Радіація і людина

Природний фон іонізуючих випромінювань. Зовнішнє і внутрішнє опромінення

Космічна радіація

Земна радіація

Особливості зовнішнього та внутрішнього опромінення

Іонізуюча радіація у повсякденному житті

Особливості дії радіації на організм людини

Гостра променева хвороба

Охорона здоров'я людей від шкідливої ​​дії іонізуючої радіації

Висновок

Література

Введення

Всесвіт, світовий простір пронизане променистою енергією. Якщо скупчення матерії у вигляді зірок, планет, блукаючих комет і метеоритів в масштабах Всесвіту - рідкісні явища, то потоки променів, що породжуються ними, наповнюють весь простір. У кожній його точці щомиті можна виявити потоки випромінювань - радіацію. Величезні маси речовини в надрах зірок, вступаючи в ядерні реакції, перетворюються на променисту енергію, що виділяється в навколишній простір. Спалахи нових зірок, народження і загибель галактик, стиснення і концентрація речовини при затуханні зірок і інші ще далеко не пізнані, але постійно відбуваються у Всесвіті перетворення матерії супроводжуються величезними викидами променистої енергії у вигляді електромагнітних коливань всіх діапазонів і потоків елементарних частинок і корпускул, починаючи від невловимого нейтрино і закінчуючи важкими ядрами атомів.

Людство з глибокої давнини знало лише про порівняно невеликої частини спектру електромагнітних випромінювань - вузькій смузі видимого світла. Сприятливий вплив сонячного світла, під життєдайними променями якого встигають врожаї на полях, стало першим знанням людини про залежність життя на Землі від променистої енергії Сонця. Минуло багато століть, перш, ніж людство зрозуміло, що вся енергія, яка використовується при спалюванні дров, нафти, кам'яного вугілля - це промениста енергія Сонця, акумульована земної рослинністю.

Зір, що дозволяє сприймати всю красу і багатобарвність навколишнього світу і орієнтуватися в просторі, також досліджується протягом століть. В даний час добре відомі і оптичний пристрій очі, і тонкі фотохімічні реакції, що перетворюють кванти світла в нервові імпульси. Ми знаємо і про чудову пристрої зорових центрів у центральній нервовій системі, що дозволяє з величезною швидкістю аналізувати інтенсивність, довжини хвиль і просторове розташування потоків квантів, що падають на сітківку ока.

Область невидимих ​​випромінювань лежить як в стороні більш довгих, так і більш коротких хвиль. Діапазон радіохвиль тільки починає цікавити біолога. Ще не ясно, впливають вони на живі системи. Все більший інтерес викликають сантиметрові і міліметрові хвилі. В останні роки стали накопичуватися факти про їхній вплив на біологічні об'єкти. Використання цих випромінювань у промисловості зростає, тому їх можливий вплив на людину - питання, що має не тільки теоретичний інтерес. Ультракороткі та інфрачервоні хвилі надають теплову дію на тканини організмів, що широко використовується в медичній практиці та сільському господарстві. Не менш цікава і область корпускулярних іонізуючих випромінювань, таких, як α - і β - промені радіонуклідів, потоки електронів і протонів, що генеруються сучасними прискорювачами, нейтрони атомних реакторів або π-мезони і ядра важких нуклідів - космічних променів. Корпускулярні випромінювання володіють високою енергією, часто великою проникаючою здатністю, активно взаємодіють з атомами й молекулами живих організмів, викликаючи іонізацію, освіта високореактівних вільних радикалів, ядерні реакції. Все це може мати глибокі наслідки для життєдіяльності клітини, тканини, організму. Зважаючи на подібності впливу на речовину корпускулярних і таких електромагнітних випромінювань, як рентгенівські і γ-промені, їх часто об'єднують в групу іонізуючої радіації.

При кожному такому акті розпаду вивільняється енергія, яка і передається далі у вигляді випромінювання. Випущення ядром частки, що складається з двох протонів і двох нейтронів, як у випадку розпаду U238, називається α-випромінюванням; випущення електрона, як у випадку розпаду торію-234, називається β-випромінювання і т.д. Різні ядра вивільняють свою енергію різними способами, у формі електромагнітних хвиль і / або потоків часток. Різні види випромінювання супроводжуються вивільненням різної кількості енергії і мають різну проникну здатність, тому вони впливають на тканини живого організму.

α-випромінювання представляє собою потік важких часток позитивно заряджених ядер гелію, які складаються з двох протонів і двох нейтронів, що випускаються атомами таких важких елементів, як уран, радій, радон і плутоній. У повітрі альфа-випромінювання проходить не більше пари сантиметрів (найбільш високоенергетичні альфа-частинки можуть пройти шар повітря при нормальному атмосферному тиску не більше 11 см або шар води до -150 мкм) і повністю затримується аркушем паперу чи епідермісом, зовнішнім омертвілим шаром шкіри. Тому воно не становить небезпеки до тих пір, поки радіоактивні речовини, що випускають альфа - частинки, не потраплять всередину організму через відкриту рану, з їжею або повітрям; тоді вони стають надзвичайно небезпечними. Альфа-випромінювання у 20 разів небезпечніше гамма-випромінювання.

Бета-випромінювання - це електрони, які значно менше альфа-часток і можуть проникати в тканини організму через шкіру на 1-2 см. Воно може бути затримано листом металу, віконним склом, звичайним одягом. Бета-випромінювання вражає незахищену шкіру та очі. Якщо частинки, що випускають бета-випромінювання, потраплять в організм, вони будуть опромінювати внутрішні тканини.

Гамма-випромінювання - це електромагнітне випромінювання високої енергії, яке має велику проникаючу здатність, що змінюється в широких межах. Іонізуюча здатність гамма-випромінювання значно менше, ніж у альфа-і бета-частинок. З того моменту, як гамма-випромінювання потрапляє в речовину, його інтенсивність починає знижуватися. На своєму шляху воно повсюдно стикається з атомами. Така взаємодія з клітинами тіла може пошкодити шкіру і внутрішні тканини. Щільні матеріали, такі, як свинець, бетон, є відмінними бар'єрами на шляху гамма-променів.

Рентгенівське випромінювання - аналогічно гамма-випромінювання, що випускається ядрами, але воно виходить штучно в рентгенівській трубці, яка сама по собі не радіоактивна. Оскільки рентгенівська трубка харчується електрикою, то випущення рентгенівських променів може бути увімкнене за допомогою вимикача.

Нейтронне випромінювання має високу проникаючу здатність, тому завдає шкоди всім органам, але найбільш чутливим до нейтронного випромінювання є кришталик ока. Нейтрони проникають глибше, ніж гамма-промені і можуть бути зупинені тільки товстим бетонним, водяним або парафіновим бар'єром.

В якості одиниці вимірювання поглиненої іонізуючої радіації в сучасної єдиної системи одиниць прийнято таке її кількість, що відповідає енергії в 1Дж, поглиненої 1 кг тканини. Ця одиниця одержала назву грей (Гр) на честь великого англійського радіобіолог Л. Грея. В якості одиниці вимірювання іонізуючої радіації частіше використовують величину в 100 разів меншу - радий. ¹

Також введена величина еквівалентної дози, яка вимірюється в зіверт (1 Зв = 1 Дж / ​​кг). Зіверт являє собою одиницю поглинутої дози, помножену на коефіцієнт, що враховує неоднакову радіоактивну небезпеку для організму різних видів іонізуючого випромінювання.

Для оцінки еквівалентної дози застосовується також одиниця БЕР (біологічний еквівалент рада): 1БЕР = 0,01 Зв.

Природний фон іонізуючих випромінювань. Зовнішнє і внутрішнє опромінення

Де б ми не знаходилися - на спекотному півдні або на далекій півночі, в долинах або високо в горах, на свіжому повітрі або в приміщенні, на відпочинку в санаторії чи на роботі, оточені сучасною технікою, на пароплаві, в поїзді або в літаку - наше тіло постійно пронизується високоенергетичними фотонами і корпускулами іонізуючої радіації. Падаючи на організм ззовні, вони проникають у всі тканини і органи, де віддають свою енергію молекул і структур клітин.

