Влияние излучений на организм человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Влияние на организм человека электромагнитных полей, электромагнитного, лазерного и ультрафиолетового излучения

1.1 Электромагнитное поле и его характеристики

1.2 Влияние электромагнитного излучения на организм человека

1.3 Защита от электромагнитных излучений

1.4 Воздействие лазерного излучения на организм

1.5 Воздействие на здоровье человека ультрафиолетовых излучений

2. Ионизирующие излучения и обеспечение радиационной безопасности

2.1 Виды ионизирующих излучений и их влияние на живой организм

Список использованной литературы



1. Влияние на организм человека электромагнитных полей, электромагнитного, лазерного и ультрафиолетового излучения

излучение электромагнитный ультрафиолетовый радиационный

1.1 Электромагнитное поле и его характеристики

Электромагнитное поле (ЭМП) - физическое поле движущихся электрических зарядов, в котором осуществляется взаимодействие между ними. Частные проявления ЭМП - электрическое и магнитное поля. Поскольку изменяющиеся электрическое и магнитное поля порождают в соседних точках пространства соответственно магнитное и электрическое поля, эти оба связанных между собой поля распространяются в виде единого ЭМП. ЭМП характеризуются частотой колебаний f (или периодом Т = 1/f), амплитудой Е (или Н) и фазой, определяющей состоянии волнового процесса в каждый момент времени. Частоту колебаний выражают в герцах (Гц), килогерцах (1 кГц = 10³ Гц), мегагерцах (1 МГц = 10⁶ Гц) и гигагерцах (1х 10⁹ Гц). Фазу выражают в градусах или относительных единицах, кратных. Колебания электрического (Е) и магнитного (Н) полей, составляющих единое ЭМП, распространяются в виде электромагнитных волн, основными параметрами которых являются длина волны, частота (f) и скорость распространения. Формирование волн происходит в волновой зоне на расстоянии больше от источника. В этой зоне волны изменяются в фазе. На меньших расстояниях - в зоне индукции - Е - волны изменяются не в фазе и быстро убывают с удалением от источника. В зоне индукции энергия попеременно переходит то в электрическое, то в магнитное поле. Раздельно оценивают Е и Н. В волновой зоне излучение оценивается в величинах плотности потока мощности - ваттах на квадратный сантиметр. В электромагнитном спектре ЭМП занимают диапазон радиочастот (частота от 3х104 до 3х1012 Гц) и подразделяются на несколько видов. В экстремальных условиях, в частности, в условиях космического полета источником ЭМП различных характеристик становится радио- и телевизионная аппаратура. В основе биологического действия ЭМП на живой организм лежит поглощение энергии тканями. Его величина определяется свойствами облучаемой ткани или ее биофизическими параметрами - диэлектрической постоянной (ее₀ ) и проводимостью. Ткани организма в связи с большим содержанием в них воды следует рассматривать как диэлектрики с потерями. Глубина проникновения ЭМП в ткани тем больше, чем меньше поглощение. При общем облучении тела энергия проникает на глубину 0,001 длины волны. В зависимости от интенсивности воздействия и экспозиции, длины волны и исходного функционального состояния организма ЭМП вызывают в изучаемых тканях изменения с повышением или без повышения их температуры.

Линии электропередач, сильные радиопередающие устройства создают электромагнитное поле, которое в разы превышает допустимый уровень. Для защиты человека были разработаны специальные санитарные нормы (ГОСТ 12.1.006-84 регламентирует воздействие электромагнитных излучений на человека), в том числе и те, которые запрещают строительство жилых и прочих объектов вблизи сильных источников излучения.

Зачастую более опасными являются источники слабого электромагнитного излучения, которое действует в течение длительного промежутка времени. К таким источникам относится в основном аудио-видео техника, бытовая техника. Наиболее существенное влияние на человека оказывают мобильные телефоны, СВЧ печи, компьютеры и телевизоры.

Телефоны и микроволновые печи действуют в основном непродолжительное время (в среднем от 1 до 7 минут), телевизоры не наносят существенного вреда, т.к. обычно располагаются на расстоянии от зрителей.



1.2 Влияние электромагнитного излучения на организм человека

Взаимодействуя с тканями тела человека, вызывают определенные функциональные изменения. При интенсивном облучении эти изменения могут оказать вредное воздействие на организм человека. Знание природы воздействия электромагнитных волн на организм человека, норм допустимых облучений, методов контроля интенсивности излучений и средств защиты от них является совершенно необходимым для специалистов машиностроения в их многогранной практической деятельности.

Действие электромагнитного излучения на организм человека в основном определяется поглощенной в нем энергией. Известно, что излучение, попадающее на тело человека, частично отражается и частично поглощается в нем. Поглощенная часть энергии электромагнитного поля превращается в, тепловую энергию. Эта часть излучения проходит через кожу и распространяется в организме человека в зависимости от электрических свойств тканей (абсолютной диэлектрической проницаемости, абсолютной магнитной проницаемости, удельной проводимости) и частоты колебаний электромагнитного поля.

