Радіоактивний вплив на людину

18

Зміст

1. Радіоактивний вплив радіації на людину

1.1 Природні іонізуючі випромінювання

1.2 Штучні джерела іонізуючих випромінювань

1.3 Одиниці вимірювання радіоактивних випромінювань

2. Біологічна дія іонізуючих випромінювань

2.1 Вплив радіоактивного випромінювання на організм людини

3. Променева хвороба

3.1 Симптоми й плин

Література

1.Радіоактивний вплив радіації на людину.

Іонізуючі випромінювання існували на Землі ще задовго до появи на ній людини.

Проте вплив іонізуючих випромінювань на організм людини був явлений лише наприкінці XIX ст. з відкриттям французького вченого А.Беккереля, а потім дослідженнями П'єра і Марії Кюрі явища радіоактивності.

Поняття «іонізуюче випромінювання» об'єднує різноманітні види, різні за своєю природою, випромінювання. Подібність їх полягає в тому, що усі вони відрізняються високою енергією, мають властивість іонізувати і руйнувати біологічні об'єкти.

Випромінювання характеризуються за своєю іонізуючою і проникаючою спроможностями. Іонізуюча спроможність випромінювання визначається питомою іонізацією, тобто числом пар іонів, що утворюються частинкою в одиниці об'єму, маси середовища або на одиниці довжини шляху. Різноманітні види випромінювань мають різноманітну іонізуючу спроможність. Проникаюча спроможність випромінювань визначається розміром пробігу, тобто шляхом, пройденим часткою в речовині до її повного зникнення. Джерела іонізуючих випромінювань поділяються на природні та штучні (антропогенні).

1.1 Природні іонізуючі випромінювання

Основну частину опромінення населення земної кулі одержує від природних джерел випромінювань. Більшість з них такі, що уникнути опромінення від них неможливо. Протягом всієї історії існування Землі різні види випромінювання попадають на поверхню Землі з Космосу і надходять від радіоактивних речовин, що знаходяться у земній корі.

Радіаційний фон, що утворюється космічними променями, дає менше половини зовнішнього опромінення, яке одержує населення від природних джерел радіації. Космічні промені переважно приходять до нас з глибин

Всесвіту, але деяка певна їх частина народжується на Сонці під час нячних спалахів. Космічні промені можуть досягати поверхні Землі або, взаємодіяти з її атмосферою, породжуючи повторне випромінювання і призводячи до утворення різноманітних радіонуклідів. Опромінення від природних джерел радіації зазнають усі жителі Землі, проте одні з них одержують більші дози, інші -- менші.

Це залежить, зокрема, від того, де. вони живуть. Рівень радіації в деяких місцях залягання радіоактивних порід земної кулі значно вищий від середнього, а в інших місцях -- відповідно нижчий. Доза опромінення залежить також і від способу життя людей.

За підрахунками наукового комітету по дії атомної радіації ООН, середня ефективна еквівалентна доза зовнішнього опромінення, яку людина одержує зарік від земних джерел природної радіації, становить приблизно 350мкЗв, тобто трохи більше середньої дози опромінення через радіаційний фон, що утворюється космічними променями.

Людина зазнає опромінення двома способами -- зовнішнім та внутрішнім. Якщо радіоактивні речовини знаходяться поза організмом і опромінюють його ззовні, то у цьому випадку говорять про зовнішнє опромінення. А якщо ж вони знаходяться у повітрі, яким дихає людина, або у їжі чи воді і потрапляють всередину організму через органи дихання та кишково-шлунковий тракт, то таке опромінення називають внутрішнім.

Перед тим, як потрапити до організму людини, радіоактивні речовини проходять складний маршрут у навколишньому середовищі, і це необхідно враховувати при оцінці доз опромінення, отриманих від того чи іншого джерела.

Внутрішнє опромінення в середньому становить 2/3 ефективної еквівалентної дози опромінення, яку людина одержує від природних джерел радіації. Воно надходить від радіоактивних речовин, що потрапили в організм з їжею, водою чи повітрям. Невеличка частина цієї дози припадає на радіоактивні ізотопи (типу вуглець-14, тритій), що утворюються під впливом космічної радіації.

