Радиобиология. В 3 частях. Ч.1. Введение в радиобиологию. Учебное пособие

Также световое излучение вызывает поражение глаз:

временное ослепление после взгляда на светящуюся область - длится в течение нескольких минут. Особенно действен световой импульс в ночное время суток;

ожоги глазного дна возникают в результате прямого взгляда на светящуюся область;

ожоги роговицы и век глаз возникают при тех же условиях, что

иожоги незащищенных участков кожи.

Следует учитывать, что роговица и веки глаз имеют не такую грубую структуру, как кожный покров, поэтому и величины светового импульса, вызывающего поражения, будут меньше.

5.1.5. Электромагнитный импульс

Электромагнитный импульс возникает в результате ионизации воздуха и появления мощных электромагнитных полей, которые в электрических цепях (антенная, кабельная, линиях электропередачи и т.п.) создают импульс наведенного тока, что может вызвать пробой изоляции и поражение электрическим током, а также взрыв элек- тронно-лучевых трубок и ранения осколками стекла. Непосредственно на человека электромагнитный импульс не действует.

При авариях или разрушениях ядерных реакторов основным поражающим фактором является радиоактивное загрязнение местности. Зоны радиоактивного загрязнения местности имеют более сложную конфигурацию, добавляется зона «М» («зона радиационной опасности»). Другими особенностями радиоактивного загрязнения местности при радиационных авариях являются более медленный, чем в случае ядерного взрыва, спад мощности дозы излучения на местности, а также более высокие адгезивность и контаминирующая способность выпадающих радиоактивных веществ.

Внешнее бета- и гамма-облучение может происходить и в момент прохождения радиоактивного облака. Как и при ядерном взрыве, масштабы радиоактивного загрязнения местности зависят от метеоусловий (скорость ветра, наличие осадков и т.д.). При радиационной аварии выше риск инкорпорации радионуклидов, что связано с особенностями их физических характеристик (более мелкодисперсные). В первые две недели наибольшую опасность представляет в этом

51

аспекте смесь радиоизотопов йода, а в поздние сроки (годы) – долгоживущие радионуклиды (цезий-137, стронций-90).

5.2. Радиационная обстановка, понятие о зонах радиоактивного загрязнения и радиационных очагах

Под радиоактивной обстановкой подразумеваются масштабы и степень радиоактивного загрязнения местности, оказывающие влияние на работу промышленных объектов и жизнедеятельность населения. Она зависит в основном от количества, мощности и вида ядерных взрывов, времени, прошедшего с момента нанесения ядерного удара, и метеорологических условий. Радиационная обстановка должны быть выявлена и оценена в целях максимального снижения эффективности, примененного противником ядерного оружия, предупреждения или уменьшения радиационных потерь. Выявление радиационной обстановки включает сбор и обработку информации, необходимой для определения масштабов и степени радиоактивного загрязнения. Этот процесс заканчивается нанесением на рабочую карту (схему) отдельных точек с уровнями радиации или зон радиоактивного загрязнения.

По степени радиоактивного загрязнения и возможным последствиям внешнего облучения на радиоактивно загрязненной местности (как в районе взрыва, так и на следе облака) принято выделять зоны умеренного (А), сильного (Б), опасного (В) и чрезвычайно опасного (Г) загрязнения. Так, в зоне (Г), при действии в танках или нахождении в каменных зданиях в течение первых часов после взрыва, население получает тяжелые радиационные поражения. Даже кратковременное пребывание на открытой местности в этой зоне влечет за собой смертельные поражения. В зоне (В), у людей, открыто расположенных на местности, тяжелые радиационные поражения возникают даже при кратковременных действиях, особенно в первые сутки после взрыва. При нахождении же в блиндажах и убежищах поражения практически исключаются вследствие защитного действия указанных объектов. В пределах зоны (Б) опасность радиационных поражений несколько меньше. Потеря трудоспособности наблюдается только в течение первых 12 ч после взрыва. В зоне (А) в течение первых суток после ее образования открыто расположен-

52

ный на местности личный состав и население могут получить дозы, выводящие его из строя (потеря трудоспособности). Однако при действиях в этой зоне на автомобилях, бронетранспортерах, а также при нахождении в окопах, траншеях и в зданиях личный состав и население, как правило, не получают доз радиации, приводящих к потере трудо- и боеспособности. За пределами зоны А выход из строя личного состава и потеря трудоспособности населения даже при открытом расположении его на местности практически исключаются.

