Іонізуючі випромінювання їх природа і вплив на організм людини

-излучение, испускаемое при распаде радиоактивных изотопов или аннигиляции частиц. а) Y-випромінювання, що випускається при розпаді радіоактивних ізотопів або анігіляції частинок. Гамма-випромінювання за своєю природою є короткохвильовим електромагнітним випромінюванням, тобто < 10 см. Не имея массы, Y -кванты двигаются со скоростью света, не теряя её в окружающей среде. потоком високоенергетичних квантів електромагнітної енергії, довжина хвилі яких значно менше міжатомних відстаней, тобто y <10 см. Не маючи маси, Y-кванти рухаються зі швидкістю світла, не втрачаючи її в навколишньому середовищі. - квантов в среде. Вони можуть лише поглинатися нею або відхилятися у бік, породжуючи пари іонів: частка-античастка, причому останнє найбільш значно при поглинанні Y - квантів в середовищі. - кванты при прохождении через вещество передают энергию электронам и, следовательно, вызывают ионизацию среды. Таким чином, Y - кванти при проходженні через речовину передають енергію електронам і, отже, викликають іонізацію середовища. - кванты обладают большой проникающей способностью (до 4- 5 км в воздушной среде); Завдяки відсутності маси, Y - кванти володіють великою проникаючою здатністю (до 4 - 5 км в повітряному середовищі);

б) рентгенівське випромінювання, що виникає при зменшенні кінетичної енергії заряджених частинок і / або при зміні енергетичного стану електронів атома.

Корпускулярне іонізуюче випромінювання складається з потоку заряджених частинок (альфа-, бета-частинок, протонів, електронів), кінетична енергія яких достатня для іонізації атомів при зіткненні. Нейтрони і інші елементарні частинки безпосередньо не виробляють іонізацію, але в процесі взаємодії з середовищем вивільняють заряджені частинки (електрони, протони), здатні іонізувати атоми і молекули середовища, через яку проходять:

а) нейтрони - єдині незаряджені частинки, що утворюються при деяких реакціях поділу ядер атомів урану або плутонію. Оскільки ці частки електронейтральності, вони глибоко проникають у всяке речовина, включаючи живі тканини. Відмінною особливістю нейтронного випромінювання є його здатність перетворювати атоми стабільних елементів у їх радіоактивні ізотопи, тобто створювати наведену радіацію, що різко підвищує небезпеку нейтронного випромінювання. - излучением. Проникаюча здатність нейтронів порівнянна з Y - випромінюванням. Залежно від рівня носиться енергії умовно розрізняють нейтрони швидкі (володіють енергією від 0,2 до 20 Ме В) і теплові (від 0,25 до 0,5 Ме В). Ця різниця враховується при проведенні захисних заходів. Швидкі нейтрони сповільнюються, втрачаючи енергію іонізації, речовинами з малим атомним вагою (так званими водородосодержащіх: парафін, вода, пластмаси та ін.) Теплові нейтрони поглинаються матеріалами, що містять бор і кадмій (борна сталь, бораль, борний графіт, сплав кадмію зі свинцем).

Альфа -, бета-частинки і гамма - кванти мають енергію всього в декілька мегаелектронвольт, і створювати наведену радіацію не можуть;

б) бета частинки - електрони, що випускаються під час радіоактивного розпаду ядерних елементів з проміжною іонізуючої і проникаючою здатністю (пробіг в повітрі до 10-20 м).

в) альфа частки - позитивно заряджені ядра атомів гелію, а в космічному просторі і атомів інших елементів, що випускаються при радіоактивному розпаді ізотопів важких елементів - урану або радію. Вони мають малу проникаючу здатність (пробіг у повітрі - не більше 10 см), навіть людська шкіра є для них нездоланною перешкодою. Небезпечні вони лише при попаданні всередину організму, так як здатні вибивати електрони з оболонки нейтрального атома будь-якої речовини, в тому числі і тіла людини, і перетворювати його в позитивно заряджений іон з усіма витікаючими наслідками, про які буде сказано далі. Так, альфа частинка з енергією 5 МеВ утворює 150 000 пар іонів.

Характеристика проникаючої здатності різних видів іонізуючого випромінювання

Кількісний вміст радіоактивного матеріалу в організмі людини або речовині визначається терміном «активність радіоактивного джерела» (радіоактивність). За одиницю радіоактивності в системі СІ прийнятий бекерель (Бк), що відповідає одному розпаду в 1 с. Іноді на практиці застосовується стара одиниця активності - кюрі (Кі). Це активність такої кількості речовини, в якому за 1с відбувається розпад 37 млрд. атомів. Для перекладу користуються залежністю: 1 Бк = 2,7 х 10 Кі або 1 Кі = 3,7 х 10 Бк.

Кожен радіонуклід має незмінний, притаманний тільки йому період напіврозпаду (час, необхідний для втрати речовиною половини активності). Наприклад, в урану-235 він складає 4 470 років, тоді як у йоду-131 - лише 8 діб.

