Проблемы устойчивого развития цивилизации в XXI веке

     3,00-5,00 (300-500 Бэр) - тяжелая форма лучевой болезни, через час неукротимая рвота, все признаки лучевой болезни проявляются резко: озноб, отказ от пищи. Смерть в течение месяца составляет 50-60% от облученных.

     более 5,00 Гр (более 500 Бэр) - крайне тяжелая форма лучевой болезни, через 15 мин. неукротимая рвота с кровью, потеря сознания, понос, непроходимость кишечника. Смерть наступает в течении 10 суток (100 % от общего числа пострадавших).

     При облучении в 100-1 000 раз превышающую  смертельную, человек погибнет во время  облучения: «смерть под лучом».

     При изучении действия излучения на организм были выявлены следующие особенности:

     1. Высокая эффективность поглощённой энергии, даже малые её количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме.

     2. Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия  ионизирующих излучений. 

     3. Действие от малых доз может  суммироваться или накапливаться.

     4. Генетический эффект - воздействие  на потомство. 

     5. Различные органы живого организма  имеют свою чувствительность  к облучению. 

     6. Не каждый организм (человек) в  целом одинаково реагирует на  облучение. 

     7. Облучение зависит от частоты  воздействия. При одной и той же дозе облучения вредные последствия будут тем меньше, чем более дробно оно получено во времени.

     Под действием ионизирующего излучения  вода, являющаяся составной частью организма человека, расщепляется и  образуются ионы с разными зарядами. Полученные свободные радикалы и окислители взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая её. Нарушается обмен веществ. Происходят изменения в составе крови - снижается уровень эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов. Поражение органов кроветворения разрушает иммунную систему человека и приводит к инфекционным осложнениям.

     Местные поражения характеризуются лучевыми ожогами кожи и слизистых оболочек. При сильных ожогах образуются отёки, пузыри, возможно отмирание тканей (некрозы).

     В зависимости от типа ионизирующего  излучения могут быть разные меры защиты: уменьшение времени облучения, увеличение расстояния до источников ионизирующего излучения, ограждение источников ионизирующего излучения, герметизация источников ионизирующего излучения, оборудование и устройство защитных средств, организация дозиметрического контроля, меры гигиены и санитарии.

     В России, на основе рекомендаций Международной  комиссии по радиационной защите, применяется  метод защиты населения нормированием. Разработанные нормы радиационной безопасности учитывают три категории облучаемых лиц [8]:

     А - персонал, т.е. лица, постоянно или  временно работающие с источниками  ионизирующего излучения;

     Б - ограниченная часть населения, т.е. лица, непосредственно не занятые на работе с источниками ионизирующих излучений, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могущие подвергаться воздействию ионизирующих излучений;

     В - всё население.

     Для категорий А и Б, с учётом радиочувствительности разных тканей и органов человека, разработаны предельно допустимые дозы облучения.

     Предельно допустимая доза - это наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которая при равномерном  воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

     Каждый  житель Земли (категория В) на протяжении всей своей жизни ежегодно облучается дозой в среднем 250-400 мбэр. Полученная доза складывается из природных и  искусственных источников ионизирующего излучения.

     Природные источники дают суммарную годовую  дозу примерно 200 мбэр (космос - до 30 мбэр, почва - до 38 мбэр, радиоактивные элементы в тканях человека - до 37 мбэр, газ  радон - до 80 мбэр и другие источники).

     Искусственные источники добавляют ежегодную эквивалентную дозу облучения примерно в 150-200 мбэр (медицинские приборы и исследования - 100-150 мбэр, просмотр телевизора -1-3 мбэр, ТЭЦ на угле - до 6 мбэр, последствия испытаний ядерного оружия - до 3 мбэр и другие источники).

     Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) предельно допустимая (безопасная) эквивалентная доза облучения для жителя планеты определена в 35 бэр, при условии её равномерного накопления в течение 70 лет жизни.

