Раздел 2

Обеспечение РАДИАЦИОННОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ НА АЭС

5. Биологическое воздействие

ионизирующего излучения

Механизм биологического воздействия излучения

Специфика воздействия ионизирующего излучения на биологические объекты заключается в том, что произведенный эффект обусловлен не столько количеством поглощенной энергии, сколько той формой, в которой эта энергия передается. Никакой другой вид энергии (тепловой, электрической и др.), поглощенной биологическим объектом в том же количестве, не приводит к таким изменениям, какие вызывает ионизирующее излучение. Действительно, смертельная доза ионизирующего излучения для человека 6Гр (6·10² рад) соответствует поглощенной энергии 6Дж/кг, что может вызвать нагрев тела на 0,001⁰С. Это эквивалентно энергии, заключенной в стакане теплого чая.

Биологическое действие ионизирующего излучения условно можно подразделить на первичные физико-химические процессы, возникающие в молекулах живых клеток и окружающего их субстрата и вторичные - нарушение функций целого организма, как следствие первичных процессов.

В результате облучения в живой ткани, как в любой среде, поглощается энергия и возникает возбуждение и ионизация атомов облучаемого вещества. Поскольку у человека основную часть массы тела составляет вода (около 75%) первичные процессы во многом определяются поглощением излучения водой клеток, ионизацией молекул воды с образованием высокоактивных в химическом отношении свободных радикалов типа OH^- или H⁺ и последующими цепными каталитическими реакциями (в основном, окислением этими радикалами молекул белка).

Таким образом осуществляется косвенное (непрямое) действие излучения через продукты радиолиза воды.

Прямое действие ионизирующего излучения может вызвать расщепление молекул белка, разрыв наименее прочных связей, отрыв радикалов и другие изменения.

В дальнейшем под действием первичных процессов в клетках возникают функциональные изменения подчиненные уже биологическим законам жизни и гибели клеток. Под действием первичных процессов в клетках возникают функциональные изменения, наиболее важными из которых являются нарушение клеточного деления, взаимодействия клеток, изменение их генетического аппарата и гибель. Причем, самые ранние эффекты в клетках связаны не с нарушением процесса деления, а обычно связаны с повреждениями межклеточных мембран.

Наиболее чувствительными являются клетки постоянно обновляющихся (дифференцирующихся) тканей некоторых рганов (костный мозг, половые железы, селезенка и т.п.)

Изменения на клеточном уровне, и гибель клеток приводят к таким нарушениям в тканях, в функциях отдельных органов и в межорганных взаимосвязанных процессах организма, которые вызывают различные последствия для организма или гибель организма.

Радиационные эффекты облучения людей

Классификация возможных последствий облучения людей (табл. 5.1) может быть осуществлена в соответствии с особенностями воздействия излучения на биологическую ткань.

Соматические (телесные) эффекты - это последствия воздействия на самого облучаемого, а не на его потомство. Соматические эффекты облучения делят на стохастические (вероятностные) и нестохастические.

К нестохастическим соматическим эффектам относятся поражения, вероятность возникновения и степень тяжести которых растут по мере увеличения дозы облучения и для возникновения которых существует дозовый порог. К таким эффектам относят, например, локальное незлокачественное поражение кожи (лучевой ожог), катаракта глаз (потемнение хрусталика), повреждение половых клеток (кратковременная или постоянная стерилизация) и др.

Мутации – внезапные естественные или вызванные искусственно наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

Таблица 5.1