Құрманғазы Сағырбайұлы

При дозах облучения более 25 бэр  никаких изменений в органах  и тканях организма человека не наблюдается. Незначительные кратковременные изменения  состава крови возникают только при дозе облучения 50 бэр.

Во всех случаях воздействия  ионизирующих излучений на ткань  в основе первичных изменений, возникающих  в клетках живого организма, лежит  передача энергии в результате процессов  ионизации и возбуждения атомов ткани. При дозах облучения, вызывающих глубокие поражения или даже гибель организма (например, единовременно 600 рад для человека), относительное количество образующихся ионов очень невелико. Этой дозе соответствует примерно 10¹⁵ ионов/см³ ткани, что в пересчете на ионизацию молекул воды составляет всего лишь одну ионизированную молекулу воды на 10 млн. Таким образом, непосредственная прямая ионизация (без учета вторичных эффектов) не может объяснить повреждающего действия излучения.

Количество энергии, соответствующее  такой дозе, по своему тепловому  эффекту ничтожно мало: при облучении  человека весом 70 кг дозе 600 рад соответствует  выделение 60 малых калорий, что равносильно  приему внутрь одной ложки теплой воды. Следовательно, биологическое  действие ионизирующего излучения  невозможно свести только к изменениям температуры, как это имеет место, например, при взаимодействии живой  ткани с УКВ- и СВЧ-волнами.

Если при вдыхании, заглатывании, а также через повреждения  кожного покрова источник излучения  попадает внутрь организма, то возникает внутреннее облучение во много раз более опасным, чем внешнее, при одних и тех же количествах радионуклидов.¹⁴

Патологическое действие облучения  на организм в значительной мере зависит  от места локализации радиоактивного вещества. Например, главная опасность  радия заключается в том, что  он откладывается в костях и излучает альфа-частицы. Вызывая очень сильную  ионизацию, альфа-частицы повреждают как кость, так и особенно чувствительные к излучению клетки кроветворных тканей, вызывая тяжелые заболевания  крови и образование злокачественных  опухолей. Пыль, содержащая радиоактивные  частицы, приводила к образованию  радиоактивных отложений в легких и способствовала развитию рака. Средний  период развития рака в этом случае составлял около 17 лет, за которые  ткани легких рудокопов получали дозу не менее 1000 бэр.

Существует три пути поступления  радиоактивных веществ в организм: при вдыхание воздуха,  загрязненного  радиоактивными веществами, через зараженную пищу или воду,  через кожу, а  также при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь,  поскольку: 1) объем легочной вентиляции очень большой; 2) значения коэффициента усвоения в легких более высоки.

Из всех путей поступления  радионуклидов в организм наиболее опасно вдыхание загрязненного воздуха. Во-первых, потому, что человек, занятыйработой средней тяжести, потребляет за рабочий день большое количество воздуха (около 20 м³), во-вторых, радиоактивное вещество, поступающее таким путем в организм человека, исключительно быстро усваивается.¹⁵

Пылевые частицы,  на  которых  сорбированы радиоактивные изотопы, при вдыхании воздуха через верхние  дыхательные пути частично оседают  в полости рта  и  носоглотке.  Отсюда  пыль  поступает в пищеварительный  тракт. Остальные частицы поступают  в легкие.  Степень задержки аэрозолей  в  легких  зависит  от дисперсионности.  В легких задерживается около 20%  всех частиц; при уменьшении размеров аэрозолей величина задержки увеличивается  до 70%.

При всасывании радиоактивных  веществ из желудочно-кишечного  тракта имеет значение коэффициент  резорбции,  характеризующий долю вещества, попадающего из желудочно-кишечного  тракта в кровь.  В  зависимости  от природы изотопа коэффициент  изменяется в широких пределах: от сотых долей процента (для циркония, ниобия), до нескольких десятков процентов (водород,  щелочно-земельные элементы). Резорбция через неповрежденную кожу в 200-300 раз меньше,  чем через  желудочно-кишечный тракт, и, как правило, не играет существенной роли.

При попадании радиоактивных  веществ в организм  любым  путем  они уже через  несколько  минут обнаруживаются в крови.  Если поступление радиоактивных веществ было однократным,  то концентрация  их  в  крови вначале  возрастает  до  максимума,  а  затем  в  течение  15-20 суток снижается.

Концентрации в  крови  долгоживущих  изотопов  в дальнейшем могут удерживаться практически  на одном уровне в течение длительного  времени вследствие обратного вымывания  отложившихся веществ.