Внешние границы зон определяются, исходя из двух критериев – доз излучения, полученных открыто расположенными на местности людей за время полного распада радионуклидов, а также уровней радиации, измеренных через 1 ч или через 10 ч после ядерного взрыва. Территория, на которой под воздействием поражающих факторов ядерного взрыва возникают разрушения, пожары, радиоактивное загрязнение местности, массовые безвозвратные и санитарные потери, называется очагом ядерного поражения. Согласно медикотактической классификации, очаги взрывов ядерных и нейтронных боеприпасов малой и сверхмалой мощности обозначают как очаги радиационных поражений, так как основным поражающим фактором является проникающая радиация. При взрыве ядерного боеприпаса мощностью 10 Кт и выше радиусы поражающего действия ударной волны, светового излучения и проникающей радиации почти совпадают. Более половины пораженных будут иметь комбинированные поражения – облучение и травмы. По этой причине очаги взрывов ядерных боеприпасов мощностью 10–50 Кт обозначают как очаги комбинированных радиационных поражений. Очаги взрывов мощных и сверхмощных боеприпасов, в которых основным поражающим фактором является световое излучение, называются очагами термических поражений.

53

Тема 6. Основы радиоэкологии

Предмет и задачи радиоэкологии. Источники и пути поступления радионуклидов во внешнюю среду. Физико-химическое состояние радионуклидов в почве, воде, кормах, органах и тканях животных. Радиоактивные осадки (первичные, вторичные и глобальные). Миграция радионуклидов по биологическим цепочкам: почва – растения – животное – продукция животноводства и растениеводства – человек. Переход радионуклидов в животноводческую продукцию.

Радиоэкология – наука, изучающая распределение радионуклидов в биосфере, особенности жизнедеятельности организмов растений и животных в условиях с повышенной относительно фоновой радиоактивности.

Радиоактивные источники (радионуклиды) по происхождению делятся на естественные (природные) и искусственные.

Естественные радионуклиды появились с момента зарождения планеты Земля, в недрах которой они представлены радиоактивными семействами U-238 (T½ = 4,5 млрд лет), U-235 (T½ = = 704 млн лет) и Th-232 (T½ = 14 млрд лет). Во Вселенной радионуклиды космогенного характера в недрах звезд, Солнца представлены легкими по массе изотопами.

Искусственные радионуклиды появились в биосфере в результате испытаний и применения атомного оружия, аварий на АЭС и предприятий, использующих радиоактивные источники (металлургическая промышленность, производство ракетного топлива и т.д.). Следствием этого явилось образование радиоактивного облака, по ходу движения которого выпадали радиоактивные осадки, оставляя за собой радиоактивный след. В нем преобладают долгоживущие нестабильные изотопы.

Первичные радиоактивные осадки состоят из тяжелых крупных частиц (конгломератов), оседающих с пылью или дождем на расстоянии до нескольких сотен километров.

Вторичные осадки состоят из более мелких образований радионуклидов, которые поднимаются на несколько километров в средние слои атмосферы и относятся воздушными потоками на сотни и тысячи километров от места взрыва.

54

Глобальные (поздние) осадки состоят из пылевидных частиц, которые поднимаются в верхние слои атмосферы и с потоками воздуха циркулируют в течение 5 – 6 лет, выпадая в любой точке планеты. Следовательно, радиоактивное загрязнение носит при этом не локальный, а глобальный характер.

Загрязнение водоемов и почвы дает начало распространению радионуклидов по пищевой (биологической) цепи.

Пищевая цепь – это распространение вещества и энергии между звеньями биогеоценоза, представляющими различные трофические уровни.

На миграцию радионуклидов по «пищевым» цепям влияют фи- зико-химические свойства радионуклидов в почве, содержание в ней стабильных изотопов (химических аналогов), свойства самой почвы, коэффициенты накопления, биологические особенности растений и агротехника возделывания культур.