Все інше надходить від джерел земного походження. В середньому людина одержує близько 180 мкЗв/рік за рахунок калію-40, який засвоюється рганізмом разом із нерадіоактивним ізотопом калію, що є необхідним для життєдіяльності людини. Проте значно більшу дозу внутрішнього опромінення людина одержує від нуклідів радіоактивного, ряду урану-238 і в меншій кількості від радіонуклідів ряду торію-232.

1.2 Штучні джерела іонізуючих випромінювань

Штучними джерелами іонізуючих випромінювань є ядерні вибухи, ядерні установки для виробництва енергії, ядерні реактори, прискорювачі заряджених частинок, рентгенівські апарати, припади апаратури засобів зв'язку високої напруги тощо.

За декілька останніх десятиліть людство створило сотні штучних радіонуклідів і навчилося використовувати енергію, атома як у військових цілях -- для виробництва зброї масового ураження, так і в мирних -- для виробництва енергії, у медицині, пошуку корисних копалин, діагностичному устаткуванні й ін. Усе це призводить до збільшення дози опромінення як окремих людей, так і населення Землі загалом. Індивідуальні дози, які одержують різні люди від штучних джерел іонізуючих випромінювань, сильно відрізняються. У більшості випадків ці дози незначні, але іноді опромінення за рахунок техногенних джерел у багато тисяч разів інтенсивніші ніж за рахунок природних. Проте слід зазначити, що породжені техногенними джерелами випромінювання звичайно легше контролювати, ніж опромінення, пов'язані з радіоактивними опадами від ядерних вибухів і аварій на АЕС, так само як і опромінення, зумовлені космічними і наземними природними джерелами.

Опромінення населення України за останні роки за рахунок штучних джерел радіації, в основному пов'язане з наслідками аварії на Чорнобильській АЕС, а також експлуатацією і «дрібними» аваріями на інших АЕС. Про це достатньо багато і докладно написано в літературі.

Серед техногенних джерел іонізуючого опромінення на сьогодні людина найбільш опромінюється під час медичних процедур і лікування, пов'язаного із застосуванням радіоактивності, джерел радіації.

Радіація використовується в медицині як у діагностичних цілях, так і для лікування. Одним із найпоширеніших медичних приладів е рентгенівський апарат. Також все більше поширюються і нові складні діагностичні методи, що спираються на використання радіоізотопів. Одним із засобів боротьби з раком, як відомо, є променева терапія. В розвинених країнах річна колективна ефективна еквівалентна доза від рентгенівських досліджень становить приблизно 1000 хв на 1 млн жителів.

1.3 Одиниці вимірювання радіоактивних випромінювань

Серед різноманітних видів іонізуючих випромінювань, як уже зазначалося вище, надзвичайно важливими при вивченні питання небезпеки для здоров'я і життя людини є випромінювання, що виникають в результаті розпаду ядер радіоактивних елементів, тобто радіоактивне випромінювання.

Щоб уникнути плутанини в термінах, варто пам'ятати; що радіоактивні випромінювання, незважаючи на їхнє величезне значення, є одним з видів іонізуючих випромінювань.

Радіонукліди утворюють випромінювання в момент перетворення одних атомних ядер в інші. Вони характеризуються періодом напіврозпаду (від секунд до млн років), активністю (числом радіоактивних перетворень за одиницю часу), що характеризує їх іонізуючу спроможність.

Активність у міжнародній системі (СВ) вимірюється в беккерелях (Бк), а позасистемною одиницею є кюрі (Кі). Один Кі = 37 х 10^9Бк. Міра дії іонізуючого випромінювання в будь-якому середовищі залежить від енергії випромінювання й оцінюється дозою іонізуючого випромінювання. Останнє визначається для повітря, речовини і біологічної тканини. Відповідно розрізняють : експозиційну, поглинену та еквівалентну дози іонізуючого випромінювання.