У великій кількості вони зароджуються всередині нашого тіла від що у ньому радіоактивних речовин, і тоді ймовірність їх поглинання тканинами підвищується. Мова йде про високоенергетичних фотонах і частинках. Їх енергія у багато разів перевищує енергію будь хімічного зв'язку в молекулі. Зіткнення таких частинок з молекулами нашого тіла - це, як правило, катастрофа для молекули: вона розпадається, змінює свою конфігурацію, втрачає одні властивості і набуває зовсім інші.

Розрахунки показують, що кожну секунду в організмі людини вагою в 70 кг в середньому відбувається близько 500 тис. таких молекулярних катастроф, 500 тис. зіткнень молекул з іонізуючими частинками, що супроводжуються тимчасовим або постійним зміною властивостей цих молекул.

Опромінення від природних джерел ні на хвилину не зупиняється: секунди, хвилини, години, дні, роки безперервно йде ця мікробомбардіровка наших клітин. Її наслідки лише за останні роки стають зрозумілі завдяки численним радіобіологічних дослідженнях. І, як часто буває в науці, те, що здавалося очевидним ще кілька років тому, набуває нового освітлення у світлі отриманих фактів. Якщо в 40-х і навіть на початку 50-х років вчені мали взагалі дуже невиразні уявлення про природне тлі радіації, то тепер уже ясно, що його не можна ігнорувати, обговорюючи такі проблеми, як походження життя, еволюція, старіння, канцерогенез і багато іншого . Ми розрізняємо зовнішнє опромінення від джерел, розташованих поза організмом, і внутрішнє - від інкорпорованих, тобто включених в організм радіоактивних нуклідів. Зовнішнє опромінення складається з опромінення вторинними космічними променями, що досягають біосфери Землі, і випромінюваннями радіонуклідів, розсіяних в оточуючих нас земних породах і будівельних матеріалах.

Космічна радіація

З надр світового простору, від зірок нашої галактики, а можливо й інших галактик, в міжпланетний простір постійно спрямований потік первинних космічних променів, що складається з високоенергетичних протонів, іонів гелію, важких частинок, електронів, фотонів і нейтрино. Значний внесок у цей потік вносить і наше Сонце, що випускає, крім видимого світла, потужне ультрафіолетове випромінювання і потік високоенергетичних протонів.

Перший бар'єр, з яким стикаються космічні промені на шляху до біосфери, - магнітне поле Землі, що відхиляє заряджені частинки космічної радіації, що не дає їм навіть досягти верхніх шарів атмосфери. Відхилені магнітним полем частинки як би обтікають нашу планету на відстані від одного до восьми земних радіусів, утворюючи радіаційні пояси з великою інтенсивністю опромінення. (Радіація в цих поясах обумовлена ​​електронами і протонами з енергіями від десятка кеВ до сотень МеВ.) Радіаційні пояси Землі, становлять велику небезпеку для космонавтів (польоти з людьми завжди плануються з розрахунком мінімального перебування в просторі радіаційних поясів), не впливають на радіаційну обстановку на земної поверхні.

Магнітне поле Землі створює потужний захист нашої планети від галактичної космічної радіації. Потужну, але не абсолютну. Частина високоенергетичних променів проривається через магнітні поля і постійно бомбардує верхні шари атмосфери. Дослідження, проведені на ракети й супутники, показали, що потужність такого опромінення закономірно змінюється у зв'язку з 11 - річним сонячним циклом.

Причину подібних змін з'ясував англійський дослідник Е. Н. Паркер у 1966-1967 рр.. Виявилося, що в роки сонячної активності посилюються потоки плазми, нізкоенергетічних протонів і електронів, що випускаються Сонцем, відомі в астрономії під назвою «сонячного вітру». Сонячний вітер впливає на магнітні поля Землі, посилюючи їх здатність відхиляти галактичні космічні промені. Випромінювання сонячного вітру малоенергетічни і також не пробиваються через магнітні поля. У роки посиленої сонячної активності внаслідок збільшення магнітного захисту інтенсивність космічного опромінення Землі знижується, і навпаки, найбільша опромінення Землі космічною радіацією спостерігається в роки спокійного Сонця.

Високоенергетичних (40-100 МеВ) космічні промені, що пройшли через магнітне поле, вриваються в атмосферу. Лише деякі з них проникають через всю атмосферу і досягають поверхні Землі. Більшість же, стикаючись з атомами азоту, кисню, вуглецю, атмосфери, взаємодіє з ядрами цих атомів, і, образно висловлюючись, розбиває їх вщент, народжуючи безліч нових частинок: протонів, нейтронів, π-мезонів (півоній), μ-мезонів (міонов ) (3), що утворюють вторинне космічне випромінювання. Так як ці частинки теж мають енергію в десятки МеВ, то, стикаючись з іншими ядрами, вони породжують нові потоки випромінювань, утворюючи каскад вторинних космічних променів.

Частина нейтронів захоплюється ядрами азоту, утворюючи радіоактивний вуглець С14. Міонов легко проникають в нижню частину атмосфери і доходять до поверхні Землі, становлячи космічну частина природного фону радіації.

На рівні моря вторинні космічні промені у вигляді потоку нейтронів, міонов і електронів складають близько 30% від усього опромінення біосфери. З висотою доза опромінення від космічних променів значно зростає. Для мешканців гір (1,5-2 км над рівнем моря) вона майже у два рази вище, ніж для жителів рівнин. На висоті 10 км, на якій проходять траси сучасної реактивної авіації, опромінення космічною радіацією вже на порядок вище, ніж на рівні моря. На висоті 20 км вона зростає більш ніж на два порядки.

Ця висота цікава з двох точок зору:

На такій висоті будуть літати в найближчому майбутньому пасажирські надзвукові літаки. Слід зазначити, що на такій висоті різко збільшується кількість високоенергетичних важких частинок, майже не досягають поверхні Землі. Радіація від сонячних спалахів, фактично не впливає на дози опромінення на поверхні Землі, на висоті 20 км буде різко збільшувати дози опромінення в сотні і навіть у тисячі разів.

Висота в 20 км цікава і з іншої точки зору. У тропічних широтах Землі потужні потоки нагрітого повітря забирають у верхні шари атмосфери значну кількість мікроорганізмів, бактерій, суперечка, організмів морського планктону. Визначення щільності органічної речовини на різних висотах показало, що саме на висоті 15-20 км вона досягає найбільшої величини - до 10 часток (аеронів) на 1 см3. На цій висоті аерони будуть перебувати 3-4 місяці, повільно пересуваючись в області середніх широт. Беручи до уваги високу потужність космічних променів, доза, отримана мікроорганізмами, може сягнути кількох радий. У середніх широтах опромінені мікроорганізми увійдуть в нижні шари атмосфери і випадуть з опадами на поверхню Землі.

Глибока проникаюча здатність вторинних космічних променів пояснюється великою енергією. Ось чому так важко позбутися їх постійного впливу. Для проведення експериментів з різко зниженим космічним опроміненням фізики обладнають спеціальні лабораторії в тунелях, прокладених у підстави високих гір. У таблиці представлені дози опромінення людини космічними випромінюваннями в різних умовах існування.

