К радиационно опасным объектам относятся.
1. Атомные электростанции. Роль атомных электростанций в структуре мировой выработки электроэнергии неуклонно возрастает. Россия (в составе СССР) запустила первый в мире атомный реактор в мирных целях, но постепенно утрачивала свои
передовые позиции. В настоящее время ситуация с числом действующих реакторов в мире по данным МАГАТЭ и Росатоматакова: США – 104, Франция – 59, Япония – 55, Россия - 31, Великобритания – 23, Южная Корея – 20, Канада – 18, Германия – 17, Украина – 15. Сейчас доля вырабатываемой на АЭС России электроэнергии составляет 16%. Поставлена задача, построив к 2030 г. 40 реакторов, довести эту долю до 25%.
2. Предприятия по изготовлению ядерного топлива, боевых зарядов и др.
3. Предприятия по переработке отработанного ядерного топлива и захоронению радиоактивных отходов (к 2005 г. в России накоплено более 70 млн. тонн твёрдых радиоактивных отходов).
4. Военные объекты с ядерными боеголовками.
5. Учреждения, имеющие исследовательские реакторы и испытательные стенды.
6. Предприятия и организации, использующие радиоактивные изотопы в своей деятельности (онкологические клиники, дефектоскопические лаборатории и т.д.).
7. Транспортные средства, имеющие ядерно-энергетические установки.
8. Предприятия и организации по ремонту и испытаниям объектов, связанных с ионизирующим излучением.
9. Транспортные средства, перевозящие радиоактивные материалы.
10. Последствия Чернобыльской аварии, выразившиеся в радиационно-зараженных участках местности.
Большую угрозу для здоровья и жизни человека представляют аварии на заводах ядерной промышленности, атомных энергетических установках, в хранилищах ядерных материалов и отходов.
Радиационная авария — это авария на РОО, при которой произошел выброс радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, вызвавший облучение населения и загрязнение окружающей среды.
В результате аварий на РОО в атмосферу выбрасываются РВ, распространяющиеся под воздействием ветра на значительные расстояния. Выпадая в виде осадков, РВ образуют зону радиоактивного загрязнения. Зона радиоактивного загрязнения — местность, на которой произошло выпадение радиоактивных веществ. При определенных концентрациях загрязнения местности проживание на ней становится опасным для жизни.
Радиационная авария может произойти по нескольким причинам: ошибки при проектировании, износ оборудования, ошибки оператора и нарушения эксплуатации.
Аварии на хранилищах радиоактивных отходов представляют большую опасность, так как они могут привести к длительному радиоактивному загрязнению обширных территорий высокотоксичными радионуклидами и вызвать необходимость широкомасштабного вмешательства.
Подобный аварийный выброс произошел 29 сентября 1957 г. на комбинате «Маяк» (Челябинск-40). Был загрязнен участок местности шириной 9 км, длиной более 100 км. След протянулся через Челябинскую, Свердловскую и Тюменскую области. Было эвакуировано 10 700 чел., проживающих на этой территории.
Аварийная ситуация при глубинном захоронении жидких радиоактивных отходов в подземные горизонты возможна при внезапном разрушении оголовка скважины, находящейся под давлением.
В случае размыва и растворения пород пласта-коллектора агрессивными компонентами радиоактивных отходов, например кислотами, увеличивается пористость пород, что может приводить к утечке газообразных радиоактивных отходов. В этом случае переоблучению, как правило, может подвергнуться персонал хранилища.
. Основной вклад в формирование радиоактивного загрязнения местности в случае радиационной аварии на радиохимическом производстве могут вносить изотопы 90Sr, 134Cs,:37Cs, 238Pu, 239Pu, 240Pu, 24'Pu, 24lAm, 244Cm. Повышенный фон гамма-излучения на местности создают в основном 134Cs, l37Cs.
Аварии с радионуклидными источниками связаны с их использованием в промышленности, газо- и нефтедобыче, строительстве, исследовательских и медицинских учреждениях. Аварии с радиоактивными источниками могут происходить без их разгерметизации и с разгерметизацией.