Експозиційна доза характеризує іонізуючу спроможність випромінювання в повітрі, вимірюється в кулонах на 1 кг (Кл/кг); позасистемна одиниця -- рентген (Р); 1 Кл/кг -- 3,88 х 10^3Р. За експозиційною дозою можна визначити потенційні можливості іонізуючого випромінювання.

Поглинута доза характеризує енергію іонізуючого випромінювання, що поглинається одиницею маси опроміненої речовини. Вона вимірюється в. греях Гр (1 Гр-1 Дж/кг). Застосовується і позасистемна одиниця рад (1 рад -- 0,01Гр= 0,01 Дж/кг).

Доза, яку одержує людина, залежить від виду випромінювання, енергії, щільності потоку і тривалості впливу. Проте поглинута доза іонізуючого випромінювання не враховує того, що вплив на біологічний об\\\'єкт однієї і тієї ж дози різних видів випромінювань неоднаковий. Щоб врахувати цей ефекту введено поняття еквівалентної дози.

Еквівалентна доза є мірою біологічного впливу випромінювання на конкретну людину, тобто індивідуальним критерієм небезпеки, зумовленим іонізуючим випромінюванням. За одиницю вимірювання еквівалентної дози прийнятий зіверт (Зв). Зіверт дорівнює поглинутій дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського та а, b випромінювань). Позасистемною одиницею служить бер (біологічний еквівалент рада). 1 бер = 0,01 Зв.

2. Біологічна дія іонізуючих випромінювань

Під впливом іонізаційного випромінювання атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні процеси, які впливають на характер подальшої життєдіяльності людини.

Згідно з одними поглядами, іонізація атомів і молекул, що виникає під дією випромінювання, веде до розірвання зв'язків у білкових молекулах, що призводить до загибелі клітин і поразки всього організму. Згідно з іншими уявленнями, у формуванні біологічних наслідків іонізуючих випромінювань відіграють роль продукти радіолізу води, яка, як відомо, становить до 70% маси організму людини. При іонізації води утворюються вільні радикали Н^+ та ОН^-, а в присутності кисню -- пероксидні сполуки, що є сильними окислювачами. Останні вступають у хімічну взаємодію з молекулами білків та ферментів, руйнуючи їх, в результаті чого утворюються сполуки, не властиві живому організму. Це призводить до порушення обмінних процесів, пригноблення ферментних і окремих функціональних систем, тобто порушення життєдіяльності всього організму.

2.1 Вплив радіоактивного випромінювання на організм людини

Вплив радіоактивного випромінювання на організм людини можна уявити в дуже спрощеному вигляді таким чином. Припустімо, що в організмі людини відбувається нормальний процес травлення, їжа, що надходить, розкладається на більш прості сполуки, які потім надходять через мембрану усередину кожної клітини і будуть використані як будівельний матеріал для відтворення собі подібних, для відшкодування енергетичних витрат на транспортування речовин і їхню переробку. Під час потрапляння випромінювання на мембрану відразу ж порушуються молекулярні зв'язки, атоми перетворюються в іони. Крізь зруйновану мембрану в клітину починають надходити сторонні (токсичні) речовини, робота її порушується. Якщо доза випромінювання невелика, відбувається рекомбінація електронів, тобто повернення їх на свої місця. Молекулярні зв'язки відновлюються, і клітина продовжує виконувати свої функції. Якщо ж доза опромінення висока або дуже багато разів повторюється, то електрони не встигають рекомбінувати; молекулярні зв'язки не відновлюються; виходить з ладу велика кількість клітин; робота органів розладнується; нормальна життєдіяльність організму стає неможливою.

Специфічність дії іонізуючого випромінювання полягає в тому, що інтенсивність хімічних реакцій, індуційованих вільними радикалами, підвищується, й у них втягуються багато сотень і тисячі молекул, не порушених опроміненням. Таким чином, ефект дії іонізуючого випромінювання зумовлений не кількістю поглинутої об'єктом, що опромінюється, енергії, а формою, в якій ця енергія передається. Ніякий інший вид енергії (теплова, електрична та ін.), що поглинається біологічним об'єктом у тій самій кількості, не призводить до таких змін, які спричиняє іонізуюче випромінювання.