Місце перебування	Доза за певний відрізок часу, мрад
	Година	Місяць	Рік
Середні широти на рівні моря	0,04	2,3	28
Гори на висоті 1,5-2 км	0,06-0,08	3,5-4,6	42-56
Реактивний літак (висота 10 км)	0,4	-	-
Надзвуковий літак (висота 20 км)	4	-	-
Надзвуковий літак під час сонячного спалаху	400-4000	-	-

Земна радіація

Все живе на Землі перебуває під постійним впливом випромінювань від розсіяних в оточуючій нас природі радіоактивних нуклідів. Одні з них постійно утворюються в атмосфері і на поверхні Землі в результаті ядерних реакцій, здійснюваних космічними променями. Як вже говорилося вище, захоплення нейтрона атомом азоту веде до утворення радіоактивного вуглецю С14. За рахунок ядерних зіткнень утворюються радіонукліди Н3 (тритій), Ве7 (радіоактивний ізотоп берилію), Na22 і Na24 (радіоактивні ізотопи натрію). З точки зору зовнішніх опромінювачів С14і Н3 не приймаються до уваги з огляду на дуже м'якого випромінювання цих ізотопів. Радіоактивні берилій і натрій дають високоенергетичних і, отже, глибоко проникають β - і γ-випромінювання, тобто беруть участь у зовнішньому опроміненні організмів. Проте їх утворюється настільки мало, що питомий внесок у загальну опромінення виявляється нікчемним.

Інакше справа йде з природними радіонуклідами, такими, як уран, торій і радіоактивний ізотоп калію К40, і продуктами їх розпаду. Як відомо, уран-238 утворює цілу серію продуктів розпаду. Багато короткоживучі, проміжно утворюються нукліди, є також і β-випромінювачами. Природний радій, наприклад, випромінює α -, β - і γ-промені, так як завжди містить деяку кількість таких продуктів розпаду (дочірні елементи).

Тривало живуть елементи - уран, радій, свинець-210 - становлять значну частину земного випромінювання. Радон завжди присутній у приземному повітрі, викликаючи опромінення поверхні тіла і легень при його вдиханні. Те ж можна сказати і про другий широко поширеному природному радіонукліді - ральною Th232, що має час напіврозпаду (в.п.) 1,41 * 1010 року. При розпаді радіоактивного торію утворюються радій228 (в.п. 5,8 років), торій-228 (в.п. 1,9 року), короткоживучий радон-220 (в.п. 55 з), перетворюючись в кінцевому результаті в стабільний ізотоп свинцю Pb208.

Нарешті, третій, найпоширеніший природний радіонуклід - це радіоактивний 40К постійно супроводжує природний, стабільний калій, що має час напіврозпаду 1,26 * 109 років і випускає при розпаді β = 1,38 МеВ і γ = 1,46 МеВ промені.

Опромінення від земних радіонуклідів в більшій мірі залежить від снігового покриву, вологості грунту і навіть часу доби. Дійсно, шар снігу і велика вологість екранують випромінювання грунту, і загальна доза в приземної атмосфері знижується. Вночі з пониженням температури газоподібний радон розсіюється повільніше, ніж вдень у спекотну погоду, і доза опромінення на поверхні зростає.

У різних частинах світу, в різних країнах і окремих місцевостях концентрація природних радіонуклідів схильна до значних коливань, і відповідно змінюється середня опромінення населення.

Помітно змінюється опромінення тіла людини в залежності від часу, який він проводить у закритих приміщеннях: вдома, на службі, на заводах, у шахтах. Слід враховувати дві обставини: матеріал, з якого збудовано приміщення, і якість вентиляції. Остання обставина пов'язана з концентрацією радону, в основному діє на тканини легенів.

Вплив будівельних матеріалів може проявлятися двояко. З одного боку, вони захищають тіло від зовнішньої радіації, поглинаючи її у своїй товщі. З іншого боку, багато будівельних матеріалів самі багаті радіоактивними нуклідами природними і тому можуть підвищувати потужність опромінення в приміщеннях. Такі будівельні матеріали, як дерево, теплові прокладки (повсть, стружки), майже не містять або містять дуже мало радіоактивних нуклідів. У дерев'яних приміщеннях середній рівень опромінення менше, ніж зовні, поза домом. Відношення потужностей опромінення всередині будинку до зовнішнього опромінення виявляється менше одиниці - 0,7-0,6 (коефіцієнт захисту). Низько радіоактивні і більшість пластиків, природний цемент, мармур, що дають коефіцієнт захисту 0,8-0,9. З іншого боку, такі будівельні матеріали, як граніт, цегла і бетон, що мають у своєму складі природні радіонукліди, власним випромінюванням перекривають захист від зовнішнього опромінення, і коефіцієнт зростає від 1,3 до 1,7. Так, наприклад, вимірювання, проведені у багатьох будинках в Швеції, показали, що середня потужність опромінення поза приміщенням в 90 мрад / рік у дерев'яних будинках знижувалася до 57, в цегляних піднімалася до 112, а в бетонних досягала 172 мрад / рік. Зворотна залежність спостерігалася в коливаннях опромінення в районах з підвищеною природною радіоактивністю. Наприклад, дослідження, проведені в районі Керала (Індія), показали, що в легенях дерев'яних, бамбукових і глиняних хатинах опромінення було високим (в деяких місцевостях сягала 2800 мрад / рік), тому що ці матеріали не захищали від високого зовнішнього фону, а в цегельних та цементних будівлях виявлялася захист, і потужність дози знижувалася до 500-700 мрад / рік.

Таким чином, зовнішнє опромінення в біосфері на поверхні Землі в нормальних умовах, приблизно на висоті 1 м від її поверхні, складається з космічних променів (28,3 мрад / рік) і земної радіації (32 мрад / рік). У сумі організм людини отримує 60 мрад / рік. Ця величина помітно більше в горах і районах підвищеної радіоактивності.

Особливості зовнішнього та внутрішнього опромінення

Природні радіонукліди постійно залучаються до кругообігу речовин, який так характерний для живих організмів. Шляхи і ступінь їх проникнення в живі організми будуть залежати від природи радіонукліда. Радіоактивний ізотоп вуглецю С14 постійно утворюється у верхніх шарах атмосфери завдяки ядерної реакції космічних променів (нейтронів) з азотом:

n + N14 → p + C14

Окисляючи з киснем або озоном, цей вуглець перетворюється на радіоактивну вуглекислоту:

С14 + О2 → C14 О2

Остання, рівномірно перемішуючись із звичайною вуглекислотою (на що йде близько року), поглинається зеленими листям рослин в процесі фотосинтезу.

Добре відомо, що всі частини рослини будуються з продуктів фотосинтезу. Таким чином, вуглеводи, жири, білки та інші компоненти рослин, що містять вуглець, будуть слабко радіоактивні і, вступаючи в якості їжі в організм тварини і людини, створюють постійно діючий невеликий рівень внутрішнього опромінення. Період напіврозпаду С14 дуже великий (5720 років), тому він існує тисячоліття на нашій планеті.

Встановлено, що швидкість утворення С14 у верхніх шарах атмосфери складає 2,28 атома в 1 см3 в секунду. Це означає, що за рік його утворюється 0,038 МКі. Ця цифра узгоджується зі змістом С14 в атмосфері в цілому, що дорівнює 3,8 МКі.

В атмосфері міститься близько 1 / 60 частини всього вуглецю (біосфера, океан, осадові породи). На нашій планеті близько 230 МКі С14, чіо повідомляє природному вуглецю активність, рівну 6,1 пКи на1 г вуглецю. Це дуже слабка активність, що дає за рік опромінення тканин людини в межах 0,5-2,2 мрад.

Значно більший внесок у сумарну активність вносить такий природний нуклід, як радіоактивний ізотоп калію К40. у звичайному калії завжди міститься в дуже невеликій кількості (0,0118%) радіоактивний ізотоп К40. Без калію не відбувається нормального розвитку організмів, без нього неможливе життя. Вміст калію суворо регулюється як у тваринному, так і в рослинному організмах. Його концентрація в рослинах вище, ніж у живих тканинах. Існують спеціальні механізми, що працюють в біомембранах, які регулюють розподіл калію в організмі людини. Його вміст у еритроцитах крові досягає 460 мг%, у м'язах - 360 мг%, в головному мозку - 330 мг%. Калію мало в кістковій тканині (50 мг%) і значно менше в сироватці крові (20 мг%). У чоловічому організмі в порівнянні з жіночим його більше, особливо в період статевого дозрівання. Молодий, енергійно функціонуючий організм містить більше калію на 1 кг ваги, ніж старий. Ці дані отримані при обстеженні 859 чоловік обох статей у камерах, що дозволяють враховувати рівень і спектр випромінювання всього тіла.

