Forskere som studerer effekten av stråling på levende organismer er alvorlig bekymret for den brede utbredelsen. Som en av forskerne sa, er den moderne menneskeheten badet i et hav av stråling. Usynlige for øyet finnes radioaktive partikler i jord og luft, vann og mat, barneleker, kroppssmykker, byggematerialer og antikviteter. Den mest ufarlige ved første øyekast, emnet kan være helsefarlig.
Kroppen vår kan også i liten grad kalles radioaktiv. Dens vev inneholder alltid de kjemiske elementene den trenger - kalium, rubidium og deres isotoper. Det er vanskelig å tro, men hvert sekund skjer tusenvis av radioaktive forfall i oss!
Hva er meningen med stråling?
Atomkjernen består av protoner og nøytroner. Layouten deres for noen elementer kan, for å si det enkelt, ikke være helt vellykket, og det er derfor de blir ustabile. Slike kjerner har overskuddsenergi, som de søker å bli kvitt. Du kan gjøre dette på følgende måter:
- Små "biter" av to protoner og to nøytroner blir kastet ut (alfa-forfall).
- I kjernen blir et proton til et nøytron, og omvendt. I dette tilfellet blir beta-partikler kastet ut, som er elektroner eller deres tvillinger med motsatt fortegn - antielektroner.
- Overskuddsenergi frigjøres fra kjernen i form av en elektromagnetisk bølge (gamma-forfall).
I tillegg kan kjernen sende ut protoner, nøytroner og falle helt fra hverandre i stykker. Derfor, uavhengig av type og opprinnelse, er enhver type stråling en høyenergistrøm av partikler med stor hastighet (ti-og hundretusenvis av kilometer i sekundet). Det har en svært skadelig effekt på kroppen.
Effekter av stråling på menneskekroppen
I kroppen vår pågår det kontinuerlig to motsatte prosesser - celledød og celleregenerering. PÅ normale forhold radioaktive partikler skader opptil 8 tusen forskjellige forbindelser i DNA-molekyler per time, som kroppen deretter uavhengig gjenoppretter. Derfor mener legene at små doser stråling aktiverer kroppens biologiske forsvarssystem. Men de store ødelegger og dreper.
Så, strålingssykdom begynner allerede ved mottak av 1-2 Sv, når legene fikser sin 1. grad. I dette tilfellet er det nødvendig med observasjoner, regelmessige oppfølgingsundersøkelser for onkologiske sykdommer. En dose på 2-4 Sv betyr allerede 2. grad av strålesyke, som krever behandling. Hvis hjelpen kommer i tide, er det ingen død. En dødelig dose anses å være fra 6 Sv, selv etter transplantasjon beinmarg bare 10 % av pasientene kan reddes.
Uten et dosimeter vil en person aldri forstå at han er utsatt for farlig stråling. Til å begynne med reagerer ikke kroppen på det på noen måte. Først etter en stund kan kvalme vises, hodepine, svakhet begynner, temperaturen stiger.
Ved høye strålingsdoser påvirker stråling først og fremst det hematopoietiske systemet. Det er nesten ingen lymfocytter igjen i den, hvorav antallet avhenger av immunitetsnivået. Sammen med dette øker antallet kromosomale nedbrytninger (disentriske) i cellene.
Menneskekroppen bør i gjennomsnitt ikke utsettes for stråledoser større enn 1 mlSv per år. Ved eksponering for 17 Sv nærmer sannsynligheten seg for å utvikle uhelbredelig kreft sin maksimale verdi.
Lær mer om hvordan stråling påvirker menneskekroppen
Skade på celleatomer. Prosessen med eksponering for stråling på kroppen kalles bestråling. Dette er en ekstremt destruktiv kraft som transformerer celler, deformerer deres DNA, fører til mutasjoner og genetisk skade. Den destruktive prosessen kan startes av bare én strålingspartikkel.
Eksperter sammenligner virkningen av ioniserende stråling med en snøball. Det hele starter i det små, så vokser prosessen til irreversible endringer skjer. På atomnivå er det slik det fungerer. Radioaktive partikler flyr med stor hastighet og slår ut elektroner fra atomer. Som et resultat får sistnevnte en positiv ladning. Det "svarte" tilfellet av stråling består kun i dette. Men konsekvensene av slike transformasjoner er katastrofale.
Et fritt elektron og et ionisert atom inngår komplekse reaksjoner, som et resultat av at frie radikaler dannes. For eksempel brytes vann (H 2 O), som utgjør 80% av en persons masse, under påvirkning av stråling ned i to radikaler - H og OH. Disse patologisk aktive partiklene reagerer med viktige biologiske forbindelser - DNA-molekyler, proteiner, enzymer, fett. Som et resultat øker antallet skadede molekyler og giftstoffer i kroppen, og cellemetabolismen lider. Etter en tid dør de berørte cellene eller deres funksjoner er alvorlig svekket.
Hva skjer med den bestrålte organismen. På grunn av DNA-skade og genmutasjon kan ikke cellen dele seg normalt. Akkurat dette farlig konsekvens strålingseksponering. Når man får en stor dose, er antallet berørte celler så stort at organer og systemer kan svikte. Vev der aktiv celledeling forekommer er de vanskeligste å oppfatte stråling:
- Beinmarg;
- lunger,
- mageslimhinnen,
- tarmer,
- kjønnsorganer.
