увреждане. Поради нарастващата честота на отказите възникват допълнителни „радиационни“ ракови заболявания. Техният брой може да бъде няколко процента от броя на спонтанните ракови заболявания.
Много големи дози, това е - хиляди пътинад фона. При такива дози основните затруднения на организма са свързани не с променените клетки, а с бързата смърт на важни за организма тъкани. Тялото не може да се справи с възстановяването на нормалното функциониране на най-уязвимите органи, предимно на червения костен мозък, който принадлежи към хемопоетичната система. Появяват се признаци на остро заболяване - остра лъчева болест. Ако радиацията не убие всички клетки на костния мозък наведнъж, тялото ще се възстанови с времето. Възстановяването от лъчева болест отнема повече от един месец, но след това човек живее нормален живот.
След като са се възстановили от лъчева болест, хората са малко по-склонни да развият рак, отколкото техните необлъчени връстници. Колко по-често? С няколко процента.
Това следва от наблюдения на пациенти в различни страниах на света, които са преминали курс на лъчетерапия и са получили доста големи дози радиация, за служители на първите ядрени предприятия, които все още не са имали надеждни системи за радиационна защита, както и за оцелели от атомната бомбардировка на японците, и чернобилски ликвидатори. Сред изброените групи жителите на Хирошима и Нагасаки са имали най-високи дози. За 60 години наблюдение при 86,5 хиляди души с дози, 100 или повече пъти по-високи от естествения фон, има 420 случая повече смъртоносен ракповече, отколкото в контролната група (увеличение от приблизително 10%). За разлика от симптомите на остра лъчева болест, които отнемат часове или дни, за да се появят, ракът не се появява веднага, може би след 5, 10 или 20 години. За различните локализации на рака латентният период е различен. Левкемията (рак на кръвта) се развива най-бързо, през първите пет години. Това заболяване се счита за индикатор за облъчване при дози радиация стотици и хиляди пъти по-високи от фона.
Защо ракът не се появява веднага? За да стане клетка с увредено ДНК ракова, трябва да й се случи цяла верига от редки събития. След всяка нова трансформация тя отново трябва да се „промъкне“ през защитната бариера. Ако имунна защитаефикасен, дори силно облъчен човек може да не се разболее от рак. И ако се разболее, ще се излекува.
Теоретично може да има и други последствия от радиация с високи дози освен рак.
Ако радиацията увреди ДНК молекула в яйцеклетка или сперма, съществува риск увреждането да бъде наследено. Този риск може да добави малко към спонтанния риск наследствени нарушенияИзвестно е, че спонтанно възникващи генетични дефекти, вариращи от цветна слепота до синдром на Даун, се срещат при 10% от новородените. За хората добавката на радиация към спонтанните генетични заболявания е много малка. Дори сред оцелелите от японски бомбардировки с високи дози радиация, противно на очакванията на учените, не може да бъде открит. След аварията в завод Маяк през 1957 г. няма допълнителни радиационни дефекти, нито са открити след Чернобил.
Радиационни аварии в СССР и Руската федерация с клинично значими последици:1949-2005
| Вид злополука |
Количество инциденти |
Броят на жертвите | |
| Обща сума | вкл. починал | ||
| Радиоизотопни инсталации и техните източници | 92 | 170 | 16 |
| Рентгенови инсталации и ускорители | 39 | 43 | - |
| Реакторни инциденти и загуба на контрол върху критичността | 33 | 82 | 13 |
| Случаи с местни радиационни нараняванияв PA Маяк през 1949/56. | 168 | 168 | - |
| Аварии на атомни подводници | 4 | 133 | 12 |
| Други инциденти | 12 | 17 | 2 |
| Чернобилска авария | 1 | 134 | 28 |
| ОБЩА СУМА |
176 | 747 | 71 |
Последици от облъчване в зависимост от дозата
Загинали от радиация в Хирошима и Нагасаки, както и в Чернобил, получиха дози десетки хиляди пътинад фона. При такива дози тялото вече не може да се справи с огромния брой мъртви клетки и човекът умира в рамките на дни или седмици. В Хирошима и Нагасаки в резултат на атомните бомбардировки загинаха 210 хиляди души. Това е общият брой на загубите от действието на ударна вълна, разрушаване на сгради и конструкции, термични изгаряния и радиация. По време на аварията в атомната електроцентрала в Чернобил през първия ден около 300 служители на централата и пожарникари са получили много високи дози. 28 не можаха да бъдат спасени, но лекарите излекуваха 272 души.