Существенные различия электрических свойств кожи, подкожного жирового слоя, мышечной и других тканей обусловливают сложную картину распределения энергии излучения в организме человека. Точный расчет распределения тепловой энергии, выделяемой в организме человека при облучении, практически невозможен. Тем не менее, можно сделать следующий вывод: волны миллиметрового диапазона поглощаются поверхностными слоями кожи, сантиметрового -- кожей и подкожной клетчаткой, дециметрового -- внутренними органами.

Кроме теплового действия электромагнитные излучения вызывают поляризацию молекул тканей тела человека, перемещение ионов, резонанс макромолекул и биологических структур, нервные реакции и другие эффекты.

На нервную систему.

Также происходит угнетение высшей нервной деятельности, ухудшается память. Особую чувствительность к электромагнитному воздействию проявляет нервная система эмбриона на поздних стадиях внутриутробного развития.

На иммунную систему.

На данный момент имеется большое количество данных, указывающих на негативное воздействие электромагнитных полей на иммунологическую реактивность организма. Электромагнитное поле высокой интенсивности также может способствовать неспецифическому подавлению иммунитета, а также особо опасной аутоиммунной реакции к развивающемуся эмбриону.

На эндокринно-регулятивную систему.

Исследования российских ученых, начавшиеся в 60-е годы XXв. показали, что при действии электромагнитного поля происходит стимуляция гипофиза, сопровождающаяся увеличением содержания адреналина в крови и активизацией процессов свертывания крови. Также замечены изменения в коре надпочечников и структуре гипоталамуса (отдела мозга, регулирующего физиологические и инстинктивные реакции).

На половую систему.

Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и эндокринно-регулятивной систем, а также с резким снижением активности половых клеток. Результаты клинических исследований, проведенных в России, показали, что длительный контакт с электромагнитным полем в СВЧ- диапазоне может привести к развитию заболевания, получившего наименование «радиоволновая болезнь». Клиническую картину этого заболевания определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Люди, длительное время находящиеся в зоне облучения, предъявляют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна. Нередко к этим симптомам присоединяются расстройства вегетативных функций нервной системы. Со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются гипотония, боли в сердце, нестабильность пульса.

1.3 Защита от электромагнитных излучений

Нормы допустимого облучения устанавливаются для обеспечения безопасных условий труда обслуживающего персонала источников излучения и всех окружающих лиц.

Если облучение людей превышает указанные предельно допустимые уровни, то необходимо применять защитные средства.

Защита человека от опасного воздействия электромагнитного облучения осуществляется рядом способов, основными из которых являются: уменьшение излучения непосредственно от самого источника, экранирование источника излучения, экранирование рабочего места, поглощение электромагнитной энергии, применение индивидуальных средств защиты, организационные меры защиты.

Для реализации этих способов применяются: экраны, поглотительные материалы, аттенюаторы, эквивалентные нагрузки и индивидуальные средства.

Экраны предназначены для ослабления электромагнитного поля в направлении распространения волн. Степень ослабления зависит от конструкции экрана и параметров излучения. Существенное влияние на эффективность защиты оказывает также материал, из которого изготовлен экран.

Очень часто для экранирования применяется металлическая сетка. Экраны из сетки имеют ряд преимуществ. Они просматриваются, пропускают поток воздуха, позволяют достаточно быстро ставить и снимать экранирующие устройства.

1.4 Воздействие лазерного излучения на организм

Лазерное излучение представляет собой вид электромагнитного излучения, генерируемого в оптическом диапазоне длин волн 0,1…1000 мкм. Отличие его от других видов излучения заключается в монохромности, когерентности и высокой степени направленности. Благодаря малой расходимости луча лазера плотность потока мощности может достигать 10¹⁶…10¹⁷ Вт/м².

Эффекты воздействия (тепловой, фотохимический, ударно - акустический и др.) определяются механизмом взаимодействия лазерного излучения с тканями и зависят от энергетических и временных параметров излучения, а также от биологических и физики - химических особенностей облучаемых тканей и органов.

Лазерное излучение представляет особую опасность для тканей, максимально поглощающих излучение. Сравнительно легкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза, а также способность оптической системы глаза многократно увеличивать плотность энергии(мощность) излучения видимого и ближнего инфракрасного диапазона (780<?<1400 нм) на глазном дне по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом.

При повреждении появляется боль в глазах, спазм век, слезотечение, отек век и глазного яблока, помутнение сетчатки, кровоизлияние. Клетки сетчатки после повреждения не восстанавливаются.

Ультрафиолетовое излучение вызывает фотокератит, средневолновое инфракрасное излучение(1400<?<3000 нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК - излучение (3000<?<10⁶ нм) - ожог роговицы.