Також необхідно відзначити деякі особливості дії іонізуючого випромінювання на організм людини:

- органи чуття не реагують на випромінювання;

-малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);

- випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але і на його, спадкоємців (генетичний ефект);

- різні організми мають різну чутливість до випромінювання.

Найсильнішого впливу зазнають клітини червоного кісткового мозку, щитовидна залоза, легені, внутрішні органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень поділу. При одній і тій самій дозі випромінювання у дітей вражається більше клітин, ніж у дорослих, тому у дітей всі клітини перебувають у стадії поділу.

Небезпека різних радіоактивних елементів для людини визначається спроможністю організму їх поглинати і накопичувати.

Радіоактивні ізотопи надходять всередину організму з пилом, повітрям, їжею або водою і поводять себе по-різному: деякі ізотопи розподіляються рівномірно в організмі людини (тритій, вуглець, залізо, полоній), деякі накопичуються в кістках (радій, фосфор, стронцій), інші залишаються в м'язах (калій, рубідій, цезій), накопичуються в щитовидній залозі (йод), у печінці, нирках, селезінці (рутеній, полоній, ніобій) тощо.

Ефекти, викликані дією іонізуючих випромінювань (радіації), систематизуються за видами ушкоджень і часом прояву. За видами ушкоджень їх поділяють на три групи: соматичні, соматико-стохатичні (випадкові, ймовірні), генетичні. За часом прояву виділяють дві групи -- ранні (або гострі) і пізні. Ранні ураження бувають тільки соматичні. Це призводить до смерті або променевої хвороби. Постачальником таких часток є в основному ізотопи, що мають коротку тривалість життя, y - випромінювання, потік нейтронів.

3. Променева хвороба

Променeва хвороба - захворювання, що виникає в результаті одержання підвищеної дози радіації, включаючи опромінення рентгенівськими променями, гамма-променями, нейтронами й іншими видами ядерного випромінювання у вигляді опадів чи вибуху атомної бомби. Подібне випромінювання іонізує атоми тіла, виникає слабість, нудота й інші симптоми. Клітини тіла можуть постраждати навіть при невеликих дозах, що приводить до лейкемії.

Може викликати порушення в генах, що, у свою чергу, веде до народження хворих дітей чи дітей з генними мутаціями. Розрізняють гостру і хронічну форми променевої хвороби. До заходів невідкладної медичної допомоги відносять наступні: механічне усунення радіоактивних речовин із організму людини шляхом промивання шлунка теплою водою, вживання проносних і сечогінних засобів, промивання рота і очей, застосовування відхаркувальних препаратів при попаданні радіоактивних речовин в дихальні шляхи.

Гостра форма виникає в результаті опромінення великими дозами за короткий проміжок часу. При дозах порядку тисяч рад ураження організму може бути миттєвим. Хронічна форма розвивається в результаті тривалого опромінення дозами, що перевищують ліміти дози (ЛД). Більш віддаленими наслідками променевого ураження можуть бути променеві катаракти,злоякісні пухлини та інше.

Для вирішення питань радіаційної безпеки населення передусім викликають інтерес ефекти, що спостерігаються при малих дозах опромінення -- порядку декілька сантизиверів на годину, що реально трапляються при практичному використанні атомної енергії. У нормах радіаційної безпеки НРБУ-97, введених 1998 p., як одиниці часу використовується рік або поняття річної дози опромінення. Це викликано, як зазначалося раніше, ефектом накопичення «малих» доз і їхнього сумарного впливу на організм людини.

Існують різноманітні норми радіоактивного зараження: разові, сумарні, гранично припустимі та інше. Всі вони описані в спеціальних довідниках. ЛД загального опромінення людини вважається доза, яка у світлі сучасних знань не повинна викликати значних ушкоджень організму протягом життя.