Відповідно содежанію калію змінюється і опромінення тканини від К40. Виходячи з його середнього вмісту в людському організмі (200 мг%), можна розрахувати, що К40 посилить загальну потужність опромінення на 19 мрад / рік. У різних тканинах ця величина коливається: у гонадах 9-21, тканини легенів 10-24 і в кістковому мозку 16-38 мрад / рік.

Уран, торій, радій повсюдно поширені в земній корі. Як показали спеціальні експерименти, торій майже не засвоюється рослинами. Його зміст мізерно мало в збирає врожай та в зеленій масі рослин, тому його можна не розглядати як внутрішній випромінювач в організмах рослин, тварин і людини.

Інакше поводяться уран і радій. Солі урану з грунту надходять в рослину. Деякі види рослин активно концентрують уран. Було навіть запропоновано використовувати деякі види як своєрідні індикатори присутності урану в навколишньому середовищі.

З рослинною їжею уран потрапляє в організм тварин і людини (близько 0,2-0,9 пКи на день). Ця кількість в окремих місцевостях, багатих урановими солями, може підвищуватися до 1,2 пКи на день. Дуже небагато урану (1,4 * 10-3 пКи в день) поглинається за рахунок вдихання пилу навколишнього повітря, яка завжди містить невеликі кількості цього нукліда. Значно більші кількості урану можуть надійти в організм людини за рахунок води деяких мінеральних джерел. Якщо звичайна питна вода містить менше 0,03 пКи / л урану, то в деяких місцевостях його вміст у воді доходить до 20 пКи / л.

Внутрішнє опромінення в порівнянні із зовнішнім відрізняється рядом особливостей:

Якщо при зовнішньому опроміненні враховувалося тільки γ-випромінювання, то при внутрішньому основна дія надають α - і β-випромінювання, що мають можливість діяти безпосередньо на життєво важливі тканини і органи людини.

Більшість радіоактивних ізотопів накопичується в певних тканинах, що призводить до нерівномірного опромінення окремих частин організму.

Внутрішнє опромінення діє весь час, поки радіоактивні речовини знаходяться всередині організму.

Дані радіобіологічних досліджень показують, що не всі органи і тканини людського організму мають однаковою чутливістю до опромінення. Найбільш чутливі гонади - статеві залози і органів кровотворення. Тому крім загальної дози опромінення, одержуваної людиною, необхідно також знати дозу, одержувану гонадами.

У наведеній нижче таблиці представлені дані Наукового комітету ООН з дії атомної радіації - потужності доз зовнішнього та внутрішнього опромінення від природних джерел у районах, що не володіють підвищеним фоном радіоактивності. У таблиці окремо показана доза, отримана за рахунок α-частинок і нейтронів, що володіють більшою біологічною ефективністю, ніж γ-промені і β-частинки. Наведені дані для зовнішнього опромінення можуть змінюватися залежно від географічних умов.

Річні дози, одержувані організмом людини в результаті зовнішнього і внутрішнього опромінення від природних джерел.

Іонізуюча радіація у повсякденному житті

Радіаційний вплив від атомних електростанцій навряд чи збільшить природний рівень радіоактивності на нашій планеті. Для тривоги немає підстав, особливо при зіставленні користі від атомних електростанцій з їх незмірно малим впливом на радіоактивність навколишнього нас середовища. Всі підрахунки велися великомасштабно: щодо всієї планети й людства на десятки років вперед. Природно, виникає питання: а чи не стикаємося ми з невидимими променями в повсякденному житті? Не створює людина навколо себе додаткові джерела радіації при тій чи іншій діяльності, не користуємося ми цими джерелами, часом не асоціюючи їх з дією атомної радіації?

У сучасному житті людина дійсно створює ряд впливають на нього джерел, іноді дуже слабких, а часом і досить сильних.

Розглянемо добре відомі рентгенівські діагностичні апарати, якими забезпечені всі поліклініки і з якими ми стикаємося при всіляких профілактичних обстеженнях, що проводяться в масовому масштабі серед населення. Статистика показує, що кількість осіб, які проходять рентгенівське обстеження, зростає з кожним роком на 5-15% залежно від країни, рівня медичного обслуговування. Всі ми добре знаємо, яку величезну користь приносить сучасній медицині рентгенодіагностика. Людина захворіла. Лікар вбачає ознаки серйозного захворювання. Рентгенівське обстеження часто дає вирішальні дані, слідуючи яким лікар призначає лікування і рятує життя людині. У всіх цих випадках уже не важливо, яку дозу опромінення отримає хворий при тій або іншій процедурі. Мова йде про хвору людину, про ліквідацію безпосередньої загрози його здоров'ю, і в цій ситуації навряд чи доречно розглядати можливі віддалені наслідки від самої процедури опромінення.

Але за останнє десятиліття в медицині намітилася тенденція посиленого використання рентгенівських обстежень здорового населення, починаючи від школярів і призовників до армії і закінчуючи населенням зрілого віку - в порядку диспансеризації. Звичайно, лікарі і тут ставлять перед собою гуманні цілі: своєчасно виявити початок ще прихованої хвороби, щоб вчасно і з великим успіхом почати лікування. У результаті тисячі, сотні тисяч здорових людей проходять через рентген-кабінети. В ідеалі лікарі прагнуть такі обстеження проводити щорічно. У результаті загальна опромінення населення підвищується. Про які ж дозах опромінення йде мова при медичних обстеженнях?

Науковий комітет з вивчення дії атомної радіації при ООН ретельно вивчив це питання, і отримані висновки багатьох здивували. Виявилося, що на сьогоднішній день найбільшу дозу опромінення населення отримує саме від медичних обстежень. Підрахувавши загальну середню дозу опромінення для усього населення розвинених країн від різних джерел радіації, комітет виявив, що опромінення від силових реакторів навіть до 2000 р. навряд чи перевищить 2 - 4% від природної радіації, від радіоактивних опадів 3 - 6%, а від медичних опромінень населення щорічно отримує дози, що досягають 20% природного фону.

Кожне діагностичне «просвічування» дає на досліджуваний орган опромінення, починаючи від дози, що дорівнює річній дозі від природного фону (приблизно 0,1 рад), до дози, що перевищує його у 50 разів (до 5 радий). Особливий інтерес представляють дози, одержувані при діагностичних просвічування критичними тканинами, такими як гонади (підвищення ймовірності генетичного пошкодження потомства) або кровотворні тканини, такі, як кістковий мозок.

У середньому медичні діагностичні «просвічування» рентгеном для населення розвинених країн (Англія, Японія, СРСР, США, Швеція та ін) складають середню річну дозу, рівну одній п'ятої частини природного фону радіації.

Це, звичайно, в середньому дуже великі дози, порівнянні з природним фоном, і навряд чи тут доречно говорити про якусь небезпеку. Тим не менш, сучасна техніка дозволяє зменшити дозові навантаження при профілактичних оглядах, і це повинно бути використано.

Значного зниження дози опромінення при рентгенівських обстеженнях можна досягти, удосконалюючи апаратуру, захист, підвищуючи чутливість реєструючих пристроїв і скорочуючи час опромінення.

Де ще в нашому повсякденному житті ми стикаємося з підвищеною іонізуючої радіацією?

