35. Внутренне облучение. Пути попадания радионуклидов в организм человека. Период полувыведения различных радиоизотопов.

Под внутреннем облучением понимают такой процесс, при котором источники излучения находятся внутри человеческого организма, попадая туда при вдыхании, заглатывании, а также через повреждения кожного покрова.Это отличие обусловливает ряд особенностей, которые делают внутреннее облучение во много раз более опасным, чем внешнее, при одних и тех же количествах радионуклидов.

Во-первых, резко увеличивается время облучения тканей организма, так как в отличие от внешнего облучения, где доза определяется временем пребывания в зоне радиационного воздействия, при внутренннем облучении время облучения совпадает со временем пребывания радиоактивного вещества в организме. Для наиболее опасных веществ, таких, как Ra226 или Pu239, выведение из организма практически отсутствует, и облучение длится всю жизнь.

Во-вторых, доза внутреннего облучения резко возрастает из-за практически бесконечно малого расстояния до ионизируемой ткани (так называемое контактное облучение).

В-третьих, введение радиоактивных веществ в организм означает исключение поглощения ионизирующих а-частиц роговым слоем кожи и переводит а-активные вещества из полностью безопасных при внешнем облучении в разряд наиболее опасных.

В-четвёртых, за очень небольшим исключением радиоактивные вещества распределяются по тканям организма не равномерно, а избирательно концентрируюсь в отдельных органах, еще более усиливаю их локальное облучение.

В-пятых, в случае внутреннего облучения мы лишены возможности, использовать те методы защиты, которые разработаны для внешнего облучения (экранирование, выход из зоны или сокращение времени пребывания в ней).

Эффекты воздействия внутреннего облучения на человека обычно делятся на две категории

1) Соматические (телесные) - возникающие в организме человека, который подвергается облучению.

2) Генетические - связанные с повреждением генетического аппарата и проявляющиеся в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки человека, подвергшегося облучению.

Радионуклиды накапливаются в органах неравномерно. В процессе обмена веществ в организме человека они замещают атомы стабильных элементов в различных структурах клеток, биологически активных соединениях, что приводит к высоким локальным дозам. При распаде радионуклида образуются изотопы химических элементов, принадлежащие соседним группам периодической системы, что может привести к разрыву химических связей и перестройке молекул. Эффект радиационного воздействия может проявиться совсем не в том месте, которое подвергалось облучению. Превышение дозы радиации может привести к угнетению иммунной системы организма и сделать его восприимчивым к различным заболеваниям. При облучении повышается также вероятность появления злокачественных опухолей.

Степень радиационной опасности радионуклидов при внутреннем облучении определяет ряд параметров:

1) Путь поступления радиоактивного вещества в организм (через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт или непосредственно в кровь через повреждение кожи);

2) Распределение радиоактивного вещества в организме;

3) Продолжительность поступления радиоактивного вещества в тело человека.

4) Время пребывания излучателя в организме (определяемое периодом радиоактивного полураспада и периодом биологического полувыделения);

5) Энергия, излучаемая радионуклидами в единицу времени (определяется произведением числа актов распада в единицу времени на среднюю энергию одного акта распада);

6) Масса облучаемой ткани (зависит от проникающей способности излучения и локализации радиоактивного вещества в организме);

7) Отношение массы облучаемой ткани к массе всего тела;

8) Количество радионуклидов в органе, т. е. количество актов распада в единицу времени.

Пути проникновения радионуклидов. Поступление радиоактивных веществ в организм человека происходит через желудочно-кишечный тракт, дыхательную систему и кожные покровы. Последний путь возможен в основном при наличии открытых участков кожи (значительная часть РН оказывается на одежде), особенно при ее повреждении, и характерен для периода выпадения радиоактивных осадков. В этой же ситуации много радионуклидов, находящихся в воздухе в виде аэрозолей или на пылевых частицах, попадает в организм через органы дыхания. При этом крупные частицы (более 5 мкм) оседают в полости носоглотки, отхаркиваются и частично попадают в пищеварительный тракт. Очень мелкие, размером менее 1 мкм, частицы в основном (более 90%) удаляются с выдыхаемым воздухом. В легких и нижних отделах дыхательных путей оседают частицы аэрозолей размером от 1 до 5 мкм. Через поверхность тела в организм поступает не более сотой доли процента радиоактивности, еще около 1% — через органы дыхания. Основная масса радионуклидов проникает через органы пищеварительной системы, причем с питьевой водой поступает 5% РН, остальные — с пищей. Радиоактивные вещества всасываются практически на всем протяжении желудочно-кишечного тракта (максимальное количество — в тонком кишечнике, минимальное — в желудке, двенадцатиперстной и слепой кишке). Интенсивность всасывания зависит от особенностей продукта питания, степени его загрязнения РН, химических характеристик последних (растворимость, необходимость организму), физиологического состояния самого организма и некоторых других показателей. Радиоактивные вещества с током крови разносятся по всему организму. Дальнейшая судьба вовлеченных в обмен веществ радионуклидов в основном зависит от их химических свойств. Как правило, они накапливаются в тех органах и тканях, в составе которых имеются стабильные элементы с аналогичными свойствами. Выделяют два основных типа распределения радиоактивных веществ в организме: скелетный и диффузный. Скелетный тип распределения характерен в основном для радионуклидов щелочноземельных элементов, например для стронция ( 90 Sr ). В минеральной части костей могут накапливаться изотопы бария, радия, плутония . Диффузный тип распределения присущ изотопам щелочных элементов (калий, цезий ), элементов, входящих в состав органических веществ (тритий, азот и водород), а также полонию и некоторым другим.