Джерела радіаційної небезпеки

1. Головна причина небезпеки - радіаційна аварія. Радіаційна аварія - втрата управління джерелом іонізуючого випромінювання (ДІВ), викликана несправністю обладнання, неправильними діями персоналу, стихійними лихами або іншими причинами, які могли призвести або призвели до опромінення людей вище встановлених норм або до радіоактивного забруднення навколишнього середовища. При аваріях, викликаних руйнуванням корпусу реактора або розплавленням активної зони викидаються:

1. Фрагменти активної зони;

2. Паливо (відходи) у вигляді високоактивної пилу, яка може довгий час перебувати в повітрі у вигляді аерозолів, потім після проходження основного хмари випадати у вигляді дощових (снігових) опадів, а при попаданні в організм викликати болісний кашель, іноді по тяжкості схожий з нападом астми ;

3. лави, що складаються з двоокису кремнію, а також розплавлений в результаті зіткнення з гарячим паливом бетон. Потужність дози поблизу таких лав досягає 8000 Р / год і навіть п'ятихвилинне перебування поряд згубно для людини. У перший період після випадання опадів РВ найбільшу небезпеку становить йод-131, що є джерелом альфа-і бета-випромінювання. Періоди напіввиведення його з щитовидної залози становлять: біологічний - 120 діб, ефективний - 7,6. Це вимагає якнайшвидшого проведення йодної профілактики всього населення, яке опинилося в зоні аварії.

2. Підприємства з розробки родовищ і збагачення урану. Уран має атомну вагу 92 і три природні ізотопів: уран-238 (99,3%), уран-235 (0,69%) і уран-234 (0,01%). Всі ізотопи є альфа-випромінювачами з незначною радіоактивністю (2800кг урану за активністю еквівалентні 1 г радію-226). Період напіврозпаду урану-235 = 7,13 х 10 років. Штучні ізотопи уран-233 і уран-227 мають період напіврозпаду 1,3 і 1,9 хв. Уран - м'який метал, за зовнішнім виглядом схожий на сталь. Вміст урану в деяких природних матеріалах доходить до 60%, але в більшості уранових руд воно не перевищує 0,05-0,5%. У процесі видобутку при отриманні 1 тонни радіоактивного матеріалу утворюється до 10-15 тис. тонн відходів, а при переробці від 10 до 100 тис. тонн. З відходів (що містять незначну кількість урану, радію, торію та інших радіоактивних продуктів розпаду) виділяється радіоактивний газ - радон-222, який при вдиху викликає опромінення тканин легень. При збагаченні руди радіоактивні відходи можуть потрапити в довколишні річки і озера. При збагаченні уранового концентрату можлива деяка витік газоподібного гексафториду урану з конденсаційно-випарної установки в атмосферу. Отримані при виробництві тепловиділяючих елементів деякі уранові сплави, стружки, тирса можуть займатися під час транспортування або зберігання, в результаті в навколишнє середовище можуть бути викинуті значні кількості відходів згорілого урану.

3. Ядерний тероризм. Почастішали випадки крадіжки ядерних матеріалів, придатних для виготовлення ядерних боєприпасів навіть кустарним способом, а також загрози виведення з ладу ядерних підприємств, кораблів з ​​ядерними установками та АЕС з метою отримання викупу. Небезпека ядерного тероризму існує й на побутовому рівні.

4. Випробування ядерної зброї. За останній час досягнута мініатюризація ядерних зарядів для випробувань.

Пристрій іонізуючих джерел випромінювання

По пристрою ДІВ бувають двох типів - закриті і відкриті.

Закриті джерела поміщені в герметизовані контейнери і становлять небезпеку лише в разі відсутності належного контролю за їх експлуатацією та зберіганням. Свою лепту вносять і військові частини, які передають списані прилади в підшефні навчальні заклади. Втрати списаного, знищення через непотрібність, крадіжки з наступною міграцією. Наприклад, в Братську на заводі стройконструкцій, ДІВ, укладений у свинцеву оболонку, зберігався у сейфі разом з дорогоцінними металами. І коли грабіжники зламали сейф, то вони вирішили, що ця масивна болванка зі свинцю - теж дорогоцінна. Вкрали її, а потім чесно поділили, розпилявши навпіл свинцеву «сорочку» і заточену в ній ампулу з радіоактивним ізотопом.

Робота з відкритими ДІВ може призвести до трагічних наслідків при незнанні або порушенні відповідних інструкцій щодо правил поводження з даними джерелами. Тому перш, ніж починати будь-яку роботу з використанням ДІВ, необхідно ретельно вивчити всі посадові інструкції і положення техніки безпеки і неухильно виконувати їх вимоги. Ці вимоги викладені в «Санітарних правилах поводження з радіоактивними відходами (СПО ГО-85)». Підприємство «Радон» за заявками виробляє індивідуальний контроль осіб, територій, об'єктів, перевірку, дозування та ремонт приладів. Роботи в галузі поводження ДІВ, засобів радіаційного захисту, видобутку, виробництва, транспортування, зберігання, використання, обслуговування, утилізації, поховання проводяться тільки на підставі ліцензії.

