Тема 6 – Радиоактивность и её влияние на пищевую безопасность

110 лет назад человечество впервые узнало о существовании ионизирующего излучения и радиоактивности. В 1895 г. Немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген открыл неизвестные ранее Х-лучи, которые впоследствии в его честь были названы рентгеновскими лучами. Анри Беккерель в 1896 г., работая с солями урана, первым в истории человечества установил факт его естественной радиоактивности. Уже через год английский физик Эрнст Резерфорд показал, что излучение урана состоит из альфа- и бета-частиц.

Следующим большим шагом вперёд были исследования физиков Пьера Кюри и Марии Складовской-Кюри. Они получили около 1 г нового химического элемента, радиоактивность которого оказалась в миллион раз выше, чем у урана. Новый элемент получил название “радий” (от лат. radium-лучистый). За последующие 20 лет учёные обнаружили большинство химических элементов, обладающих естественной радиоактивностью.

Позже О. Ганн и Ф. Штрассман обнаружили в 1938 г., что атом урана при бомбардировке его нейтронами распадается на более лёгкие ядра, а К.А.Петржак и Г.Н.Флеров установили, что процесс деления ядер урана может происходить и самопроизвольно, без внешних воздействий. В дальнейшем эти положения легли в основу создания ядерных реакторов – специальных установок для осуществления цепной реакции деления.

Изучать биологическое действие невидимых радиоактивных излучений стали много позже. Первыми это испытали на себе исследователи, работавшие с радиоактивными веществами, не зная об их разрушительном биологическом действии. Так, А.Беккерель не только установил факт естественной радиоактивности, но и первым ощутил повреждающее действие радиации. Он в течение 6 ч носил в кармане жилета стеклянную пробирку с солями радия, подготовленную для демонстрации его свойств на конференции, а спустя 2 недели у него на коже под карманом образовалась длительно не заживающая язва. Это было первым столкновением человека с действием ионизирующего излучения. Уже через год после открытия В.К.Рентгена, в 1896 г., русский учёный И.Р.Тарханов писал: “Х-лучами можно не только фотографировать, но и влиять на ход жизненных функций”.

На основе таких открытий возникла ещё одна новая наука – радиобиология. Одним из основоположников радиобиологии по праву считается русский учёный Е.С.Лондон, который уже в 1903 г. описал смертельное действие лучей радия на организм некоторых животных, а впоследствии продемонстрировал высокую чувствительность кроветворных органов и половых желез к этому излучению. В 1904 г. Г.Петерсом обнаружено повреждение хромосом при облучении делящихся клеток радием, а в 1908 г. А.Бенжамином и А.Слюком установлено угнетение под воздействием ионизирующих излучений защитных сил организма – иммунитета.

История познания человеком радиоактивных свойств материи окрашена в трагические тона. Человечество дорогой ценой заплатило за получение сведений – ценой здоровья и жизни первых исследователей и первых врачей-рентгенологов. За первые 40 лет развития рентгенологии погибло более 200 врачей и рентгенотехников от так называемого рентгеновского рака, вызванного рентгеновским облучением. В 1959 г. в Германии издана “Книга почёта”, куда занесены фамилии 360 врачей, физиков, лаборантов и медицинских сестёр разных наций, в том числе 13 наших соотечественников, умерших от отдалённых последствий профессионального облучения. Люди никогда не забудут трагедии Хиросимы, Нагасаки, Чернобыля, не только унёсших одновременно жизни сотен тысяч людей, но продолжающие и сегодня творить своё чёрное дело – вызывать у облучённых людей заболеваемость лейкозами и злокачественными опухолями.

Радиоактивное излучение и её воздействие на человека стали в последние десятилетия для многих регионов планеты одним из основных токсикантов окружающей среды.

Радиоактивные вещества обладают радиоактивностью только, пока в них происходят ядерные превращения. По истечении определённого времени они становятся нерадиоактивными, превращаясь в стабильные изотопы. Для оценки продолжительности жизни радионуклида введено понятие – период полураспада – время, в течение которого радиоактивность вещества (или число радиоактивных ядер) в среднем уменьшается вдвое. Период полураспада различных радионуклидов колеблется в широких пределах – от долей секунды до многих миллионов лет.

Периоды полураспада некоторых радионуклидов, внесших значительный вклад в облучение населения и загрязнение территории после чернобыльской приведены ниже: йод-133 – 20,8 ч; йод-131 – 8,05 сут; цезий-144 – 284 сут; рутений-106 – 1 год; цезий-134 – 2,1 год; цезий-137 – 30 лет; стронций-90 – 28 лет; плутоний-239 – 20 000 лет.

Принято считать, что вещество становится нерадиоактивным по истечении 10 периодов полураспада.

Для измерения радиации существуют старые единицы – бэр, рад, кюри – и новые – беккерель, грей, зиверт. Однако эти единицы используются с приставками - кило (одна тысяча), милли (одна тысячная), микро (одна миллионная) или нано (одна миллиардная), так как даже новые единицы слишком малы или велики для определения доз радиации, которые с их помощью приходится измерять.

Бэр – биологический эквивалент рентгена. Эта единица служит для измерения степени биологического повреждения, вызываемым ионизирующим излучением. Бэр учитывает относительную биологическую эффективность энергии, поглощенной живой тканью. Один бэр приблизительно равен одному рентгену (1р=0,88 бэра) и производит то же биологическое действие. Для бета-, гамма- и рентгеновского излучения один рад равен приблизительно одному бэру. Для альфа-излучения рад эквивалентен 10…20 бэрам.

Кюри (Ки) – единица непосредственного измерения радиактивности, т.е. активности заданного количества определенного вещества. Один кюри равен 37 миллиардам распадов в секунду. Измеряя активность разных веществ можно определить, какое из них является радиоактивным. Один грамм радия – 226 имеет активность, равную одному кюри, а грамм прометия-145 – активность, равную 940 кюри.

Беккерель (Бк) – единица радиоактивности, равная одному ядерному превращению (или распаду) в секунду.

Грей (Гр) – единица измерения поглащенной дозы излучения, т.е. величина энергии, поглощенной единицей массы облучаемого вещества. В соответствии с системой СИ 1 Гр=1 Дж/кг=100рад.

Зиверт (Зв) – единица измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения. 1 Зв=100бэр.