У свій час широке поширення отримали годинники з світиться циферблатом. Люмінесцирующих маса, що наноситься на циферблат, включала до свого складу солі радію. Випромінювання радію порушували люмінесцирующих фарбу, і вона світилася в темряві голубуватим світлом. Але γ-випромінювання радію з енергією 0,18 МеВ проникало за межі годин і опромінювати навколишній простір. Звичайні ручні світяться годинник містили від 0,015 до 4,5 мки радію. Розрахунок показав, що найбільшу дозу радіації (близько 2 - 4 рад) за рік отримують м'язові тканини руки. М'язова тканина порівняно радіоустойчіва, і ця обставина не турбувало радіобіологів. Але світяться годинник, що знаходяться на руці дуже багато часу, розташовані на рівні гонад і, отже, можуть викликати значне опромінення цих радіочутливих клітин. Саме тому були зроблені спеціальні розрахунки дози, що припадає на ці тканини за рік.

Виходячи з розрахунків, що годинник знаходиться на руці 16 годин на добу, була обчислена можлива доза опромінення гонад. Вона виявилася лежить в межах від 1 до 60 мрад / рік. Значно більшу дозу можна отримати від великих кишенькових світяться годин, особливо якщо їх носити в кишені жилета. При цьому доза опромінення може зрости до 100 мрад. Обстеження продавців, які стоять за прилавком з безліччю світяться годин, показало, що доза опромінення була близько 70 мрад. Подібні дози, подвоюють природний радіоактивний фон, збільшують ймовірність появи спадкових ушкоджень у потомстві. Ось чому Міжнародне агентство з мирного використання атомної енергії в 1967 р. рекомендувало замінити радій в світяться масах такими радіонуклідами, як тритій (Н3) або прометій - 147 (Рm147), що володіють м'яким β-випромінюванням, повністю поглинається часовий оболонкою.

Не можна не згадати про безліч світяться приладів у кабінах літаків, пультах управління і ін Звичайно, рівні радіації дуже різні в залежності від кількості приладів, їх розташування і віддаленості від працюючого, що постійно повинні враховувати органи санітарного нагляду.

Далі мова піде про телевізор, який використовується у повсякденному житті будь-якого громадянина. Телевізори поширені в сучасному суспільстві настільки широко, що питання про дозу радіації, що надходить від телевізора, був ретельно досліджений. Інтенсивність слабкого вторинного випромінювання екрану, бомбардований електронним пучком, залежить від напруги, під яким працює ця система телевізора. Як правило, чорно-білі телевізори, що працюють при напрузі в 15 кВ, дають на поверхні екрану дози 0,5 - 1 мрад / ч. Однак це м'яке випромінювання поглинається скляним або пластиковим покриттям трубки, і вже на відстані 5 см від екрана радіація практично не виявляється.

Інакше йде справа з кольоровими телевізорами. Працюючи на значно більшій напрузі, вони дають від 0,5 до 150 мрад / год поблизу екрана на відстані 5 см. припустимо, ви дивитеся кольоровий телевізор три - чотири дні на тиждень по три години на день. У рік отримаємо від 1 до 80 радий (не мрад, а радий!). ця цифра вже значно перевершує природний фон опромінення. У дійсності одержувані людьми дози значно менше. Чим більше відстань від людини до телевізора, тим менше доза опромінення - вона падає пропорційно квадрату відстані.

Радіація від телевізора не повинна нас хвилювати. Системи телевізорів весь час удосконалюється, і зовнішня радіація їх знижується.

Ще одне джерело слабких випромінювань в нашому повсякденному житті - це вироби з кольорової кераміки і майоліки. Для створення характерного кольору глазурі, що додає художню цінність керамічному посуді, вазам і стравам з майоліки, здавна використовуються сполуки урану, що утворюють жароміцні фарби. Уран - довгоживучий природний радіонуклід - завжди містить дочірні продукти розпаду, що дають досить жорстке β-випромінювання, легко що виявляється сучасними лічильниками поблизу поверхні керамічних виробів. Інтенсивність випромінювання швидко падає з відстанню, і якщо в квартирах на полицях стоять керамічні глечики, майолікові страви або статуетки, то, милуючись ними на відстані 1-2 м, людина отримує зникаюче малу дозу опромінення. Дещо інша справа з досить поширеними керамічними кавовими та чайними сервізами. Чашку тримають в руках, торкаються до неї губами. Щоправда, такі контакти короткочасні, і значного опромінення не відбувається.

Були проведені відповідні розрахунки для найбільш поширених керамічних чашок для кави. Якщо протягом дня 90 хв безпосередньо стикатися з керамічним посудом, то за рік від β-радіації руки можуть отримати дозу опромінення від 2 до 10 радий. Ця доза в 100 разів перевершує природний фон опромінення.

Цікава проблема виникла у ФРН і США у зв'язку з широким застосуванням для виготовлення штучних порцелянових зубів особливої ​​запатентованої маси, до складу якої входили сполуки урану і церію. Ці добавки викликали слабку флуоресценцію порцелянових зубів. Зубні протези були слабкими джерелами радіації. Але так як вони постійно перебувають у роті, то ясна отримували відчутну дозу. Був виданий спеціальний закон, що регламентує вміст урану в порцеляні штучних зубів (не вище 0,1%). Навіть при такому вмісті ротової епітелій отримуватиме на рік дозу близько 3 рад, тобто дозу в 30 разів більшу, ніж від природного фону.

Деякі сорти оптичних стекол виготовляють з додаванням до їх складу торію (18-30%). Виготовлення лінз для окулярів з такого скла призводило до слабкого, але постійно діючому опроміненню очей. Нині вміст торію в стеклах для окулярів регламентується законом.

Особливості дії радіації на організм людини

Різні види іонізуючих випромінювань викликають у людини і тварин однотипне захворювання - променеву хворобу. Швидкість і характер прояву, а також глибина радіаційних уражень залежать від ряду факторів, зокрема, від поглиненої дози, її потужності, реактивності організму і, нарешті, від умов опромінення.

У процесі дослідів на лабораторних тварин при їх загальному опроміненні понад 100 рад було встановлено, що середня тривалість життя після опромінення залежить від поглиненої дози. При опроміненні порядку 100 рад у собак лише дещо скорочується тривалість життя; при опроміненні 100-150 радий наголошується захворювання різної тяжкості, і тривалість життя тварини різко скорочується. При опроміненні 1000-15000 радий настає загибель тварин на третю-четверту добу після впливу радіації, а при опроміненні понад 20 000 радий тварини гинуть кілька секунд після опромінення або під час опромінення - так звана смерть під променем (молекулярна смерть).

Є спостереження, які показують, що при однакових поглинених дозах у випадках меншої потужності дози шкідливу дію випромінювання знижується. Це пов'язують з процесами відновлення пошкоджених тканин за час між сеансами опромінення. Однак багаторазові повторні опромінення при малій потужності опромінення також викликають захворювання. На підставі наявних статистичних даних про променевої хвороби у людини, а також на підставі результатів, отриманих на вищих ссавців, розроблено положення про гранично допустимих дозах радіації, тобто максимальних поглинених дозах, отримання яких не викликає помітних соматичних порушень в організмі людини. Такий дозою для людини в даний час є 0,1 бер на тиждень понад природного фону для осіб, які працюють з радіоактивними джерелами, 0,01 бер на тиждень для осіб, побічно стикаються з такими, і 0,001 бер для всіх інших людей. Суттєву роль у розвитку радіаційного ураження грають індивідуальні особливості організму.

Важливу роль у розвитку наслідків впливу радіації відіграють умови опромінення. Людина і тварина може отримати певну дозу різними шляхами:

Загальне опромінення організму, яке відбувається при впливі рентгенівських і γ-променів, а також нейтронів;

Місцеве (локальне) зовнішнє опромінення окремих частин тіла;

Внутрішнє (інкорпоровані) опромінення при попаданні в організм радіоактивних речовин - α -, β -, γ-випромінювачів.

