Источники и виды ионизирующих излучений при применении ядерного оружия

По происхождению источники ИИ подразделяются на естественные и искусственные. В промышленно развитых странах от естественных источ­ников население получает около 2/3 суммарной дозы облучения. Меди­цинские процедуры (лучевая диагностика и лучевая терапия) обусловли­вают около трети этой дозы, а вклад в нее атомной энергетики, других мирных форм применения источников ИИ и испытаний ядерного ору­жия пренебрежимо мал

Совокупность потоков ИИ, происходящих из естественных источни­ков, называется природным радиационным фоном Земли.

Извне на организм воздействует в основном у-излучение, источником которого преимущественно являются радиоактивные вещества, присут­ствующие в земной коре. В каменных зданиях интенсивность внешнего у-облучения в несколько раз ниже, чем на открытой местности, что объяс­няется экранирующими свойствами конструкционных материалов.

Искусственные (техногенные) источники ИИ включают в себя рент­геновские трубки, ускорители заряженных частиц, а также устройства, содержащие радионуклиды. Последняя группа подразделяется на откры­тые (имеющие непосредственный контакт с атмосферой) и закрытые (заключенные в герметичную оболочку) источники ИИ. Они являются конструктивными элементами у-терапев­тических установок, дефектоскопов, атомных реакторов, а также некото­рых дозиметрических и радиометрических приборов.

Источниками слабого рентгеновского излучения могут служить ра­диолампы и электронно-лучевые трубки, широко представленные в про­изводственной и бытовой технике.

Основной вклад в дозу, получаемую человеком от искусственных ис­точников ИИ, в настоящее время вносят лечебные и диагностические процедуры. Лучевая нагрузка при некоторых из них указана в табл. 65. В экономически развитых странах дозы облучения населения с медицин­скими целями втрое выше, чем в мире в среднем.

Таблица 65

Ориентировочные значения поглощенной дозы излучения при некоторых медицинских процедурах

Источники ИИ, наиболее актуальные в военное время. В случае приме­нения ядерного оружия или крупномасштабных аварий на объектах ядер-ной энергетики ожидается многократное возрастание интенсивности лу­чевых воздействий на организм. Основными радиационными факторами ядерного взрыва являются проникающая радиация и радиоактивное зара­жение местности (РЗМ).

4.РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

Радиобиологическими эффектами называются изменения, возникающие в биологических системах при действии на них ИИ. Сложность организ­ма как биологической системы предопределяет многообразие радиобио­логических эффектов. Критериями их классификации служат уровень формирования, сроки появления, локализация, характер связи с дозой облучения, значение для судьбы облученного организма, возможность передачи по наследству последующим поколениям и др.

Классификация радиобиологических эффектов

Уровень формирования

На молекулярном уровне облучение биосистем вызывает набор характер­ных изменений, обусловленных взаимодействием биомолекул с самим излучением либо продуктами радиолиза воды. К таким изменениям от­носят разрывы, сшивки, изменения последовательности мономеров в молекулах биополимеров, потерю ими фрагментов, окислительную мо­дификацию, образование аномальных химических связей с другими мо­лекулами.. Во время митоза повреждения ДНК в клетке проявляются хромосомны­ми аберрациями, основными видами которых являются фрагментация хромосом, формирование хромосомных мостов, дицентриков, кольцевых хромосом, внутри- и межхромосомных обменов и т. п. Однако многие клетки погибают после облучения еще до митоза, а следовательно, и до появления хромосомных аберраций.

На клеточном уровне воздействие ИИ вызывает интерфазную или ре­продуктивную гибель клеток, временный блок митозов и нелетальные мутации.

Действие ИИ на системном уровне характеризуется цитопеническим эффектом, в основе которого лежат, преимущественно, гибель клеток и радиационный блок митозов.

Радиобиологические эффекты, возникающие на уровне организма и популяции, классифицируются в соответствии с критериями, перечислен­ными ниже.

Сроки появления

По этому признаку радиобиологические эффекты, возникающие в орга­низме и популяции, принято подразделять на ближайшие и отдаленные. Ближайшие эффекты проявляются в сроки до нескольких месяцев после облучения и связаны с развитием цитопенических состояний в различ­ных тканевых системах организма. Примерами ближайших эффектов об­лучения могут быть острая лучевая реакция, острая лучевая болезнь, лу­чевая алопеция, лучевой дерматит.

Отдаленные эффекты возникают спустя годы после облучения, на фоне полной регрессии основных клинических проявлений острого по­ражения. Примерами отдаленных последствий облучения являются опухоли, гемобластозы, гипопластические, дистрофические, склеротические про­цессы. Интегральным проявлением этих последствий служит сокращение продолжительности жизни организмов, перенесших острое лучевое пора­жение.

Локализация

Радиобиологические эффекты могут быть классифицированы в зависи­мости от органа или части тела, в которых они регистрируются. При локаль­ном облучении органа или сегмента тела наиболее сильное поражающее действие ИИ проявляется именно в нем (такой эффект называют мест­ным действием ИИ). Однако изменения возникают и в необлученных тканях. В последнем случае говорят о дистанционном действии ИИ. Его примером может служить уменьшение числа миелокариоцитов в костном мозге экранированной конечности после облучения животных. Данный

Местное действие ИИ имеет решающее значение для возникновения не только ближайших, но и отдаленных радиобиологических эффектов.

Характер связи с дозой облучения

По данному критерию радиобиологические эффекты четко разграничены на стохастические (вероятностные) и нестохастические (детерминиро­ванные).

Признаками стохастического эффекта являются (1) беспороговость и (2) альтернативный характер. Беспороговость стохастических эффектов означает, что сколь угодно малые дозы облучения способны влиять на ча­стоту их возникновения. Альтернативный характер проявляется в том, что стохастические эффекты, подчиняясь закону «все или ничего», не мо­гут быть охарактеризованы таким показателем, как «выраженность». Примером стохастического эффекта облучения на клеточном уровне мо­жет служить гибель клетки; на уровне целостного организма — возникно­вение злокачественной опухоли. Признаками нестохастического эффекта являются (1) пороговый ха­рактер и (2) градиентная связь амплитуды с дозой облучения. Если доза облучения превышает пороговую величину (Д_п), то нестохастический эф­фект возникает со 100% вероятностью, причем его амплитуда монотонно возрастает с увеличением дозы (

Знание дозовых «порогов» нестохастических эффектов*(т. е. минима­льных значений вызывающих их доз) весьма важно для диагностики и профилактики лучевых поражений. В табл. 67 представлены минималь­ные величины доз ИИ, вызывающих некоторые из нестохастических эф­фектов облучения организма человека.