Лазерное излучение дальней инфракрасной области (>1400 нм) способно проникать через ткани тела на значительную глубину, поражая внутренние органы (прямое лазерное излучение).

Длительное хроническое действие диффузно отраженного лазерного излучения нетепловой интенсивности может вызывать неспецифические, преимущественно вегетативно - сосудистые нарушения; функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно - сосудистой системы, желез внутренней секреции. Работающие жалуются на головные боли, повышенную утомляемость, раздражительность, потливость.

1.5 Воздействие на здоровье человека ультрафиолетовых излучений

Биологические эффекты ультрафиолетового излучения в трёх спектральных участках существенно различны, поэтому биологи иногда выделяют, как наиболее важные в их работе, следующие диапазоны:

- Ближний ультрафиолет, УФ-A лучи (UVA, 315--400 нм).

- УФ-B лучи (UVB, 280--315 нм).

- Дальний ультрафиолет, УФ-C лучи (UVC, 100--280 нм).

Положительные эффекты. ХХ веке было впервые показано, почему УФ-излучение оказывает благотворное воздействие на человека. Физиологическое действие Уф-лучей было исследовано отечественными и зарубежными исследователями в середине прошлого столетия. Было убедительно доказано в сотнях экспериментов, что излучение в УФ области спектра (290--400 нм) повышает тонус симпатико-адреналиновой системы, активирует защитные механизмы, повышает уровень неспецифического иммунитета, а также увеличивает секрецию ряда гормонов. Под воздействием УФ излучения (УФИ) образуются гистамин и подобные ему вещества, которые обладают сосудорасширяющим действием, повышают проницаемость кожных сосудов. Изменяется углеводный и белковый обмен веществ в организме. Действие оптического излучения изменяет легочную вентиляцию -- частоту и ритм дыхания; повышается газообмен, потребление кислорода, активизируется деятельность эндокринной системы. Особенно значительна роль УФ излучения в образовании в организме витамина Д, укрепляющего костно-мышечную систему и обладающего антирахитным действием. Особо следует отметить, что длительная недостаточность УФИ может иметь неблагоприятные последствия для человеческого организма, называемые «световым голоданием». Наиболее частым проявлением этого заболевания является нарушение минерального обмена веществ, снижение иммунитета, быстрая утомляемость и т. п.

Ультрафиолетовое излучение (ультрафиолет, УФ, UV) -- электромагнитное излучение, занимающее диапазон между фиолетовым концом видимого излучения и рентгеновским излучением (380 -- 10 нм, 7,9Ч10¹⁴ -- 3Ч10¹⁶ Гц). Диапазон условно делят на ближний (380--200 нм) и дальний, или вакуумный (200-10 нм) ультрафиолет, последний так назван, поскольку интенсивно поглощается атмосферой и исследуется только вакуумными приборами.

Таблица №1

Виды ультрафиолетового излучения

Наименование	Аббревиатура	Длина волны в нанометрах	Количество энергии на фотон
Ближний	NUV	400 нм -- 300 нм	3.10 -- 4.13 эВ
Средний	MUV	300 нм -- 200 нм	4.13 -- 6.20 эВ
Дальний	UV	200 нм -- 122 нм	6.20 -- 10.2 эВ
Экстремальный	EUV, XUV	121 нм -- 10 нм	10.2 -- 124 эВ
Вакуумный	VUV	200 нм -- 10 нм	6.20 -- 124 эВ
Ультрафиолет А, длинноволновой диапазон, Чёрный свет	UVA	400 нм -- 315 нм	3.10 -- 3.94 эВ
Ультрафиолет B (средний диапазон)	UVB	315 нм -- 280 нм	3.94 -- 4.43 эВ
Ультрафиолет С, коротковолновой, гербицидный диапазон	UVC	280 нм -- 100 нм	4.43 -- 12.4 эВ

Чёрный свет

Ближний ультрафиолетовый диапазон часто называют «чёрным светом», так как он не распознаётся человеческим глазом, но при отражении (прохождении) от некоторых материалов спектр переходит в область фиолетового видимого излучения.

1.6 Воздействие на здоровье человека

Биологические эффекты ультрафиолетового излучения в трёх спектральных участках существенно различны, поэтому биологи иногда выделяют, как наиболее важные в их работе, следующие диапазоны:

· Ближний ультрафиолет, УФ-A лучи (UVA, 315--400 нм)

· УФ-B лучи (UVB, 280--315 нм)

· Дальний ультрафиолет, УФ-C лучи (UVC, 100--280 нм)

Практически весь UVC и приблизительно 90 % UVB поглощаются озоном, а также водным паром, кислородом и углекислым газом при прохождении солнечного света через земную атмосферу. Излучение из диапазона UVA достаточно слабо поглощается атмосферой. Поэтому радиация, достигающая поверхности Земли, в значительной степени содержит ближний ультрафиолет UVA, и, в небольшой доле -- UVB.