Таблица .2 Воздействие ионизирующего излучения на ткани организма
	Заряженные частицы. Проникающие  в ткани организма альфа- и  бета-частицы теряют энергию вследствие электрических взаимодействий с  электронами тех атомов, близ которых  они проходят (Гамма-излучение и  рентгеновские лучи передают свою энергию  веществу несколькими способами, которые, в конечном счете, также приводят к электрическим взаимодействиям.)
	Электрические взаимодействия. За время порядка десяти триллионных  секунды после того, как проникающее  излучение достигнет соответствующего атома в ткани организма, от этого  атома отрывается электрон. Последний  заряжен отрицательно, поэтому остальная  часть исходного нейтрального атома  становится положительно заряженной. Этот процесс называется ионизацией. Оторвавшийся электрон может далее  ионизировать другие атомы.
	Физико-химические изменения. И свободный электрон, и ионизированный атом обычно не могут долго пребывать  в таком состоянии и в течение  следующих десяти миллиардных долей  секунды участвуют в сложной  цепи реакций, в результате которых  образуются новые молекулы, включая  и такие чрезвычайно реакционноспособные, как "свободные радикалы".
	Химические изменения. В  течение следующих миллионных долей  секунды образовавшиеся свободные  радикалы реагируют как друг с  другом, так и с другими молекулами и через цепочку реакций, еще  не изученных до конца, могут вызвать  химическую модификацию важных в  биологическом отношении молекул, необходимых для нормального  функционирования клетки.
	Биологические эффекты. Биохимические  изменения могут произойти как  через несколько секунд, так и  через десятилетия после облучения  и явиться причиной немедленной  гибели клеток, или такие изменения  в них могут привести к раку.

 

Конечный эффект  облучения   является   результатом   не   только первичного повреждения клеток, но и последующих   процессов  восстановления. Предполагается, что  значительная   часть первичных  повреждений в клетке возникает  в виде так называемых потенциальных  повреждений, которые могут  реализовываться  в случае отсутствия восстановительных  процессов.  Реализация этих процессов  способствуют процессы биосинтеза  белков  и  нуклеиновых  кислот.  Пока  реализация потенциальных повреждений   не   произошла,   клетка   может   в   них "восстановиться". Это,  как предполагается,  связано с ферментативными реакциями и  обусловлено  энергетическим  обменом.  Считается,  что  в основе этого явления лежит  деятельность  систем,  которые  в  обычных условиях регулируют интенсивность естественного мутационного процесса.

Мутагенное воздействие  ионизирующего излучения впервые  установили русские ученые Р.А.  Надсон и Р.С.  Филиппов в 1925 году в  опытах  на дрожжах. В  1927  году  это  открытие  было подтверждено Р.Меллером на классическом генетическом объекте - дрозофиле.

Ионизирующие излучения  способны вызывать все виды наследственных перемен. Спектр мутаций,  индуцированных облучением,  не отличается от спектра  спонтанных мутаций.

Последние исследования  Киевского Института нейрохирургии  показали, что радиация даже в малых  количествах,  при дозах в  десятки  бэр, сильнейшим образом воздействует на нервные клетки - нейроны. Но нейроны  гибнут не от прямого воздействия  радиации.  Как выяснилось,  в  результате воздействия радиации у  большинства ликвидаторов ЧАЭС наблюдается "послерадиоционная энцефлопатия". Общие нарушения в организме  под действием радиации приводит к изменению обмена веществ, которые  влекут за собой патологические изменения  головного мозга.

Для количественной характеристики воздействия излучения на человека используют единицы - биологический  эквивалент рентгена (бэр) или зиверт (Зв): 1 Зв = 100 бэр. Так как радиоактивное излучение может вызвать серьезные изменения в организме, каждый человек должен знать допустимые его дозы.¹⁶

В результате внутреннего и внешнего облучения человек в течение  года в среднем получает дозу 0,1 бэр  и, следовательно, за всю свою жизнь  около 7 бэр. В этих дозах облучение  не приносит вреда человеку. Однако есть такие местности, где ежегодная доза выше средней. Так, например, люди, живущие в высокогорных районах, за счет космического излучения могут получить дозу в несколько раз большую. Большие дозы излучения могут быть в местностях, где содержание естественных радиоактивных источников велико.