Шляхи проникнення випромінювання в організм людини

Щоб правильно розуміти механізм радіаційних уражень, необхідно мати чітке уявлення про існування двох шляхів, по яких випромінювання проникає в тканини організму і впливає на них.

Перший шлях - зовнішнє опромінення від джерела, розташованого поза організмом (у навколишньому просторі). Це опромінення може бути пов'язане з рентгенівськими та гамма променями, а також деякими високоенергетичними бета частинками, здатними проникати в поверхневі шари шкіри.

Другий шлях - внутрішнє опромінення, викликане потраплянням радіоактивних речовин всередину організму наступними способами:

- В перші дні після радіаційної аварії найбільш небезпечні радіоактивні ізотопи йоду, що надходять в організм з їжею і водою. Дуже багато їх у молоці, що особливо небезпечно для дітей. Радіоактивний йод накопичується головним чином у щитовидній залозі, маса якої становить усього 20 г. Концентрація радіонуклідів у цьому органі може бути в 200 разів вище, ніж в інших частинах людського організму;

- Через пошкодження та порізи на шкірі;

- Абсорбція через здорову шкіру при тривалому впливі радіоактивних речовин (РВ). У присутності органічних розчинників (ефір, бензол, толуол, спирт) проникність шкіри для РВ збільшується. Причому деякі РВ, що надійшли в організм через шкіру, потрапляють у кровоносне русло і, в залежності від їх хімічних властивостей, поглинаються і накопичуються в критичних органах, що призводить до отримання високих локальних доз радіації. Наприклад, зростаючі кістки кінцівок добре засвоюють радіоактивний кальцій, стронцій, радій, нирки - уран. Інші хімічні елементи, такі як натрій і калій, будуть поширюватися по всьому тілу більш-менш рівномірно, так як вони містяться у всіх клітинах організму. При цьому наявність в крові натрію-24 означає, що організм додатково піддався нейтронного опромінення (тобто ланцюгова реакція в реакторі в момент опромінення не була перервана). и др.); Лікувати хворого, що піддалося нейтронного опромінення, особливо важко, тому необхідно проводити визначення наведеної активності біоелементом організму (Р, S та ін);

- Через легені при диханні. Попадання твердих радіоактивних речовин в легені залежить від ступеня дисперсності цих частинок. З проводилися над тваринами випробувань встановлено, що частинки пилу розміром менше 0.1 мікрона ведуть себе так само як і молекули газів. При вдиху вони потрапляють з повітрям у легені, а при видиху разом з повітрям видаляються. У легенях може залишатися лише незначна частина твердих частинок. Великі частки розміром більше 5 мікрон затримуються носовою порожниною. Інертні радіоактивні гази (аргон, ксенон, криптон і ін), потрапили через легені в кров, не є сполуками, що входять до складу тканин, і з часом видаляються з організму. Не затримуються в організмі тривалий час і радіонукліди, однотипні з елементами, що входять до складу тканин і вживаються людиною з їжею (натрій, хлор, калій і ін.) Вони з часом повністю видаляються з організму. Деякі радіонукліди (наприклад, відкладаються в кісткових тканинах радій, уран, плутоній, стронцій, ітрій, цирконій) вступають в хімічний зв'язок з елементами кісткової тканини і насилу виводяться з організму. При проведенні медичного обстеження мешканців районів, постраждалих від аварії на Чорнобильській АЕС, у Всесоюзному гематологічному центрі АМН було виявлено, що при загальному опроміненні організму дозою в 50 радий окремі його клітини виявилися опроміненими дозою в 1 000 і більше радий. В даний час для різних критичних органів розроблені нормативи, що визначають гранично допустимий вміст у них кожного радіонукліда. Ці норми викладені в розділі 8 «Числові значення допустимих рівнів» Норм радіаційної безпеки НРБ - 76/87.

Внутрішнє опромінення є більш небезпечним, а його наслідки більш важкими з наступних причин:

- Різко збільшується доза опромінення, визначається часом перебування радіонукліда в організмі (радій-226 або плутоній-239 протягом всього життя);

- Практично нескінченно мало відстань до іонізіруемой тканини (так зване, контактна опромінення);

- В опроміненні беруть участь альфа частинки, найактивніші і тому самі небезпечні;

- Радіоактивні речовини поширюються не рівномірно по всьому організму, а вибірково, концентруються в окремих (критичних) органах, посилюючи локальне опромінення;

- Неможливо використовувати будь-які заходи захисту, що застосовуються при зовнішньому опроміненні: евакуацію, засоби індивідуального захисту (ЗІЗ) та ін

Заходи іонізуючого впливу

Мірою іонізуючого впливу зовнішнього випромінювання є експозиційна доза, що визначається за іонізації повітря. За одиницю експозиційної дози (Де) прийнято вважати рентген (Р) - кількість випромінювання, при якому в 1 куб.см. повітря при температурі 0 С і тиску 1 атм утворюються 2,08 х 10 пар іонів. Згідно з керівними документами Міжнародної компанії за радіологічними одиницям (МКРЕ) РД - 50-454-84 після 1 січня 1990 використовувати такі величини, як експозиційна доза і її потужність, в нашій країні не рекомендується (прийнято, що експозиційна доза є поглинена доза в повітрі). Велика частина дозиметричної апаратури в РФ має градуювання в рентгенах, рентген / часах, і від цих одиниць поки не відмовляються.

