Ионизирующие излучения, виды, влияние на живой организм

 

   Введение 

   Связи между жизнью, здоровьем людей, положением флоры и фауны и современным  уровнем радиационного загрязнения  всей планеты и отдельных ее регионов очень сложные.

   До  середины ХХ в. основным источником ионизирующего излучения были природные источники - горные породы, Космос. Однако и тогда уровни земной радиации в разных регионах были различны, достигая максимальных значений в районах залежей урановых руд, радиоактивных сланцев, фосфоритов или кристаллических пород, ториевых песков, радоновых минеральных источников. Известны такие аномальные районы и у нас на Украине - Хмельник, Мироновка, Желтые воды. В этих местах уровни природного активного фона в десятки и сотни раз выше, чем в других.

   Из-за того, что до недавнего времени  не было известно о присутствии тех  или иных отклонений в здоровье и  развитии людей, которые проживают  в районах с повышенным радиоактивным  фоном, показатели продолжительности  жизни, количество мертворожденных, болезни  на лейкоз, рак у жителей этих районов был среднестатистично нормальным. На основе новых исследований и глубокого анализа проблемы можно сделать вывод, что и раньше, десятки и сотни лет тому назад, повышенный радиационный фон негативно влиял на население.  
 
 

 

   

   Глава 1. Виды ионизирующих излучений и их воздействие на живой  организм.

   1.1.Виды  ионизирующих излучений.

   Сейчас  главными источниками радиоактивных  загрязнений биосферы являются радиоактивные  аэрозоли, которые поступают а атмосферу во время испытаний ядерного оружия, аварий на АЭС и радиоактивных производствах, а также радионуклиды, которые выделяются из радиоактивных отходов, захороненых на суше и в море, с отработанных атомных реакторов и сооружений. Во время аварий атомных реакторов, разгерметизаций залежей радиоактивных отходов радиационная грязь расползается на десятки и сотни километров, вследствие взрывов ядерных бомб - по всей планете. 
По силе и глубине влияния на организм ионизирующее излучение считается самым сильным.  
Различают несколько видов ионизирующего излучения:

1. Излучение, отклоняющееся в сторону Севера, называется альфа-излучением.
2. Юга - бета-излучением;
3. Излучение, не отклоняющееся магнитным полем, называется гамма-излучением (оно не имеет электрического заряда).

   В настоящее  время известно около 40 естественных и более 200 искусственных альфа-активных ядер. Альфа-распад характерен для тяжелых элементов (урана, тория, полония, плутония и др.).

   Альфа-частицы - это положительно заряженные ядра гелия. Они обладают большой ионизирующей и малой проникающей способностью и двигаются со скоростью 20000 км/с.

   Бета-излучение - это поток отрицательно заряженных частиц (электронов), которые выпускаются при бета-распаде радиоактивных изотопов. Их скорость приближается к скорости света. Наиболее высокоэнергетические бета-частицы могут пройти слой алюминия до 5 мм., однако ионизирующая способность их меньше, чем у альфа-частицы.

   Гамма-излучение, испускаемое атомными ядрами при  радиоактивных превращениях, обладает энергией от нескольких тысяч до нескольких миллионов электрон-вольт. Распространяется оно, как и рентгеновское излучение, в воздухе со скоростью света. Ионизирующая способность гамма-излучения  значительно меньше, чем у альфа- и бета-частиц. Гамма-излучение - это электромагнитные излучения высокой энергии. Оно обладает большой проникающей способностью, изменяющейся в широких пределах.

   1.2. Воздействие ионизирующих  излучений на живой  организм.

   Ионизирующие  излучения имеют ряд общих свойств, два из которых - способность проникать через материалы различной толщины и ионизировать воздух и живые клетки организма - заслуживают особенно пристального внимания. 

   При изучении действия излучения на организм были определены следующие особенности: 
1. Высокая эффективность поглощенной энергии. Малые количества поглощенной энергии излучения могут вызывать глубокие биологические изменения в организме. 
2. Наличие скрытого, или инкубационного, периода проявления действия ионизирующего излучения.

3. Действие от  малых доз может суммироваться  или накапливаться. 

4. Излучение  воздействует не только на  данный живой организм, но и  на его потомство. Это так  называемый генетический эффект. 
5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению.

6. Не каждый  организм в целом одинаково  реагирует на облучение. 
7. Облучение зависит от частоты.

    Энергия, излучаемая радиоактивными веществами, поглощается окружающей средой. В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биохимические процессы..

    В результате воздействия  ионизирующего излучения нарушаются нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме. В зависимости от величины поглощенной дозы излучения и индивидуальных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми. При небольших дозах пораженная ткань восстанавливает свою функциональную деятельность. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимое поражение отдельных органов или всего организма.

    Любой вид ионизирующих излучений вызывает биологические изменения в организме  как при внешнем (источник находится  вне организма), так и при внутреннем облучении (радиоактивные вещества попадают внутрь организма, например пероральным или ингаляционным путем).

    Степень чувствительности различных тканей к облучению неодинакова. Если рассматривать  ткани органов в порядке уменьшения их чувствительности к действию излучения, то получим следующую последовательность: лимфатическая ткань, лимфатические  узлы, селезенка, зобная железа, костный  мозг, зародышевые клетки. Большая  чувствительность кроветворных органов  к радиации лежит в основе определения  характера лучевой болезни.

    Важным  фактором при воздействии ионизирующего излучения на организм является время облучения.