Радиоактивността е излъчване на различни частици от ядрата на някои елементи, придружено от преминаване на ядрото в друго състояние и промяна на неговите параметри. Феноменът радиоактивност е открит от френския учен Анри Бекерел през 1896 г. за уранови соли.
През 1899 г. под ръководството на английския учен Ернст Ръдърфорд е проведен експеримент, който позволява да се открие сложният състав на радиоактивното излъчване.
ТРИ компонента на радиацията Бета частиците са поток от бързи електрони, летящи със скорост, близка до скоростта на светлината. Те проникват във въздуха до 20 м. Алфа частиците са потоци от атомни ядра на хелий. Скоростта на тези частици е 20 000 km/s, което е 72 000 пъти повече от скоростта на съвременен самолет (1000 km/h). Алфа лъчите проникват във въздуха до 10 см. Гама радиацията е електромагнитно излъчване, излъчвано по време на ядрени трансформации или взаимодействия на частици
Всеки тип радиация има своя собствена проникваща способност, тоест свободата да преминава през материята. Колкото по-висока е плътността на дадено вещество, толкова по-зле предава радиация.
Алфа радиация - има ниска проникваща способност; - задържани от лист хартия, дрехи, човешка кожа; — алфа частиците, които попадат в тялото, представляват голяма опасност.
- радиация Според свойствата си, - частиците имат ниска проникваща способност и не представляват опасност до излъчването на радиоактивни вещества - частиците навлизат в тялото през рана, с храна или вдишван въздух; тогава те стават изключително опасни.
Бета радиацията има много по-голяма проникваща сила; - може да измине разстояние до 5 метра във въздуха, способен да проникне в тъканите на тялото; — слой от алуминий с дебелина няколко милиметра може да улови бета частици.
- радиация - частиците могат да проникнат в телесните тъкани на дълбочина от един до два сантиметра.
Гама радиацията има още по-голяма проникваща способност; - забавено от дебел слой олово или бетон.
- радиация - радиацията, която се разпространява със скоростта на светлината, има голяма проникваща способност; може да се спре само от дебела оловна или бетонна плоча.
Основни понятия, термини и определения Радиацията е явление, което възниква в радиоактивни елементи, ядрени реактори, ядрени експлозии, съпроводено с излъчване на частици и различни лъчения, водещи до вредни и опасни факторикоито засягат хората. Проникващата радиация трябва да се разбира като увреждащ фактор на йонизиращото лъчение, който възниква например по време на експлозия на ядрен реактор. Йонизиращо лъчение е всяко лъчение, което причинява йонизация на околната среда, т.е. протичане на електрически ток в тази среда, включително в човешкото тяло, което често води до разрушаване на клетките, промени в състава на кръвта, изгаряния и други сериозни последици.
Източници на външно облъчване 1. Космическите лъчи (0,3 m Sv/година) осигуряват малко по-малко от половината от общото външно облъчване, получено от населението. 2. Местоположението на човек, колкото по-високо се издига над морското равнище, толкова по-силно става излъчването. 3. Земната радиация идва главно от тези минерални скали, които съдържат калий - 40, рубидий - 87, уран - 238, торий - 232.
Вътрешно облъчване на населението Постъпване в организма с храна, вода, въздух. Радиоактивният газ радон е невидим газ без вкус и мирис, който е 7,5 пъти по-тежък от въздуха. Алуминий. Промишлени отпадъци, използвани в строителството, например червени глинени тухли, шлака от доменни пещи, пепел.При изгаряне на въглища значителна част от компонентите им се синтероват в шлака, където се концентрират радиоактивни вещества.