Мірою іонізуючого впливу внутрішнього опромінення є поглинена доза. За одиницю поглиненої дози прийнятий радий. Це доза випромінювання, передана масі речовини, що опромінюється в 1 кг і вимірюється енергією в джоулях будь-якого іонізуючого випромінювання. 1 рад = 10 Дж / ​​кг. У системі СІ одиницею поглинутої дози є грей (Гр), рівний енергії в 1 Дж / ​​кг.

1 Гр = 100 рад.

1 рад = 10 Гр.

Для переведення кількості іонізуючої енергії в просторі (експозиційна доза) в поглинену м'якими тканинами організму застосовують коефіцієнт пропорційності К = 0,877, тобто:

1 рентген = 0,877 рад.

У зв'язку з тим, що різні види випромінювань мають різною ефективністю (за рівних витратах енергії на іонізацію роблять різне вплив), введено поняття «еквівалентна доза». Одиниця її виміру - бер. 1 бер - це доза випромінювання будь-якого виду, вплив якої на організм еквівалентно дії 1 рад гамма випромінювання. ), равный 10 для нейтронного излучения (нейтроны примерно в 10 раз эффективнее в плане радиационного поражения) и 20 – для альфа излучения. Тому при оцінці загального ефекту впливу радіаційного випромінювання на живі організми при сумарному опроміненні всіма видами випромінювань враховується коефіцієнт якості (Q), що дорівнює 10 для нейтронного випромінювання (нейтрони приблизно в 10 разів ефективніше в плані радіаційного ураження) і 20 - для альфа випромінювання. . У системі СІ одиницею еквівалентної дози є зіверт (Зв), що дорівнює 1 Гр х Q.

Поряд з величиною енергії, видом опромінення, матеріалом і масою органу важливим чинником є, так званий біологічний період напіврозпаду радіонукліда - тривалість часу, необхідного для виведення (з потом, слиною, сечею, калом і ін) з організму половини радіоактивної речовини. Вже через 1-2 години після попадання РВ в організм вони виявляються в його виділеннях. Поєднання фізичного періоду напіврозпаду з біологічним дає поняття «ефективний період напіврозпаду» - найбільш важливий у визначенні результуючої величини опромінення, якому піддається організм, особливо критичні органи.

Поряд з поняттям «активність» існує поняття «наведена активність» (штучна радіоактивність). Вона виникає при поглинанні повільних нейтронів (продуктів ядерного вибуху або ядерної реакції), ядрами атомів нерадіоактивних речовин і перетворенні їх на радіоактивні калій-28 і натрій-24, що утворюються, в основному, у грунті.

Таким чином, ступінь, глибина і форма променевих поразок, що розвиваються у біологічних об'єктів (у тому числі у людини) при впливі на них радіації, залежать від величини поглиненої енергії випромінювання (дози).

Механізм дії іонізуючого випромінювання

Принциповою особливістю дії іонізуючого випромінювання є його здатність проникати в біологічні тканини, клітини, субклітинні структури і, викликаючи одномоментну іонізацію атомів, за рахунок хімічних реакцій пошкоджувати їх. Іонізована може бути будь-яка молекула, а звідси всі структурно-функціональні руйнування в соматичних клітинах, генетичні мутації, впливу на зародок, хвороба і смерть людини.

Механізм такого впливу полягає в поглинанні енергії іонізації організмом і розриві хімічних зв'язків його молекул з утворенням високоактивних з'єднань, так званих вільних радикалів.

Організм людини на 75% складається з води, отже, вирішальне значення в цьому випадку буде мати непрямий вплив радіації через іонізацію молекули води і наступні реакції з вільними радикалами. При іонізації молекули води утворюється позитивний іон Н О і електрон, який, втративши енергію, може утворити негативний іон Н О. Обидва ці іона є нестійкими і розпадаються на пару стабільних іонів, які рекомбінують (відновлюються) з утворенням молекули води та двох вільних радикалів ОН і Н, що відрізняються винятково високою хімічною активністю. Безпосередньо або через ланцюг вторинних перетворень, таких як освіта перекисного радикала (гідратного оксиду води), а потім перекису водню Н О і інших активних окислювачів групи ОН і Н, взаємодіючи з молекулами білків, вони ведуть до руйнування тканини в основному за рахунок енергійно протікають процесів окислення. При цьому одна активна молекула з великою енергією залучає до реакцію тисячі молекул живої речовини. В організмі окисні реакції починають превалювати над відновними. Настає розплата за аеробний спосіб біоенергетики - насичення організму вільним киснем.

