Действие радиации на людей

Содержание 

Введение 

1.Воздействие радиации на человека

2.Генетические последствия облучения

3.Дозы облучения и защита от облучения

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Радиоактивность – неустойчивость ядер некоторых атомов, проявляющаяся  в их способности к самопроизвольным превращениям (распаду), сопровождающимся испусканием ионизирующего излучения  или радиацией. Далее мы будем  говорить только о той радиации, которая вызвана радиоактивностью.

Радиация, или ионизирующее излучение – это частицы и  гамма кванты, энергия которых  достаточно велика, чтобы при воздействии  на вещество создавать ионы разных знаков. Радиацию нельзя вызвать с  помощью химических реакций.

Какая бывает радиация?

Различают несколько видов  радиации.

Альфа- частицы: относительно тяжелые, положительно заряженные частицы, представляющие собой ядра гелия.

Бета- частицы: это электроны  и позитроны.

Гамма- излучение имеет  ту же электромагнитную природу, что  и видимый свет, однако обладает гораздо большей проникающей  способностью.

Нейтроны – электрически нейтральные частицы, возникают  главным образом непосредственно  вблизи работающего атомного реактора, куда доступ, естественно, регламентирован.

Рентгеновское излучение  подобно гамма излучению, но имеет  меньшую энергию. Кстати, наше Солнце – один из естественных источников рентгеновского излучения, но земная атмосфера  обеспечивает от него надежную защиту.

Ультрафиолетовое излучение  и излучение лазеров в нашем  рассмотрении не являются радиацией.

Заряженные частицы очень  сильно взаимодействуют с веществом, поэтому, с одной стороны, даже одна альфа частица при попадании  в живой организм может уничтожить или повредить очень много  клеток, но, с другой стороны, по той  же причине, достаточной защитой  от альфа и бета излучения является любой, даже очень тонкий слой твердого или жидкого вещества, – например, обычная одежда (если, конечно, источник излучения находится снаружи).

Следует различать радиоактивность  и радиацию. Источники радиации –  радиоактивные вещества или ядерно-технические  установки (реакторы, ускорители, рентгеновское  оборудование и т.п.) – могут существовать значительное время, а радиация существует лишь до момента своего поглощения в каком-либо веществе.

Естественные  источники радиации

Основную часть облучения  население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что  избежать облучения от них совершенно невозможно. Человек подвергается облучению  двумя способами. Радиоактивные  вещества могут находиться вне организма  и облучать его снаружи; в этом случае говориться о внешнем облучении. Или же они могут оказаться  в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако, одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах земного шара, там, где залегаю особенно радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах – соответственно ниже. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровен, герметизация помещений и даже полеты на самолетах – все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они обеспечивают более 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном, вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения.

 