При работа с всеки източник на радиация е необходимо да се вземат мерки за радиационна защита на всички хора, които могат да попаднат в радиационната зона. Човек с помощта на сетивата си не е в състояние да открие никакви дози радиоактивно излъчване. За откриване на йонизиращо лъчение, измерване на неговата енергия и други свойства се използват дозиметри. Измерване на радиация
Еквивалентна доза 1 Sv. = 1 J/kg Сиверт е единица за погълната доза, умножена по коефициент, който отчита нееднаквата радиоактивна опасност за тялото различни видовейонизиращо лъчение.
Еквивалентна радиационна доза: Н=Д*К К – качествен фактор D – погълната радиационна доза Погълната радиационна доза: Д=Е/ m Е – енергия на погълнатото тяло m – телесна маса
Поглъщане на радиационната доза E на йонизиращо лъчение към масата на материята В SI погълнатата доза на радиация се изразява в сивове Естествен радиационен фон (космически лъчи, радиоактивност заобикаляща средаИ човешкото тяло) е радиационна доза от около 2*10 -3 Gy на година Доза на радиация от 3 -10 Gy получена на година. кратко време, смъртоносен
Излагане на йонизиращо лъчение Всеки вид йонизиращо лъчение причинява биологични промени в организма. Еднократното излагане на радиация причинява биологично увреждане, което зависи от общата погълната доза. Така че с доза до 0,25 Gy. Няма видими нарушения, но вече при 4 - 5 Gy. смъртните случаи представляват 50% от общ бройжертви, а при 6 Gy. и повече - 100% жертви. Основният механизъм на действие е свързан с процесите на йонизация на атомите и молекулите на живата материя, по-специално водните молекули, съдържащи се в клетките. Степента на излагане на йонизиращо лъчение върху живия организъм зависи от мощността на дозата на облъчване, продължителността на това излагане и вида на радиацията и радионуклида, попаднал в тялото.
Механизмът на действие на радиацията: възниква йонизация на атоми и молекули, което води до промяна в химическата активност на клетките. Биологични ефекти на радиоактивното лъчение
Поради факта, че по време на радиоактивно облъчване биологичното увреждане на органите на човешкото тяло или отделни системитялото не е едно и също, те са разделени на групи: I (най-уязвимите) - цялото тяло, полови жлези и червен костен мозък (хемопоетична система); II - леща на окото, щитовидна жлеза ( ендокринна система), черен дроб, бъбреци, бели дробове, мускули, мастна тъкан, далак, стомашно-чревния тракт, както и други органи, които не са включени в групи I и III; III - кожа, костна тъкан, ръце, предмишници, стъпала и крака.
Чувствителност на отделните органи към радиоактивно лъчение Тъкани Еквивалентна доза % Костна тъкан 0,03 Щитовидна жлеза 0,03 Червен костен мозък 0,12 Бели дробове 0,12 Гърди 0,15 Яйчници, тестиси 0,25 Други тъкани 0,3 Организъм като цяло
Радиоактивното лъчение има силен биологичен ефект върху тъканите на живия организъм, който се състои в йонизацията на атомите и молекулите на околната среда. Биологични ефекти на радиоактивното лъчение
Жива клетка — сложен механизъм, неспособни да продължат нормалните си дейности дори при незначителни повреди на отделни зони. Дори слабото излъчване може да причини значително увреждане на клетките и да причини опасни заболявания(лъчева болест). При висок интензитет на радиация живите организми умират. Опасността от радиацията е, че те не причиняват никаква болкадори със смъртоносни дози. Биологични ефекти на радиоактивното лъчение
Биологични ефекти на радиоактивното лъчение Промени в клетката: - Разрушаване на хромозомите - Нарушена способност за делене - Промени в пропускливостта клетъчни мембрани— Подуване на клетъчните ядра
Облъчването също може да има определени ползи.Бързо размножаващи се клетки в ракови туморипо-чувствителни към радиация. Това е основата за потискане на раков тумор чрез γ-лъчи на радиоактивни лекарства, които са по-ефективни за тази цел от рентгеновите лъчи
Най-чувствителните към радиация клетъчни ядра са: 1. Клетките на костния мозък (нарушава се процесът на кръвообразуване) 2. Увреждане на клетките храносмилателен тракти други органи. Биологични ефекти на радиоактивното лъчение
Генетични последици от радиацията - проявяват се във формата генни мутации, както и промени в броя или структурата на хромозомите. Доза от 1 Gy, получена при нисък радиационен фон от мъже (за жените оценките са по-малко сигурни) причинява появата на от 1000 до 2000 мутации, водещи до сериозни последствияи от 30 до 1000 хромозомни пренареждания (аберации) за всеки милион живи новородени.
