3.2.8.2. Дія іонізуючого випромінювання на організм людини

В ураженому організмі атоми і молекули клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні процеси, які впливають на характер подальшої життєдіяльності людини. Згідно з одними поглядами, іонізація атомів і молекул, що виникає під дією радіації, веде до розірвання зв’язків у молекулах клітин, що призводить до загибелі останніх. Згідно з іншими уявленнями, у формуванні біологічних наслідків радіації відіграють роль продукти радіолізу води, яка становить біля 70% маси організму людини. При іонізації води утворюються вільні радикали Н¯ та ОН+, а у присутності кисню – перекисні сполуки, що є сильними окислювачами. Останні атакують молекули білків, руйнуючи їх, у результаті чого утворюються сполуки, не властиві живому організму. Це призводить до порушення обміну речовин і життєдіяльності всього організму.

Специфічність дії іонізуючого випромінювання полягає в тому, що інтенсивність хімічних реакцій, індуційованих вільними радикалами, підвищується, й до них втягується багато сотень і тисяч молекул, не пору-шених опроміненням. Цим відрізняється дія радіації від дії інших видів енергії (теплова, електрична та ін.). Інші особливості дії іонізуючої енергії на організм людини полягають у тому, що вона не проявляє впливу на органи чуття, її дози можуть акумулюватись і накопичуватися в організмі (кумулятивні ефекти) і діяти не тільки на даний живий організм, але і на його нащадків (генетичний ефект).

Радіаційне опромінення може бути зовнішнім і внутрішнім. Якщо радіоактивні речовини знаходяться поза організмом і опромінюють його ззовні, то у цьому випадку говорять про зовнішнє опромінення. Ззовні може викликати ураження людини рентгенівське, гамма- та нейтронне випромінювання. А якщо ж іонізуючі частинки знаходяться у повітрі, яким дихає людина, або у їжі чи воді і потрапляють в середину організму через шлунково-кишковий тракт, то таке опромінення називають внутрішнім.

Внутрішнє опромінення в середньому становить 2/3 ефективної екві-валентної дози опромінення, яку людина одержує від природних джерел радіації (вуглець-14, калій-40, уран-238, торій-232). З відомих на сьогодні близько 2000 радіоактивних ізомерів 70 є природними.

Радіаційне випромінювання може спричиняти ураження окремих ділянок шкіри, тіла, органів або загальне захворювання – променеву хворобу, яка може виникати у гострій (за короткий проміжок опромінення великими дозами) чи хронічній формі (при систематичному опроміненні дозами, які перевищують допустимий рівень). Вражаючий ефект залежить від виду опромінення, тривалості дії, індивідуальних особливостей людини тощо.

3.2.8.3. Основні параметри іонізуючоговипромінювання та його нормування

До основних параметрів іонізуючого випромінювання відносять: експозиційну, поглинальну, еквівалентну дози та рівень радіації.

Експозиційна доза – кількісна оцінка дії іонізуючого випромінювання на атмосферне повітря. Ця величина являє собою відношення повного за-ряду іонів одного знака до маси повітря у визначеному об’ємі. Системна одиниця експозиційної дози – кулон-на-килограм (Кл/кг). Застосовується і несистемна одиниця – рентген (Р).

Поглинальна доза – фізична величина, яка дорівнює відношенню середньої енергії, переданої випромінюванням, що поглинається одиницею маси опроміненої речовини. Вона вимірюється в греях (Гр). 1 Гр = 1 Дж/кг. Застосовується і позасистемна одиниця – рад (1 рад = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг).

При опроміненні людини дозою 0,25-0,5 Гр можливі зміни в крові, понад 1 Гр – розвивається враження всього організму, при 2-4 Гр – без лікування можлива смерть, вище 6-10 Гр – летальність 100%.