При аварии с ядерными боеприпасами в случае диспергирования делящегося материала (механическое разрушение, пожар) основным фактором радиационного воздействия являются изотопы 239Ри и 24iAm с преобладанием внутреннего облучения за счет ингаляции.
Аварии при перевозке радиоактивных материалов также возможны, несмотря на то, что практика транспортировки радиоактивных материалов базируется на нормативно-правовых документах, регламентирующих ее безопасность.
Распространенными в перевозках и наиболее опасными являются гексафторид урана и соединения плутония. Соединения долгоживущего (более 2000 лет!) плутония (обычно диоксид плутония) представляют опасность из-за длительного ос-излучения и высокой токсичности. Основным путем поступления аэрозоля диоксида плутония является ингаляционный.
Отдельно следует указать на возможность возникновения аварии реактора с развитием цепной ядерной реакции — активного аварийного взрыва, сопровождающегося не только выбросом радиоактивных веществ, но и мгновенным гамма-нейтронным излучением, подобного взрыву атомной бомбы. Данный взрыв может возникнуть только при аварии реакторов на быстрых нейтронах.
В результате крупномасштабных радиационных аварий из поврежденного ядерного энергетического реактора в окружающую среду выбрасываются радиоактивные вещества в виде газов и аэрозолей, которые образуют радиоактивное облако. Это облако, перемещаясь в атмосфере по направлению ветра, вызывает по пути своего движения радиоактивное загрязнение местности и атмосферы.
На ядерных энергетических установках в результате аварийного выброса возможны следующие факторы радиационного воздействия на население:
Ø внешнее облучение от радиоактивного облака и от радиоактивно загрязненных поверхностей земли, зданий, сооружений и др. (гамма-, бета- и рентгеновское излучение);
Ø внутреннее облучение при вдыхании находящихся в воздухе радиоактивных веществ и при потреблении загрязненных радионуклидами продуктов питания и воды (альфа- и бета-излучение);
Ø контактное облучение за счет загрязнения радиоактивными веществами кожных покровов.
Одна из особенностей радиоактивного загрязнения заключается в том, что его невозможно обнаружить без специальных дозиметрических приборов, т. к. радиация не обладает ни цветом, ни запахом, ни вкусом.
Радиоактивные излучения способны проникать через различные толщи материала и вызывать нарушения всех жизненно важных процессов в орг анизме человека (кроветворения, работы нервной системы, желудочно-кишечного тракта). Человек в момент воздействия радиации не получает телесных повреждений и не испытывает болевых ощущений, однако в результате облучения у пораженного позже может развиться лучевая болезнь.
После аварии наибольшую опасность представляет внешнее облучение, которое проникает в организм через покровы кожи и органы дыхания. Через 2-3 месяца после аварии большую опасность представляет внутреннее облучение, которое проникает в организм через желудочно-кишечный тракт с продуктами питания и водой. Внутреннее облучение наиболее опасно для человека, т. к. внутренние органы защитить невозможно.
Ионизирующее облучение:
а-(альфа)-иэлучение — это поток частиц, являющихся ядрами атома гелия. Это излучение распространяется в средах прямолинейно со скоростью 20 ООО км/с. Альфа-частицы обладают большой массой, быстро теряют свою энергию и поэтому имеют незначительный пробег: в воздухе — до 11 см, биологических тканях — 30-130 мкм, алюминии — 16-67 мкм. Несмотря на то, что альфа-частицы обладают наименьшей проникающей способностью, они имеют наибольшую поражающую способность;
р-(бета)-излучение — это поток электронов, обладающих большей проникающей способностью и меньшей поражающей способностью, чем альфа-излучение. ()ни возникают в ядрах атомов при радиоактивном распаде и сразу же излучаются or |уда со скоростью, близкой к скорости света. Проникающая способность бета- Излучения в воздухе составляет несколько метров, в биологических тканях — несколько сантиметров, в алюминии — несколько миллиметров;
рентгеновское излучение — электромагнитное излучение высокой частоты и короткой длиной волны, возникает при бомбардировке веществ потоком электронов. Обладает большой проникающей способностью;
у-(гамма)-излучение — это поток квантовой энергии, распространяющейся со скоростью света. Обладает большей проникающей способностью и меньшей поражающей способностью, чем рентгеновское излучение.