Останнє пов'язано з швидкістю всмоктування і виведення, з переважною локалізацією даної речовини в певному органі, а також з періодом полкраспада даного радіоактивного ізотопу. Велику небезпеку, наприклад, представляє Sr90 (Т = 28 років), що локалізується в кістковій тканині. Найбільш важкі наслідки викликає загальне опромінення. При місцевому опроміненні можуть бути поглинені дози у багато разів більше, ніж при загальному опроміненні, що використовується при променевій терапії. Летальна доза при локальній дії залежить і від того, який орган опромінюється, так як треба враховувати, що опромінений орган завжди взаємодіє з сусідніми, неопромінених.

Причиною променевої хвороби може бути будь-який вид іонізуючої радіації і всі зазначені способи її впливу на організм: загальне опромінення, велике місцеве опромінення, внутрішнє опромінення, променева терапія, тривала дія малих потужностей поглинутої дози. За перебігом розрізняють гостру і хронічну променеву хворобу.

Гостра променева хвороба

Гостра променева хвороба виникає після тотального одноразового зовнішнього рівномірного опромінення. ГПХ може протікати у легкій, середньої тяжкості та тяжкій формі. Між величиною поглиненої дози в організмі і середньою тривалістю життя існує сувора залежність.

Було виявлено, що залежність часу настання загибелі найрізноманітніших об'єктів від дози носить ступінчастий характер. Відповідна крива для людини, яка описує залежність середньої тривалості життя від дози випромінювання, складається з 3-х ділянок. Початковий ділянка охоплює діапазон доз від 200 до 800рад, коли середня тривалість життя не перевищує 40 діб. На перший план при цих дозах виступає порушення кровотворення. При дозах до 3000рад (тривалість життя близько 8 діб) провідним стає ураження кишечнику, а при ще більших дозах (тривалість життя 2 доби і менше) смерть настає від ушкодження центральної нервової системи.

У перебігу ГПХ виділяють чотири періоди:

Початковий - спостерігається відразу після опромінення, він триває від кількох годин до 1-2 діб. Ознаками променевого ураження в цей період є затримка мітотичної активності у кровотворних клітинах. У цей період посилюються обмінні процеси і підвищуються функції основних органів і систем.

Прихований, латентний - характеризується змінами в крові хворого, пов'язаними з початком пригніченням кровотворення. Тривалість періоду залежить від поглиненої дози від двох тижнів до кількох чаов.

Період виражених явищ, або період розпалу хвороби - характерні крововиливи у внутрішні органи, різке пригнічення кровотворення, підвищення проникності природних бар'єрів і мембран, що сприяє поширення в організмі мікробів і різних токсичних речовин. Він триває в легких випадках протягом декількох днів, у важких - 2-3 тижні.

Період результату, або період відновлення.

Якщо доза опромінення основної маси тіла досягає 500-1000рад і більше, то виживання неможливо, незважаючи на медичний догляд і терапію (у Чорнобилі - 19 загинув. / 1 живий.).

При дозах 200-500 радий виживання можливе, але необхідно своєчасне і кваліфіковане лікування (в Чорнобилі - 7погіб./14 живий.).

При дозах 100-200 радий виживання цілком ймовірно без спеціального рішення, тому що поразка не настільки сильне, щоб викликати суттєве пригнічення кісткового мозку (у Чорнобилі - 1 погіб./31 живий.).

При дозах менше 100 рад виживання безсумнівно, а клінічна симптоматика не вимагає медичного втручання (40 чол. В Чорнобилі).

Крім зазначених періодів, можна говорити ще про віддалені наслідки впливу радіації, які можуть виявлятися у різних формах через 10-20 років.

Хронічна променева хвороба

Хронічна променева хвороба розвивається в результаті тривалого опромінення організму в малих дозах - потужності дози 0,1-0,5 рад / добу після накопичення сумарних доз близько 100рад. Своєрідність ХЛБ полягає в тому, що в активно розмножуються тканинах завдяки інтенсивним процесам клітинного оновлення тривалий час зберігається можливість структурного відновлення цілісності тканини. У той же час такі радіоустойчівие системи, як нервова, серцево-судинна, ендокринна відповідають на хронічне променевої вплив складним комплексом функціональних реакцій. У перебігу хронічної променевої хвороби виділяються три періоди:

період ранніх змін

період розвитку ускладнень

період важких незворотних змін в організмі

Охорона здоров'я людей від шкідливої ​​дії іонізуючої радіації

Проблема захисту людей від шкідливого, небезпечного дії іонізуючої радіації розробляється вже давно. У 1905 р. на першому конгресі німецьких рентгенологів було піднято питання про законодавчу охорони праці рентгенологів. У Радянському Союзі діяло санітарне законодавство, що регламентує правила використання джерел іонізуючої радіації гігієни, що є науковим та методологічним центром з розробки проблем радіаційної гігієни.

Штучні джерела іонізуючої радіації, за оцінкою ООН з вивчення дії радіації, створюють в середньому за рік дози на статеві залози близько 40 мрад; в той час як від природних джерел ця доза дорівнює 100 мрад, тобто в 2,5 рази більше.

Таким чином, збільшення променевого впливу за рахунок штучних джерел радіації відносно невелике. Враховуючи ж коливання природного фону радіації і здатність організму пристосовуватися до підвищення радіаційного фону в деяких межах, слід визнати такі зміни величини променевого впливу в достатній мірі безпечними для здоров'я.

Однак необхідно відзначити, що ці дози - середні для всього населення. В окремих випадках можуть бути значні відхилення. Так якщо кожна людина в результаті використання іонізуючої радіації в терапевтичних цілях у середньому отримує 10 мрад на рік, то хворий, що піддається радіотерапії, може отримати тисячі і десятки тисяч радий.

В даний час, коли минуло вже кілька років після заборони випробувань ядерної зброї в трьох середовищах, небезпека, пов'язана з дією радіоактивних опадів, значно зменшилася. Доза, створювана ними, обчислюється в середньому в межах 2-5 мрад за рік, тобто становить одиниці відсотків від дози, одержуваної від природної радіації.

Основний внесок у дозу від штучних джерел радіації вносять рентгенодіагностичні процедури. У середньому він становить 25 мрад за рік. У великих містах розвинених країн ця доза значно вище. Так для Нью-Йорка вона досягає 150 мрад.

Самі по собі такі дози не небезпечні для здоров'я. Однак в окремих випадках вони можуть бути значно вище і тоді виникає проблема генетичних пошкоджень. Тому у всіх країнах приймаються заходи, огороджувальні населення, і в першу чергу молодих людей, здатних до дітородіння, від нераціонального застосування рентгенівських променів з діагностичною метою.

У Радянському Союзі проводиться спеціальний комплекс заходів з метою зниження променевих впливів при рентгенодіагностичних процедурах. Здійснюється постійний контроль за технічною несправністю апаратури і відповідністю обладнання рентгенодіагностичних кабінетів санітарним вимогам. Обмежені масові рентгенодіагностичні обстеження. Вони не проводяться у дітей. У вагітних жінок у зв'язку з високою радіочутливість плоду рентгенодіагностичні процедури проводяться тільки в крайніх випадках, з життєво важливих показаннями.

У той же час сучасна діагностика хвороб багато в чому грунтується на результатах рентгенівських досліджень, значення яких у цьому відношенні важко переоцінити. При проведенні багатьох профілактичних заходів використовуються масові рентгенодіагностичні обстеження. Тому немає підстав відмовлятися від використання такого потужного діагностичного засобу. Тим більше, що рентгенівська апаратура постійно вдосконалюється. Це дозволяє поступово знижувати величину радіаційних впливів.

Так, впроваджується електронно-оптичний перетворювач (ЕОП), здатний знімати зображення з екрану рентгенівського апарату і передавати його на екран телевізора. Такий пристрій дозволяє майже в десять разів знижувати величину променевого впливу на пацієнта.

Широке поширення отримали годинники з світяться циферблатами, що містять радіоактивні речовини. У середньому фарба на циферблаті містить 1,5 мккюри радію, що створює дозу близько 1 мрад на рік. Однак, якщо вміст радію у фарбі вище, ця доза може бути більшою і досягати 4-80 мрад.