Dessuten skader selv et svakt radioaktivt objekt med langvarig kontakt menneskekroppen. Så, favorittanhenget eller kameralinsen kan bli en tidsinnstilt bombe for deg.
Den store faren for påvirkning av stråling på levende organismer er at i lang tid hun viser seg ikke. "Fienden" trenger gjennom lungene, mage-tarmkanalen, huden, og personen vet ikke engang om det.
Avhengig av graden og arten av eksponering, er resultatet:
- akutt strålingssykdom;
- forstyrrelse av sentralnervesystemet;
- lokale strålingsskader (forbrenninger);
- ondartede neoplasmer;
- leukemi;
- immunsykdommer;
- infertilitet;
- mutasjoner.
Dessverre sørget ikke naturen for menneskelige sanseorganer som kunne gi ham faresignaler når han nærmet seg en radioaktiv kilde. Beskytt deg mot en slik "sabotasje" uten å alltid være tilstede husholdningsdosimeter umulig.
Hvordan beskytte deg mot for store doser stråling?
Det er lettere å beskytte seg mot eksterne kilder. Alfa-partikler vil bli forsinket av et vanlig pappark. Betastråling trenger ikke gjennom glass. En tykk blyplate eller en betongvegg kan "dekke" fra gammastråler.
Verst av alt er tilfellet med intern eksponering, der kilden er inne i kroppen, etter å ha kommet dit, for eksempel etter å ha pustet inn radioaktivt støv eller spist middag med sopp "krydret" med cesium. I dette tilfellet er konsekvensene av eksponering mye mer alvorlige.
Det meste beste beskyttelse fra husholdnings ioniserende stråling - rettidig deteksjon av kildene. Dette vil hjelpe deg husholdningsdosimetre RADEX. Med slike enheter for hånden er livet mye roligere: når som helst undersøker du alt for strålingsforurensning.
Plan Innledning Introduksjon Konseptet "Biologisk effekt av stråling" Konseptet "Biologisk effekt av stråling" Direkte og indirekte effekt av stråling Direkte og indirekte effekt av stråling Effekten av stråling på individuelle organer og kroppen som helhet Effekten av stråling på individuelle organer og kroppen som helhet Mutasjoner Mutasjoner Effekten av store doser stråling på biologiske objekter Effekten av store doser stråling på biologiske objekter To typer kroppseksponering: ekstern og intern To typer kroppseksponering: ekstern og intern Hvordan å beskytte deg mot stråling? Hvordan beskytte deg mot stråling? De største stråleulykkene og -katastrofene i verden De største stråleulykkene og -katastrofene i verden
Innledning Strålingsfaktoren har vært tilstede på planeten vår siden den ble dannet. De fysiske effektene av stråling begynte imidlertid å bli studert først på slutten av 1800-tallet, og dens biologiske effekter på levende organismer på midten av 1900-tallet. Stråling refererer til de fysiske fenomenene som ikke føles av våre sanser, hundrevis av spesialister som jobber med stråling, mottok strålingsforbrenninger fra høye doser stråling og døde av ondartede svulster forårsaket av overeksponering. Imidlertid i dag verdensvitenskap vet mer om de biologiske effektene av stråling enn om virkningen av andre faktorer av fysisk og biologisk natur i miljøet.
Konseptet "Biologisk effekt av stråling" Og endringene forårsaket i livet og strukturen til levende organismer når de blir utsatt for kortbølgede elektromagnetiske bølger ( røntgenstråling og gammastråling) eller strømmer av ladede partikler, betastråling og nøytroner. D=E/m 1Gy=1J/1Kg D - absorbert dose; E er den absorberte energien; m-kroppsvekt
Når man studerer effekten av stråling på en levende organisme, følgende funksjoner: Effekten av ioniserende stråling på kroppen er ikke merkbar av en person. Folk har ikke et sanseorgan som kan oppfatte ioniserende stråling. Effekten av ioniserende stråling på kroppen er ikke merkbar av en person. Folk har ikke et sanseorgan som kan oppfatte ioniserende stråling. Virkning fra små doser kan summeres eller akkumuleres. Virkning fra små doser kan summeres eller akkumuleres. Stråling virker ikke bare på en gitt levende organisme, men også på dens avkom - den såkalte genetiske effekten. Stråling virker ikke bare på en gitt levende organisme, men også på dens avkom - den såkalte genetiske effekten. Ulike organer levende organismer har sin egen følsomhet for stråling. Med en daglig dose på 0,002-0,005 Gy oppstår allerede endringer i blodet. Ulike organer i en levende organisme har sin egen følsomhet for stråling. Med en daglig dose på 0,002-0,005 Gy oppstår allerede endringer i blodet. Ikke alle organismer som helhet oppfatter stråling på samme måte. Ikke alle organismer som helhet oppfatter stråling på samme måte. Bestråling er frekvensavhengig. Bestråling er frekvensavhengig. En enkelt høydosebestråling forårsaker dypere konsekvenser enn fraksjonert bestråling. En enkelt høydosebestråling forårsaker dypere konsekvenser enn fraksjonert bestråling.