1.Воздействие радиации на человека

Многолетний опыт позволил медикам получить обширную информацию о реакции тканей человека на облучение. Эта реакция для разных органов  и тканей оказалась неодинаковой, причем различие очень велики. Величина же дозы, определяющая тяжесть поражения opraнизма, зависит от того, получает ли ее организм сразу или в несколько приемов. Большинство органов успевает в той или иной степени залечить радиационные повреждения и поэтому лучше переносят серию мелких доз, нежели ту же суммарную дозу облучения, полученную за один прием. Разумеется, если доза облучения достаточно велика, облученный человек погибнет. Во всяком случае, очень большие дозы облучения порядка 100 Гр вызывают настолько серьезное поражения центральной нервной системы, что смерть, как правило, наступает в течение нескольких часов или дней . При дозах облучения от10 до 50 Гр при облучении всего тела поражение ЦНС может оказаться не настолько серьезным, чтобы привести к летальному исходу, однако облученный человек скорее всего все равно умрет через одну-две недели от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте. При еще меньших дозах может не произойти серьезных повреждений желудочно-кишечного тракта или организм с ними справится, и тем не менее смерть может наступить через один-два месяца с момента облучения главным образом из-за разрушения клеток красного костного мозга главного компонента кроветворной системы организма: от дозы в 3 - 5 Гр при облучении всего тела умирает примерно половина всех облученных. Таким образом, в этом диапазоне доз облучения большие дозы отличаются от меньших лишь тем, что смерть в первом случае наступает раньше, а во втором позже. Разумеется, чаще всего человек умирает в результате одновременного действия всех указанных последствий облучения. Исследования в этой области необходимы, поскольку полученные данные нужны для оценки последствий ядерной войны и действия больших доз облучения при авариях ядерных установок и устройств. Красный костный мозг и другие элементы кроветворной системы наиболее уязвимы при облучении и теряет способность нормально функционировать уже при дозах облучения 0,5 1 Гр. К счастью, они обладают также замечательной способностью к регенерации, и если доза облучения не настолько велика, чтобы вызвать повреждения всех клеток, кроветворная система может полностью восстановить свои функции. Если же облучению подверглось не все тело, а какая-то его часть, то уцелевших клеток мозга бывает достаточно для полного возмещения поврежденных клеток. Репродуктивные органы и глаза также отличаются повышенной чувствительностью к облучению. Однократное облучение семенников при дозе всего лишь в 0,1 Гр приводит к временной стерильности мужчин, а дозы свыше двух грэев могут привести к постоянной стерильности: лишь через много лет семенники смогут вновь продуцировать полноценную сперму. По-видимому, семенники являются единственным исключением из общего правила: суммарная доза облучения, полученная в несколько приемов, для них более, а не менее опасна, чем та же доза, полученная за один прием. Яичники гораздо менее чувствительны к действию радиации, по крайней мере у взрослых женщин. Но однократная доза > 3 Гр все же приводит к их стерильности, хотя еще большие дозы при дробном облучении никак не сказываются на способности к деторождению. Наиболее уязвимой для радиации частью глаза является хрусталик. Погибшие клетки становятся непрозрачными, а разрастание помутневших участков приводит сначала к катаракте, а затем и к полной слепоте. Чем больше доза, тем больше потеря зрения. Помутневшие участки могут образоваться при дозах облучения 2 Гр и менее. Более тяжелая форма поражения глаза прогрессирующая катаракта наблюдается при дозах около 5 Гр. Показано, что даже связанное с рядом работ профессиональное облучение вредно для глаз: дозы от 0,5 до 2 Гр, полученные в течение 10 20 лет, приводят к увеличению плотности и помутнению хрусталика. Дети также крайне чувствительны к действию радиации. Относительно небольшие дозы при облучении хрящевой ткани могут замедлить или вовсе остановить у них рост костей, что приводит к аномалиям развития скелета. Чем меньше возраст ребенка, тем сильнее подавляется рост костей. Суммарной дозы порядка 10 Гр, полученной в течение нескольких недель при ежедневном облучении, бывает достаточно, чтобы вызвать некоторые аномалии развития скелета. По-видимому, для такого действия радиации не существует никакого порогового эффекта. Оказалось также, что облучение мозга ребенка при лучевой терапии может вызвать изменения в его характере, привести к потере памяти, а у человека способны выдерживать гораздо большие дозы. Крайне чувствителен к действию радиации и мозг плода, особенно если мать подвергается облучению между восьмой и пятнадцатой неделями беременности. В этот период у плода формируется кора головного мозга, и существует большой риск того, что в результате облучения матери (например, рентгеновскими лучами) родится умственно отсталый ребенок. Именно таким образом пострадали примерно 30 детей, облученных в период внутриутробного развития во время атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки. Хотя индивидуальный риск при этом большой, а последствия доставляют особенно много страданий, число женщин, находящихся на этой стадии беременности, в любой момент времени составляет лишь небольшую часть всего населения. Это, однако, наиболее серьезный по своим последствиям эффект из всех известных эффектов облучения плода человека, хотя после облучения плодов и эмбрионов животных в период и внутриутробного развития было обнаружено немало других серьезных последствий, включая пороки развития, недоразвитость и летальный исход. Большинство тканей взрослого человека относительно мало чувствительны к действию радиации. Почки выдерживают суммарную дозу около 23 Гр, полученную в течение пяти недель, без особого для себя вреда, печень по меньшей мере 40 Гр за месяц, мочевой пузырь по меньшей мере 55 Гр за четыре недели, а зрелая хрящевая ткань до 70 Гр. Легкие чрезвычайно сложный орган гораздо более уязвимы, а в кровеносных сосудах незначительные, но, возможно, существенные изменения могут происходить уже при относительно небольших дозах. Конечно, облучение в терапевтических дозах, как и всякое другое облучение, может вызвать заболевание раком в будущем или привести к неблагоприятным генетическим последствиям. Облучение в терапевтических дозах, однако, применяют обыкновенно для лечения рака, когда человек смертельно болен, а поскольку пациенты в среднем довольно пожилые люди, вероятность того, что они будут иметь детей, также относительно мала. Однако далеко не так просто оценить, насколько велик этот риск при гораздо меньших дозах облучения, которые люди получают в своей повседневной жизни и на работе, и на этот счет существуют самые разные мнения среди общественности.