Еквівалентна доза – оцінна характеристика радіаційної небезпеки хронічної дії, що визначається як добуток поглиненої дози на коефіцієнт якості випромінювання. За одиницю випромінювання еквівалентної дози прийнятий зіверт (Зв). Зв = 1 Дж/кг. Використовують також позасистемну одиницю – бер (біологічний еквівалент рентгена), 1 бер = 0,01 Зв.

Рівень радіації – оцінка дії іонізуючого випромінювання на атмосфе-рне повітря за одиницю часу. Одиниця виміру – Р/год. Фоновим допустимим рівнем радіації є 50 мкР/год.

Нормами радіаційної безпеки в Україні (НРБУ - 97) встановлені три категорії (А, Б, В) опромінення людей:

А - професійні працівники, що мають безпосередній зв’язок з джерелами іонізуючого випромінювання. Загальна доза опромінення на рік – 5 бер (50 мЗв);

Б - люди, які за умов проживання або розміщення можуть піддаватися опроміненню. Для них гранична доза опромінення – 0,5 бер/рік;

В - решта населення держави. Доза не нормується, але не повинна перевищувати природний фон – від 40 до 200 мбер/рік.

Різні тканини тіла неоднаково радіочутливі. Всього виділено три групи критичних органів, опромінення яких є дуже небезпечним:

I група - все тіло, гонади і червоний кістковий мозок. Опромінення допускається для професійних працівників не більше як 30 мДж/кг на квартал і не більше як 50 мДж/кг на рік, а для інших осіб – 5 мДж/кг на рік;

II група - м’язи, щитовидна залоза, жирова тканина, печінка, нирки, шлунково-кишковий тракт, легені, селезінка. Допустима доза опромінення персоналу – 80 мДж/кг на квартал і 150 мДж/кг на рік. Для інших осіб – 15 мДж/кг на рік;

III група - шкіра, кісткова тканина, кисті рук, передпліччя, гомілка, ступня. Допустима доза для обслуговуючого персоналу – 150 мДж/кг на квартал і 300 мДж/кг на рік, для інших осіб – 30 мДж/кг на рік.

У 1982 р. Науковий комітет ООН запропонував величину середньорічної дози природного опромінення, з урахуванням техногенного підсилення фону, – 200 мбер/рік.

При рівномірному одноразовому опроміненні тіла людини дозою 1-10 Зв розвивається гостра променева хвороба (ГПХ). Розрізняють 4 ступеня ГПХ: легкий, при дозі 1-2 Зв; середній – 2-4 Зв; важкий – 4-6 Зв; вкрай важкий – 6-10 Зв.

Внаслідок дії радіації може спостерігатися:

а) соматичний ефект – ушкодження різних органів тіла;

б) соматико-стохастичний ефект – пухлини органів, тканин, злоякісні пухлини;

в) генетичний ефект – мутації хромосом і генів, порушення спадковості.

Для уникнення небезпечних генетичних ефектів впливу іонізуючого випромінювання існує кілька правил безпеки:

- до безпосередньої роботі з джерелами іонізуючого випромінювання допускаються особи не молодше 18 років;

- до 30-літнього віку накопичена доза не повинна перевищувати 12-кратну (ГДД);

- для жінок до 40 років доза опромінення в тазовій ділянці не повинна переважати 1 бер за будь-які два місяці.

Може бути дозволене перевищення ГДД, якщо воно виправдане порятунком людей і запобіганням розвитку аварій та опромінення великої кількості людей: у два рази – один раз на рік і в п’ять разів – один раз у житті з компенсацією зменшення опромінення в наступні п’ять років.

Цих норм необхідно дотримуватись:

- при ймовірності різкого погіршення ситуації доза опромінення не повинна перевищувати 10 бер = 0,1 Зв;

- при порятунку людей допустима доза 25 бер = 0,25 Зв;

• при опроміненні дозою 25 бер особовий склад з небезпечної зони виводиться і надалі до роботи в небезпечній зоні не допускається.