Й учебный вопрос.
Радиационное воздействие на организм человека.
Под воздействием ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические и биологические процессы. В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений, что, в свою очередь, приводит к гибели клеток.
При облучении живых тканей происходит ионизация атомов (т. е. появляются высокоактивные частицы). У человека и млекопитающих начинается распад воды на радикалы Н* и ОН", которые вызывают ряд цепных реакций, не характерных для организма человека. В результате этого происходит разрушение строения молекул белка, что приводит к функциональным изменениям в клетке. Наиболее важными изменениями в клетке являются: нарушение механизмов деления клетки, хромосомного аппарата клетки, блокировка процесса обновления и дифференци- ровки клеток. Изменения на клеточном уровне и гибель клеток приводит к нарушению функций различных органов, снижению иммунитета и нарушению обмена веществ.
Биологическое воздействие ионизирующего излучения на организм человека бывает соматическим и генетическим.
Последствия действия радиации на человека можно разбить на две
категории:
1. Соматодетерминироваппые проявления облучения (строго определённые), зависят от индивидуальной дозы облучения и имеют пороговый характер, то есть они неизбежно возникают у данного индивидуума при достижении дозы облучения определенного порогового уровня. К ним относятся острая или хроническая лучевая болезнь, местные радиационные поражения, алопеция (в отечественной литературе часто используется термин эпиляция), катаракта, гипоплазия щитовидной железы (при инкорпорации радиоактивного йода), пневмосклероз и др.
На основании имеющихся клинических и экспериментальных данных установлено, что облучение в дозе до 0,01 Гр (1 рад) может рассматриваться как «вклад» дополнительного облучения в естественный фон. Воздействие на организм излучений в пределах до 0,01 Гр в год или 0,7 Гр за всю жизнь не оказывает влияния на такие показатели, как продолжительность жизни, рождаемость, частота заболеваний наследственного характера
2. Стохастические (вероятностные), беспороговые эффекты - относятся к поздним отдаленным проявлениям облучения. Вероятность их развития рассматривается как беспороговая функция дозы облучения. Среди них различают новообразования, возникающие у облученных, и наследственные дефекты — у их потомков. В основе стохастических проявлений — как новообразований, так и генетических дефектов — лежат вызванные облучением мутации клеточных структур. При этом мутации соматических клеток различных тканей могут привести к развитию новообразований, а в половых клетках (яичниках, семенниках) — к ранней гибели эмбрионов, спонтанным выкидышам, мертворождениям, наследственным заболеваниям у новорожденных.
Кроме лейкозов, облучение индуцирует развитие злокачественных новообразований в различных органах.
Генетические нарушения проявляются изменениями двух типов:
I - хромосомными аберрациями, включающими изменения числа или структуры
хромосом;
II - мутациями в самих генах.
Частота наследственных дефектов не поддается точному прогнозированию. Предположительно доза облучения в 1 Гр, полученная при низкой мощности излучения, индуцирует появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к наследственным дефектам, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на миллион живых новорожденных.
Генные мутации ведут к гибели зиготы, что приводит к ранней смерти эмбрионов, спонтанным выкидышам, мертворождениям, порокам развития и наследственным заболеваниям у живорожденных. Большинство поврежденных клеток с хромосомными аномалиями элиминируется, а мутации передаются из поколения в поколение и могут быть причиной соматических нарушений.
К основным особенностям биологического действия ионизирующего излучения относятся:
Ø отсутствие субъективных ощущений и объективных изменений в момент контакта с излучением;
Ø наличие скрытого периода действия;
Ø несоответствие между тяжестью острой лучевой болезни и ничтожным количеством первично пораженных клеток;
Ø суммирование малых доз;
Ø генетический эффект (действие на потомство);
Ø различная радиочувствительность органов (наиболее чувствительна, хотя и менее радиопоражаема, нервная система, затем органы живота, таза, грудной клетки);
Ø высокая эффективность поглощенной энергии;
Ø тяжесть облучения зависит от времени получения суммарной дозы (однократное облучение в большой дозе вызывает более выраженные последствия, чем получение этой же дозы фракционно);
Ø влияние на развитие лучевого поражения обменных факторов (при снижении обменных процессов, особенно окислительных, перед облучением или во время него уменьшается его биологический эффект).