Гостра променева хвороба розвивається в результаті загибелі переважно, що діляться кліток, організму під впливом короткочасного (до декількох доби) впливу на значні області тіла іонізуючої радіації.
Атомною радіацією, або іонізуючим випромінюванням, називають потоки часток й електромагнітних квантів, що утворяться при ядерних перетвореннях, тобто в результаті ядерних реакцій або радіоактивного розпаду.

При проходженні цих часток або квантів через речовину атоми й молекули, з яких воно складається, збуджуються, як би розпухають, і якщо вони входять до складу якого-небудь біологічно важливого з'єднання в живому організмі, то функції цього з'єднання можуть виявитися порушеними. Якщо ж минаюча через біологічну тканину ядерна частка або квант викликає не порушення, а іонізацію атомів, то відповідна живаючи клітка виявляється дефектною.

На населення земної кулі постійно впливає природне радіаційне тло. Це космічна радіація (протони, альфа-частинки, гамма-промені), випромінювання природних радіоактивних речовин, що є присутнім у ґрунті, і випромінювання тих радіоактивних речовин (також природних), які попадають в організм людини з повітрям, їжею, водою.

Сумарна доза, створювана природним випромінюванням, сильно варіюється в різних районах Землі. У Європейській частині Росії вона коливається від 70 до 200 мбэр/рік. Природне тло дає приблизно одну третину так називаної популяционной дози загального тла.

Ще третина людин одержує при медичних діагностичних процедурах - рентгенівських знімках, флюорографії, просвічуванні й т.д.

Іншу частину популяционной дози дає перебування людини в сучасних будинках.

Внесок у посилення радіаційного тла вносять і теплові електростанції, що працюють на куті, оскільки вугілля містить неуважні радіоактивні елементи.

При польотах на літаках людин також одержує невелику дозу іонізуючого опромінення. Але все це дуже малі величини, що не роблять шкідливого впливу на здоров'я людини.

Причиною гострої променевої поразки людини (променевої хвороби) можуть бути як аварійні ситуації, так і тотальне опромінення організму з лікувальною метою - при трансплантації кісткового мозку, при лікуванні множинних пухлин з опроміненням у дозах, що перевищують 50 бер. Вага радіоактивної поразки в основному визначається зовнішнім гамма-опроміненням.

При випаданні радіоактивних опадів вона може сполучатися із забрудненням шкіри, слизуватих оболонок, а іноді й із влученням радіонуклідів усередину організму. Радіонукліди - це продукти радіоактивного розпаду, які, у свою чергу, можуть розпадатися з випущенням іонізуючих випромінювань.

Основна їхня характеристика - це період напіврозпаду, тобто проміжок часу, за який число радіоактивних атомів зменшується вдвічі.

Променева хвороба - це завершальний етап у ланцюзі процесів, що розвиваються в результаті впливу більших доз іонізуючого випромінювання на тканини, клітки й рідкі середовища організму.

Зміни на молекулярному рівні й утворення хімічно активних з'єднанні в тканинах і рідких середовищах організму ведуть до появи в крові продуктів патологічного обміну - токсинів, але головне - це загибель кліток.

3.1 Симптоми й плин

Симптоми і плин хвороби досить різноманітні, залежать від дози опромінення й строків, що пройшли після опромінення. Променева хвороба проявляється в зміні функцій нервових, ендокринної систем, порушенні регуляції діяльності інших систем організму. І все це в сполученні із клеточно-тканевыми поразками. дія, Що Ушкоджує, іонізуючих випромінювань особливо позначається на клітках кровотворної тканини кісткового мозку, на тканинах кишечнику. Гнітиться імунітет, це приводить до розвитку інфекційних ускладнень, інтоксикації, крововиливам у різні органи й тканини.Виділяють 4 ступеня променевої хвороби залежно від отриманої дози: легку (доза 100-200 берів), середню (доза 200-400 берів), важку (400-600 бер) і вкрай важку {понад 600 бер). При дозі опромінення менш 100 берів говорять про променеву травму. При гострій променевій хворобі легкого ступеня в деяких хворих можуть отсутствовать ознаки первинної реакції, але в більшості через кілька годин спостерігається нудота, можлива однократна блювота.