2.Генетические последствия облучения

Изучение генетических последствий  облучения связано с еще большими трудностями, чем в случае рака. Во-первых, очень мало известно о том, какие повреждения возникают в генетическом аппарате человека при облучении; во-вторых, полное выявление всех наследственных дефектов происходит лишь на протяжении многих поколений; и, в-третьих, как и в случае рака, эти дефекты невозможно отличить от тех, которые возникли совсем по другим причинам. Около 10% всех живых новорожденных имеют те или иные генетические дефекты, начиная от необременительных физических недостатков типа дальтонизма и кончая такими тяжелыми состояниями, как синдром Дауна, хорея Гентингтона и различные пороки развития. Многие из эмбрионов и плодов с тяжелыми наследственными нарушениями не доживают до рождения; согласно имеющимся данным, около половины всех случаев спонтанного аборта связаны с аномалиями в генетическом материале. Но даже если дети с наследственными дефектами рождаются живыми, вероятность для них дожить до своего первого дня рождения в пять раз меньше, чем для нормальных детей. Генетические нарушения можно отнести к двум основным типам: хромосомные аберрации, включающие изменения числа или структуры хромосом, и мутации в самих генах. Генные мутации подразделяются далее на доминантные (которые проявляются сразу в первом поколении) и рецессивные (которые могут проявиться лишь в том случае, если у обоих родителей мутантным является один и тот же ген; такие мутации могут не проявиться на протяжении многих поколений или не обнаружиться вообще). Оба типа аномалий могут привести к наследственным заболеваниям в последующих поколениях, а могут и не проявиться вообще. Среди более чем 27 000 детей, родители которых получили относительно большие дозы во время атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, были обнаружены лишь две вероятные мутации, а среди примерно такого же числа детей, родители которых получили меньшие дозы, не отмечено ни одного такого случая. Среди детей, родители которых были облучены в результате взрыва атомной бомбы, не было также обнаружено статистически достоверного прироста частоты хромосомных аномалий. И хотя в материалах некоторых обследований содержится вывод о том, что у облученных родителей больше шансов родить ребенка с синдромом Дауна, другие исследования этого не подтверждают. Несколько настораживает сообщение о том, что у людей, получающих малые дозы облучения действительно наблюдается повышенное содержание клеток крови с хромосомными нарушениями. Этот феномен при чрезвычайно низком уровне облучения был отмечен у жителей курортного местечке Бадгастайн в Австрии и там же среди медицинского персонала, обслуживающего радоновые источники с целебными, как полагают, свойствами. Среди персонала АЭС в ФРГ, Великобритании и США, который получает дозы, не превышающие предельно допустимого, согласно международным стандартам, уровня, также обнаружены хромосомные аномалии. Но биологическое значение таких повреждений и их влияние на здоровье человека пока не выяснены. Поскольку нет никаких других сведений, приходится оценивать риск появления наследственных дефектов у человека основываясь на результатах, полученных в многочисленных экспериментах на животных. При оценке риска появления наследственных дефектов у человека НКДАР использует два подхода. При одном подходе пытаются определить непосредственный эффект данной дозы облучения, при другом стараются определить дозу, при которой удваивается частота появления потомков с той или иной разновидностью наследственных дефектов по сравнению с нормальными радиационными условиями. Согласно оценкам, полученным при первом подходе, доза в 1 Гр, полученная при низком уровне радиации только особями мужского пола, индуцирует появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к серьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллион живых