Дозы ионизирующего излучения, не приводящие к острым радиационным поражениям, к снижению трудоспособности, не отягощающие сопутствующих болезней, следующие:
Ø однократная (разовая) — 50 рад (0,5 Гр);
Ø многократные: месячная — 100 рад (1 Гр), годовая — 300 рад (3 Гр).
Отличительной особенностью структуры поражений, возникающих при радиационных авариях, является их многообразие, что связано с большим числом вариантов складывающихся радиационных ситуаций.
Нарушения биологических процессов могут быть либо обратимыми, т. е. нормальная работа клеток облученной ткани полностью восстанавливается, либо необратимыми — ведущими к поражению отдельных органов или всего орг анизма и возникновению лучевой болезни. Выделяют острую и хроническую формьг лучевой болезни. Острая форма возникает в результате облучения большими дозами в короткий промежуток времени. Острая лучевая болезнь может возникнуть и при попадании внутрь организма в больших количествах радионуклидов.
Хронические поражения развиваются в результате систематического облучения доза
Острая лучевая болезнь протекает в IV стадии:
I стадия (легкая). Уровень облучения составляет 150-250 рад. Латентный (скрытый) период длится 2-3 недели. Признаки: тошнота, рвота, головокружения, в крови уменьшается количество лейкоцитов. Восстановление крови происходит через 4 месяца. Эта стадия излечима.
II стадия (средняя). Уровень облучения — 250-400 рад. Латентный период — 1 неделя. Признаки такие же, что и на первой стадии, только более выражены: расстройство желудка, депрессии, нарушение сна, повышение температуры тела, кожные кровоизлияния. Выздоровление наступает при активном лечении в течение 2-3 месяцев.
III стадия (тяжелая). Уровень облучения достигает 400-700 рад. Латентный период длится несколько часов, после чего наблюдается повышение температуры тела, слабость, понос, рвота, озноб, отказ от пищи, кровоизлияние во внутренние органы, в кожу и слизистые оболочки, выпадение волос. Выздоровление возможно через 8-10 месяцев при условии своевременного и эффективного лечения.
IV стадия (крайне тяжелая). Уровень облучения более 700 рад. Латентный период — несколько часов. Признаки: рвота с кровью, потеря сознания, понос, непрохо- тмость кишечника. Эта доза облучения смертельна, если человек не использовал меры профилактики (радиопротекторы, средства зашиты органов дыхания и кожи).
Если уровень облучения достигает более 5000 рад, то это молниеносная форма течения лучевой болезни. Люди практически сразу теряют работоспособность и погибают в первые дни после облучения. Возможна смерть при облучении в до- t.ix более 20 000 рад.
Согласно ст. 9 Федерального закона «О радиационной безопасности населения» от 05.12.1995 г., предельно допустимые дозы облучения (т. е. не вызывающие негативных изменений в организме человека) в условиях радиоактивного мгрязнения следующие: ■ для производственного персонала годовая эффективная доза равна 20 мЗв
(2 бэр) и за период трудовой деятельности (50 лет) — 1000 мЗв (100 бэр); " для населения годовая доза равна I мЗв (0,1 бэр) и пожизненная доза (70 лет) — 70 мЗв (7 бэр).
В зависимости от возможных проявлений различают церебральную, токсическую, кишечную и костномозговую форму ОЛБ.
Церебральная форма. При облучении в дозе свыше 50 Гр возникает церебральная форма острейшей лучевой болезни. В ее патогенезе ведущая роль принадлежит поражению на молекулярном уровне клеток головного мозга и мозговых сосудов с развитием тяжелых неврологических расстройств. Смерть наступает от паралича дыхания в первые часы или первые 2–3 сут.
Токсическая, или сосудистотоксемическая, форма. При дозах облучения в пределах 20–25 Гр развивается ОЛБ, в основе которой лежит токсикогипоксическая энцефалопатия, обусловленная нарушением церебральной ликворогемодинамики и токсемией. При явлениях гиподинамии, прострации, затемнения сознания с развитием сопора и комы пораженные гибнут на 4–8-е сутки.