    Конечный  результат облучения (кроме отдаленных последствий) зависит не столько  от полной дозы, сколько от действия ее мощности, или времени, за которое  она была накоплена, а также характера  ее распределения. Это связано с  тем, что в живых организмах в  ответ на облучение включаются защитные механизмы системы адаптации  и компенсации, которые должны обеспечить стабильность внутренней среды организма (гомеостаз) и обновить нарушенные функции. Результат зависит от соотношения количества поврежденных тканей и защитно-обновляющей способности организма. 
Радиоактивные вещества могут попасть внутрь организма при вдыхании воздуха, зараженного радиоактивными элементами, с зараженной пищей или водой и, наконец, через кожу, а также при заражении открытых ран. 
Попадание твердых частиц в дыхательные органы зависит от степени дисперсности частиц.

    Гораздо чаще вследствие несоблюдения правил техники безопасности радиоактивные  вещества попадают в организм через  пищеварительный тракт. Проникновение  радиоактивных загрязнений через  раны или через кожу можно предотвратить, если соблюдать соответствующие  меры предосторожности. Опасность радиоактивных  элементов, попадающих тем или иным путем в организм человека, тем  больше, чем выше их активность.

    Космическое излучение состоит из галактического и солнечного, которое изменяется в зависимости от активности процессов на Солнце и в его недрах.

    Каждый  житель планеты в среднем от космического облучения на протяжении года получает радиационную дозу около 300 мкЗв (0,03 Бер). 
Земных природных источников излучения сейчас насчитывается около 60, а именно: 32 - ураново-радиевые и ториевые группы, 11 - из групп других долгоживущих радионуклидов, таких как калий-40, рубидий-87 и др.

      Уже досконально известно, что в деревянных домах мощность радиационной дозы в два-три раза меньше, чем в каменных или бетонных. А в домах, построенных из шлакоблоков, мощность радиационной дозы, как правило, в десятки раз больше, чем в деревянных.

    Население городов, особенно больших, в целом  всегда получает дозы выше по сравнению  с жителями сельских местностей. Самый  сильный радиационный фон в городах  повышают граниты, в которых урана  больше в два-три раза, тория в  три-десять раз, чем в песчаниках и известняках.

    Основные  особенности биологического действия ионизирующих излучений следующие: 
1. Действие ионизирующих излучений на организм неощутимы человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы ионизирующие излучения. Поэтому человек может проглотить, вдохнуть радиоактивное вещество без всяких первичных ощущений. Дозиметрические приборы являются как бы дополнительным органом чувств, предназначенным для восприятия ионизирующего излучения. 
2. Видимые поражения кожного покрова, недомогание, характерные для лучевого заболевания, появляются не сразу, а спустя некоторое время. 
3. Суммирование доз происходит скрыто. Если в организм человека систематически будут попадать радиоактивные вещества, то со временем дозы суммируются, что неизбежно приводит к лучевым заболеваниям. 

 

    

   Глава 2. Естественные и  антропогенные источники  ионизирующих излучений.

   Естественными источниками ионизирующих излучений являются космическое пространство, а также сосредоточенные в земной коре радиоактивные нуклиды урана, тория и актиния, выделяющие в процессе распада в атмосферу изотопы радона.

   Половину  годовой индивидуальной эффективной дозы облучения от земных источников радиации человек получает от невидимого, не имеющего вкуса и запаха тяжелого газа радона. Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытых, непроветриваемых помещениях. Родоп может проникать сквозь трещины в фундаменте, через пол из земли и накапливаться в основном в нижних этажах жилых зданий.

   Одним из источников радона могут быть конструкционные материалы, используемые в строительстве. К ним в первую очередь относятся такие материалы, как гранит, пемза, глинозем.

   Другой  естественный источник ионизирующего  излучения — космос. Из него на Землю поступают космические лучи, представленные потоками

высокоэнергетических  протонов (примерно 90%), ядер атомов гелия (около

9%), нейтронов,  электронов и ядер легких элементов  (1%). Однако Земля

имеет защиту от радиационного воздействия, иначе  жизнь на ней была бы

невозможна.

   Антропогенными  источниками ионизирующих излучений  и ряда долго- и

короткоживущих  изотопов являются ядерные взрывы, атомная энергетика,

включая объекты  по переработке и захоронению  ее отходов, установки

рентгеноскопии  в промышленности и медицине, теплоэнергетические

устройства, работающие на угле, и др. 

Глава 3.

Глава 4. Заболевания

   Действию  ионизирующего излучения могут  подвергаться работники различных специальностей.

   Наибольшая  доля - это медицинский персонал: врачи-рентгенологи, техники-рентгенологи, медицинские сестры. При этом на работающих воздействуют рентгеновские лучи, которые являются электромагнитным излучением с очень короткой длиной волны и обладают высокой проникающей способностью.

   Ионизирующему излучению могут подвергаться работающие с рентгеновскими и L-лучами при осуществлении L-дефектоскопии на промышленных предприятиях, работающие на ускорительных установках, обслуживающие ядерные реакторы.

   В настоящее  время при работе с источниками  ионизирующего излучения

используются  достаточно эффективные меры защиты, которые касаются как

общей организации  условий и режима труда, так и  индивидуальных средств

личной гигиены  и так называемой радиационной асептики. Однако при

нарушении техники безопасности или при определенных обстоятельствах

ионизирующее  излучение может быть причиной развития лучевой болезни

(острой и  хронической).

1. «Острая лучевая болезнь» возникает непосредственно вслед за воздействием радиоактивного агента и претерпевает определенный цикл развития.
2. «Хроническая лучевая болезнь» развивается при систематическом воздействии небольших доз внешнего облучения или при попадании внутрь организма радиоактивного вещества, обладающего длительным периодом полураспада.
3. «Патогенез». Основным механизмом действия ионизирующего излучения является ионизация атомов и молекул живой материи. Этот процесс считается начальным этапом биологического действия излучения и в дальнейшем вызывает функциональные и органические поражения тканей, органов и систем.