Положительные эффекты

В солнечном свете 40% спектра составляет видимый свет, 50% -- инфракрасное излучение и 10% -- ультрафиолет. В ХХ веке было впервые показано как УФ-излучение оказывает благотворное воздействие на человека. Физиологическое действие Уф-лучей было исследовано отечественными и зарубежными исследователями в середине прошлого столетия (Г. Варшавер. Г. Франк. Н. Данциг, Н. Галанин. Н. Каплун, А. Парфенов, Е. Беликова. В. Dagger. J. Hassesser. Н. Ronge, Е. Beckford и др.). Общеизвестно, что именно УФ-лучи инициируют процесс образования витамина Д, который необходим для усвоения организмом кальция и обеспечения нормального развития костного скелета. Кроме того, ультрафиолет активно влияет на синтез гормонов, отвечающих за суточный биологический ритм. Исследования показали, что при облучении УФ-лучами сыворотки крови в ней на 7 % увеличивалось содержание серотонина -- «гормона бодрости», участвующего в регуляции эмоционального состояния. Его дефицит может приводить к депрессии, колебаниям настроения. При этом количество мелатонина, обладающего тормозящим действием на эндокринную и центральную нервную системы, снижалось на 28%. Еще один аспект положительного влияния УФ-лучей на организм - их бактерицидная функция. Было убедительно доказано в сотнях экспериментов, что излучение в УФ области спектра (290--400 нм) повышает тонус симпатико-адреналиновой системы, активирует защитные механизмы, повышает уровень неспецифического иммунитета, а также увеличивает секрецию ряда гормонов. Под воздействием УФ излучения (УФИ) образуются гистамин и подобные ему вещества, которые обладают сосудорасширяющим действием, повышают проницаемость кожных сосудов. Изменяется углеводный и белковый обмен веществ в организме. Действие оптического излучения изменяет легочную вентиляцию -- частоту и ритм дыхания; повышается газообмен, потребление кислорода, активизируется деятельность эндокринной системы. Особо следует отметить, что длительная недостаточность УФИ может иметь неблагоприятные последствия для человеческого организма, называемые «световым голоданием». Наиболее частым проявлением этого заболевания является нарушение минерального обмена веществ, снижение иммунитета, быстрая утомляемость и т. п.

Действие на кожу

Действие ультрафиолетового облучения на кожу, превышающее естественную защитную способность кожи (загар) приводит к ожогам. Длительное действие ультрафиолета способствует развитию меланомы, различных видов рака кожи, ускоряет старение и появление морщин. При контролируемом воздействии на кожу ультрафиолетовых лучей, одним из основных положительных факторов считается образование на коже витамина D, при условии, что на ней сохраняется естественная жировая пленка. Жир кожного сала, находящийся на поверхности кожи, подвергается воздействию ультрафиолета и затем снова впитывается в кожу. Но если смыть кожный жир перед тем, как выйти на солнечный свет, витамин D не сможет образоваться. Если принять ванну сразу же после пребывания на солнце и смыть жир, то витамин D может не успеть впитаться в кожу.

Действие на сетчатку глаза

Ультрафиолетовое излучение неощутимо для глаз человека, но при интенсивном облучении вызывает типично радиационное поражение (ожог сетчатки). Так, 1 августа 2008 года десятки россиян повредили сетчатку глаза во время солнечного затмения, несмотря на многочисленные предупреждения о вреде его наблюдения без защиты глаз. Они жаловались на резкое снижение зрения и пятно перед глазами. Тем не менее, ультрафиолет чрезвычайно нужен для глаз человека, о чем свидетельствуют большинство офтальмологов. Солнечный свет оказывает расслабляющее воздействие на окологлазные мускулы, стимулирует радужную оболочку и нервы глаз, увеличивает циркуляцию крови. Регулярно укрепляя с помощью солнечных ванн нервы сетчатки, вы избавитесь от болезненных ощущений в глазах, возникающих при интенсивном солнечном свете. Для защиты глаз от вредного воздействия ультрафиолетового излучения используются специальные защитные очки, задерживающие до 100 % ультрафиолетового излучения и прозрачные в видимом спектре. Как правило, линзы таких очков изготавливаются из специальных пластмасс или поликарбоната. Многие виды контактных линз также обеспечивают 100 % защиту от УФ-лучей (обратите внимание на маркировку упаковки).

Негативное.

Существует ряд эффектов, возникающих при воздействии УФ-излучения на организм человека, которые могут приводить к ряду серьезных структурных и функциональных повреждений. Как известно, эти повреждения можно разделить на:

- вызванные большой дозой облучения, полученной за короткое время (например, солнечный ожог). Они происходят преимущественно за счет лучей UVB, энергия которых многократно превосходит энергию лучей UVA;

- вызванные длительным облучением умеренными дозами. Они возникают преимущественно за счет лучей спектра UVA, которые несут меньшую энергию, но способны глубже проникать в кожу, и их интенсивность мало меняется в течение дня и практически не зависит от времени года.

