Виды ионизирующих излучений

Почки выдерживают суммарную дозу облучения около 23 Гр, полученную в течение пяти недель без особых изменений; мочевой пузырь – 55 Гр за четыре недели; печень – 40 Гр за месяц.

Зрелая хрящевая ткань – до 70 Гр.

Радиационное поражение центральной нервной системы наблюдается при дозах свыше 100 Гр,  что свидетельствует о её достаточной радиоустойчивости.

Гораздо чаще вследствие несоблюдения правил  техники  безопасности радиоактивные вещества попадают в  организм через пищеварительный  тракт. Проникновение радиоактивных  загрязнений через раны или через кожу  можно предотвратить, если соблюдать соответствующие меры предосторожности. Опасность радиоактивных элементов, попадающих тем или иным путем в  организм человека, тем больше, чем выше их активность. Степень опасности зависит также от скорости выведения вещества  из организма. Если радионуклиды, попавшие внутрь  организма,  однотипны  с элементами, которые потребляются человеком с пищей (натрий,  хлор,  калий и др.), то они не задерживаются в организме, а выделяются вместе  с ними. Инертные радиоактивные газы (аргон, ксенон, криптон и др.), попавшие через легкие в кровь, не являются соединениями, входящими в  состав ткани. Поэтому они со временем полностью удаляются из организма.

Важным фактором при  воздействии ионизирующего излучения  на  организм является время облучения. С увеличением мощности  дозы  поражающее действие излучения возрастает. Чем более дробно излучение  по  времени, тем меньше его поражающее действие.

4.3. Действие ионизирующего излучения  на клетку

Действие ионизирующих излучений на клетку можно описать следующим образом. В ядрах радиочувствительных клеток почти сразу же после облучения угнетаются энергетические процессы, нарушается функция мембран. Возможны также разрывы хромосом и хромосомные аберрации (мутации, затрагивающие структуру хромосом, характеризующиеся разрывами и различными перестройками хромосом). При облучении в клетке возникают такие повреждения, которые могут привести ее к гибели и явиться причиной ряда отдаленные последствий лучевого поражения, в том числе и образования раковых опухолей. Клетка после облучения может терять способность к делению даже при сохранении ее функций, тогда имеет место репродуктивная гибель. Основной причиной репродуктивной гибели клетки при облучении является структурное повреждение хромосом. В результате чего, поврежденные молекулы ДНК теряют способность к восстановлению, клетка утрачивает возможность делиться и гибнет. Менее выраженные повреждения могут проявиться в форме мутаций, которые в последующих делениях передаются следующим клеточным поколениям. Выживаемость клеток обратно пропорциональна числу хромосомных нарушений. Необходимо отметить, что при увеличении дозы облучения увеличивается не степень поражения облученных клеток, а доля пораженных клеток.

5. ВЛИЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ЖИЗНЬ ЧЕЛОВЕКА

Связи между жизнью, здоровьем  людей, положением флоры  и  фауны  и современным уровнем радиационного  загрязнения всей планеты и  отдельных  ее регионов очень сложные. Изучение и использование их на благо человека - одно из главных заданий радиоэкологии. Основными аспектами радиоэкологии является изучение радиоактивного фона, характера  антропогенных радиоактивных загрязнений геосфер, продуктов питания, организма человека, исследование эффектов и установка нормативов ионизирующего  излучения.

Следует помнить, что  рассчитывая величины доз радиационного  облучения для того или иного  человека, групп людей или объектов, всегда  нужно отличать и учитывать космическое (внеземное), природное радиоактивное земное излучение и излучение, связанное с использованием  человеком радиоактивных веществ.

5.1. Космическое излучение

Космическое излучение  состоит из галактического и солнечного, которое изменяется в зависимости от активности процессов на Солнце и в его недрах. Энергия космического излучения по сравнению с другими достаточно малая возле поверхности Земли, однако в области стратосферы,  ионосферы и экзосферы ее значение в облучении очень  растет.  Это  излучение состоит из протонов и тяжелых ядерных частиц с очень большой  энергией. Часть этой энергии используется на столкновение с  ядрами  атмосферного азота, кислорода, аргона, в результате чего на высотах около 20 км возникает вторичное высокое энергетическое свечение. Оно состоит из  мезонов, нейтронов, протонов и электронов. Тут появляются  космогенные  радионуклиды, которые с атмосферными  осадками  попадают  на  поверхность Земли – тритий, уголь-14, бериллий-7, натрий-22 и др. (всего более  десяти).