     Эквивалентная доза - поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий коэффициент качества излучения данного вида излучения. Введена для оценки последствий облучения биологической ткани малыми дозами (дозами, не превышающими 5 предельно-допустимых доз при облучении всего тела человека), т.е. 250 мЗв/год. Ее нельзя использовать для оценки последствий облучения большими дозами.

     Единица измерения эквивалентной дозы в  системе СИ: Зиверт (Зв).

     Зиверт - единица эквивалентной дозы излучения любой природы в биологической ткани, которая создает такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр образцового рентгеновского и гамма-излучения.

     Существует  и внесистемная единица - бэр (биологический эквивалент рада), которая постепенно изымается из пользования. 1 Зв = 100 бэр.

     В радиобиологии и радиационной гигиене широкое применение получила внесистемная единица поглощённой дозы - рад. Рад - это такая поглощённая доза, при которой количество поглощённой энергии в 1г любого вещества составляет 100 эрг независимо от вида и энергии излучения. Соразмерность грея и рада следующая:

     1 Гр= 100 рад.

     Последствия облучения.

     Одно  из наиболее ранних проявлений облучения - массовая гибель клеток лимфоидной ткани. Образно говоря, эти клетки первыми  принимают на себя удар радиации. Гибель лимфоидов ослабляет одну из основных систем жизнеобеспечения организма - иммунную систему, так как лимфоциты - такие клетки, которые способны реагировать на появление чужеродных для организма антигенов выработкой строго специфических антител к ним.

     В результате воздействия энергии радиационного излучения в малых дозах в клетках происходят изменения генетического материала (мутации), угрожающие их жизнеспособности. Как следствие наступает деградация (повреждение) ДНК хроматина (разрывы молекул, повреждения), которые частично или полностью блокируют или извращают функцию генома. Происходит нарушение репарации ДНК - способности её к восстановлению и залечиванию повреждений клеток при повышении температуры тела, воздействии химических веществ и пр.

     Генетические  мутации в половых клетках оказывают влияние на жизнь и развитие будущих поколений. Этот случай характерен, например, если человек подвергся воздействию небольших доз радиации во время экспозиции в медицинских целях. Существует концепция - при получении дозы в 1 бэр предыдущим поколением она даёт дополнительно в потомстве 0.02 % генетических аномалий, т.е. у 250 младенцев на миллион. Эти факты и многолетние исследования данных явлений привели ученых к выводу, что безопасных доз радиации не существует.

     Воздействие ионизирующих излучений на гены половых клеток может вызвать вредные мутации, которые будут передаваться из поколения в поколение, увеличивая «мутационный груз» человечества. Опасными для жизни являются условия, увеличивающие «генетическую нагрузку» вдвое. Такой удваивающей дозой является, по выводам научного комитета ООН по атомной радиации, доза в 30 рад при остром облучении и 10 рад при хроническом (в течение репродуктивного периода). С ростом дозы повышается не тяжесть, а частота возможного проявления.

     Влияние на зародыш и плод вследствие облучения матери в период беременности, радиочувствительность клетки меняется на разных этапах процесса деления (митоза). Наиболее чувствительна клетка в конце покоя и начале первого месяца деления. Особенно чувствительна к облучению зигота - эмбриональная клетка, образующаяся после слияния сперматозоида с яйцом.

     Изменения в соматических клетках могут  способствовать возникновению рака. Раковая опухоль возникает в  организме в тот момент, когда  соматическая клетка, выйдя из-под  контроля организма, начинает быстро делиться. Первопричиной этого являются вызванные многократными или сильным разовым облучением мутации в генах, приводящие к тому, что раковые клетки теряют способность даже в случае нарушения равновесия погибать физиологической, а точнее программированной смертью. Они становятся как бы бессмертными, постоянно делясь, увеличиваясь в количестве и погибая лишь от недостатка питательных веществ. Так происходит рост опухоли. Особенно быстро развивается лейкоз (рак крови) - болезнь, связанная с избыточным появлением в костном мозге, а затем и в крови неполноценных белых клеток - лейкоцитов. Правда, в последнее время выяснилось, что связь между радиацией и заболеванием раком более сложная, чем предполагалось ранее. Так, в специальном докладе японско-американской ассоциации ученых сказано, что только некоторые виды рака: опухоли молочной и щитовидной желёз, а также лейкемия - развиваются в результате радиационного поражения. Причем опыт Хиросимы и Нагасаки показал, что рак щитовидной железы наблюдается при облучении в 50 и более рад. Рак молочной железы, от которого умирают около 50% заболевших, наблюдается у женщин, многократно подвергавшихся рентгенографическим обследованиям.