Direkte og indirekte virkning av stråling Radiobølger, lysbølger, solens termiske energi er alle varianter av stråling. Virkningen av stråling skjer på atom- eller molekylnivå, uavhengig av om vi utsettes for ekstern stråling, eller mottar radioaktive stoffer fra mat og vann, noe som forstyrrer balansen biologiske prosesser i kroppen og føre til uønskede effekter. Energien som overføres direkte til atomene og molekylene i biologiske vev kalles den direkte virkningen av stråling. Noen celler vil på grunn av ujevn fordeling av strålingsenergi bli betydelig skadet. I tillegg til direkte bestråling, indirekte el indirekte handling forbundet med radiolyse av vann.
direkte handling stråling En av de direkte effektene er karsinogenese eller utvikling av onkologiske sykdommer. En kreftsvulst oppstår når en somatisk celle kommer ut av kontroll over kroppen og begynner å dele seg aktivt. Når strålingen kommer inn i cellene, forstyrrer balansen av kalsium og kodingen av genetisk informasjon. Slike fenomener kan føre til funksjonsfeil i proteinsyntesen, noe som er avgjørende. viktig funksjon av hele organismen, tk. defekte proteiner forstyrrer immunsystemet. Kroppen vår, i motsetning til prosessene beskrevet ovenfor, produserer spesielle stoffer som er en slags "rensere".
Indirekte effekt av stråling I tillegg til direkte ioniserende stråling er det også en indirekte eller indirekte effekt knyttet til radiolyse av vann. Under radiolyse oppstår det frie radikaler – visse atomer eller grupper av atomer som har høy kjemisk aktivitet. Hvis antallet frie radikaler er lavt, har kroppen evnen til å kontrollere dem. Hvis det er for mange av dem, blir arbeidet med beskyttelsessystemer, den vitale aktiviteten til individuelle funksjoner i kroppen, forstyrret. Skader forårsaket av frie radikaler øker raskt i en kjedereaksjon.
Innvirkning av stråling på individuelle organer og kroppen som helhet To klasser av systemer kan skilles i kroppens struktur: kontroll (nervøs, endokrin, immun) og livstøttende (respiratorisk, kardiovaskulær, fordøyelseskanal). Interaksjonen av stråling med kroppen begynner på molekylært nivå. Direkte eksponering for ioniserende stråling er derfor mer spesifikk. En økning i nivået av oksidasjonsmidler er også karakteristisk for andre påvirkninger. Radiosensitiviteten til en organisme avhenger av dens alder. Små doser stråling hos barn kan bremse eller til og med stoppe beinveksten. Jo yngre barnet er, desto mer hemmes skjelettveksten.
Mutasjoner Hver celle i kroppen inneholder et DNA-molekyl som bærer informasjonen for riktig reproduksjon av nye celler. DNA er en deoksyribonukleinsyre sammensatt av lange, avrundede doble helix-molekyler. Dens funksjon er å sikre syntesen av de fleste av proteinmolekylene som utgjør aminosyrer.
Stråling kan enten drepe cellen eller forvrenge informasjonen i DNA slik at defekte celler til slutt dukker opp. En endring i den genetiske koden til en celle kalles en mutasjon. En mutasjon som oppstår i en kjønnscelle kalles en genetisk mutasjon og kan overføres til påfølgende generasjoner. Tillatte stråledoser ble etablert lenge før fremkomsten av metoder for å etablere disse triste konsekvenser som de kan lede intetanende mennesker og deres etterkommere til.
Effekten av store doser stråling på biologiske objekter En levende organisme er svært følsom for virkningen av ioniserende stråling. Jo høyere en levende organisme er på evolusjonsstigen, jo mer radiofølsom er den. "Overlevelsen" til en celle etter bestråling avhenger samtidig av en rekke faktorer: av volumet av genetisk materiale, aktiviteten til energigivende systemer, forholdet mellom enzymer og intensiteten av dannelsen av frie radikaler H og OH. Menneskekroppen, som et perfekt naturlig system, er enda mer følsom for stråling. Hvis en person har gjennomgått generell bestråling med en dose rad, vil han etter noen dager ha tegn på strålingssyke i mild form. Store doser ved langvarig eksponering kan gi irreversible skader individuelle kropper eller hele organismen.
To typer bestråling av kroppen: ekstern og intern Stråling kan påvirke en person på to måter. Den første måten er ekstern eksponering fra en kilde som befinner seg utenfor kroppen, som hovedsakelig avhenger av strålingsbakgrunnen til området der personen bor eller av andre eksterne faktorer. Den andre er intern eksponering på grunn av inntak av et radioaktivt stoff i kroppen, hovedsakelig med mat. Ekstern og intern eksponering krever forskjellige forholdsregler som skal tas mot farlig handling stråling.
Hvordan beskytte deg mot stråling? Tidsbeskyttelse. hvordan mindre tid hold deg nær en strålekilde, jo lavere stråledose mottas fra den. Tidsbeskyttelse. jo kortere tid det er i nærheten av strålekilden, desto lavere blir stråledosen mottatt fra den. Avstandsbeskyttelse betyr at strålingen avtar med avstanden fra en kompakt kilde. Det vil si at hvis dosimeteret i en avstand på 1 meter fra en strålingskilde viser 1000 mikroengener per time, så er det på en avstand på 5 meter omtrent 40 mikrorentgener per time, og det er derfor det ofte er så vanskelig å oppdage strålekilder . På lange avstander blir de "ikke fanget", du må tydelig vite stedet hvor du skal se. Avstandsbeskyttelse betyr at strålingen avtar med avstanden fra en kompakt kilde. Det vil si at hvis dosimeteret i en avstand på 1 meter fra en strålingskilde viser 1000 mikroengener per time, så er det på en avstand på 5 meter omtrent 40 mikrorentgener per time, og det er derfor det ofte er så vanskelig å oppdage strålekilder . På lange avstander blir de "ikke fanget", du må tydelig vite stedet hvor du skal se. Stoffbeskyttelse. Det er nødvendig å bestrebe seg på at det er så mye substans som mulig mellom deg og strålingskilden. Jo tettere den er og jo større den er, desto større del av strålingen kan den absorbere. Stoffbeskyttelse. Det er nødvendig å bestrebe seg på at det er så mye substans som mulig mellom deg og strålingskilden. Jo tettere den er og jo større den er, desto større del av strålingen kan den absorbere.