3.2.Защита от облучения

Познакомимся с мерами защиты от облучения. При одном и том  же потоке излучения, активности или  концентрации радионуклидов защита населения на местности должна быть на порядок более эффективной, чем  персонала на производстве. Различают  три возможных способа защиты – временем, расстоянием и экранировкой. Защита временем – это ограничение продолжительности работы в поле излучения. Действительно, в результате предварительной радиационной разведки (дозиметристы всегда идут впереди) уточняется картограмма гамма-поля на всем рабочем пространстве. Зная, что и где нужно сделать, дозиметрист задает исполнителям допустимое время для проведения операции.¹⁷

Второй способ защиты от гамма-излучения  столь же прост и нагляден: защита расстоянием. Общеизвестно, что излучение точечного или локализованного источника распространяется во все стороны равномерно, т. е. является изотропным. Отсюда следует, что интенсивность излучения уменьшается с увеличением расстояния от источника по закону обратного квадрата. Следовательно, при увеличении расстояния до источника излучения в 2 раза интенсивность его уменьшается в 4 раза и т. д. Если необходимо снять картограмму гамма-поля с очень высокой мощностью дозы, это делают с максимальным удалением от такого участка.

Третий способ – защита экранированием или поглощением – основан на использовании процессов взаимодействия фотонов с веществом. Защитные свойства материалов определяются коэффициентом ослабления излучения для узкого пучка гамма-излучения. Обычно указывают главные параметры материалов защиты – слой половинного или десятикратного ослабления. Для ориентировки полезно запомнить, что слои половинного ослабления фотонов с энергией 1 МэВ составляет 1,3 см свинца или 13 см бетона. Защитная способность других веществ больше или меньше характерной для этих двух «эталонных» материалов в такой же степени, во сколько раз отличаются их плотности от плотности свинца или бетона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Радиационные загрязнения  имеют существенное отличие от других. Радиоактивные нуклиды - это ядра нестабильных химических элементов, испускающие  заряженные частицы и коротковолновые  электромагнитные излучения. Именно эти  частицы и излучения, попадая  в организм человеку разрушают клетки, вследствие чего могут возникнуть различные  болезни, в том числе и лучевая.

В биосфере повсюду есть естественные источники радиоактивности, и человек, как и все живые организмы, всегда подвергался естественному  облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхождения  и радиоактивных нуклидов, находящихся  в окружающей среде. Внутреннее облучение  создается радиоактивными элементами, попадающими в организм человека с воздухом, водой и пищей.

Наибольшую опасность  представляет радиоактивное загрязнение  биосферы в результате деятельности человека. В настоящее время радиоактивные  элементы достаточно широко используются в различных областях. Халатное отношение  к хранению и транспортировке  этих элементов приводит к серьезным  радиоактивным загрязнениям. Радиоактивное  заражение биосферы связано, например, с испытаниями атомного оружия.

Источниками радиоактивного загрязнения биосферы могут быть выпадение радиоактивных аэрозолей, поступивших в стратосферу в результате испытаний ядерного оружия; выпадение радиоактивных изотопов, образовавшихся в результате уничтожения в высоких слоях атмосферы ядерных энергетических установок; отходы атомной промышленности, захороненные с нарушением технологии или потерянные при транспортировке; все виды стоков, сбросов и выбросов при работе и авариях на атомных электростанциях (АЭС), подводных и надводных судах с атомными двигателями; радиоактивные вещества, попавшие в биосферу в результате аварийных ситуаций и несчастных случаев, связанных с атомным оружием; неконтролируемые источники радиации (отходы урановых шахт, производства, на которых используются радиоактивные изотопы, заводы по переработке горючих веществ). Радиоактивное загрязнение биосферы тем более опасно, что использование радиоактивных изотопов в промышленности и энергетике локализовано в районах с наибольшей плотностью населения.

Во второй половине нашего столетия начали вводить в эксплуатацию атомные электростанции, ледоколы, подводные лодки с ядерными установками. При нормальной эксплуатации объектов атомной энергии и промышленности загрязнение окружающей среды радиоактивными нуклидами составляет ничтожно малую  долю от естественного фона. Иная ситуация складывается при авариях на атомных  объектах.

Для количественной характеристики воздействия излучения на человека используют единицы - биологический  эквивалент рентгена (бэр) или зиверт (Зв): 1 Зв = 100 бэр. Так как радиоактивное излучение может вызвать серьезные изменения в организме, каждый человек должен знать допустимые его дозы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Акимова Т.А., Кузьмин A.П., Хаскин В.В.  Экология. Природа - Человек - Техника: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2007. - 343 с.
2. Варфоломеев В.П., Петров В.В., Охрана окружающей природной среды, -М., Природа, 2008. – 465 с.
3. Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера. – М.: Наука, 1994.
4. Воронков Н.А. Основы общей экологии: Учеб. пособие для студентов вузов и учителей. - М.: Агар, 2008. - 387 с.