760 Мм рт. Ст.)], у якій відбуваються первинні процеси взаємодії фото1

нів з повітрям. За визначенням, 1 Р відповідає заряд 1 СГСЕ = nq, де

n – число іонів, q – заряд іона (q = 4,8·10110 СГСЕ).

Таким чином, для одержання експозиційної дози в 1 Р потрібно,

щоб витрачена на іонізацію в 1 см3 (чи в 1 г) повітря енергія відповід1

но дорівнювала

1Ð = 0,114 åðã/ñì3 = 87,7 åðã/ã.

Величини 0,114 ерг/см3 і 87,7 ерг/г прийнято називати енергетичними

еквівалентами рентгена. Співвідношення між поглиненою дозою випромі1

нювання, вираженої в радах, і експозиційною дозою рентгенівського і

1випромінювань, вираженої в рентгенах, для повітря має вигляд

Dýêñï = 0,877 Dïîãë. (2.85)

Поглинена чи експозиційна дози випромінювань, віднесені до оди1

ниці часу, називаються потужністю дози (Р) відповідно поглиненої

чи експозиційної. Вона характеризує швидкість нагромадження дози і

може чи збільшуватися чи зменшуватися згодом.

Якщо за деякий проміжок часу dt збільшення дози дорівнює dD, то

середнє значення потужності дози:

Ð = dD/dt. (2.86)

Різні види ІВ справляють неоднакові біологічні дії. Для оцінки біо1

логічної дії різних видів ІВ нормативами НРБУ197 (Норми радіа1

ційної безпеки України) введено поняття радіаційний зважуючий фак1

тор – WR, який показує у скільки разів даний вид випромінювання

справляє більш сильну біологічну дію, ніж (R) – випромінювання

при однаковій поглиненій дозі. Для 1випромінювання WR складає 20,

для 1випромінювання 1 і нейтронного випромінювання – 5–20.

Для оцінки можливих наслідків іонізуючого опромінювання з

урахуванням іонізуючої здатності випромінювання введено поняття

еквівалентної дози (Н):

Н= Dпогл · WR; (2.87)

Одиницею виміру еквівалентної дози в системі СИ є зіверт,

1 Зв =Дж/кг. Позасистемною одиницею еквівалентної дози є бер,

1бер = 0,01 Зв.

Якщо еквівалентні дози однакові, ступінь ураження окремих орга1

нів і тканин тіла людини залежить від радіаційної чутливості цих

органів і тканин. Для оцінки ступеня радіаційного ураження людини

з урахуванням радіаційної чутливості окремих органів і тканин введе1

но поняття ефективної дози (Е), яка визначається виразом:

Е= НТ · WТ, (2.88)

де НТ – еквівалентна доза в тканині чи органі,

WТ – тканинний зважуючий фактор, який характеризує відносний стохастичний

ризик опромінювання окремих тканин (WТ для гонад – 0,2; для червоного кістко1

вого мозку, кишечнику, легень – 0,12; для більшості внутрішніх органів – 0,05; для

шкіри, кісток – 0,01).

2.10.3. Б³олог³чний вплив ³он³зуючих випром³нювань

Механізм взаємодії випромінювання з речовиною залежить від

властивостей середовища, виду та енергії випромінювання.

Вивчення дії випромінювання на організм людини визначило

наступні особливості:

дія ІВ на організм невідчутна людиною. У людей відсутній орган

почуття, що сприймає іонізуючі випромінювання. Тому людина може

проковтнути чи вдихнути радіоактивну речовину без усяких первин1

262

263

них відчуттів. Дозиметричні прилади є як би додатковим органом

почуттів, призначеним для сприйняття ІВ;

висока ефективність поглиненої енергії. Мала кількість поглине1

ної енергії випромінювання може викликати глибокі біологічні зміни

в організмі;

різні органи живого організму мають свою чутливість до опромі1

нення. При щоденному впливі дози 0,002–0,005 Гр вже настають

зміни в крові;

наявність прихованого чи інкубаційного періоду прояву дії іоні1

зуючого випромінювання. Цей період часто називають періодом уда1

ваного благополуччя. Тривалість його скорочується зі збільшенням

дози;

дія малих доз може підсумовуватися чи накопичуватися. Цей

ефект називається кумуляцією;

вплив опромінювання може проявлятися безпосередньо на живо1

му організмі у вигляді миттєвих уражень (соматичний ефект), через

деякий час у вигляді різноманітних захворювань (соматично1стоха1

стичний ефект), а також на його потомстві (генетичний ефект);

не кожен організм у цілому однаково реагує на опромінення.

Іонізуюче випромінювання, впливаючи на живий організм, викли1

кає в ньому ланцюг зворотних і незворотних змін, що призводять до

тих чи інших біологічних наслідків, залежно від виду, рівня опромі1

нення, часу дії, розміру поверхні, яка опромінюється, та властивостей

організму. Первинним етапом – спусковим механізмом, що ініціює

різноманітні процеси в біологічному об’єкті, є іонізація і порушення

молекулярних зв’язків. У результаті впливу ІВ порушується нормаль1

ний плин біохімічних процесів і обмін речовин, блокується ділення

клітин та процеси регенерації тканин. Відомо, що 2/3 загального скла1

ду тканини людини складають вода і вуглець. Вода під впливом

випромінювання розщеплюється на водень Н і гідроксильну групу

ОН, що безпосередньо, або через ланцюг вторинних ланцюгових пере1

творень призводить до утворення продуктів з високою хімічною

активністю: гідратного оксиду НО2 і перекису водню Н2О2. Ці з’єд1

нання взаємодіють з молекулами органічної речовини тканини, оки1

сляючи і руйнуючи її на клітинному рівні.