новорожденных. Оценки, полученные для особей женского пола, гораздо менее определенны, но явно ниже; это объясняется тем, что женские половые клетки менее чувствительны к действию радиации. Согласно ориентировочным оценкам, частота мутаций составляет от 0 до 900, а частота хромосомных аберраций от 0 до 300 случаев на миллион живых новорожденных. Согласно оценкам, полученным вторым методом, хроническое облучение при мощности дозы в 1 Гр на поколение (для человека-30 лет) приведет к появлению около 2000 серьезных случаев генетических заболеваний на каждый миллион живых новорожденных среди детей тех, кто подвергся такому облучению. Этим методом пользуются также для оценки суммарной частоты появления серьезных наследственных дефектов в каждом поколении при условии, что тот же уровень радиации будет действовать все время. Согласно этим оценкам, примерно 15 000 живых новорожденных из каждого миллиона будут рождаться с серьезными наследственными дефектами из-за такого радиационного фона. Этот метод пытается учесть влияние рецессивных мутаций. О них известно немного, и по этому вопросу еще нет единого мнения, но считается, что их вклад в суммарную частоту появления наследственных заболеваний незначителен, поскольку мала вероятность брачного союза между партнерами с мутацией в одном и том же гене. Немного известно также о влиянии облучения на такие признаки, как рост и плодовитость, которые определяются не одним, а многими генами, функционирующими в тесном взаимодействии друг с другом. Еще большим недостатком оценок является тот факт, что оба метода способны регистрировать лишь серьезные генетические последствия обучения. Есть веские основания считать, что число не очень существенных дефектов значительно превышает число серьезных аномалий, так что наносимый ими ущерб в сумме может быть даже больше, чем от серьезных дефектов. Например, и синдром Дауна, и хорея Гентингтона это серьезные генетические заболевания, но социальный ущерб or них неодинаков. Хорея Гентингтона поражает организм человека между 30 и 50 годами и вызывает очень тяжелую, но постепенную дегенерацию центральной нервной системы; синдром Дауна проявляется в очень тяжелом поражении организма с самого рождения. Если пытаться как-то дифференцировать эти болезни, то очевидно, что синдром Дауна следует расценивать как болезнь, причиняющую обществу больше ущерба, чем хорея Гентингтона. Эти параметры, конечно, не могут дать адекватного представления о страданиях жертв наследственных недугов или таких вещах, как отчаяние родителей больного ребенка, но к ним и невозможно подходить с количественными мерками.

3.Дозы облучения и защита от облучения

Воздействие радиации на человека называется облучением. Основу этого  воздействия составляет передача энергии  радиации клеткам организма.

Разные виды ионизирующих излучений обладают разной проникающей  способностью.Альфа-частицы относительно тяжелы и не способны проникать через неповрежденную кожу. Если же с пищей, водой или воздухом они попадают внутрь организма, то становятся чрезвычайно опасными. Бета-излучение обладает большей проникающей способностью и проходит в ткани организма на глубину 1 – 2 см. Проникающая способностьрентгеновских лучей и особенно гамма-излучения чрезвычайно высока. Они пронизывают весь человеческий организм, задерживать их может только достаточно толстый слой свинца или бетона. Под влиянием рентгеновских или гамма-излучений в облучаемых средах происходит освобождение электронов с высокой энергией.

Познакомиться с мерами защиты от облучения для двух совершенно различных категорий потенциально облучаемых лиц: персонала и населения. Для первой (категории «А» по терминологии «Норм безопастности») допустимая доза облучения составляет 5 бэр/г, для второй (категории «Б») – 0,5 бэр/г.Таким образом, при одном и том же потоке излучения защита населения на местности должна быть на порядок более эффективной, чем персонала на производстве.