Жесткое ультрафиолетовое излучение могло быть именно тем фактором, который заставил первые органические молекулы соединяться вместе для создания РНК - рибонуклеиновой кислоты, которая считается основой жизни. Но, не будь озонного слоя, все живое на земле исчезло бы под действием солнечной радиации, в состав которой входит и УФ- излучение.



Заключение

Электромагнитные поля - это особая форма существования материи, характеризующаяся совокупностью электрических и магнитных свойств. Основными параметрами, характеризующими электромагнитное поле, являются: частота, длина волны и скорость распространения.

Степень биологического воздействия электромагнитных полей на организм человека зависит от частоты колебаний, напряженности и интенсивности поля, режима его генерации (импульсное, непрерывное), длительности воздействия. Биологическое воздействие полей разных диапазонов неодинаково. Чем короче длина волны, тем большей энергией она обладает.

Люди, работающие под чрезмерным электромагнитным излучением, обычно быстро утомляются, жалуются на головные боли, общую слабость, боли в области сердца. У них увеличивается потливость, повышается раздражительность, становится тревожным сон. У отдельных лиц при длительном облучении появляются судороги, наблюдается снижение памяти, отмечаются трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т. д.).

Если облучение людей превышает указанные предельно допустимые уровни, необходимо применять защитные средства.

Защита человека от опасного воздействия электромагнитного облучения осуществляется рядом способов, основными из которых являются: уменьшение излучения непосредственно от самого источника, экранирование источника излучения, экранирование рабочего места, поглощение электромагнитной энергии, применение индивидуальных средств защиты, организационные меры защиты.



2. Ионизирующие излучения и обеспечение радиационной безопасности

2.1 Виды ионизирующих излучений и их влияние на живой организм

XXI век невозможно представить без современного и постоянно совершенствуемого ядерного оружия, разбросанных по всей территории земного шара крупных объектов атомной энергетики и многих сложных промышленных производств, использующих в технологическом процессе различные радиоактивные вещества. Все это предопределило появление, а затем и нарастание интенсивности такого негативного фактора среды обитания, как ионизирующие излучения, представляющие значительную угрозу для жизнедеятельности человека и требующие проведения надежных мер по обеспечению радиационной безопасности работающих и населения.

Ионизирующее излучение -- это явление, связанное с радиоактивностью. Радиоактивность -- самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений.

В зависимости от периода полураспада1 различают короткоживущие изотопы, период полураспада которых исчисляется долями секунды, минуты, часами, сутками, и долгоживущие изотопы, период полураспада которых от нескольких месяцев до миллиардов лет.

При взаимодействии ионизирующих излучений с веществом происходит ионизация атомов среды. Обладая относительно большой массой и зарядом, А-частицы имеют незначительную ионизирующую способность: длина их пробега в воздухе составляет 2,5 см, в биологической ткани -- 31 мкм, в алюминии -- 16 мкм. Вместе с тем для ос-частиц характерна высокая удельная плотность ионизации биологической ткани. Для Частиц длина пробега в воздухе составляет 17,8 м, в воде -- 2,6 см, а в алюминии -- 9,8 мм. Удельная плотность ионизации, создаваемая Частицами, примерно в 1000 раз меньше, чем для ос-частиц той же энергии. Рентгеновское и излучения обладают высокой проникающей способностью, и длина пробега их в воздухе достигает сотен метров.

Степень, глубина и форма лучевых поражений, развивающихся среди биологических объектов при воздействии на них ионизирующего излучения, в первую очередь зависят от величины поглощенной энергии излучения. Для характеристики этого показателя используется понятие поглощенной дозы, т. е. энергии излучения, поглощенной в единице массы облучаемого вещества.

Для характеристики дозы по эффекту ионизации, вызываемому в воздухе, используется так называемая экспозиционная доза рентгеновского и излучений, выраженная суммарным электрическим зарядом ионов одного знака, образованных в единице объема воздуха в условиях электронного равновесия.

Поглощенная и экспозиционная дозы излучений, отнесенные к единице времени, носят название мощности поглощенной и экспозиционной доз.

Для оценки биологического действия ионизирующего излучения наряду с поглощенной дозой используют также понятие биологической эквивалентной дозы.

Ионизирующее излучение -- уникальное явление окружающей среды, последствия от воздействия которого на организм на первый взгляд совершенно неэквивалентны величине поглощенной энергии. В настоящее время распространена гипотеза о возможности существования цепных реакций, усиливающих первичное действие ионизирующих излучений.

Процессы взаимодействия ионизирующих излучений с веществом клетки, в результате которых образуются ионизированные и возбужденные атомы и молекулы, являются первым этапом развития лучевого поражения. Ионизированные и возбужденные атомы и молекулы в течение 10-6 с взаимодействуют между собой, давая начало химически активным центрам (свободные радикалы, ионы, ионы-радикалы и др.).