Вплив іонізуючого випромінювання на людину не обмежується зміною структури молекул води. Змінюється структура атомів, з яких складається наш організм. У результаті відбувається руйнування ядра, клітинних органел і розрив зовнішньої мембрани. Так як основна функція зростаючих клітин - здатність до поділу, то втрата її призводить до загибелі. Для зрілих неподільних клітин руйнування викликає втрату тих чи інших спеціалізованих функцій (вироблення певних продуктів, розпізнавання чужорідних клітин, транспортні функції і тд.). Настає радіаційно індукована загибель клітин, яка на відміну від фізіологічної загибелі незворотна, тому що реалізація генетичної програми термінальної диференціювання в цьому випадку здійснюється на тлі множинних змін нормального перебігу біохімічних процесів після опромінення.

Крім того, додаткове надходження енергії іонізації в організм порушує збалансованість енергетичних процесів, що відбуваються в ньому. Адже наявність енергії в органічних речовинах залежить в першу чергу не від їх елементарного складу, а від будови, розташування і характеру зв'язків атомів, тобто тих елементів, які найлегше піддаються енергетичного впливу.

Наслідки опромінення

Одне з найбільш ранніх проявів опромінення - масова загибель клітин лімфоїдної тканини. Образно кажучи, ці клітини першими приймають на себе удар радіації. Загибель лімфоідов послаблює одну з основних систем життєзабезпечення організму - імунну систему, тому що лімфоцити - такі клітини, які здатні реагувати на появу чужорідних для організму антигенів виробленням строго специфічних антитіл до них.

У результаті впливу енергії радіаційного випромінювання в малих дозах в клітинах відбуваються зміни генетичного матеріалу (мутації), що загрожують їх життєздатності. Як наслідок настає деградація (пошкодження) ДНК хроматину (розриви молекул, пошкодження), які частково або повністю блокують або перекручують функцію геному. Відбувається порушення репарації ДНК - здатності її до відновлення і заліковування ушкоджень клітин при підвищенні температури тіла, вплив хімічних речовин та ін

Генетичні мутації в статевих клітинах впливають на життя і розвиток майбутніх поколінь. Цей випадок характерний, наприклад, якщо людина піддався впливу невеликих доз радіації під час експозиції в медичних цілях. Існує концепція - при отриманні дози в 1 бер попереднім поколінням вона дає додатково в потомстві 0.02% генетичних аномалій, тобто у 250 немовлят на мільйон. Ці факти і багаторічні дослідження цих явищ привели вчених до висновку, що безпечних доз радіації не існує.

Вплив іонізуючих випромінювань на гени статевих клітин може викликати шкідливі мутації, які будуть передаватися з покоління в покоління, збільшуючи «мутаційний вантаж» людства. Небезпечними для життя є умови, що збільшують «генетичну навантаження» удвічі. Такий подвоює дозою є, за висновками наукового комітету ООН з атомної радіації, доза в 30 рад при гострому опроміненні і 10 рад при хронічному (протягом репродуктивного періоду). Із зростанням дози підвищується не тягар, а частота можливого прояву.

Мутаційні зміни відбуваються і в рослинних організмах. У лісах, які зазнали випадання радіоактивних опадів під Чорнобилем, в результаті мутації виникли нові абсурдні види рослин. З'явилися іржаво-червоні хвойні ліси. У розташованому неподалік від реактора пшеничному полі через два роки після аварії вчені виявили близько тисячі різних мутацій.

Вплив на зародок і плід внаслідок опромінення матері в період вагітності. Радіочутливість клітини змінюється на різних етапах процесу поділу (мітозу). Найбільш чутлива клітина врешті спокою і початку першого місяця поділу. Особливо чутлива до опромінення зигота - ембріональна клітина, що утворюється після злиття сперматозоїда з яйцем. При цьому розвиток зародка в цей період і вплив на нього радіаційного, в тому числі і рентгенівського, опромінення можна розділити на три етапи.

1-й етап - після зачаття і до дев'ятого дня. Тільки що сформувався зародок під впливом радіації гине. Смерть у більшості випадків залишається непоміченою.

2-й етап - з дев'ятого дня по шостий тиждень після зачаття. Це - період формування внутрішніх органів та кінцівок. При цьому під впливом дози опромінення в 10 бер у зародка з'являється цілий спектр дефектів - розщеплення неба, зупинка розвитку кінцівок, порушення формування мозку та ін Одночасно можлива затримка росту організму, що виражається у зменшенні розмірів тіла при народженні. Результатом опромінення матері в цей період вагітності також може бути смерть новонародженого у момент пологів або через деякий час після них. Однак, народження живої дитини з грубими дефектами, ймовірно, найбільше нещастя, набагато гірше, ніж смерть ембріона.

3-й етап - вагітність після шести тижнів. Дози радіації, отримані матір'ю, викликають стійке відставання організму в зростанні. У опроміненої матері дитина при народженні має розміри менше норми і залишається нижче середнього зросту на все життя. Можливі патологічні зміни в нервовій, ендокринній системах і т.д. Багато фахівців-радіологи припускають, що більша ймовірність народження неповноцінної дитини служить підставою для переривання вагітності, якщо доза, отримана ембріоном протягом перших шести тижнів після зачаття, перевищує 10 радий. Така доза увійшла до законодавчих актів деяких скандинавських країн. Для порівняння, при рентгеноскопії шлунка основні ділянки кісткового мозку, живіт, грудна клітка отримують дозу випромінювання в 30-40 радий.