Различают три возможных  принципа защиты – временем, расстоянием  и экранировкой.

Защита временем – это  ограничение продолжительности  работы в поле излучения, ведь чем  меньше время пребывания вблизи источника  радиации, тем меньше полученная от него доза облучения.

Другим способом защиты является защита расстоянием. Общеизвестно, что  излучение точечного или локализованного  источника распространяется во все  стороны равномерно, то есть, является изотропным. Отсюда следует, что интенсивность  излучения уменьшается с увеличением  расстояния от источника.

Третий принцип – защита экранированием или поглощением. Основан на использовании процессов взаимодействия фотонов с веществом.

Защитные свойства материалов определяются коэффициентом ослабления излучения для узкого пучка гамма-излучения. Обычно указывают главные параметры  защиты – слой половинного или  десятикратного ослабления. Для ориентировки полезно запомнить, что слой половинного  ослабления фотонов с энергией 1 МэВ составляет 1,3 см свинца или 13смбетона.

Защитная способность  других веществ больше или меньше характерной для этих двух «эталонных»  материалов в такой же степени, во сколько раз отличаются их плотности  от плотности свинца или бетона.

Что касается главного источника  облучения в помещениях – радона или продуктов его распада, то регулярное проветривание позволяет  уменьшить их вклад в дозовую  нагрузку.

Алкоголь, принятый незадолго  до облучения, в некоторой степени  способен ослабить последствия облучения, однако его защитное действие уступает современным противорадиационным  препаратам.

Дозы облучения

Поглощенная доза – энергия  ионизирующего излучения, поглощенная  облучаемым телом, в пересчете на единицу массы. Измеряется в системе СИ в грэях (Гр).

Эквивалентная доза – поглощенная  доза умноженная на коэффициент, отражающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма. Измеряется в системе СИ в единицах, называющихся зивертами (Зв).

Эффективная, эквивалентная  доза – эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность различных тканей к облучению.

Коллективная эффективная  эквивалентная –эффективная, эквивалентная доза, получаемая группой людей, от какого-либо источника радиации. Измеряется в человеко-зивертах (чел-Зв).

В Нормах регламентируются требования к ограничению техногенного облучения в нормальных условиях эксплуатации. Категории облучаемых лиц: персонал (группы А и Б); все население.

Для категорий облучаемых лиц устанавливаются 3 класса нормативов:

основные пределы доз (ПД);

допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего облучения), являющиеся производными от основных пределов доз:

пределы годового поступления (ПГП),

среднегодовые допустимые объемные активности (ДОА),

среднегодовые допустимые удельные активности (ДУА) и др.;

контрольные уровни (дозы, уровни, активности, плотности потоков и  др.); значения должны учитывать достигнутый  в организации уровень РБ и  обеспечивать условия, при которых  радиационное воздействие будет  ниже допустимого.

Пределы эффективной дозы (в год в среднем за любые  последовательные 5 лет), мЗв:

Персонал (группа А)20

не более 50 в год

Население 1

не более 5 в год

Основные ПД, как и все  остальные допустимые уровни облучения  персонала группы Б, равны 1/4 значений для персонала группы А. Далее все нормативные значения по категории "персонал" приводятся только для группы А.

Пределы эквивалентной дозы (в год), мЗв:  

персонал 

население

хрусталик глаза (на глубине 300 мг/см2) 150 15

кожа 500 50

кисти и стопы 500 50

Допускается одновременное  облучение до указанных пределов по всем нормируемым величинам. ПД в  коже относится к среднему по площади 1 см2 значению в базальном слое кожи толщиной 5 мг/см2 под покровным слоем толщиной 5 мг/см2. На ладонях толщина покровного слоя — 40 мг/см2. Указанным пределом допускается облучение всей кожи человека при условии, что при усредненном облучении любого 1 см2 площади кожи этот предел не будет превышен.