De største strålingsulykkene og katastrofene i verden Natten mellom 25. og 26. april 1986 skjedde den største atomulykken i verden ved den fjerde enheten til atomkraftverket i Tsjernobyl (Ukraina), med delvis ødeleggelse av reaktorkjernen og frigjøring av fisjonsfragmenter utenfor sonen. Ifølge eksperter skjedde ulykken på grunn av et forsøk på å gjøre et eksperiment for å fjerne ekstra energi under driften av hovedatomreaktoren.
190 tonn ble sluppet ut i atmosfæren radioaktive stoffer. 8 av 140 tonn radioaktivt brensel fra reaktoren havnet i luften. Annen farlige stoffer fortsatte å forlate reaktoren som følge av brannen, som varte i nesten to uker. Folk i Tsjernobyl ble utsatt for 90 ganger mer stråling enn da bomben falt over Hiroshima. Som følge av ulykken skjedde det radioaktiv forurensning innenfor en radius på 30 km. Et område på 160 000 kvadratkilometer har blitt forurenset. LED Nordlige del Ukraina, Hviterussland og Vest-Russland. 19 russiske regioner med et territorium på nesten 60 000 kvadratkilometer og en befolkning på 2,6 millioner mennesker ble utsatt for strålingsforurensning.
11. mars 2011 ble Japan rammet av det kraftigste jordskjelvet i landets historie. Som et resultat ble en turbin ødelagt ved atomkraftverket Onagawa, det brøt ut en brann, som raskt ble eliminert. Ved atomkraftverket Fukushima-1 er situasjonen svært alvorlig - som et resultat av nedstengning av kjølesystemet, kjernebrensel smeltet i reaktoren til blokk 1, en strålingslekkasje ble registrert utenfor blokken, og evakuering ble utført i en 10-kilometers sone rundt atomkraftverket.
Stråling kan skade celler. Kroppens forsvar takler dette inntil stråledosene overstiger den naturlige bakgrunnen hundrevis og tusenvis av ganger. Mer høye doser føre til akutt strålesyke og øke sannsynligheten for kreft med flere prosent. Doser som er titusenvis av ganger høyere enn bakgrunnen er dødelige. Slike doser forekommer ikke i hverdagen.
Død og mutasjon av cellene i kroppen vår er et annet naturlig fenomen som følger med livene våre. I en organisme på rundt 60 billioner celler eldes og muterer cellene naturlige årsaker. Millioner av celler dør hver dag. Mange fysiske, kjemiske og biologiske midler, inkludert naturlig stråling, "ødelegger" også celler, men i normale situasjoner kan kroppen lett takle dette.
Sammenlignet med andre skadelige faktorer er ioniserende stråling (stråling) best studert. Hvordan påvirker stråling cellene? Under fisjon av atomkjerner frigjøres en stor mengde energi som er i stand til å rive av elektroner fra atomene i det omkringliggende stoffet. Denne prosessen kalles ionisering, og energibæreren elektromagnetisk stråling- ioniserende. Et ionisert atom endrer sin fysiske og Kjemiske egenskaper. Følgelig endres egenskapene til molekylet det kommer inn i. Jo høyere strålingsnivå, jo flere tall ionisering virker, jo mer skadede celler vil være.
For levende celler er endringer i DNA-molekylet farligst. Skadet DNA kan repareres av en celle. Ellers vil hun dø eller gi et modifisert (mutert) avkom.
Kroppen erstatter døde celler med nye i løpet av dager eller uker, og mutante celler blir effektivt kastet. Gjør det immunsystemet. Men noen ganger svikter forsvarssystemer. Resultatet på lang sikt kan være kreft eller genetiske endringer i avkommet, avhengig av hvilken type skadet celle (normal eller kjønnscelle). Ingen av utfallet er forhåndsbestemt, men begge har en viss sannsynlighet. Spontane tilfeller av kreft kalles spontane. Hvis ansvaret til en eller annen agent for forekomsten av kreft er etablert, sies kreften å ha blitt indusert.
Hvis stråledosen overstiger den naturlige bakgrunnen i hundrevis av ganger, blir det merkbart for kroppen. Det viktige er ikke at det er stråling, men at kroppens forsvarssystemer er vanskeligere å takle det økte antallet skader. På grunn av de hyppige feilene oppstår ytterligere "strålings"-kreft. Antallet deres kan være flere prosent av antallet spontane krefttilfeller.
