5.4.3.4. Доза эффективная

Доза эффективная – величина, используемая при оценке риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их чувствительности к радиационному излучению. Доза эффективная представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органе или ткани на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани W_T :

,

где E – эффективная доза; – эквивалентная доза в ткани вида T за время τ; – взвешивающий коэффициент для ткани T.

Единица измерения эффективной дозы – зиверт (Зв).

Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав по всем органам и тканям, получим эффективную дозу, отражающую суммарный эффект облучения для всего организма.

Приведем значения взвешивающих коэффициентов для тканей и органов при расчете эффективной дозы:

Гонады (половые органы) 0,20

Костный мозг (красный) 0,12

Толстый кишечник (прямая, сигмовидная,

нисходящая часть ободочной кишки) 0,12

Легкие, желудок 0,12

Мочевой пузырь, грудная железа, печень,

пищевод, щитовидная железа 0,05

Кожа, клетки костных поверхностей 0,01

Для определения ожидаемой эффективной дозы используется выражение:

,

где – момент поступления радиоактивных веществ в организм; τ – время, прошедшее после поступления радиоактивных веществ в организм; – мощность эффективной дозы на орган или ткань Т к моменту времени t. Если τ не определено, то его следует принять равным 50 годам для взрослых и 70 годам для детей.

5.4.4. Биологическое действие ионизирующего излучения

Ионизирующее излучение бывает внешним, если источник излучения находится вне организма, и внутренним, если источник внутри организма.

При внешнем излучении наибольшую опасность представляет γ-нейтрон­ное излучение, при внутреннем – α-излучение.

Лучевые поражения могут быть хроническими и острыми.

Биологическое действие ионизирующего излучения начинается на клеточном уровне, наиболее уязвимым элементом биологической клетки является его ядро. Основная структурная часть ядра клетки – хромосомы. Основой строения хромосом являются молекулы ДНК. Отдельные части молекул ДНК ответственные за формирование определенного признака – гены. Ионизирующим излучением повреждаются хромосомы, что приводит к разрыву цепей ДНК и появлению новых цепочек в молекуле ДНК, что приводит к мутации организма в целом. Непосредственное воздействие излучения на молекулу ДНК называется прямым действием, однако наибольшую опасность представляет косвенное действие излучения, суть которого в том, что молекулы воды распадаются на ионы:

Эти ионы в присутствии молекул кислорода образуют молекулы водорода и молекулы перекиси водорода, которые являются сильным окислителем, под действием которого клетка разрушается.

5.4.5. Детерминированные радиационные эффекты

К детерминированным радиационным эффектам относятся: лучевая болезнь, лучевая катаракта, лучевые ожоги. Главная особенность детерминированных эффектов заключается в том, что тяжесть поражения зависит от дозы излучения. Данный эффект является пороговым, т. е. действие радиации начинается с определенной дозы.

Выделяют несколько форм лучевой болезни, в которых можно различить степени тяжести заражения – от первой степени (легкой) до четвертой.

1 форма (самая легкая): костномозговая форма (доза радиационного излучения – 1…10 Гр).

При воздействии 2 и 3 степеней тяжести в этой форме проявляются следующие периоды заболевания: период начальной реакции, скрытый период, период разгара болезни, период выздоровления.

1 степень: поражения наблюдаются при дозах 1…2 Гр. Признаки: тошнота, головокружение, рвота, сухость во рту, слабость. Выздоровление через 1–2 месяца.

2 степень: развивается при дозах 3…4 Гр. Начинается через 2 часа, признаки те же, что и при 1 степени. Длительность до 3 суток. В течение 2–3 недель – скрытый период. Разгар болезни продолжается 1,5–3 недели. Признаки разгара болезни: резкое повышение температуры, повышение пульса, выпадение волос и усиление признаков первичной реакции, через 1,5–2 месяца выздоровление.

3 степень: при дозах 4…6 Гр. Первичная реакция в течение 1 часа выражена резко, через 2–3 часа – скрытый период (от нескольких часов до 1–3 недель). Чем меньше скрытый период, тем тяжелее последствия. Период выздоровления 3–6 месяцев. Критическая точка течения болезни – 18 дней.

4 степень: при дозах 6…10 Гр. Первичная реакция на 3–4 сутки. Смертельные исходы отмечаются с конца 2 недели.

2 форма: кишечная (доза радиационного излучения – 10…20 Гр).

Первичная реакция через 8–10 минут. Летальный исход на 8–16 сутки.

3 форма: токсиметрическая (сосудистая). Возникает при дозах радиационного излучения – 20…80 Гр. Летальный исход на 5–8 сутки.

4 форма: мозговая (доза радиационного излучения более 80 Гр). Летальный исход на 1–3 сутки.