У великих часових магазинах, як показали вимірювання, проведені у ФРН, продавці отримували від циферблатів зі світлими фарбами дозу, що становить 75% від дози, створюваної природним фоном радіації.

Телевізори мають дуже широке поширення. У 1967 році в Радянському Союзі було близько 70 млн. телеглядачів, тобто близько третини населення. Телевізійна трубка - кінескоп - випромінює м'які рентгеновимі промені, і якщо не передбачена необхідна захист, то доза рентгенівських променів, що отримується телеглядачами, може досягти небажаних розмірів. Через недостатній захист в кольорових телевізорах фірмі "General Electric" довелося замінити понад 100 тис. кінескопів. Це питання обговорювалося в конгресі США, так як викликав широкий резонанс у населення.

У Радянському Союзі був встановлений ГОСТ, передбачає, що випускаються телевізори можуть створювати дозу на відстані 50 см від екрана, не превишающую13 мкр на годину. Така доза за рік на все населення складе 0,5% від дози, створюваної природним рівнем іонізуючої радіації.

Для осіб, які безпосередньо працюють з джерелами випромінювання, малі дози радіації набувають характеру професійної шкідливості. Ця група людей поки відносно невелика. Для забезпечення їх безпеки у Радянському Союзі величина променевого впливу обмежена в законодавчому порядку; до роботи з джерелами іонізуючої радіації допускається тільки здорові дорослі люди, які отримують цілий ряд пільг: скорочений робочий день, додаткову відпустку, спеціальне харчування. Всі ці заходи створюють умови, при яких професійні променеві впливу не викликають суттєві зміни в стані здоров'я.

У 1996 році, відповідно до Закону РФ "Про радіаційної безпеки населення", введені дозові межі: для персоналу - 20мЗв (мілізіверт) на рік при виробничій діяльності з джерелами іонізуючих випромінювань і 1 мЗв для населення.

Методи і засоби захисту від іонізуючих випромінювань включають в себе організаційні, гігієнічні, технічні та лікувально-профілактичні заходи, а саме:

збільшення відстані між оператором і джерелом;

скорочення тривалості роботи в поле випромінювання;

екранування джерела випромінювання;

дистанційне керування;

використання маніпуляторів і роботів;

повна автоматизація технологічного процесу;

використання засобів індивідуального захисту і попередження знаком радіаційної небезпеки;

постійний контроль за рівнем випромінювання та за дозами опромінення персоналу.

Захист від внутрішнього опромінення полягає в усуненні безпосереднього контакту працюючих з радіоактивними речовинами та запобігання потрапляння їх у повітря робочої зони.

Необхідно керуватися нормами радіаційної безпеки, в яких наведено категорії опромінюваних осіб, дозові межі та заходи щодо захисту, і санітарними правилами, які регламентують розміщення приміщень і установок, місце робіт, порядок одержання, обліку і зберігання джерел випромінювання, вимоги до вентиляції, пилогазоочистки, знешкодження радіоактивних відходів та ін

З початку 1996 року в РФ діє Закон "Про радіоактивної безпеки населення". Принципова основа Закону РФ полягає в новій стратегії радіаційного захисту, що передбачає в якості основного показника оцінки рівня радіаційного благополуччя населення середню ефективну дозу, одержувану ним від усіх джерел іонізуючого випромінювання.

Передбачено відшкодування шкоди здоров'ю громадян, які проживають поблизу радіаційно-небезпечних підприємств і на території, де можуть бути перевищення дозових меж. У Законі вказуються конкретні значення основних дозових меж, які знижені для працюючих з випромінюванням у 2,5 рази, а для населення - в ​​5 разів у порівнянні з раніше діючими нормами. Проведення заходів, пов'язаних з введенням в дію нових основних дозових меж, передбачається за рахунок власних коштів підприємств. Крім того, за рахунок коштів підприємств і коштів екологічних фондів буде впроваджуватися державна система соціально-економічної компенсації громадян за підвищений ризик, пов'язаний з проживанням в районах розташування радіаційно-небезпечних об'єктів. За рахунок коштів федерального бюджету - здійснювати розробка єдиної державної системи обліку та контролю доз опромінення персоналу, що працює з радіоактивними джерелами, і населення, яке піддалося впливу джерел випромінювання природного і штучного походження, а також складання карт-схем, атласів радіоактивного забруднення та створення банку даних.

На закінчення слід підкреслити, що дія іонізуючої радіації не небезпечно для здоров'я, якщо розумно, обережно поводитися з джерелами випромінювання. Наші знання дозволяють встановити межі небезпечних променевих впливів. У той же час треба завжди пам'ятати, що необережне поводження з джерелами радіації може привести до небажаних, а іноді і тяжких наслідків.

Висновок

Отже, ми розглянули радіаційну обстановку на нашій планеті. Всі живі організми, і людина в тому числі, постійно знаходяться в радіаційному полі малої інтенсивності. Наше тіло кожну секунду протягом усього життя пронизує високоенергетичних квантами γ-радіації, бомбардується елементарними частинками великих енергій. Опромінення нашого організму обумовлена ​​космічною радіацією, випромінюваннями радіонуклідів, розсіяних в оточуючих нас породах, водах та атмосфері, радіонуклідів, інкорпорованих в наші тканини і органи.

Опромінення від природних джерел радіації збільшилася за останні десятиліття за рахунок використання авіатранспорту, випробувань ядерної зброї, введення в дію численних атомних електростанцій, широкого використання рентгенодіагностики в медицині, використання радіоізотопів і електронних пристроїв у побуті.

Дози опромінення, одержувані людиною від усіх цих джерел, невеликі. Для порівняння вкладів різних джерел у загальну усереднену дозу для всього населення Землі вони були зіставлені з природним фоном радіації, який був прийнятий за 100 мрад / рік. Результати такого зіставлення наведені нижче.

	Доза мрад / рік
Природний фон радіації	100
Медична діагностика	19,1
Від ядерних випробувань, здійснених у період 1951-1976 рр.. (Серед.)	8,2
Від побутових джерел	0,82
Від діючих атомних електростанцій	0,16
Від використання повітряного транспорту	0,10
Від використання фосфорно-калійних добрив	0,01
Від теплових електростанцій	0,005

Найбільший внесок у опромінення населення вносить медична діагностика, що дає близько 20% природного фону. Всі ядерні випробування, проведені до 1976 року, дають річну опромінення, більш ніж у два рази меншу в порівнянні з медичної діагностикою. Ще на порядок менше опромінення від побутових джерел, і лише близько однієї десятої відсотка від природного фону радіації ми отримуємо від працюючих електростанцій.

У міру того як учені все більше дізнаються властивості «невидимих ​​променів», осягають наслідки їх дії на живі організми і на навколишнє нас природу, освоюють можливості використання цих променів у медицині, сільському господарстві та промисловості - все нові й нові захоплюючі завдання і проблеми відкриваються їх погляду, стають на порядок денний і чекають свого вирішення. Зупинимося лише на деяких з них.

Виключно великий практичний інтерес має проблема одночасної дії іонізуючої радіації та ряду інших фізичних і хімічних факторів навколишнього нас середовища. Два аспекти цієї проблеми особливо злободенні. Перший полягає в можливості зменшити руйнівну дію радіації шляхом одночасного впливу іншої фізичної або хімічного фактора. Проблема захисту від шкідливої ​​дії радіації - одна з найактуальніших проблем.

Другий аспект виник, коли були зроблені спостереження про значне посилення - синергізмі - радіобіологічних ефектів при одночасному впливі інших факторів. Проблема синергізму виявилася вельми актуальною при оцінці можливих наслідків забруднення навколишньої середовища і при використанні іонізуючої радіації в медицині і промисловості. Розглянемо кілька прикладів, що пояснюють підходи до вирішення поставлених завдань і перспективність роботи в цих напрямках.