Затем происходят реакции химически активных веществ с различными биологическими структурами, при которых отмечается как деструкция, так и образование новых, несвойственных для облучаемого организма соединений.

На следующих этапах развития лучевого поражения проявляются нарушения обмена веществ в биологических системах с изменением соответствующих функций.

Однако следует подчеркнуть, что конечный эффект облучения является результатом не только первичного облучения клеток, но и последующих процессов восстановления. Такое восстановление, как предполагается, связано с ферментативными реакциями и обусловлено энергетическим обменом. Считается, что в основе этого явления лежит деятельность систем, которые в обычных условиях регулируют естественный мутационный процесс.

Если принять в качестве критерия чувствительности к ионизирующему излучению морфологические изменения, то клетки и ткани организма человека по степени возрастания чувствительности можно расположить в следующем порядке:

* нервная ткань;

* хрящевая и костная ткань;

* мышечная ткань;

* соединительная ткань;

* щитовидная железа;

* пищеварительные железы;

* легкие;

* кожа;

* слизистые оболочки;

* половые железы;

* лимфоидная ткань, костный мозг.

Эффект воздействия источников ионизирующих излучений на организм зависит от ряда причин, главными из которых принято считать уровень поглощенных доз, время облучения и мощность дозы, объем тканей и органов, вид излучения.

Уровень поглощенных доз -- один из главных факторов, определяющих возможность реакции организма на лучевое воздействие. Однократное облучение собаки у-излучением в дозе 4-5 Гр1 (400-500 рад) вызывает у нее острую лучевую болезнь; однократное же облучение дозой 0,5 Гр (50 рад) приводит лишь к временному снижению числа лимфоцитов и нейтрофилов в крови.

Фактор времени в прогнозе возможных последствий облучения занимает важное место в связи с развивающимися после лучевого повреждения в тканях и органах процессами восстановления.

Заболевания, вызываемые действием ионизирующих излучений. Важнейшие биологические реакции организма человека на действие ионизирующей радиации условно разделены на две группы. К первой относятся острые поражения, ко второй -- отдаленные последствия, которые, в свою очередь, подразделяются на соматические и генетические эффекты.

Острые поражения. В случае одномоментного тотального облучения человека значительной дозой или распределения ее на короткий срок эффект от облучения наблюдается уже в первые сутки, а степень поражения зависит от величины поглощенной дозы.

При облучении человека дозой менее 100 бэр, как правило, отмечаются лишь легкие реакции организма, проявляющиеся в изменении формулы крови, некоторых вегетативных функций.

При дозах облучения более 100 бэр развивается острая лучевая болезнь, тяжесть течения которой зависит от дозы облучения. Первая степень лучевой болезни (легкая) возникает при дозах 100-200 бэр, вторая (средней тяжести) -- при дозах 200-300 бэр, третья (тяжелая) -- при дозах 300-500 бэр и четвертая (крайне тяжелая) -- при дозах более 500 бэр.

Дозы однократного облучения 500-600 бэр при отсутствии медицинской помощи считаются абсолютно смертельными.

Другая форма острого лучевого поражения проявляется в виде лучевых ожогов. В зависимости от поглощенной дозы ионизирующей радиации имеют место реакции I степени (при дозе до 500 бэр), II (до 800 бэр), III (до 1200 бэр) и IV степени (при дозе выше 1200 бэр), проявляющиеся в разных формах: от выпадения волос, шелушения и легкой пигментации кожи (I степень ожога) до язвенно-некротических поражений и образования длительно незаживающих трофических язв (IV степень лучевого поражения).

При длительном повторяющемся внешнем или внутреннем облучении человека в малых, но превышающих допустимые величины дозах возможно развитие хронической лучевой болезни.

Отдаленные последствия. К отдаленным последствиям соматического характера относятся разнообразные биологические эффекты, среди которых наиболее существенными являются лейкемия, злокачественные новообразования, катаракта хрусталика глаз и сокращение продолжительности жизни.

Лейкемия -- относительно редкое заболевание. Большинство радиобиологов считают, что вероятность возникновения лейкемии составляет 1--2 случая в год на 1 млн населения при облучении всей популяции дозой 1 бэр.

Злокачественные новообразования. Первые случаи развития злокачественных новообразований от воздействия ионизирующей радиации описаны еще в начале XX столетия. Это были случаи рака кожи кистей рук у работников рентгеновских кабинетов.

Сведения о возможности развития злокачественных новообразований у человека пока носят описательный характер, несмотря на то что в ряде экспериментальных исследований на животных были получены некоторые количественные характеристики. Поэтому точно указать минимальные дозы, которые обладают бластомогенным эффектом, не представляется возможным.

Развитие катаракты наблюдалось у лиц, переживших атомные бомбардировки в Хиросиме и Нагасаки; у физиков, работавших на циклотронах; у больных, глаза которых подвергались облучению с лечебной целью. Одномоментная ката-рактогенная доза ионизирующей радиации, по мнению большинства исследователей, составляет около 200 бэр. Скрытый период до появления первых признаков развития поражения обычно составляет от 2 до 7 лет.