Іноді виникає практична проблема: жінка проходить серію сеансів рентгенографії, що включають знімки шлунку та органів тазу, а згодом виявляється, що вона вагітна. Ситуація ускладнюється, якщо опромінення відбулося в перші тижні після зачаття, коли вагітність може залишатися непоміченою. Єдине рішення даної проблеми - не піддавати жінку опроміненню в зазначений період. Цього можна досягти у тому випадку, якщо жінка репродуктивного віку буде проходити рентгенографію шлунку або черевній порожнині тільки протягом перших десяти днів після початку менструального періоду, коли немає сумнівів у відсутності вагітності. У медичній практиці це називається правилом «десяти днів». При невідкладної ситуації рентгенівські процедури не можуть бути перенесені на тижні чи місяці, однак з боку жінки буде розсудливим розповісти лікареві перед проведенням рентгенографії про свою можливу вагітність.

За ступенем чутливості до іонізуючого випромінювання клітини і тканини людського організму неоднакові.

До особливо чутливим органів належать насінники. Доза в 10-30 радий може знизити сперматогенез протягом року.

Високою чутливістю до опромінення має імунна система.

У нервовій системі найбільш чутливою виявилася сітківка ока, так як при опроміненні спостерігалося погіршення зору. Порушення смакової чутливості наступали при променевій терапії грудної клітини, а повторні опромінення дозами 30-500 Р знижували тактильну чутливість.

Зміни в соматичних клітинах можуть сприяти виникненню раку. Ракова пухлина виникає в організмі в той момент, коли соматична клітина, вийшовши з-під контролю організму, починає швидко ділитися. Першопричиною цього є викликані багаторазовими або сильним разовим опроміненням мутації в генах, що призводять до того, що ракові клітини втрачають здатність навіть у разі порушення рівноваги гинути фізіологічної, а точніше програмованої смертю. Вони стають ніби безсмертними, постійно ділячись, збільшуючись у кількості і гинучи лише від нестачі поживних речовин. Так відбувається ріст пухлини. Особливо швидко розвивається лейкоз (рак крові) - хвороба, пов'язана з надлишковим появою в кістковому мозку, а потім і в крові неповноцінних білих клітин - лейкоцитів. Правда, останнім часом з'ясувалося, що зв'язок між радіацією та захворюванням на рак більш складна, ніж передбачалося раніше. Так, у спеціальній доповіді японсько-американської асоціації вчених сказано, що тільки деякі види раку: пухлини молочної та щитовидної залоз, а також лейкемія - розвиваються в результаті радіаційного ураження. Причому досвід Хіросіми і Нагасакі показав, що рак щитовидної залози спостерігається при опроміненні в 50 і більше радий. Рак молочної залози, від якого помирають близько 50% хворих, спостерігається у жінок, багато разів піддавалися рентгенографічним обстеженням.

Характерним для радіаційних уражень є те, що променеві травми супроводжуються важкими функціональними розладами, вимагають складного і тривалого (більше трьох місяців) лікування. Життєздатність опромінених тканин значно знижується. Крім того, через багато років і десятиліть після отримання травми виникають ускладнення. Наприклад, спостерігалися випадки виникнення доброякісних пухлин через 19 років після опромінення, а розвиток променевого раку шкіри і молочної залози у жінок - через 25-27 років. Нерідко травми виявляються на тлі або після впливу додаткових факторів нерадіаційного природи (діабет, атеросклероз, гнійна інфекція, термічні або хімічні травми в зоні опромінення).

Необхідно також враховувати, що люди, пережила радіаційну аварію, відчувають додатковий стрес протягом декількох місяців і навіть років після неї. Такий стрес може включити біологічний механізм, який призводить до виникнення злоякісних захворювань. Так, у Хіросімі і Нагасакі великий спалах захворювань на рак щитовидної залози спостерігалася через 10 років після атомного бомбардування.

Дослідження, проведені радіологів на підставі даних Чорнобильської аварії, свідчать про зниження порогу наслідків від впливу опромінення. Так, встановлено, що опромінення в 15 бер може викликати порушення в діяльності імунної системи. Вже при отриманні дози в 25 бер у ліквідаторів аварії спостерігалося зниження в крові лімфоцитів - антитіл до бактеріальних антигенів, а при 40 бер збільшується ймовірність виникнення інфекційних ускладнень. При впливі постійного опромінення дозою від 15 до 50 бер часто відзначалися випадки неврологічних розладів, викликаних змінами в структурах головного мозку. Причому ці явища спостерігалися у віддалені терміни після опромінення.

Променева хвороба

У залежності від дози і часу опромінення спостерігаються три ступені захворювання: гостра, підгостра та хронічна. У вогнищах ураження (при одержанні високих доз) виникає, як правило, гостра променева хвороба (ГПХ).