Svært store doser, dette er - tusen ganger over bakgrunnen. Ved slike doser er hovedvanskene i kroppen ikke forbundet med endrede celler, men med den raske døden av vev som er viktige for kroppen. Kroppen kan ikke takle gjenopprettingen av normal funksjon av de mest sårbare organene, først og fremst den røde benmargen, som tilhører det hematopoietiske systemet. Det er tegn på akutt ubehag - akutt strålesyke. Hvis strålingen ikke umiddelbart dreper alle cellene i benmargen, vil kroppen til slutt komme seg. Gjenoppretting etter strålesyke tar mer enn én måned, men da lever en person et normalt liv.
Etter å ha blitt frisk fra strålesyke, er det litt mer sannsynlig at folk får kreft enn sine ikke-bestrålte jevnaldrende. Hvor ofte? Med noen få prosent.
Dette følger av observasjoner av pasienter i forskjellige land ah av verden, som gjennomgikk et kurs med strålebehandling og mottok tilstrekkelig store doser stråling, for de ansatte i de første atombedriftene som ennå ikke hadde pålitelige strålebeskyttelsessystemer, så vel som for japanerne som overlevde atombomben, og likvidatorene i Tsjernobyl. Blant disse gruppene var de høyeste dosene blant innbyggerne i Hiroshima og Nagasaki. Over 60 år med observasjoner hadde 86,5 tusen mennesker med doser 100 eller flere ganger høyere enn den naturlige bakgrunnen 420 tilfeller dødelig kreft mer enn i kontrollgruppen (en økning på ca. 10%). I motsetning til symptomene på akutt strålesyke, som dukker opp etter timer eller dager, oppstår ikke kreft umiddelbart, kanskje etter 5, 10 eller 20 år. For ulike lokaliseringer av kreft er den latente perioden forskjellig. Den raskeste, i løpet av de første fem årene, utvikles leukemi (blodkreft). Det er denne sykdommen som regnes som en indikator på stråleeksponering ved stråledoser hundrevis og tusenvis av ganger høyere enn bakgrunnen.
Hvorfor dukker ikke kreft opp umiddelbart? For at en celle med skadet DNA skal bli kreft, må en kjede av sjeldne hendelser skje med den. Etter hver ny transformasjon må hun igjen "gli gjennom" den beskyttende barrieren. Hvis en immunforsvar effektivt, kan selv en sterkt bestrålet person ikke få kreft. Og hvis han blir syk, blir han kurert.
Teoretisk kan det i tillegg til kreft være andre konsekvenser av eksponering for høye doser.
Dersom stråling har skadet DNA-molekylet i egget eller sæden, er det en risiko for at skaden går i arv. Denne risikoen kan tilføre lite til det spontane arvelige lidelser Det er kjent at spontant forekommende genetiske defekter, alt fra fargeblindhet til Downs syndrom, forekommer hos 10 % av nyfødte. For mennesker er strålingstilskuddet til spontane genetiske lidelser svært lite. Selv blant de japanske overlevende fra bombingen med høye doser stråling, i motsetning til forskernes forventninger, var det ikke mulig å identifisere det. Det var ingen ytterligere strålingsinduserte defekter etter ulykken ved Mayak-anlegget i 1957, og de ble heller ikke oppdaget etter Tsjernobyl.
Stråleulykker i Sovjetunionen og Den russiske føderasjonen med klinisk signifikante konsekvenser:1949-2005
| Type ulykke |
Mengde ulykker |
Antall ofre | |
| Total | gjelder også døde | ||
| Radioisotopanlegg og deres kilder | 92 | 170 | 16 |
| Røntgenenheter og akseleratorer | 39 | 43 | - |
| Reaktorhendelser og tap av kritikalitetskontroll | 33 | 82 | 13 |
| Saker med lokale strålingsskade ved Mayak Production Association i 1949/56. | 168 | 168 | - |
| Ulykker på atomubåter | 4 | 133 | 12 |
| Andre hendelser | 12 | 17 | 2 |
| Tsjernobyl-ulykke | 1 | 134 | 28 |
| TOTAL |
176 | 747 | 71 |
Effekter av eksponering som funksjon av dose
Mennesker som døde av stråling i Hiroshima og Nagasaki, samt i Tsjernobyl, fikk doser titusenvis av ganger over bakgrunnen. Ved slike doser kan kroppen ikke lenger takle det enorme antallet døde celler, og personen dør i løpet av dager eller uker. I Hiroshima og Nagasaki døde 210.000 mennesker som følge av atombombene. Dette er det totale antallet tap fra virkningen av sjokkbølgen, ødeleggelse av bygninger og strukturer, termiske forbrenninger og stråling. Under ulykken ved atomkraftverket i Tsjernobyl den første dagen fikk rundt 300 anleggsansatte og brannmenn svært høye doser. 28 mennesker sto ikke til å redde, men leger kurerte 272 mennesker.
Radioaktivitet er utslipp fra kjernene av visse elementer av forskjellige partikler, ledsaget av overgangen av kjernen til en annen tilstand og en endring i dens parametere. Fenomenet radioaktivitet ble oppdaget av den franske forskeren Henri Becquerel i 1896 for uransalter.
I 1899, under veiledning av den engelske forskeren Ernst Rutherford, ble det utført et eksperiment som gjorde det mulig å oppdage den komplekse sammensetningen av radioaktiv stråling.