Кишечная форма. Облучение в дозе от 10 до 20 Гр ведет к развитию острейшей лучевой болезни, в клинической картине которой преобладают признаки энтерита и токсемии, обусловленные радиационным поражением кишечного эпителия, нарушением барьерной функции кишечной стенки для микрофлоры и бактериальных токсинов. Смерть наступает на 2-й неделе или в начале 3-й. Костномозговая форма. Облучение в дозе 1–10 Гр сопровождается развитием костномозговой формы ОЛБ, которая в зависимости от величины поглощенной дозы различается по степени тяжести (табл. 13).
При облучении в дозе до 250 рад может погибнуть 25% (без лечения), а в дозе 400 рад — до 50% облученных, доза облучения 600 и более рад считается абсолютно смертельной.
Хроническая лучевая болезнь — это общее заболевание организма, возникающее при длительном, систематическом воздействии небольших доз ионизирующего излучения (превышающих безопасные). В этих условиях происходит постепенное накопление патологических изменений в организме, и на определенном этапе (в зависимости от скорости накопления и устойчивости организма) развивается заболевание.
В течении хронической лучевой болезни выделяют 4 нечетко разграниченных периода: начальных функциональных нарушений, собственно заболевания, восстановления и последствий.
Сроки развития хронической лучевой болезни, степень ее тяжести зависят от скорости накопления дозы излучения и индивидуальных особенностей организма. Общая закономерность при этом сводится к следующему: чем быстрее происходит накопление дозы излучения и чем менее устойчив к воздействию излучения организм, тем быстрее появляется заболевание и тяжелее протекает.
Строго разграничить степени тяжести заболевания трудно, однако условно выделяют хроническую лучевую болезнь легкой (I), средней (II), тяжелой (III) и крайне тяжелой (IV) степеней. Хроническую лучевую болезнь от внешнего облучения II, III и особенно IV степени тяжести в современных условиях строгого контроля доз излучения наблюдают редко. Ее развитие более вероятно при случайной инкорпорации долгоживущих радиоактивных веществ.
Й учебный вопрос.
Ионизирующее излучение: понятие, факторы, влияющие на степень поражения ионизирующими излучениями.
Ионизи́рующее излуче́ние — потоки фотонов, элементарных частиц или осколков деления атомов, способные ионизировать вещество.
Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета или альфа).
Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения.
Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами
Природа ионизирующего излучения. Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения:
· Коротковолновое электромагнитное излучение (поток фотонов высоких энергий):
o рентгеновское излучение\;
o гамма-излучение.
· Потоки частиц:
o бета-частиц (электронов и позитронов);
o нейтронов;
o протонов, мюонов и других элементарных частиц;
o Ионов (осколков деления, возникающих при делении ядер), в том числе альфа-частиц.
а-(альфа)-иэлучение — это поток частиц, являющихся ядрами атома гелия. Это излучение распространяется в средах прямолинейно со скоростью 20 ООО км/с. Альфа-частицы обладают большой массой, быстро теряют свою энергию и поэтому имеют незначительный пробег: в воздухе — до 11 см, биологических тканях — 30-130 мкм, алюминии — 16-67 мкм. Несмотря на то, что альфа-частицы обладают наименьшей проникающей способностью, они имеют наибольшую поражающую способность;
р-(бета)-излучение — это поток электронов, обладающих большей проникающей способностью и меньшей поражающей способностью, чем альфа-излучение. ()ни возникают в ядрах атомов при радиоактивном распаде и сразу же излучаются or |уда со скоростью, близкой к скорости света. Проникающая способность бета- Излучения в воздухе составляет несколько метров, в биологических тканях — несколько сантиметров, в алюминии — несколько миллиметров;
рентгеновское излучение — электромагнитное излучение высокой частоты и короткой длиной волны, возникает при бомбардировке веществ потоком электронов. Обладает большой проникающей способностью;
у-(гамма)-излучение — это поток квантовой энергии, распространяющейся со скоростью света. Обладает большей проникающей способностью и меньшей поражающей способностью, чем рентгеновское излучение.
Факторы, влияющие на степень поражения ионизирующими излучениями.