Залежно від величини поглиненої дози випромінювання та індивідуаль1

них особливостей організму викликані зміни можуть бути зворотними чи

незворотними. У випадку невеликих доз уражені тканини відновлюють свою

функціональну діяльність. Великі дози при тривалому впливі можуть викли1

кати незворотне ураження окремих органів чи всього організму.

Будь1який вид ІВ викликає біологічні зміни в організмі як при зовнішньо1

му (джерело знаходиться поза організмом), так і при внутрішньому опромі1

ненні (радіоактивні речовини попадають усередину організму, наприклад

пероральним чи інгаляційним шляхом). Найбільш небезпечними щодо

внутрішнього опромінення є речовини, які мають більшу іонізуючу здатність,

тобто 1 і 1випромінювачі. Зовнішнє опромінення 1, а також 1частками

менш небезпечно. Вони мають невеликий пробіг у тканині і не досягають кро1

вотворних чи інших внутрішніх органів. Небезпечними для зовнішнього

опромінення є 1 і нейтронне випромінення, що проникає у тканину на вели1

ку глибину і руйнує її.

Важливим фактором впливу ІВ на організм є тривалість опромінення. У

результаті одноразового опроміненні всього тіла людини можливі біологічні

порушення залежать від сумарної поглиненої дози випромінювання.

Поглинена доза випромінювання, що викликає ураження окремих частин

тіла, а потім смерть, перевищує смертельну поглинену дозу опромінення

всього тіла. Смертельні поглинені дози для окремих частин тіла наступні:

голова – 20 Гр, нижня частина живота – 30 Гр, верхня частина живота – 50 Гр,

грудна клітка – 100 Гр, кінцівки – 200 Гр. Променеві захворювання можуть

початися вже при дозі в 1 Гр. При загальному опроміненні за короткий термін

доза 5–6 Гр призводить до смертельного результату у 100% опромінених,

якщо постраждалим не була вчасно надана спеціальна медична допомога.

Ступінь чутливості різних тканин до опромінення неоднакова. Якщо роз1

глядати тканини органів у порядку зменшення їхньої чутливості до впливу

випромінювання, то одержимо наступну послідовність: зародкові клітини,

червоний кістковий мозок, селезінка, легені, лімфатична тканина, зобна зало1

за. Велика чутливість кровотворних органів до радіації лежить в основі визна1

чення характеру променевої хвороби. У разі одноразового опромінення всього

тіла людини поглиненою дозою 0,5 Гр за добу після опромінення може різко

скоротитися число лімфоцитів. Зменшиться також і кількість еритроцитів

(червоних кров’яних тілець) по закінченні двох тижнів після опромінення. У

здорової людини нараховується біля 1014 червоних кров’яних тілець (щоденне

відтворення 1012), а у хворого променевою хворобою таке співвідношення

порушується, і в результаті гине організм.

Ступінь ураження організму залежить від розміру поверхні, що опроміню1

ється. Зі зменшенням поверхні, що опромінюється, зменшується і біологічний

ефект. Так, у разі опромінення фотонами поглиненою дозою 4 Гр ділянки тіла

площею 6 см2 помітного ураження організму не спостерігалося, а у разі опромі1

нення такою ж дозою всього тіла було 50% смертельних випадків.

Радіоактивні речовини можуть потрапляти всередину організму в

результаті вдиханні повітря, забрудненого радіоактивними елементами, із

забрудненою їжею чи водою, через шкіру, а також у результаті зараження від1

критих ран.

Найчастіше радіоактивні речовини попадають в організм через травний

тракт внаслідок недотримання вимог безпеки.

Небезпека радіоактивних джерел, що попадають тим чи іншим шляхом в

організм людини, тим більше, чим вище їх активність. Ступінь небезпеки зал1

ежить також від швидкості виведення речовини з організму. Період напівви1

264

265

ведення Тнв, тобто термін за який активність нукліда в організмі зменшиться

у два рази, для калію140 Тнв = 58 діб; цезію1137 Тнв = 70 діб; для стронцію190

Тнв = 1,8 · 104 діб.

Деякі радіоактивні речовини, потрапляючи в організм, розподіляються в

ньому більш1менш рівномірно, інші концентруються в окремих внутрішніх

органах. Так, у кісткових тканинах відкладаються джерела a1випромінюван1

ня (радій1226, уран1238, плутоній1239); 1випромінювання (стронцій190,

ітрий191). Ці елементи, хімічно зв’язані з кістковою тканиною, дуже важко

виводяться з організму. Тривалий час утримуються в організмі також еле1

менти з великим атомним номером (полоній, уран і ін.). Елементи, що утво1

рюють в організмі легкорозчинні солі, накопичуються в м’яких тканинах і

відносно легко видаляються з організму. У м’язових тканинах більш менш

рівномірно розподіляються джерела 1випромінювання натрій124 та цезій1137,

а у щитовидній залозі відбувається накопичування 1випромінюючого еле1

менту йод1131. Накопичування радіоактивних елементів в окремих ткани1

нах та органах обумовлює з часом розвиток в них патологічних змін, напри1

клад злоякісних пухлин.