Поскольку интенсивность  космического излучения растет, экипажи  самолетов и пассажиры, которые  часто летают на высоте  
8 – 11 км, со  временем получают довольно значительные дозы радиации (за  2  часа  полета больше, чем за неделю на земной поверхности). Каждый  житель планеты в среднем от космического облучения на протяжении года получает радиационную дозу около 300 мкЗв (0,03 Бер).

5.2. Земное излучение

До середины ХХ в. основным источником ионизирующего излучения  были природные источники - горные породы и космос. Однако и  тогда  уровни земной радиации в разных регионах были различны, достигая  максимальных значений в районах залежей урановых руд, радиоактивных сланцев, фосфоритов или  кристаллических  пород,  ториевых  песков,  радоновых минеральных источников (Индия – штаты Керала и Тамилнад,  Бразилия – штат Рио-де-Жанейро, Иран, Канада, Чехия и Словакия, ЮАР,  Нигерия и др.). Известны такие аномальные районы на Украине -  Хмельник,  Мироновка, Желтые воды. В этих местах уровни природного  активного фона  в десятки и сотни раз выше, чем в других.

Сейчас земных природных источников излучения насчитывается  около 60, а именно: 32 – ураново-радиевые и ториевые группы, 11 – из  групп других долгоживущих радионуклидов, таких как калий-40, рубидий-87 и др.

Как было выявлено, природные  радионуклиды, которые входят в  состав строительных материалов, могут быть одним из основных источников облучения населения. Исследования, которые проводились  на  протяжении  последних  лет, свидетельствуют, что дома, в которых живут и  работают  люди,  с  одной стороны, защищают их от внешних радиационных облучений, а с другой  - увеличивают общую дозу облучения за счет радионуклидов, которые содержатся в строительных материалах, и радона,  который внутри  помещений. Уже досконально известно, что в деревянных домах мощность  радиационной дозы в два-три раза меньше, чем в каменных или  бетонных. А  в  домах, построенных из шлакоблоков, мощность радиационной дозы, как правило,  в десятки раз больше, чем в деревянных. Население городов, особенно больших, в целом всегда получает  дозы выше по сравнению с жителями сельских местностей. Самый сильный  радиационный фон в городах  повышают  граниты,  в  которых  урана  больше  в два-три раза, тория в три-десять раз, чем в песчаниках и известняках.

Повышенную радиоактивность  имеют сланцы, фосфориты. Поэтому  фосфорные минеральные удобрения часто являются  носителями  радиоактивного загрязнения грунтов и грунтовых вод.

5.3. Радон

Остановимся на таком  факте, как негативное влияние на здоровье человека радона, который  в последнее время обратил  на себя внимание  ученых в Америке и в Европе. В 1992 г. ему было посвящено  много  публикаций в научной литературе и прессе.

Радон - радиоактивный  газ, продукт радиоактивного превращения  урана, тория, радия. Попадая в организм, он  сразу  наносит  вред  железам  внутренней секреции, гипофизу, коре надпочечных органов. Это вызывает у трети населения удушье, сердцебиение, мигрень, тревожное состояние, бессонницу. Иногда развиваются злокачественные опухоли в  легких,  печени, селезенке. Этот газ не имеет цвета, запаха, вкуса.

Еще около 400-300 лет тому назад в Южной  Германии  были  известны случаи смерти рудокопов-горников, которые отравлялись  под  землей  каким-то газом. Теперь известно, что это был радон.  Болезнь  горняков  в 1937 г. исследовал немецкий врач Л.Телепи. Он установил, что эта смертельная болезнь является раком легких и развилась она из-за  высокой концентрации радона в воздухе шахт и рудников.

Сегодня установлено, что  на всех континентах во многих домах (сотни тысяч) присутствует радон. Он накапливается в помещениях, где  плохая вентиляция, из-за присутствия так называемого "эффекта  печной  трубы", когда тяжелый, полный радона воздух втягивается через щели, окна,  двери в жилище. Кроме того, он выделяется  из  строительных  материалов  и конструкций.

В 1984  г. Национальная комиссия  радиационной  безопасности  США сообщила населению своей страны об опасности отравления радоном.  Тогда в США было обследовано сотни тысяч домов и во многих  из  них выявлено повышенное количество радона, влияние которого на организм  было  негативным, аналогичным выкуриванию сорока сигарет на день. Около 20 %  домов США имеют такое количество радона в воздухе, что  проживать  в  них опасно. Американские ученые считают,  что  от  рака  легких  радонового происхождения в США каждый год умирает около 10 тыс. человек. В 1987 г. было образовано Бюро по защите от радона во Франции.