Действие ионизирующих излучений на организм человека зависит от следующих факторов:
- поглощенной дозы, т. е. энергии излучения, поглощенной в единице массы облучаемого вещества. которая выражается в грэях (Гр). Грей (Гр) равен поглощенной дозе (дозе излучения) ионизирующего излучения, при которой веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. 1 Гр = 1 Дж/кг
Поглощенная доза (доза излучения) D - отношение средней энергии dw, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме: D = dw/dm.
Поглощенная доза характеризует опасность в связи с изменениями, произошедшими в каком-либо материале (например, потеря прочности в строительной конструкции) или организме. Доза излучения характеризует опасность, связанную с излучателем.
Грей (Гр) равен поглощенной дозе (дозе излучения) ионизирующего излучения, при которой веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. 1 Гр = 1 Дж/кг.
Рад - внесистемная единица, единица измерения поглощенной дозы излучения. Эрг – единица измерения энергии; 1 Дж =107 эрг.
Для характеристики дозы по эффекту ионизации, вызываемому в воздухе, используется так называемая экспозиционная доза рентгеновского и у-излучений, выраженная суммарным электрическим зарядом ионов одного знака, образованных в единице объема воздуха в условиях электронного равновесия. Рентгеновское и у-излучения обладают высокой проникающей способностью, и длина пробега их в воздухе достигает сотен метров.
Для оценки биологического действия ионизирующего излучения наряду с поглощенной дозой используют также понятие биологической эквивалентной дозы. Эквивалентная доза ионизирующего излучения Dэкв – произведение поглощенной дозы D на средний коэффициент качества Q ионизирующего излучения в данном элементе объёма биологической ткани стандартного состава: Dэкв = QD. Коэффициент Q – величина безразмерная, поэтому размерность Dэкв совпадает с размерностью поглощенной дозы.
Безразмерный коэффициент Q призван учесть различия в действии разных по природе
излучателей:
Q = 1 для β-, γ- и рентгеновского излучений.
Q = 10 для нейтронов с энергией ≤ 10 МэВ.
Q = 20 для α-частиц с энергией ≤ 10 МэВ.
Различия в значениях коэффициента Q можно интерпретировать и так: β-, γ- и рентгеновское излучения при равных условиях наименее опасны; наибольшую опасность представляет излучение α-частиц.
Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения его потенциала причинить вред. Зиверт (Зв) – единица эффективной дозы, в которой учитывается вид излучения и чувствительность ткани и органов.
Зиверт (Зв) равен эквивалентной дозе, при которой произведение поглощенной дозы в биологической ткани стандартного состава на средний коэффициент качества равно 1 Дж/кг.
- дозы однократного облучения; которая выражается в грэях (Гр).Предельно допустимой дозой при однократном облучении (в течение 3-4 суток) является 0,5 Гр, а при многократном (за 10-30 суток) – до 1 Гр. При больших дозах возникает острое лучевое поражение, степень тяжести которого увеличивается с увеличением дозы.
- периода полураспада РВ. Очень важной характеристикой радионуклидов оказывается период полураспада Т1/2 – это время, за которое распадается половина делящегося вещества. Период полураспада радиоактивного элемента — это время, в течение которого происходит распад половины его атомов, это время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 — 5730 лет). С одной стороны, эта величина показывает динамику радиоактивного распада, с другой – имеются расчеты, по которым безопасный уровень радиации может быть достигнут через 8Т1/2. Наименьшую опасность представляют РВ с очень коротким (быстро распадаются) или очень длинным (испускают слабое излучение) периодом полураспада. Тогда к числу наиболее опасных в течение очень длительного времени изотопов, в значимых количествах выделившихся с радиоактивным облаком, относятся цезий-137 и стронций-90. - распределения поглощенной дозы в организме. Некоторые вещества поглощаются и накапливаются в конкретных органах, что приводит к высоким локальным дозам радиации Инкорпорированные радиоактивные вещества, подвергаясь радиоактивному распаду, испускают альфа-, бета-частицы и гамма-излучения, под воздействием которых происходит внутреннее облучение организма. Так иод-131, являясь тиреотропным элементом, (концентрация его в щитовидной железе в 200 раз выше, чем в других тканях), даст большую дозу внутреннего облучения. Происходит дегенерация, потеря функции щитовидной железы, склероз сосудов, а в дальнейшем увеличивается частота доброкачественных и злокачественных опухолей железы, происходит нарушение ее функций (гипер- и гипофункции). Стронций-90 и радий (аналоги и соседи кальция по II группе Периодической системы элементов Д.И. Менделеева) накапливаются в
костных тканях (β-облучение костного мозга, нарушения процессов кроветворения), в скелете. Это приводит к облучению не только костей и костного мозга, но и других тканей. Основные симптомы наблюдаются со стороны красного костного мозга – лейкопения, эритроцитопения, лимфопения и т.д. К отдаленным последствиям относятся лейкозы и опухоли костей и других органов. Изотопы рубидия и цезия (аналоги натрия и калия) распределяются равномерно, вызывая угнетение кроветворения, атрофию семенников, опухоли мягких тканей.