TRE komponenter av stråling Beta - partikler er en strøm av raske elektroner som flyr med hastigheter nær lysets hastighet. De trenger gjennom luften opp til 20 m. Alfa-partikler er strømmer av kjerner av heliumatomer. Hastigheten til disse partiklene er 20 000 km/s, som overskrider hastigheten til et moderne fly (1000 km/t) med 72 000 ganger. Alfa - stråler trenger inn i luften opptil 10 cm Gammastråling er en elektromagnetisk stråling som sendes ut under kjernefysiske transformasjoner eller samspillet mellom partikler
Hver type stråling har sin egen penetrerende kraft, det vil si friheten til å passere gjennom materie. Jo større tetthet et stoff har, jo dårligere overfører det stråling.
Alfastråling - har lav penetreringskraft; - forsinket av et ark papir, klær, menneskelig hud; - alfapartikler som har kommet inn i kroppen er veldig farlige.
-stråling I henhold til deres egenskaper har -partikler lav penetrasjonsevne og utgjør ikke en fare før radioaktive stoffer som sender ut -partikler kommer inn i kroppen gjennom et sår, med mat eller innåndet luft; da blir de ekstremt farlige.
Betastråling - har en mye større penetreringskraft; - kan passere i luften en avstand på opptil 5 meter, er i stand til å trenge inn i kroppens vev; - et lag med aluminium på noen millimeter tykt kan fange beta-partikler.
-stråling - partikler kan trenge inn i kroppens vev til en dybde på en til to centimeter.
Gammastråling - har enda større penetreringskraft; - forsinket av et tykt lag med bly eller betong.
-stråling -stråling som forplanter seg med lysets hastighet har stor penetrerende kraft; bare en tykk bly eller betongplate kan holde den tilbake.
Grunnleggende begreper, begreper og definisjoner Stråling er et fenomen som forekommer i radioaktive grunnstoffer, atomreaktorer, når atomeksplosjoner, ledsaget av utslipp av partikler og ulike strålinger, noe som resulterer i skadelige og farer som påvirker mennesker. Penetrerende stråling skal forstås som en skadefaktor for ioniserende stråling som oppstår for eksempel under eksplosjonen av en atomreaktor. Ioniserende stråling er enhver stråling som forårsaker ionisering av miljøet, dvs. strømmen av elektriske strømmer i dette miljøet, inkludert i menneskekroppen, som ofte fører til celleødeleggelse, endringer i blodsammensetning, brannskader og andre alvorlige konsekvenser.
Kilder til ekstern eksponering 1. Kosmiske stråler (0,3 m Sv/år) gir litt mindre enn halvparten av all ekstern eksponering mottatt av befolkningen. 2. Å finne en person, jo høyere han stiger over havet, jo sterkere blir eksponeringen. 3. Terrestrisk stråling kommer hovedsakelig fra bergarter av mineraler som inneholder kalium - 40, rubidium - 87, uran - 238, thorium - 232.
Innvendig eksponering av befolkningen Svelging med mat, vann, luft. Den radioaktive gassen radon er en usynlig, smakløs, luktfri gass som er 7,5 ganger tyngre enn luft. Alumina. Industrielt avfall som brukes i konstruksjonen, som rød leirstein, masovnslagg, flyveaske Når kull brennes, sintres en betydelig del av komponentene til slagg, der radioaktive stoffer konsentreres.
Når du arbeider med en hvilken som helst strålingskilde, er det nødvendig å iverksette tiltak for strålebeskyttelse av alle mennesker som kan komme inn i strålingssonen. Mennesker er ikke i stand til å oppdage noen doser radioaktiv stråling ved hjelp av sansene. Dozimetre brukes til å oppdage ioniserende stråling, måle energien og andre egenskaper. Strålingsmåling
Ekvivalent dose 1 Sv. = 1 J/kg Sievert er enheten for absorbert dose multiplisert med en faktor som tar hensyn til den ulik radioaktive faren for kroppen forskjellige typer ioniserende stråling.
Ekvivalent strålingsdose: H=D*K K — kvalitetsfaktor D — absorbert strålingsdose Absorbert strålingsdose: D=E/m E — energien til den absorberte kroppen m — kroppsmasse
Strålingsdoseabsorpsjon E av ioniserende stråling til massen av stoffet I SI er den absorberte strålingsdosen uttrykt i grått Naturlig bakgrunnsstråling (kosmiske stråler, radioaktivitet miljø og Menneskekroppen) er ca 2 * 10 -3 Gy stråledose per år Stråledose 3 -10 Gy mottatt for en kort tid, dødelig
Eksponering for ioniserende stråling Enhver type ioniserende stråling forårsaker biologiske endringer i kroppen. En enkelt bestråling forårsaker biologiske forstyrrelser som avhenger av den totale absorberte dosen. Så i en dose opp til 0, 25 Gy. det er ingen synlige brudd, men allerede ved 4 - 5 Gy. dødsfall utgjør 50 % av totalt antall berørt, og ved 6 Gr. og mer - 100% av ofrene. Hovedvirkningsmekanismen er assosiert med prosessene for ionisering av atomer og molekyler av levende stoffer, spesielt vannmolekyler som finnes i celler. Graden av påvirkning av ioniserende stråling på en levende organisme avhenger av doseraten for stråling, varigheten av denne eksponeringen og typen stråling og radionuklid som har kommet inn i kroppen.