Як вже говорилося раніше, при опроміненні організму в тканинах, клітинах виникає безліч вільних радикалів, дія яких на клітинні структури і викликає вражаючий ефект радіації. Виникла думка ввести перед опроміненням нешкідливі для організму речовини, активно реагують з вільними радикалами. Вони будуть перехоплювати ці радикали і не дадуть їм можливості подіяти на життєво важливі структури клітини - здійснюється захист. Подібні речовини так і назвали - «перехоплювачі радикалів». Є ряд речовин, що захищають за цим принципом. Радіобіологія давно встановили, що присутність кисню підсилює дію опромінення - так званий кисневий ефект. Були запропоновані речовини, тимчасово знижують концентрацію кисню в тканинах організму, тобто викликають гіпоксію. Виявилося, що в стані гіпоксії організм більш стійкий до дії радіації.

Чим інтенсивніше йдуть процеси обміну, чим швидше діляться клітини в тканинах, тим чутливіша вони до шкідливої ​​дії радіації. Біохімікам були відомі речовини, що знижують процеси обміну, що уповільнюють ділення клітин. Виявилося, що введення цих речовин перед опроміненням забезпечує захисний ефект.

У клітинах і тканинах організмів завжди присутні речовини, що перешкоджають окисленню ненасичених жирних кислот, які входять в структуру клітинних біомембран. Ці речовини так і називають - антиоксиданти. При опроміненні організму різко посилюються процеси окислення ненасичених жирних кислот. Природні антиоксиданти не справляються зі своїм завданням. Порушується структура біомембран, їх проникність, регулярні властивості, що поглиблює шкідливі наслідки опромінення. Введення додаткової кількості антиоксидантів перед опроміненням - ще один шлях захисту.

Наведені приклади наочно показують широкі можливості використання антагонізму в дії двох факторів для успішного захисту організмів від шкідливої ​​дії радіації.

Не менш цікава в теоретичному та практичному аспекті проблема синергізму. Про значення цієї проблеми і про ту увагу, яку приділяє їй світова наука, можна судити хоча б з міжнародного конгресу з радіаційних досліджень, що відбувся в травні 1979 р. в Японії, на якому проблеми синергізму було присвячено найбільше кількість симпозіумів, секційних засідань. У центрі уваги конгресу стояли питання можливості використовувати явище синергізму для підвищення ефективності радіаційної терапії пухлин. Рентгенівські і γ-випромінювання вже давно використовуються в медицині для боротьби із злоякісними пухлинами. Тонкий промінь прямує на пухлину, він затримує ріст злоякісних клітин, руйнує їх, на чому й заснований терапевтичний ефект. Але лікар не може збільшити дозу понад деякої межі, тому що в цьому випадку починають дивуватися інші тканини хворого. Як посилити впливу на пухлину, не збільшуючи дозу опромінення?

Була відкрита можливість використання для цієї мети синергізму при одночасній дії радіації та тепла. Вчені виявили по ряду показників, що тканина пухлини більш чутлива до підвищення температури, ніж нормальна тканина. Але тільки прогрів пухлини не давав лікувального ефекту. Однак, якщо одночасно з прогріванням проводили променеву терапію, то ефект значно посилювався, виявлялося дію синергізму, що дозволяло при помірних дозах опромінення отримувати хороший терапевтичний ефект. Гіпертермія при радіотерапії пухлин - ще один крок вперед на цьому важкому шляху.

А ось приклад використання синергізму зовсім в іншій області. Коли в спекотний літній день ви із задоволенням угамовує спрагу склянкою фруктового соку, не приходить чи в голову думка, а як зберігається цей свіжий сік без псування, поки він дійде від заводу-виробника до споживача?

Свіжоприготований сік завжди містить дріжджові клітини і, постоявши кілька днів, починає бродити, що робить його непридатним до вживання. Консервувати сік нагріванням до 100-1100С (звичайний спосіб приготування консервів) не можна, так як це змінює і знецінює його властивості. Була запропонована променева стерилізація. Однак, щоб убити всі дріжджові організми, потрібні дуже високі дози опромінення - до мільйонів радий - що було і дорого і погіршувало якість соку. Вирішити питання вдалося, використовуючи явище синергізму - посилення ефекту при одночасній дії тепла і радіації. Тільки прогрів до 500 С не змінював його властивостей, але зате підвищував радіочутливість дріжджових клітин. Опромінення при цій температурі вже при дозах 200-300 кради призводило до стерилізації соку, після чого сік зберігався протягом декількох місяців, не втрачаючи властивостей натурального свіжого напою.

Ще один приклад, де синергізм допоміг би вирішити великі господарсько важливі проблеми. Мається на увазі завдання знезараження відходів великих тваринницьких господарств. Це складна проблема, якщо врахувати, що тільки одне велике господарство (на 100 тис. голів) дає щодня близько 3000 т відходів. Були запропоновані хімічні і радіаційні методи знезараження. Однак і ті й інші виявилися нерентабельними через необхідність використовувати великі кількості хімікатів для одержання високих доз опромінення. Використовуючи явище синергізму і тут вдалося намітити шляхи вирішення питання. Значне посилення ефекту при одночасній дії хімікату і радіації дозволило різко знизити потужність і дозу опромінення при витраті невеликих кількостей хімікатів.

Все живе на Землі піддається впливу безлічі хімічних і фізичних чинників, які діють одночасно з радіацією. Які будуть наслідки одночасної дії іонізуючої радіації і радіохвиль різних діапазонів, ультрафіолетових і інфрачервоних випромінювань? Як буде впливати радіація в жаркому кліматі на екваторі і при низьких температурах Крайньої Півночі? Чи буде проявлятися синергізм у мутагенну дію радіації при одночасному впливі хімічних мутагенів, з кожним днем все більше забруднюючих оточуючих нас середовище? Як позначиться дію малих доз радіації в умовах великих промислових міст, в яких повітря забруднене вихлопними газами автомобілів, оксидами азоту й сірки хімічних заводів? Зараз немає даних для вичерпної відповіді на подібні питання, але все, що ми знаємо про явище синергізму, змушує з усією серйозністю поставитися до них і розгорнути дослідження в цьому напрямку.

В умовах постійної дії малих доз радіації виникла і еволюціонувала життя на нашій планеті. Епідеміологічні та порівняльно-біологічні дослідження населення, тварин, рослин та мікроорганізмів у районах з підвищеним фоном природної радіоактивності, безсумнівно, повинні бути розширені. Вони збагачують наші знання про результати тривалої дії малих доз іонізуючої радіації на біосферу. Вирішення питання про пристосування організмів до підвищених рівнів опромінення, про стимулюючі, сприятливих впливах малих доз радіації на існування популяцій представляє величезний інтерес, так само як і встановлення мінімальних рівнів, що пригнічують, що знижують життєві показники популяцій.

Все це - захоплюючі і важливі завдання для наукового пошуку і постановки нових експериментів, для роздумів і міркувань. Це завдання, які покликані вирішувати загони молодих вчених, які зацікавилися областю «невидимих ​​променів» навколо нас - областю, досліджуваної радіобіологією. Вирішення цих завдань дуже важливо для всього людства в сьогоденні і майбутньому.

Література

1. Барабой В.А., Киричинський Б.Р. Ядерні випромінювання і життя. - М. 1972

2. Гродзенской Д.Е. Радіобіологія. Біологічна дія іонізуючих випромінювань. - М 1963

3. Жербіна Е.А, Комар В.Є, Хаксон К.П. Радіація, молекули і клітини. - М. 1984

4. Кузін А.М. Невидимі промені навколо нас. - М: Наука. 1980

5. Кудрицький Ю.К. Радіоактивність і життя. - Ленінград.1971

6. Писаревський А.Н, Габрилович І.М, Мережинский В.М. та ін Введення в радіаційну біофізику. - Мінськ. 1968