Редкоземельные элементы, в частности, церий концентрируются в
печени.
При внутреннем облучении наиболее опасны α-излучающие изотопы полония и плутония.
- вида ионизирующего излучения. При внешнем облучении наименее опасны α-лучи, затем — β-лучи; имея весьма малые пробеги испускаемых частиц. Наиболее опасны γ-лучи и нейтроны, обладающие огромной проникающей способностью. При попадании внутрь организма опасны все виды излучений, они вызывают лучевую болезнь. α- и β-излучатели, имея весьма малые пробеги испускаемых частиц, в процессе распада облучают лишь тот орган, где преимущественно накапливаются изотопы.
- величины облученной поверхности. Чем она больше, тем большая масса тканей подвергается облучению и тем тяжелее поражающее действие радиации.
- времени облучения. Чем продолжительнее время, за которое получена определенная доза, тем легче поражение; Чем больше продолжительность времени, в течение которого получена одна и та же доза облучения, тем легче протекает лучевое поражение. Экспериментально подтверждено, что в облученном организме ежедневно восстанавливается 1,5-3%, в течении месяца – около 50%, в течение 2-х месяцев – 85% лучевого повреждения. Необратимая часть лучевого повреждения составляет 15% от полученной дозы. Это значит, что повторная доза может быть получена через каждые 2 месяца
- активности радиоактивного элемента. Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель — это один акт распада в секунду. Чем выше активность РВ, тем оно более опасно.
- скорости выведения РВ из организма. Элементы, образующие в организме легко растворимые соли и накапливающиеся в мягких тканях (например, цезий- 137), удаляются быстро; элементы, связанные с костной тканью (например, стронций-90), выводятся из организма очень трудно.
- состояния организма в момент облучения. Неблагоприятные факторы, снижающие сопротивляемость организма, отягощают степень поражения. Перегревание, острая кровопотеря, шок, беременность у женщин содействует более тяжелому течению лучевых поражений.
- индивидуальной радиочувствительности организма. Одна и та же доза облучения при прочих равных условиях у разных людей способна вызвать поражение различной степени тяжести. Это подтверждается различной степенью лучевых поражений ликвидаторов, находившихся в одинаковых условиях, а следовательно и получивших одинаковые дозы радиации. Радиочувствительность – это способность организма реагировать на малые дозы радиации. Радиоустойчивость – это способность организма переносить высокие уровни облучения.
- радиочувствительности тканей, органов и систем организма. Радиочувствительность различных органов и систем организма разная. Основные проявления лучевого повреждения связаны с поглощенной дозой в критических органах. Критические органы – органы, ткани, части тела, облучение которых причиняет наибольший ущерб здоровью человека, т.е. первыми выходящие из строя. Критические органы разделяют на группы, различающиеся по радиочувствительности. При равномерном облучении всего тела критическими органами являются те органы и ткани, которые наиболее радиочувствительны. По степени уменьшения радиочувствительности органы и системы можно разместить в следующем порядке: кроветворная ткань, кишечный эпителий, гонады, эпителий кожи, мышцы, печень, почки, костная ткань.