Virkningsmekanismen for stråling: ionisering av atomer og molekyler oppstår, noe som fører til en endring i den kjemiske aktiviteten til celler. Biologisk effekt av radioaktiv stråling
På grunn av det faktum at under radioaktiv eksponering, den biologiske skaden på organene i menneskekroppen eller individuelle systemer Kroppen er ikke den samme, de er delt inn i grupper: I (den mest sårbare) - hele kroppen, gonader og rød benmarg (hematopoietisk system); II - øyelinse, skjoldbruskkjertel ( endokrine systemet), lever, nyrer, lunger, muskler, fettvev, milt, mage-tarmkanalen, samt andre organer som ikke er inkludert i gruppe I og III; III - hud, beinvev, hender, underarmer, føtter og ben.
Sensitivitet av individuelle organer for radioaktiv stråling Vev Ekvivalent dose % Benvev 0,03 Skjoldbruskkjertel 0,03 Rød benmarg 0,12 Lunger 0,12 Brystkjertel 0,15 Eggstokker, testikler 0,25 Annet vev 0,3 Kroppen som helhet
Radioaktiv stråling har en sterk biologisk effekt på vevet til en levende organisme, som består i ionisering av atomer og molekyler i mediet. Biologisk effekt av radioaktiv stråling
levende celle — kompleks mekanisme, ute av stand til å fortsette normale aktiviteter selv med mindre skader på de enkelte seksjonene. Selv svak stråling kan forårsake betydelig skade på celler og forårsake farlige sykdommer(strålesyke). Ved høy strålingsintensitet dør levende organismer. Faren for stråling ligger i at de ikke forårsaker noen smerte selv når dødelige doser. Biologisk effekt av radioaktiv stråling
Biologisk effekt av radioaktiv stråling Endringer i cellen: - Ødeleggelse av kromosomer - Krenkelse av evnen til å dele - Endring i permeabilitet cellemembraner— Hevelse av cellekjerner
Bestråling kan også ha en viss fordel.Raskt prolifererende celler inn kreftsvulster mer følsomme for stråling. Dette er grunnlaget for undertrykkelse av en kreftsvulst med γ-stråler av radioaktive preparater, som er mer effektive for dette formålet enn røntgenstråler.
Cellekjerner som er mest følsomme for stråling: 1. Benmargsceller (prosessen med bloddannelse er forstyrret) 2. Celleskade fordøyelseskanalen og andre organer. Biologisk effekt av radioaktiv stråling
De genetiske konsekvensene av stråling - vises i form genmutasjoner, samt endringer i antall eller struktur av kromosomer. En dose på 1 Gy, mottatt ved lave strålingsnivåer hos menn (beregninger er mindre sikre for kvinner), forårsaker utseendet på 1000 til 2000 mutasjoner som fører til alvorlige konsekvenser, og mellom 30 og 1000 kromosomale omorganiseringer (aberrasjoner) for hver million levendefødte.
Radioaktivt avfall RW Avfall som inneholder radioaktive isotoper av kjemiske elementer og som ikke har noen praktisk verdi. Dette er kjernefysiske materialer og radioaktive stoffer, videre bruk som ikke er gitt.
Klassifisering av radioaktivt avfall aggregeringstilstand: Flytende Fast Gassformig Etter sammensetning av stråling: α - stråling β - stråling γ - stråling nøytronstråling Etter levetid: kortvarig (mindre enn 1 år) middels levetid (fra et år til 100 år) lang levetid (mer enn 100 år) Etter aktivitet: Lite aktiv Middels aktiv Svært aktiv
Ulykken ved atomkraftverket i Tsjernobyl viste den enorme faren for radioaktiv stråling. Alle mennesker bør være klar over denne faren og tiltakene for å beskytte seg mot den. 26. april 1986
Metoder og midler for beskyttelse mot ioniserende stråling som øker avstanden mellom operatøren og kilden; reduksjon av varigheten av arbeidet i strålingsfeltet; stråling kilde skjerming; fjernkontroll; bruk av manipulatorer og roboter; full automatisering av den teknologiske prosessen; bruk av midler personlig beskyttelse og advarselsskilt om strålingsfare; konstant overvåking av strålenivåer og personelleksponeringsdoser.
Den enkleste metoden for beskyttelse er fjerning av personell fra strålingskilden på en tilstrekkelig stor avstand. Derfor alle volumer radioaktive stoffer bør ikke tas for hånd. Det er nødvendig å bruke spesielle tang med langt håndtak. Hvis avstanden fra strålingskilden til en tilstrekkelig stor avstand ikke er mulig. Barrierer laget av absorberende materialer brukes for å beskytte mot stråling.
Mulig ekstern og intern bestråling av kroppen. Ekstern eksponering er preget av effekten på motivet av ioniserende stråling som kommer utenfra. Intern eksponering er bestråling av kroppen, dens individuelle organer og vev med ioniserende stråling fra radioaktive stoffer som har kommet inn i kroppen.
Den biologiske faren ved ekstern eksponering bestemmes av typen og energien til strålingen, aktiviteten til strålingskilden (dvs. antall partikler eller gamma-kvanter produsert per tidsenhet), avstanden fra kilden og eksponeringens varighet . De farligste med ekstern eksponering er gamma- og nøytronstråling.
