1.3.4 Воздействие ионизирующих излучений и обеспечение радиационной безопасности

1. Виды ионизирующих излучений и их влияние на живой организм.

Источники ионизирующих излучений техно­генного характера — медицинская аппаратура, используемая для диагностики и лечения, дает до 50% техногенных излучений; промышленные предприятия ядерно-топливного комплекса, а также последствия испытаний ядерного оружия. Это предопределило появление, а затем и нарастание интенсивности такого негативного фактора среды обитания, как ионизирующее излучение (радиация), представляющее зна­чительную угрозу для жизнедеятельности человека и требую­щее, проведения надежных мер по обеспечению радиационной безопасности работающих лиц и населения.

Ионизирующее излучение — это явление, связанное с радиоактивностью. Радиоактивность — самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровож­дающееся испусканием ионизирующих излучений.

В зависимости от периода полураспада различают короткоживущие изотопы, период полураспада которых исчисляется долями секунды, минуты, часами, сутками, и долгоживущие изотопы, период полураспада которых от нескольких месяцев до миллиардов лет.

В процессе радиоактивного распада выделяются: альфа-частицы, обладающие большой массой и положительным зарядом (ядра гелия), длина их пробега в воздухе со­ставляет 2,5 см, в биологической ткани — 31 мкм, в алюминии — 16 мкм. Вместе с тем, для а-частиц характерна высокая удельная плотность ионизации биологической ткани;

бета-частицы (электроны), длина пробега в воздухе составляет 17,8 м, в воде — 2,6 см, а в алю­минии — 9,8 мм. Удельная плотность ионизации, создаваемая в-частицами, примерно в 1000 раз меньше, чем для а-частиц той же энергии;

рентгеновское и гамма-излучения (ПЭМП) обладают высо­кой проникающей способностью, и длина пробега их в воздухе достигает сотен метров.

Мощность дозы ионизирующего излучения измеряют в Рентген/час. Рентген – это доза гамма-излучения, под действием которой в 1 м³ сухого воздуха, при температуре 0⁰ С и давлении 760 мм.рт.ст. создаются ионы, несущие 1 электростатическую единицу электричества. Доза естественного излучения колеблется от 4 до 12 микрорентген/час.

Степень, глубина и форма лучевых поражений, развиваю­щихся среди биологических объектов при воздействии на них ионизирующего излучения, в первую очередь зависят от ве­личины поглощенной энергии излучения. Для характеристики этого показателя используется понятие поглощенной дозы, т. е. энергии излучения, поглощенной в единице массы облучаемого вещества.

Единица поглощенной дозы (ПД) Грей (Гр) — это то количество энергии, которое вносится в биологическую ткань или в орган человека ионизирующим излучением. Один Грей равен одному джоулю поглощенной энергии излучения на кг (1 Гр = 1 Дж/1 кг). Ранее величина_поглощенной дозы выражалась в «радах»: 1Гр=100 рад.

Одинаковые по величине поглощенные дозы могут давать разный биологический эффект. Например, 1 Гр, полученный тканью от альфа-излучения, является более повреждаю­щим в биологическом отношении, чем 1 Гр от бета-излучения. Для того чтобы верно производить сравнение всех видов ионизирующих излучений в от­ношении возможного возникновение вредных эффектов от облучения, введено понятие — эк­вивалентная доза. Она равна произведению поглощенной дозы на коэффициент качества ионизирующего излучения в данном объёме биологической ткани. Единица эквивалентной дозы (ЭД) - Зиверт (Зв). Ионизирующее излучение — уникальное явление окружа­ющей среды, последствия от воздействия которого на организм не предсказуемы. Проникающее в ткани ионизирующее излучение теряет энергию вследствие электрического взаимодействия с электронами атомов, рядом с которыми они пролетают. За триллионные доли секунды от этого атома отрывается электрон, и атом заряжается положительно. Оторвавшийся электрон присоединятся к другому атому, заряжая его отрицательно. Этот процесс называется ионизацией. В течение миллиардных долей секунды ионы участвуют в сложной цепи реакций, образуя свободные радикалы. Они реагируют между собой в течение миллионных долей секунды, вызывая химическую модификацию молекул, важных для нормального функционирования клетки. Затем происходят реакции химически активных веществ с различными биологическими структурами, при которых отмеча­ется как деструкция, так и образование новых, несвойственных для облучаемого организма соединений.

Биохимические изменения в клетке могут произойти как через несколько секунд, так и через десятилетия после облучения, и могут быть как причиной гибели клетки, так и изменений, приводящих к раку или сбою в генетической программе.

Процессы взаимодействия ионизирующих излучений с веществом клетки, в результате которых образуются ионизированные и возбужденные атомы и молекулы, являются пер­вым этапом развития лучевого поражения. На следующих этапах развития лучевого поражения про­являются нарушения обмена веществ в биологических системах с изменением соответствующих функций.

Однако следует подчеркнуть, что конечный эффект облу­чения является результатом не только первичного облучения клеток, но и последующих процессов восстановления. Такое вос­становление связано с ферментативными реакциями и обусловлено энергетическим обменом.

Если принять в качестве критерия чувствительности к ионизирующему излучению морфологические изменения, то клетки и ткани организма человека по степени возрастания чувствительности можно расположить в следующем порядке:

• нервная ткань;

• хрящевая и костная ткань;

• мышечная ткань;

• соединительная ткань;

• щитовидная железа;

• пищеварительные железы;

• легкие;

• кожа;

• слизистые оболочки;

• половые железы, хрусталик глаза;

• лимфоидная ткань, красный костный мозг.

Эффект воздействия источников ионизирующих излуче­ний на организм зависит от ряда причин, главными из которых принято считать уровень поглощенных доз, время облучения и мощность дозы, объем тканей и органов, вид излучения.