При гострій променевій хворобі середнього ступеня виражена первинна реакція проявляється головним чином блювотою, що наступає через 1-3 години й припиняється через 5-6 годин після впливу іонізуючого випромінювання. При гострій променевій хворобі важкого ступеня блювота виникає через 30 хвилин-1 година після опромінення й припиняється через 6-12 годин. При вкрай важкому ступені променевої хвороби первинна реакція виникає майже відразу - через 30 хвилин після опромінення, носить болісний, неприборканий характер.

Після опромінення розвивається променева поразка тонкого кишечнику (энтерит) - здуття живота, понос, підвищення температури; ушкоджується товстий кишечник, шлунок, а також печінка (променевий гепатит). Поразка радіацією шкіри проявляється опіками, випаданням волосся, променевим дерматитом. Можлива променева катаракта, поразка сітківки око, підвищення внутріочного тиску. Через кілька днів після опромінення розвивається спустошення кісткового мозку: у крові різко знижується кількість лейкоцитів, тромбоцитів.

Розпізнавання: Проводиться на підставі клінічних ознак, що виникли після опромінення. Доза отриманого опромінення встановлюється за дозиметричним даними, а також шляхом хромосомного аналізу кліток.

Лікування Проводиться відповідно до проявів хвороби. Промивають шлунок, ставлять очисні клізми. Застосовують потогінні й сечогінні засоби, противорвотные, що знеболюють, антибіотики. Іноді можливий прийом спеціальних препаратів, призначених для виведення конкретних радіоактивних ізотопів (адсобар - для запобігання усмоктування стронцію, бериллия, фероцин - для цезію-137, пентацин - для лантанидов і трансуранових елементів), їх застосовують внутрівенно або в інгаляціях.

Для захисту щитовидної залози в перші години після опромінення вживають настойку йоду або інші його препарати усередину. Проводять переливання тромбоцитарной маси, лікування энтеритов і колітів, опіків. При значному гнобленні кровотворення роблять пересадження кісткового мозку.

ДОДАТОК

ДОДАТОК

Систематичне споживання продуктів харчування та води, що забруднені радіоактивними речовинами, призводить до накопичення радіонуклідів в організмі людини (йоду -- в щитовидній залозі, стронцію -- в кістках, цезію -- в м'яких тканинах). З 1991 року встановлено тимчасові граничні рівні вмісту радіонуклідів цезію та стронцію у продуктах харчування та питній воді. Для зменшення радіонуклідів, які надходять з їжею, необхідно систематично приймати радіопротектори -- речовини, які зв'язують радіонукліди та підвищують стійкість організму до радіоактивного впливу. Ці речовини містяться у деяких харчових продуктах і рослинах (яблучне повидло, неосвітлений яблучний сік, чорноплідна горобина, ожина, морква, обліпиха, тисячолистник), а також продуктах бджолярства (мед, прополіс, маточне молоко та ін). Рекомендується також вживати цибулю та часник. Усі ці продукти ефективно діють при систематичному їх вживанні. При опроміненні внаслідок потрапляння речовин на відкриті ділянки шкіри можуть утворюватись променеві дерматити та опіки. Ураження мають кілька стадій: рання реакція, інкубаційний період, період гострого запалення і період одужання. Рання реакція настає за кілька годин після дії радіоактивних речовин, виникає почервоніння шкіри, яке згодом зникає, настає інкубаційний період, ніяких зовнішніх ознак не виникає.

Гранично допустимі рівні вмісту радіонуклідів у продуктах харчування

Література

1. Депутат Л.М. Цивільна оборона. - К.: Кондор. - 2003. - 234с.

2. Основи безпеки життєдіяльності. - К.: Торсінг. - 2005. - 357с.

3. Позакласний час. - К.: Освіта. - № 4. - 2006. - С 45-48.

4. Васильєв С.К. Основи охорони праці. - К.: Наука. - 1998. - 278с.

5. Кузнєцов В.П. Основи охорони праці. - К.: Освіта. - 1995. - 318с.