Сейчас установлено  также, что одной из причин  резкого  увеличения концентрации радона в помещениях являются  магнитные  бури.  Вследствие исследования домов в России и  на Украине во многих из них выявлено  повышенное количество радона, в двух-трех из сотни  дозы  являются  очень опасными. Украинский научный центр радиационной медицины  начал  осмотр сооружений определенных районов и исследование  этой  проблемы.  Ученые центра утверждают, что около 70 % дозы облучения населения  Украины  от всех источников природной радиоактивности припадает на  радон.  Виноватым является украинский щит - тектоническая структура, которая  тянется с севера на юг почти посередине Украины и занимает около 30 % всей территории. Состоит этот щит из гранитов и других  кристаллических  пород, которые имеют повышенную радиоактивность.

Персонал и больные  курортов, где лечат радоновыми  ваннами,  получают дозы облучения, что в шесть раз больше  установленных  международных норм (более 300 мЗв  в год). Радионуклиды ведут себя  по-  разному в воздухе, грунтах, воде и в живых организмах, потому что в  разных  средах неодинаково действуют физико-химические факторы: адсорбция,  ионный обмен, седиментация, флокуляция. Из трех путей проникновения  радионуклидов в организм (с воздухом, через кожу и с едой) наибольшее  значение имеет потребление с едой.

Из-за того, что до недавнего  времени не было  известно  о  присутствии тех или иных отклонений в здоровье и развитии людей, которые  проживают в районах с повышенным радиоактивным фоном, показатели продолжительности  жизни, количество мертворожденных, болезни  на лейкоз, рак  у жителей этих районов был среднестатистично нормальным. На основе  новых исследований и глубокого анализа проблемы можно сделать  вывод,  что  и раньше, десятки и сотни лет тому назад, повышенный радиационный фон негативно влиял на население. Это выявлялось  в  значительном  увеличении количества больных с синдромом Дауна (почти в 5 раз), другими патологическими проявлениями, особенно раковыми опухолями.

Сейчас главными источниками  радиоактивных загрязнений биосферы являются радиоактивные аэрозоли, которые поступают а атмосферу  во  время испытаний ядерного оружия, аварий на АЭС и радиоактивных производствах, а также радионуклиды, которые выделяются из радиоактивных отходов,  захороненных на суше и в море, с отработанных атомных реакторов и сооружений. Во время аварий атомных  реакторов,  разгерметизаций  залежей  радиоактивных отходов радиационная грязь расползается на десятки и  сотни километров, вследствие взрывов ядерных бомб - по всей планете.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сегодня защита организма человека и живой составной биосферы от радиоактивного излучения в связи с увеличивающимся радиоактивным загрязнением планеты стала одной из самых актуальных проблем экологической науки. Сформировалась и преподается во многих ВУЗах новая дисциплина - радиоэкология. Издаются многочисленные труды по радиоэкологии.

Основное их задание - ликвидировать дефицит знаний о  природе и влияние радиации на биоту, ослабить вред от радиофобии там, где она возникает необоснованно, без объективных причин, а также предостеречь от существенной опасности. Потому что радиация - это неотъемлемый элемент нашей жизни, один из многих факторов окружающей среды. Наша жизнь зародилась в "радиационной колыбели". Все виды флоры и фауны Земли во время многих лет возникали и развивались под постоянным влиянием природного фона и приспособились к нему. Однако искусственно созданные радиоактивные вещества, ядерные реакторы, сооружения сконцентрировали неведомые ранее в природе объемы ионизирующего излучения, к чему природа была неподготовлена.

Основные особенности  биологического действия ионизирующих излучений следующие:

– действие ионизирующих излучений на организм неощутимы человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы ионизирующие излучения. Поэтому человек может проглотить, вдохнуть радиоактивное вещество без всяких первичных ощущений. Дозиметрические приборы являются как бы дополнительным органом чувств, предназначенным для восприятия ионизирующего излучения;

– видимые поражения кожного покрова, недомогание, характерные для лучевого заболевания, появляются не сразу, а спустя некоторое время;

– суммирование доз происходит скрыто. Если в организм человека систематически будут попадать радиоактивные вещества, то со временем дозы суммируются, что неизбежно приводит к лучевым заболеваниям.

Какие же последствия  дальнейшего загрязнения биосферы радиоактивными веществами?