Особенность перехода радионуклидов между звеньями «пищевой» цепи определяет соответствующий коэффициент дискриминации (от лат. discriminatio - «различение») или различимости. Для Sr-90 и Cs-137 он рассчитывается по формулам:

Для более полной характеристики радиационной ситуации на территории хозяйства, в котором проводится отбор проб, обязательно рассчитывают коэффициент дискриминации. Он показывает передвижение, распространение и аккумулирование (накопление)

55

радионуклидов во всех звеньях биологической цепи. В «пищевых» цепях, переходя от звена к звену, радионуклиды количественно изменяются, что можно рассчитать по выше приведенным формулам.

Отношение содержания 90Sr к Са в биологических объектах по-

лучила название стронциевой единицы (с.е.): 1 с.е. = 10-12 Ки 90Sr на 1 г Ca.

Аналогично этому было введено понятие цезиевой единицы (ц.е.) - единицы содержания радиоизотопа Cs137 в биологических объектах, соответствующей содержанию 1 мкКи 137Cs на 1 г калия, входящего в состав данного объекта:

1 ц.е. = 10-6 Ки 137Cs на 1 г К.

При наличии дискриминации радиостронция или радиоцезия в пользу соответственно кальция или калия этот коэффициент меньше единицы. Если же он больше единицы, это свидетельствует об интенсивном депонировании радионуклидов в каждом последующем звене «пищевой» цепи.

Это может быть следствием радиоактивного загрязнения окружающей среды, когда идет выброс радионуклидов из почвы. В обычных условиях это происходит при дефиците химически родственных элементов, выступающих в качестве конкурентов кальция и калия.

Стронций и кальций, цезий и калий являются химически родственными и в биологических средах ведут себя сходным образом. Однако, при миграции по звеньям «пищевой» цепи «почва…- …человек» оба элемента аккумулируются в разной степени: в большей - стабильные изотопы. Это, по-видимому, связано с тем, что в обменных процессах, в первую очередь, принимают участие необходимые для организма стабильные изотопы, а при их недостатке в процесс вступают их радиоактивные изотопы-аналоги. В этом проявляется принцип конкурентности.

Критерием допустимой и, как полагают, безопасной для человека концентрации искусственных радионуклидов в продуктах растительного и животного происхождения и в питьевой воде, служат допустимые пределы, изложенные в государственных подзаконных нормативных правовых актах СанПиН («Санитарные правила и нормы»).

56

Расчеты предельно допустимых концентраций (ПДК) для продуктивных животных должны исходить из ПДК для человека как потребителя продуктов животного происхождения. Причем радионуклиды, поступающие в организм животных с кормом, могут не оказывать влияния на их продуктивность.

Животные легче переносят большие дозовые нагрузки 131I, 90Sr и 137Cs, чем человек. Однако мясомолочная продукция от таких животных не может быть использована, так как имеет концентрацию радионуклидов, превышающих ПДК для человека.

57

Список литературы

1.Ярмоненко С.П., Вайнсон А.А. Радиобиология человека и животных: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 2004 – 549 с.

2.Петин В.Г., Жураковская Г.П., Комарова Л.Н. Радиобиологи-

ческие основы синергических взаимодействий в биосфере. – М:

ГЕОС, 2012. – 219 с.

3. Петин В.Г., Белкина С.В., Жураковская Г.П. Математические модели и реакции клеток на облучение ионизирующими излучениями разного качества. – М.: ГЕОС, 2020. – 263 с.

4. Бударков В.А., Зенкин А.С., Васильев А.В. и др. Радиобиология. Радиационная безопасность сельскохозяйственных животных. – М.: БИБКОМ; ТРАНСЛОГ, 2017. – 440 с.

5.Бутомо Н.В., Гребенюк А.Н., Легеза В.И. и др. Основы медицинской радиобиологии / Под ред. И.Б. Ушакова. – СПб.: Фолиант, 2004. – 384 с.

6.Радиобиология, радиационная физиология и медицина: Сло- варь-справочник / В.И. Легеза, И.Б. Ушаков, А.Н. Гребенюк, А.Е. Антушевич. – СПб.: Фолиант, 2017. – 176 с.

7.Радиация и патология: Учеб. пособие / Под общ. ред.

А.Ф. Цыба. – М.: Высш. шк., 2005. – 341 с.

58