Наиболее чувствительным к действию радиации является система кроветворения, а именно красный костный мозг, основным предназначением которого является выработка зрелых клеток крови. В результате облучения происходит быстрое опустошение костного мозга, так как происходит резкое торможение клеточного деления. Уменьшается количество форменных элементов в периферической крови. В результате снижения количества эритроцитов развивается анемия (малокровие), замедляются процессы репарации (восстановления) и наблюдается дефицит кислорода. Уменьшается количество лейкоцитов – лейкопения, что приводит к подавлению иммунологических реакций. Снижение количества тромбоцитов ведет к развитию геморрагического синдрома (кровотечений, кровоизлияний).
Другой системой с высокой степенью самовосстановления, а значит и высокой радиочувствительностью является тонкий кишечник и желудок. В результате облучения происходит опустошение ворсинок и крипт кишечника, оголение ворсинок.
Поражение красного костного мозга и тонкого кишечника является важным само по себе. Но оно сопровождается и общими нарушениями: в большей или меньшей степени разлаживается согласованность структур и деятельности всех частей тела. Так, поражение костного мозга ведет к уменьшению количества циркулирующих в крови лейкоцитов, а это в свою очередь ослабляет систему защиты от микробов, в том числе и от нормальных обитателей кожи и слизистых оболочек. Поражение слизистой оболочки кишечника приводит к увеличению ее проницаемости, потере белков, солей, жидкости (нарушению баланса жидкости и электролитов), проникновению микробов в кровь, развитию воспалительных процессов (вплоть до общего заражения крови – сепсиса). Микробы и их токсины еще более ослабляют организм, усиливают результаты лучевого поражения.
- в озраста облучаемых. Наиболее чувствительны к облучению дети и старики, более устойчивы – люди среднего возраста. У детей еще не выработались защитные механизмы против неблагоприятных факторов внешней среды, в том числе и радиации; у стариков они уже истощились. Как уже отмечалось, наиболее подвержены действию радиации клетки, которые активно делятся. А наибольшее деление клеток происходит в растущем организме, поэтому воздействие радиации на детский организм особенно опасно. Особенно опасна 8-15 неделя беременности, когда происходит закладка органов плода.
- радиационного фона. Все живое на Земле находится под непрерывным воздействием ионизирующих излучений. Человек постоянно подвергается воздействию так называемого естественного радиационного фона, который обусловлен космическим излучением и природными радиоактивными веществами, содержащимися в земле, воде, воздухе и всей биосфере. При естественном фоне от 10–15 мкР/ч до 26–30 мкР/ч человек за год может получить дозу 0,1–0,3 бэр.. Техногенный фон обусловливается работой АЭС, урановых рудников, использованием радиоизотопов в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и других отраслях народного хозяйства. Среднегодовая доза облучения человека за счет техногенного фона составляет примерно 2–3 мЗв (0,2–0,3 бэр). Таким образом, за счет естественного и техногенного фона средняя годовая доза облучения человека составляет приблизительно 3–4 мЗв (0,3-0,4 бэр) в год.
Наибольшая часть дозы излучения, формируемой от земных источников, обусловлена радоном, который, высвобождаясь из земной коры и строительных материалов (гранита, железобетона и др.), может проникать в помещения и при недостаточной вентиляции накапливаться в них. Радон (Rn) - инертный радиоактивный газ, образующийся в
недрах Земли в процессах распада радиоактивных изотопов.
Примерный расклад концентрации радона в квартире (Бк/м3):
из почвы под зданием — 41,7;
от стройматериалов — 6,4;
от воздуха с улицы — 5;
от бытового газа — 0,3;
Значительную дозу внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшей степени — от радионуклидов ряда тория-232. Некоторые из них, например нуклиды свинца и полония, поступают в организм с пищей. Они концентрируются в рыбе и моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, могут получить относительно высокие дозы облучения. Десятки тысяч людей на Крайнем Севере питаются в основном мясом северного оленя, в котором
радиоактивные изотопы свинца и полония присутствуют в довольно высокой концентрации. Особенно велико содержание полония-210. Эти изотопы попадают в организм оленей зимой, когда они питаются лишайниками, в которых накапливаются оба изотопа. Дозы внутреннего облучения человека от полония-210 в этих случаях могут в 35 раз превышать средний уровень