Радиоактивни отпадъци РАО Отпадъци, съдържащи радиоактивни изотопи на химични елементи и без практическа стойност. Това са ядрени материали и радиоактивни вещества, по-нататъшна употребакоито не са предоставени.
Класификация на радиоактивните отпадъци Съгласно агрегатно състояние: Течни Твърди Газообразни По радиационен състав: α - радиация β - радиация γ - радиация неутронна радиация По време на живот: краткотрайни (по-малко от 1 година) средно живи (от година до 100 години) дълготрайни (повече от 100) години) По активност: Нискоактивни Средноактивни Високоактивни
Аварията в атомната електроцентрала в Чернобил показа огромната опасност от радиоактивно излъчване. Всички хора трябва да са наясно с тази опасност и мерките за защита от нея. 26 април 1986 г
Методи и средства за защита срещу йонизиращи лъчения, увеличаващи разстоянието между оператора и източника; намаляване на продължителността на работа в радиационното поле; екраниране на източника на радиация; дистанционно; използване на манипулатори и роботи; пълна автоматизация на технологичния процес; използване на средства лична защитаи предупреждение със знак за радиационна опасност; постоянен мониторинг на нивата на радиация и дозите на облъчване на персонала.
Най-простият метод за защита е отдалечаването на персонала от източника на радиация на достатъчно голямо разстояние. Следователно всички томове с радиоактивни лекарстване трябва да се взима на ръка. Трябва да използвате специални щипки с дълга дръжка. Ако отдалечаването от източника на радиация на достатъчно голямо разстояние не е възможно. За защита от радиация се използват бариери от абсорбиращи материали.
Възможно е външно и вътрешно облъчване на тялото. Външното облъчване се характеризира с излагането на обекта на йонизиращо лъчение, идващо отвън. Вътрешното облъчване е облъчването на тялото, отделните му органи и тъкани с йонизиращи лъчения от радиоактивни вещества, попаднали в тялото.
Биологичната опасност от външно лъчение се определя от вида и енергията на лъчението, активността на източника на лъчение (т.е. броят на частиците или гама-квантите, генерирани за единица време), разстоянието от източника и продължителността на облъчването. Най-опасни при излагане на външно облъчване са гама и неутронно лъчение.
Безкрайно малкият размер на гама-квантите в сравнение с размера на електроните и атомните ядра им позволява да преминават почти безпрепятствено през доста плътни бариери, губейки малко количество енергия по пътя. Проникващата способност на неутроните се дължи на тяхната неутралност.
Вътрешното облъчване се определя от радиоактивни вещества, които проникват в човешкото тяло с въздух, храна, вода и през кожата. Най-голямо количество– чрез вдишване. От дихателните органи радиоактивните вещества навлизат в кръвта, лимфата и стомашно-чревния тракт. Кръвта пренася радиоактивни вещества в тялото, където те се установяват в различни органи и тъкани: кости, черен дроб, далак, щитовидната жлезаи т.н.
Радиоактивните газове, които навлизат в тялото по време на дишането, се отстраняват в значителни количества от него при издишване. Например 95% от радона, вдишван от човек, се отстранява при издишване. Разтворимите химични съединения (радиоактивни) се абсорбират по-бързо от неразтворимите. Елементите, които образуват стабилни комплекси с протеин (например олово), се отстраняват още по-бавно. Делът на радиоактивните вещества, навлизащи през кожата, е малък. За радиоактивните газове обаче кожата е проникваща мембрана. Известно е, че попадналите в тялото радионуклиди се отстраняват от него или чрез радиоактивен разпад, или в резултат на процеси на биологично отделяне.
