Конспект лекции по теме: «гигиеническая характеристика ионизирующего излучения»
Ионизирующее излучение – это излучение, приводящее к образованию в облучаемой среде ионов. Ионизирующими свойствами обладает корпускулярное излучение (α-частицы, β-частицы, нейтроны) и коротковолновое электромагнитное излучение ( γ-лучи, рентгеновские лучи, космические лучи).
Ионизирующее излучение образуется в процессе самопроизвольного превращения неустойчивых изотопов одних химических элементов в другие. Самопроизвольное превращение одних химических элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующего излучения, называют радиоактивностью. За единицу радиоактивности принят беккерель – одно превращение в секунду. Внесистемная единица радиоактивности – кюри (1 Ки = 3,7х1010Бк). Рентгеновское излучение имеет неядерное происхождение и возникает в результате торможения потока электронов в рентгеновской трубке.
Корпускулярное и электромагнитное излучение характеризуются проникающей и ионизирующей способностью. Поток α-частиц обладает огромной ионизирующей и незначительной проникающей способностью. Рентгеновское излучение и γ-излучение имеют низкую ионизирующую и наиболее проникающую способность.
Для гигиенической оценки γ- и рентгеновского излучения используется экспозиционная доза, характеризующаяся образованием в воздухе ионов с зарядом обоих знаков.
Количество энергии любого ионизирующего излучения, поглощенное облучаемым телом, называется поглощенной дозой. Поглощенная доза, умноженная на коэффициент качества, отражающий способность данного излучения повреждать ткани организма, даёт индивидуальную эквивалентную дозу. Коэффициент качества для γ- и β-излучения с энергией до 3 МэВ равен 1, для α-частиц – 20.
Суммарный эффект облучения отражает индивидуальная эффективная эквивалентная доза, которая получается при суммировании произведений эквивалентных доз всех органов и тканей на соответствующие коэффициенты радиочувствительности. Более чувствительными являются красный костный мозг и половые железы, менее – нервная ткань.
Просуммировав индивидуальные эффективные эквивалентные дозы, можно определить коллективную эффективную эквивалентную дозу. Зная величину коллективной дозы, можно оценить масштаб радиационного поражения.
Для радиационного контроля применяют дозиметры и радиометры. Дозиметры предназначены для измерения мощности экспозиционной дозы. С помощью портативных дозиметров осуществляют индивидуальный дозиметрический контроль. Радиометры служат для определения радиоактивного загрязнения поверхности различных предметов, тела человека, радиоактивности продуктов, воды, почвы, растительности.
Воздействие ионизирующего излучения на биологические объекты включает стадии электрических, физико-химических, химических и биологических изменений. Электрические изменения заключаются в появлении «ионизированных» атомов, физико-химические – в образовании «свободных радикалов». Сущность химических изменений состоит в химической модификации биологически важных молекул, биологических – в структурных и функциональных нарушениях и гибели.
Человек подвергается внешнему и внутреннему облучению.
Внешнее облучение создается радиоактивными элементами, находящимися вне организма, а внутреннее – радионуклидами, попавшими в организм с водой, воздухом, пищей. Рентгеновское излучение, γ-излучение и поток нейтронов оказывают сильное поражающее действие при внешнем облучении. Повреждающее действие β-излучения отмечается при попадании частиц непосредственно на кожу, глаза и в пищеварительный тракт. Особую опасность представляют α-частицы при попадании внутрь, а внешнее облучение ими практически безвредно.
После попадания в организм радиоактивный углерод, полоний и инертные газы распределяются равномерно по всем органам и тканям. Преимущественно в костях накапливаются радиоизотопы урана, радия, стронция, в мышцах –радиоактивный калий, цезий, в щитовидной железе – йод, в эпителии бронхов – радон.
Выводятся радионуклиды из организма через легкие, почки, кожу, желудочно-кишечный тракт. Эффективный период полувыведения – это время, в течение которого активность радионуклида в организме уменьшается вдвое. Для различных изотопов он колеблется от нескольких часов (натрий -24), до нескольких дней (йод – 131) и десятков лет (стронций – 90).
Дети, люди пожилого возраста и беременные женщины более чувствительны к ионизирующему воздействию. По степени радиочувствительности выделяют три группы критических органов. Наиболее чувствительны органы I группы, менее чувствительны – II группы и мало чувствительны – III группы
Группы критических органов
Группа |
Орган |
I |
Все тело, гонады и красный костный мозг
|
II |
Мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, ЖКТ, легкие, хрусталики глаз и другие органы, не относящиеся к I и III группам |
III
|
Кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки и стопы |
Облучение организма приводит к развитию стохастических (вероятностных) и детерминированных эффектов. К детерминированным эффектам относят лучевые поражения и лучевая болезнь. Локальные лучевые повреждения включают лучевые ожоги кожи, помутнение хрусталика (лучевая катаракта), выпадение волос и др. Лучевая болезнь может протекать в острой или хронической форме. Облучение всего организма дозой 1-10 Зв приводит к развитию типичной клинической картины острой лучевой болезни. При дозе 1-2,5 Зв развивается легкая, 2,5-4 Зв – средней тяжести, 4-6 Зв – тяжелая, 6-10 Зв и более – очень тяжелая форма лучевой болезни. Для острой лучевой болезни характерна определенная стадийность и многообразие признаков. В типичных случаях в клинической картине лучевой болезни выделяют периоды общей первичной реакции, скрытый, разгара болезни и восстановления.
В диапазоне доз 1-6Зв у облученного человека развивается костно-мозговая форма лучевой болезни. При воздействии радиации в дозе 10-50Зв формируется кишечная, а более 50Зв – церебральная форма лучевой патологии. При дозах выше 100Зв гибель человека происходит в первые часы после облучения вследствие необратимого поражения центральной нервной системы.
Хроническая лучевая болезнь возникает при длительном облучении в малых дозах, обычно при суммарной дозе 0,7-1Зв и мощности 1-5 мЗв в сутки.
К стохастическим эффектам относятся повышенная вероятность возникновения злокачественных новообразований, угнетение иммунитета, генетические последствия. Стохастические эффекты лучевого воздействия обычно возникают при дозе 0,1-0,3Зв, однако уже при дозе 0,01Зв в крови увеличивается содержание лейкоцитов.
В основе стохастических эффектов лежат хромосомные и генные мутации. Мутации в соматических клетках приводят к злокачественным опухолям, в половых – к бесплодию, гибели эмбриона, рождению нежизнеспособного плода или рождению ребенка с различными уродствами.