Den uendelig lille størrelsen på gammakvanter sammenlignet med størrelsen på elektroner og atomkjerner gjør at de kan passere nesten uhindret gjennom tilstrekkelig tette barrierer, og miste en ubetydelig mengde energi på veien. Den gjennomtrengende kraften til nøytroner skyldes deres nøytralitet.
Intern eksponering bestemmes av radioaktive stoffer som trenger inn i menneskekroppen med luft, mat, vann, gjennom huden. Det største antallet- ved innånding. Fra luftveiene kommer radioaktive stoffer inn i blod, lymfe og mage-tarmkanalen. Blod bærer radioaktive stoffer gjennom hele kroppen, hvor de legger seg i ulike organer og vev: bein, lever, milt, skjoldbruskkjertelen og så videre.
Radioaktive gasser som kommer inn i kroppen under respirasjon tas ut av den under utånding i en betydelig mengde. Så for eksempel blir 95 % av radonet som inhaleres av en person tatt ut under utånding. Løselige kjemiske forbindelser (radioaktive) absorberes raskere enn uløselige. Elementer som danner stabile komplekser med protein (f.eks. bly) fjernes enda langsommere. Andelen av innkommende radioaktive stoffer gjennom huden er liten. Men for radioaktive gasser er huden en penetrerende membran. Det er kjent at radionuklidene som har kommet inn i kroppen fjernes fra den enten på grunn av radioaktivt forfall eller som et resultat av biologiske utskillelsesprosesser.
Med intern bestråling blir først og fremst de mest radiosensitive organene skadet, hvor radionuklider er konsentrert. PÅ beinvev strontium-90 er konsentrert, forstyrrer funksjonen til benmargshematopoiesis, i skjoldbruskkjertelen - jod-131, forårsaker betennelse eller til og med opphør av funksjon, i muskelvev jevnt fordelt cesium-137. Det er disse radionuklidene som utgjør den største faren for Menneskekroppen bestemte den radiologiske situasjonen etter Tsjernobyl-ulykken.
Som følge av en ulykke på ROO er det mulig følgende typer radioaktiv påvirkning på befolkningen:
Ekstern eksponering under passasje av en radioaktiv sky;
Intern eksponering gjennom innånding av radioaktive aerosoler av fisjonsprodukter;
Kontakteksponering på grunn av radioaktiv forurensning hud og klær;
Ekstern eksponering på grunn av radioaktiv forurensning av jordoverflaten, bygninger, strukturer, etc.;
Intern eksponering fra inntak av forurenset mat og vann.
Når du studerte effekten på kroppen, ble følgende funksjoner identifisert:
Tilstedeværelsen av en latent periode med manifestasjon av virkningen av ioniserende stråling, hvis varighet reduseres ved bestråling i store doser;
Stråling påvirker ikke bare en gitt levende organisme, men også dens avkom;
Ulike organer i en levende organisme har sin egen følsomhet for stråling;
Ikke alle organismer som helhet reagerer likt på stråling.
Så effekten av stråling på en levende organisme er et kompleks av mange sammenkoblede fysiske, fysisk-kjemiske og biologiske prosesser av varierende intensitet og varighet.
Den biologiske effekten av stråling på en levende organisme begynner kl cellenivå. Celler er sammensatt av cytoplasma og kjerne. Hoved strukturelt element kjerner er kromosomer som består av DNA-molekyler, som igjen består av separate seksjoner - gener som bærer arvelig informasjon.
Ioniserende stråling forårsaker kromosombrudd. Dette fører til en endring i genapparatet. Hvis nedbrytningen skjer i kjønnsceller, fører dette til mutasjoner (dvs. til utseendet til avkomindivider med andre egenskaper). Under virkningen av ioniserende stråling oppstår skadelige mutasjoner i form av ulike medfødte misdannelser.
I tillegg til genetiske effekter observeres såkalte somatiske effekter (kroppslige). Xomatiske effekter inkluderer lokal skade på huden (stråleforbrenning), øyekatarakt (mørkning av linsen), skade på kjønnsorganene, etc.
I motsetning til somatiske effekter er genetiske effekter av stråling vanskelig å oppdage, siden de virker på et lite antall celler og har en lang latent periode, målt i titalls år etter eksponering.
Som effektive midlerå redusere den destruktive effekten av stråling på menneskekroppen begynte å bruke introduksjonen i kroppen mye kjemiske substanser for å beskytte den mot ioniserende stråling. Beskyttelse av kroppen ved hjelp av kjemikalier utføres av:
1) innføring av kjemiske forbindelser i mediet som vil forhindre dannelse av vannradikaler og produkter fra kjemisk transformasjon av vannmolekyler;
2) innføring av kjemiske forbindelser som er i stand til intensivt å absorbere vannstråling;
3) innføring i kroppen av stoffer - quenchere, forårsaker overgangen av energien til eksiterte molekyler til termisk energi og dermed bidrar til en økning i kroppens radiomotstand. Disse stoffene kalles beskyttere. Disse inkluderer for eksempel svovelholdige aminosyrer. Bruken av beskyttere utelukker ikke andre metoder, for eksempel biologisk beskyttelse, som øker kroppens totale radioresistens ved hjelp av visse vitaminer.
Kjemiske strålebeskyttere har vist seg ganske godt i praksis. Imidlertid må det forstås at beskyttelsen av kroppen mot virkningen av stråling vil være effektiv når det er et kompleks av tekniske, organisatoriske og sanitære og hygieniske tiltak.