Вътрешното облъчване засяга предимно най-радиочувствителните органи, в които са концентрирани радионуклидите. IN костна тъканстронций-90 се концентрира, нарушавайки хемопоетичната функция на костния мозък, йод-131 се концентрира в щитовидната жлеза, причинявайки нейното възпаление или дори спиране на функционирането, в мускулна тъканЦезий-137 е равномерно разпределен. Именно тези радионуклиди представляват най-голяма опасност за човешкото тяло, определи радиологичната обстановка след аварията в Чернобил.
В резултат на аварии в РОО са възможни следните видоверадиоактивно въздействие върху населението:
Външно облъчване по време на преминаване на радиоактивен облак;
Вътрешно облъчване от вдишване на радиоактивни аерозоли от продукти на делене;
Контактно излагане поради радиоактивно замърсяване кожатаи дрехи;
Външно облъчване, причинено от радиоактивно замърсяване на повърхността на земята, сгради, съоръжения и др.;
Вътрешна експозиция от консумация на заразена храна и вода.
При изследване на ефекта върху тялото са идентифицирани следните характеристики:
Наличието на латентен период на проявление на действието на йонизиращото лъчение, чиято продължителност се намалява при облъчване в големи дози;
Радиацията засяга не само даден жив организъм, но и неговото потомство;
Различните органи на живия организъм имат своя собствена чувствителност към радиация;
Обикновено не всеки организъм реагира по един и същи начин на радиация.
И така, въздействието на радиацията върху живия организъм е комплекс от множество взаимосвързани физични, физикохимични и биологични процеси с различна интензивност и продължителност.
Биологичният ефект на радиацията върху живия организъм започва от клетъчно ниво. Клетките се състоят от цитоплазма и ядро. Основен структурен елементядрата са хромозоми, състоящи се от ДНК молекули, които от своя страна се състоят от отделни участъци - гени, които носят наследствена информация.
Йонизиращото лъчение причинява разрушаване на хромозомите. Това води до промяна в генетичния апарат. Ако възникне срив в зародишните клетки, това води до мутации (т.е. появата на потомци с различни характеристики). При излагане на йонизиращо лъчение възникват вредни мутации под формата на различни вродени дефекти.
В допълнение към генетичните ефекти се наблюдават така наречените соматични ефекти (телесни). Ксоматичните ефекти включват локално увреждане на кожата (радиационно изгаряне), катаракта на окото (потъмняване на лещата), увреждане на гениталните органи и др.
За разлика от соматичните, генетичните ефекти на радиацията са трудни за откриване, тъй като действат върху малък брой клетки и имат дълъг латентен период, измерван в десетки години след облъчването.
Като ефективни средстваза намаляване на разрушителния ефект на радиацията върху човешкото тяло, въвеждането в тялото стана широко използвано химически веществакоето позволява да се предпази от йонизиращо лъчение. Тялото е защитено с химикали:
1) въвеждане на химически съединения в околната среда, които ще предотвратят образуването на водни радикали и продукти от химическата трансформация на водните молекули;
2) въвеждането на химични съединения, способни интензивно да абсорбират радиацията на водата;
3) чрез въвеждане в тялото на вещества - гасители, които карат енергията на възбудените молекули да се трансформира в топлинна енергия и по този начин допринасят за повишаване на радиоустойчивостта на тялото. Тези вещества се наричат протектори. Те включват например съдържащи сяра аминокиселини. Използването на протектори не изключва и други методи, като биологична защита, повишаване на общата радиоустойчивост на организма с помощта на определени витамини.
Химическите радиационни протектори са се доказали доста добре на практика. Необходимо е обаче да се разбере, че защитата на тялото от радиация ще бъде ефективна, когато е комплекс от технически, организационни и санитарни мерки.