Сокращение продолжительности жизни в результате воздействия ионизирующей радиации на организм обнаружено в экспериментах на животных (предполагают, что это явление обусловлено ускорением процессов старения и увеличением восприимчивости к инфекциям). Продолжительность жизни животных, облученных дозами, близкими к летальным, сокращается на 25~50% по сравнению с контрольной группой. При меньших дозах срок жизни животных уменьшается на 2-4% на каждые 100 бэр.

Достоверных данных о сокращении сроков жизни человека при длительном хроническом облучении малыми дозами до настоящего времени не получено.

По мнению большинства радиобиологов, сокращение продолжительности жизни человека при тотальном облучении находится в пределах 1--15 дней на 1 бэр.

Регламентация облучения и принципы радиационной безопасности. С 1 января 2000 г. облучения людей в РФ регламентируют Нормы радиационной безопасности (НРБ)-96, Гигиенические нормативы (ГН) 2.6.1.054-96.

Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливают для следующих категорий облучаемых лиц:

* персонал -- лица, работающие с техногенными источниками (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);

* население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для указанных категорий облучаемых предусматриваются три класса нормативов:

* основные дозовые пределы (предельно допустимая доза -- для категории А, предел дозы -- для категории Б);

* допустимые уровни (допустимая мощность дозы, допустимая плотность потока, допустимое содержание радионуклидов в критическом органе и др.);

* контрольные уровни (дозы и уровни), устанавливаемые администрацией учреждения по согласованию с Госсанэпиднадзором на уровне ниже допустимого.

Основные дозовые пределы установлены для трех групп критических органов.

Критический орган -- орган, ткань, часть тела или все тело, облучение которых причиняет наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомству. В основу деления на группы критических органов положен закон радиочувствительности Бергонье-Трибондо, по которому самые чувствительные к ионизирующему излучению -- это наименее дифференцированные ткани, характеризующиеся интенсивным размножением клеток.

К первой группе критических органов относятся гонады, красный костный мозг и все тело, если тело облучается равномерным излучением. Ко второй группе -- все внутренние органы, эндокринные железы (за исключением гонад), нервная и мышечная ткань и другие органы, не относящиеся к первой и третьей группам.

К третьей группе -- кожа, кости, предплечья и кисти, лодыжки и стопы.

В НРБ-96 в качестве основных дозовых пределов используется эффективная доза, определяемая произведением эквивалентной дозы в органе на соответствующий взвешенный коэффициент для данного органа или ткани. Эффективная доза используется в качестве меры риска отдаленных последствий облучения человека. Эффективная доза для персонала равна 20 мЗв в год за любые последующие 5 лет, но не более 50 мЗв в год; для населения -- 1 мЗв в год за любые последующие 5 лет, но не более 5 мЗв в год.

Для второй и третьей групп критических органов эквивалентная доза в органе соответственно равна:

* для персонала -- 150 и 300 мЗв;

* для лица из населения -- 15 и 50 мЗв.

Для группы персонала Б эффективная и эквивалентные дозы в органе не должны превышать 1/4 значения для персонала (группа А).

Основные дозовые пределы облучения лиц из персонала и населения установлены без учета доз от природных и медицинских источников ионизирующего излучения, а также доз в результате радиационных аварий. Регламентация указанных видов облучения осуществляется специальными ограничениями и условиями.

Помимо дозовых пределов облучения НРБ-96 устанавливают допустимые уровни мощности дозы при внешнем облучении всего тела от техногенных источников, а также допустимые уровни общего радиоактивного загрязнения рабочих поверхностей, кожи, спецодежды и средств индивидуальной защиты.

Соблюдение установленных норм облучения и обеспечение радиационной безопасности персонала предопределяются комплексом многообразных защитных мероприятий, зависящих от конкретных условий работы с источниками ионизирующих излучений, и в первую очередь от типа (закрытого или открытого) источника излучения.

Защитные мероприятия, позволяющие обеспечить радиационную безопасность при применении закрытых источников, основаны на знании законов распространения ионизирующих излучений и характера их взаимодействия с веществом.

Главные из них следующие:

* доза внешнего облучения пропорциональна интенсивности излучения и времени воздействия;

* интенсивность излучений от точечного источника пропорциональна количеству квантов или частиц, возникающих в нем за единицу времени, и обратно пропорциональна квадрату расстояния;

* интенсивность излучения может быть уменьшена с помощью экранов.

Из этих закономерностей вытекают основные принципы обеспечения радиационной безопасности:

* уменьшение мощности источников до минимальных величин ("защита количеством");

* сокращение времени работы с источниками ("защита временем");

* увеличение расстояния от источников до работающих ("защита расстоянием");

* экранирование источников излучения материалами, поглощающими ионизирующие излучения ("защита экранами").