     Характерным для радиационных поражений является то, что лучевые травмы сопровождаются тяжелыми функциональными расстройствами, требуют сложного и длительного (более трёх месяцев) лечения. Жизнеспособность облученных тканей значительно снижается. Кроме того, через много лет и десятилетий после получения травмы возникают осложнения. Так, наблюдались случаи возникновения доброкачественных опухолей через 19 лет после облучения, а развитие лучевого рака кожи и молочной железы у женщин - через 25-27 лет. Нередко травмы обнаруживаются на фоне или после воздействия дополнительных факторов нерадиационной природы (диабет, атеросклероз, гнойная инфекция, термические или химические травмы в зоне облучения).

     Необходимо  также учитывать, что люди, пережившую радиационную аварию, испытывают дополнительный стресс в течение нескольких месяцев и даже лет после неё. Такой стресс может включить биологический механизм, который приводит к возникновению злокачественных заболеваний. Так, в Хиросиме и Нагасаки крупная вспышка заболеваний раком щитовидной железы наблюдалась спустя 10 лет после атомной бомбардировки.

     Исследования, проведённые радиологами на основании  данных Чернобыльской аварии, свидетельствуют  о снижении порога последствий от воздействия облучения. Так, установлено, что облучение в 15 бэр может  вызвать нарушения в деятельности иммунной системы. Уже при получении дозы в 25 бэр у ликвидаторов аварии наблюдалось снижение в крови лимфоцитов - антител к бактериальным антигенам, а при 40 бэр увеличивается вероятность возникновения инфекционных осложнений. При воздействии постоянного облучения дозой от 15 до 50 бэр часто отмечались случаи неврологических расстройств, вызванных изменениями в структурах головного мозга. Причём эти явления наблюдались в отдалённые сроки после облучения.

     Авария  на АЭС Фукусима-1 — крупная радиационная авария (по заявлению японских официальных лиц — 7-го уровня по шкале INES), произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего землетрясения в Японии и последовавшего за ним цунами.[19] Ситуация на атомных электростанциях Японии вызывает тревогу во всем мире. По информации экологического корреспондента Би-би-си Ричарда Харрабина, одной из версий произошедшего является взрыв водорода. По словам экспертов, опасность масштабной ядерной катастрофы мала. Последствия данной аварии пока не известны.[17]

     Ионизирующая  радиация имеет негативное воздействие  также на жиры и липоеды (жироподобные вещества), содержащиеся в организме. Облучение нарушает процесс эмульгирования и продвижения жиров в области  криптального отдела слизистой оболочки кишечника. В результате в просвет кровеносных сосудов попадают капли неэмульгированного и грубо эмульгированного жира, усваиваемого организмом.

     Повышение окисления жирных кислот в печени приводит при инсулиновой недостаточности  к повышенному кетогенезу печени, т.е. избыток свободных жирных кислот в крови понижает активность инсулина. А это в свою очередь ведёт к широко распространённому сегодня заболеванию сахарным диабетом.

     Под действием термического электромагнитного  облучения больше страдают органы, содержащие большое количество жидкости и со слабо развитой сосудистой сетью. К их числу следует отнести хрусталик, стекловидное тело глаза, паренхиматозные органы (печень, поджелудочная железа), полые органы, содержащие жидкость (мочевой и желчный пузырь, желудок), гонады. [1]