Розрізняють чотири ступені ГПХ:

- Легка (100 - 200 рад). Початковий період - первинна реакція як і при ГПХ всіх інших ступенів - характеризується нападами нудоти. З'являються головний біль, блювота, загальне нездужання, незначне підвищення температури тіла, в більшості випадків - анорексія (відсутність апетиту, аж до відрази до їжі), можливі інфекційні ускладнення. Первинна реакція виникає через 15 - 20 хвилин після опромінення. Її прояви поступово зникають через декілька годин або діб, а можуть взагалі бути відсутнім. Потім настає прихований період, так званий період уявного благополуччя, тривалість якого обумовлюється дозою опромінення і загальним станом організму (до 20 діб). За цей час еритроцити вичерпують свій термін життя, перестаючи подавати кисень клітинам організму. ГПХ легкого ступеня виліковна. Можливі негативні наслідки - лейкоцитоз крові, почервоніння шкіри, зниження працездатності у 25% уражених через 1,5 - 2 години після опромінення. Спостерігається високий вміст гемоглобіну в крові протягом 1 року з моменту опромінення. Терміни одужання - до трьох місяців. Велике значення при цьому мають особистісна установка і соціальна мотивація потерпілого, а також його раціональне працевлаштування;

- Середня (200 - 400 рад). Короткі приступи нудоти, що проходять через 2-3 дні після опромінення. Прихований період - 10-15 діб (може бути відсутнім), протягом якого лейкоцити, що виробляються лімфатичними вузлами, гинуть і припиняють відторгати потрапляє в організм інфекцію. Тромбоцити перестають згортати кров. Все це - результат того, що вбиті радіацією кістковий мозок, лімфатичні вузли і селезінка не виробляють нові еритроцити, лейкоцити і тромбоцити на зміну відпрацьованим. Розвиваються набряк шкіри, бульбашки. Такий стан організму, що отримало назву «костномозговой синдром», призводить 20% уражених до смерті, що наступає в результаті ураження тканин кровотворних органів. Лікування полягає в ізоляції хворих від зовнішнього середовища, введення антибіотиків і переливанні крові. Молоді і немолоді чоловіки більш схильні до захворювання ГПХ середнього ступеня, ніж чоловіки середнього віку і жінки. Втрата працездатності настає у 80% уражених через 0,5 - 1 годину після опромінення і після одужання довгий час залишається зниженою. Можливий розвиток катаракти очей і місцевих дефектів кінцівок;

- Важка (400 - 600 рад). Симптоми, характерні для кишково-шлункового розладу: слабкість, сонливість, втрата апетиту, нудота, блювота, тривалий пронос. Прихований період може тривати 1 - 5 діб. Через кілька днів виникають ознаки зневоднення організму: втрата маси тіла, виснаження і повне знесилення. Ці явища - результат відмирання ворсинок стінок кишечника, всмоктувальних поживні речовини з їжі, що поступає. Їх клітини під впливом радіації стерилізуються і втрачають здатність ділитися. Виникають вогнища прориву стінок шлунку, і бактерії надходять з кишечнику в кровотік. З'являються первинні радіаційні виразки, гнійна інфекція від радіаційних опіків. Втрата працездатності через 0,5-1 год після опромінення спостерігається у 100% постраждалих. У 70% уражених смерть настає через місяць від зневоднення організму і отруєння шлунка (шлунково-кишковий синдром), а також від радіаційних опіків при гамма опроміненні;

- Вкрай тяжка (більше 600 рад). У лічені хвилини після опромінення виникають сильна нудота і блювота. Пронос - 4-6 разів на добу, в перші 24 години - порушення свідомості, набряк шкіри, сильні головні болі. Дані симптоми супроводжуються дезорієнтацією, втратою координації рухів, утрудненням ковтання, розладом стільця, судорожними припадками і в кінцевому підсумку настає смерть. Безпосередня причина смерті - збільшення кількості рідини в головному мозку внаслідок її виходу з дрібних судин, що призводить до підвищення внутрішньочерепного тиску. Такий стан отримало назву «синдром порушення центральної нервової системи».

Необхідно відзначити, що поглинена доза, що викликає ураження окремих частин організму і смерть, перевищує смертельну дозу для всього тіла. Смертельні дози для окремих частин тіла такі: голова - 2000 радий, нижня частина живота - 3000 радий, верхня частина живота - 5000 радий, грудна клітка - 10000 радий, кінцівки - 20000 радий.

Досягнутий на сьогодні рівень ефектності лікування ГПХ вважається граничним, тому що заснований на пасивній стратегії - надії на самостійне одужання клітин у радіочутливих тканинах (головним чином кістковому мозку та лімфатичних вузлах), на підтримку інших систем організму, переливання тромбоцитную маси для запобігання крововиливу, еритроцитарної - для запобігання кисневого голодування. Після цього залишається тільки чекати, коли запрацюють усі системи клітинного оновлення і ліквідують згубні наслідки радіаційного опромінення. Вихід хвороби визначається до кінця 2-3 місяці. При цьому можуть настати: повне клінічне одужання потерпілого; одужання, при якому його працездатність в тій чи іншій мірі буде обмеженою; несприятливий результат з прогресуванням захворювання або розвитком ускладнень, які призводять до смерті.