Гигиенические требования по защите персонала от внутреннего переобучения при использовании открытых источников ионизирующего излучения определяются сложностью выполняемых операций при проведении работ. Вместе с тем главные принципы защиты остаются неизменными. К ним относятся:

* использование принципов защиты, применяемых при работе с источниками излучения в закрытом виде;

* герметизация производственного оборудования для изоляции процессов, которые могут быть источниками поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду;

* мероприятия планировочного характера;

* применение санитарно-технических устройств и оборудования, использование защитных материалов;

* использование средств индивидуальной защиты и санитарная обработка персонала;

* выполнение правил личной гигиены.

Нормы радиационной безопасности (НРБ) представляют собой основополагающий документ в системе государственного регулирования, в котором регламентируются основные дозовые пределы, допустимые уровни воздействия ионизирующего излучения и другие требования по ограничению облучения человека. НРБ в концентрированном виде отражают в определенный исторический период времени научные представления о действии ионизирующего излучения на человека, цели и принципы радиационной защиты, основные дозиметрические и радиометрические величины, используемые в системе ограничения облучения профессиональных работников и населения от различных видов радиационного воздействия. На начальном этапе развития знаний в области радиобиологии человека существовала уверенность в том, что если индивидуальная доза не превысит определенного порогового уровня, то вреда здоровью человека нанесено не будет. Это убеждение основывалось на наблюдениях детерминированных эффектов при достаточно больших дозах рентгеновского излучения или излучения радиоактивных веществ, которые вызывали явные повреждения биологической ткани. Исходя из этого, ранние системы радиационной защиты были направлены на поддержание доз у ограниченного круга специалистов, непосредственно контактирующих с источниками ионизирующих излучений ниже предельно допустимых, которые не приводили бы к проявлению детерминированных эффектов.

Нормы радиационной безопасности (НРБ--96)

Гигиенические нормативы

ГН 2.6.1.054-96

Radiation Safety Standards

1. Область применения

1.1. Нормы радиационной безопасности НРБ--96 применяются для обеспечения безопасности человека во всех условиях воздействия на него ионизирующего излучения искусственного или природного происхождения.

Требования и нормативы, установленные Нормами радиационной безопасности НРБ--96, являются обязательными для всех юридических лиц, независимо от их подчиненности и формы собственности, в результате деятельности которых возможно облучение людей, а также для администраций субъектов Российской Федерации, местных органов власти и граждан.

1.2. Настоящие Нормы являются основополагающим документом, регламентирующим требования закона Российской Федерации «О радиационной безопасности населения» в форме основных дозовых пределов, допустимых уровней воздействия ионизирующего излучения и других требований по ограничению облучения человека. Никакие частные нормативные и методические документы не должны противоречить Нормам радиационной безопасности НРБ-96.

1.3. Нормы радиационной безопасности НРБ-96 распространяются на следующие виды воздействия ионизирующего излучения на человека:

* облучение персонала и населения в условиях нормальной эксплуатации техногенных источников ионизирующего излучения;

* облучение персонала и населения в условиях радиационной аварии;

* облучение работников промышленных предприятий и населения природными источниками ионизирующего излучения;

* медицинское облучение населения.

Требования по обеспечению радиационной безопасности сформулированы для каждого вида облучения. Суммарная доза от всех видов облучения используется только для оценки радиационной обстановки и медицинских последствий.

1.4. Требования Норм радиационной безопасности не распространяются на источники ионизирующего излучения, создающие годовую эффективную дозу не более 10 мкЗв и коллективную годовую дозу не более 1 чел-Зв при любых условиях их использования, а также на космическое излучение на поверхности Земли и облучение, создаваемое содержащимся в организме человека калием-40, на которые практически невозможно влиять.

Следующие источники автоматически освобождаются от регламентации:

а) генераторы излучении при условиях, что:

* они разрешены органами Госсанэпиднадзора для использования без радиационного контроля,

* в условиях нормальной эксплуатации мощность эквивалентной дозы в любой точке на расстоянии 0,1 м от любой доступной поверхности аппаратуры не превышает 1,0 мкЗв/ч;

б) генераторы излучения с максимальной энергией излучения не более 5 кэВ;

в) радиоактивные вещества, удельная или суммарная активность которых меньше приведенных в приложении П--4.

Радиационный контроль является важнейшей частью обеспечения радиационной безопасности, начиная со стадии проектирования радиационно-опасных объектов. Он имеет целью определение степени соблюдения принципов радиационной безопасности и требований нормативов, включая не превышение установленных основных пределов доз и допустимых уровней при нормальной работе, получение необходимой информации для оптимизации защиты и принятия решений о вмешательстве в случае радиационных аварий, загрязнения местности и зданий радионуклидами, а также на территориях и в зданиях с повышенным уровнем природного облучения. Радиационный контроль осуществляется за всеми источниками излучения.

Размещено на Allbest.ru