Пересадки здорового кісткового мозку заважає імунологічний конфлікт, який в опроміненому організмі особливо небезпечний, так як виснажує і без того підірвані сили імунітету. Російські вчені-радіологи пропонують новий шлях лікування хворих променевою хворобою. Якщо забрати у опроміненого частина кісткового мозку, то в кровотворної системи після цього втручання починаються процеси більш раннього відновлення, ніж при природному розвитку подій. Витягнуту частина кісткового мозку поміщають в штучні умови, а потім через певний термін повертають у той же організм. Імунологічного конфлікту (відторгнення) не відбувається.

В даний час ученими проводяться роботи, і отримані перші результати по застосуванню фармацевтичних радіопротекторів, які дозволяють людині переносити дози опромінення, що перевищують летальну приблизно вдвічі. ) на конце длинной молекулы. Це - цистеїн, цістамін, цістофос і ряд інших речовин, що містять сульфідгідрільние групи (SH) на кінці довгої молекули. Ці речовини, немов «сміттярі", прибирають утворюються вільні радикали, які багато в чому відповідальні за посилення окисних процесів в організмі. Однак великим недоліком зазначених протекторів є необхідність введення його в організм внутрішньовенно, так як сульфідгідрільная група, що додається у них для зменшення токсичності, руйнується в кислому середовищі шлунка і протектор втрачає захисні властивості.

Іонізуюча радіація має негативний вплив також на жири і ліпоеди (жироподібні речовини), що містяться в організмі. Опромінення порушує процес емульгування і просування жирів в області кріптального відділу слизової оболонки кишечника. У результаті в просвіт кровоносних судин потрапляють краплі неемульговані і грубо емульгованому жиру, засвоюваного організмом.

Підвищення окислення жирних кислот в печінці призводить при інсулінової недостатності до підвищеного кетогенезу печінки, тобто надлишок вільних жирних кислот у крові знижує активність інсуліну. А це в свою чергу веде до поширеній сьогодні захворюванню на цукровий діабет.

Найбільш характерними захворюваннями, супутніми ураження від опромінення, є злоякісні новоутворення (щитовидної залози, органів дихання, шкіри, кровотворних органів), порушення обміну речовин та імунітету, хвороби органів дихання, ускладнення перебігу вагітності, вроджені аномалії, психічні розлади.

Відновлення організму після опромінення - процес складний, і протікає він нерівномірно. Якщо відновлення еритроцитів і лімфоцитів в крові починається через 7 - 9 місяців, то відновлення лейкоцитів - через 4 роки. На тривалість цього процесу впливають не тільки радіаційні, але і психогенні, соціально-побутові, професійні та інші фактори пострадіаційного періоду, які можна об'єднати в одне поняття «якість життя» як найбільш ємко і повно виражає характер взаємодії людини з біологічними факторами середовища, соціальними і економічними умовами.

Забезпечення безпеки при роботі з іонізуючими випромінюваннями

При організації робіт використовуються такі основні принципи забезпечення радіаційної безпеки: вибір чи зменшення потужності джерел до мінімальних величин; скорочення часу роботи з джерелами; збільшення відстані від джерела до працюючого; екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають або ослабляють іонізуючі випромінювання.

У приміщеннях, де проводиться робота з радіоактивними речовинами та радіоізотопними приладами, ведеться контроль за інтенсивністю різних видів випромінювання. Ці приміщення повинні бути ізольовані від інших приміщень і оснащені припливно-витяжною вентиляцією. Іншими колективними засобами захисту від іонізуючого випромінювання відповідно до ГОСТ 12.4.120 є стаціонарні і пересувні захисні екрани, спеціальні контейнери для транспортування та зберігання джерел випромінювання, а також для збору і зберігання радіоактивних відходів, захисні сейфи і бокси.

Стаціонарні та пересувні захисні екрани призначені для зниження рівня випромінювання на робочому місці до допустимої величини. Захист від альфа випромінювання досягається застосуванням оргскла товщиною кілька міліметрів. Для захисту від бета-випромінювання екрани виготовляють з алюмінію або оргскла. Від нейтронного випромінювання захищає вода, парафін, берилій, графіт, сполуки бору, бетон. Від рентгенівських і гамма-випромінювань захищають свинець і бетон. Для оглядових вікон використовують свинцеве скло.

При роботі з радіонуклідами слід застосовувати спецодяг. У разі забруднення робочого приміщення радіоактивними ізотопами поверх бавовняного комбінезона слід надягати плівкову одяг: халат, костюм, фартух, брюки, нарукавники.

Плівкова одяг виготовляється із пластиків або гумових тканин, легко очищаються від радіоактивного забруднення. У разі застосування плівковою одягу необхідно передбачити можливість подачі повітря під костюм.

У комплекти спецодягу входять респіратори, пневмошоломи та інші засоби індивідуального захисту. Для захисту очей слід застосовувати окуляри зі склом, що містять фосфат вольфраму або свинець. При використанні індивідуальних засобів захисту необхідно суворо дотримуватися послідовність їх одягання і зняття, і дозиметричного контролю.