Чем опасно излучение. Как радиация воздействует на организм и чем это грозит

Из-за того, что человеческий организм не чувствует воздействия радиации, о ее существовании долго ничего не было известно. Случайное открытие Беккереля в конце 19 века, обнаружившего засвеченную от куска урана фотопленку, положило начало ее изучению. Мария Склодовская и Пьер Кюри занялись исследованием способности некоторых веществ испускать икс-лучи. Тогда же появился термин - радиоактивные вещества.

Мария Склодовская-Кюри умерла в 1934 году, став первой жертвой лучевой болезни. Ученый все время носила с собой пробирку с радием, хранила ее в рабочем столе, подвергаясь при этом постоянному облучению. Личные книги и рабочие журналы Марии даже сейчас хранятся в специальных ящиках, покрытых листами свинца, потому что излучают радиацию.

В это же время Рентген обнаружил катодные лучи, испускаемые электронно-лучевой трубкой. Катодное излучение относится к радиоактивному, но имеет искусственное происхождение. В начале 20 века был создан прибор измерения радиоактивного гамма-излучения - счетчик Гейгера.

Так началась эра изучения радиации и влияния радиации на организм человека.

Что такое радиация?

Атомы, имеющие нестабильное состояние (естественное или искусственное), время от времени теряют часть электронов, протонов или нейтронов.

Например, из атома урана-238, обладающего естественной радиоактивностью, время от времени отрывается альфа-частица, состоящая из двух протона и двух нейтронов. Образующийся при этом атом тория-234 также является нестабильным, и от него отрывается «лишний» электрон (бета-частица). Кроме частиц при распаде атомов может происходить выброс энергии в виде гамма-излучения (к примеру, рентгеновское излучение является вариацией гамма-излучения).

Подведем итог. Известны следующие типы радиоактивного ионизирующего излучения:

альфа-излучение (поток альфа-частиц);
бета-излучение (поток бета-частиц);
гамма-излучение (просто поток энергии).

Поток альфа-лучей способен остановить лист бумаги. Бета-излучение проникает в тело на несколько миллиметров. Наибольшей пробивной силой обладают гамма-лучи: преградой для них станет толстая бетонная или свинцовая плита.

Наружный слой кожи (эпидермис) способен защитить человека от альфа-излучения. Поэтому метод лечения с использованием радоновых ванн (с водой обогащенной радиоактивным радоном-222) относительно безопасен. По той же причине вы можете без вреда для здоровья подержать в руке кусок урановой руды или даже чистый металлический уран. Однако при попадании альфа-частиц в организм с пылью, водой или едой, они беспощадно расстреливают клетки в упор.

Единицы измерения радиации

Далее в статье будут упоминаться разные единицы измерения излучения. Поэтому прежде чем рассмотреть влияние ионизирующей радиации на живые организмы кратко поясним, в каких величинах измеряется радиоактивное излучение.

Для измерения радиации используются единицы, характеризующие разные физические процессы при распаде частиц.

Сила гамма-излучения измеряется по его способности ионизировать вещество. Для этого служит величина Рентген (P), которая определяет так называемую экспозиционную дозу .
Но недостаточно знать количество переданного излучения. Чтобы оценить вред для организма от радиации, введено понятие поглощенной дозы . Поглощенная доза измеряется в Греях (Гр).
При действии на живые организмы излучение в зависимости от типа оказывает неодинаковое влияние. Например, альфа-излучение в 20 раз более губительно, чем гамма (т.е. 1 Гр альфа-излучения в 20 раз опасней, чем 1 Гр гамма-излучения). Кроме этого разные ткани и органы человека по-разному реагируют на облучение: к примеру, риск получить рак щитовидной железы от радиации меньше чем рак крови. Для оценки биологического воздействия (радиационной опасности) используется расчетная величина - эквивалентная доза . Эквивалентная доза измеряется в Зивертах (Зв). В практике применяется единица микроЗиверт в час (мкЗв/час).

Естественная радиация

Излучение, воздействию которого подвергаются живые организмы на Земле, подразделяется на естественное и техногенное. Радиоактивное излучение естественного происхождения состоит из следующих составляющих:

космическое;
земного происхождения.

Естественное облучение человека зависит от места проживания и изменяется в пределах от 0,08 до 0,3 мкЗв/час. Основную долю в эквивалентную дозу облучения вносит радон, попадающий в организм с водой и воздухом.

Радон содержится также в стройматериалах, из которого возведен ваш дом. Он прямо сейчас воздействует на вас, излучаясь из стен. Не пугайтесь — это влияние ничтожно, тем более стены в квартире скорее всего окрашены или оклеены обоями. Также простым способом борьбы с радоновым альфа-излучением является регулярное проветривание помещения.

Космическое излучение , поступающее на Землю от Солнца, частично задерживается магнитным полем и атмосферным слоем нашей планеты:

На уровне моря оно в 100 раз меньше, чем там, где заканчивается атмосфера.
Жители горной местности получают дозу немного выше, чем население равнин.
Люди, летающие самолетами, облучаются космическими лучами больше, чем поклонники железнодорожного транспорта.
Воздействие радиации в приполярных областях выше, чем в экваториальных, что обусловлено геометрией магнитного поля Земли.

Излучение земной коры зависит от присутствия в ней естественных радионуклидов, которые находятся в породах вулканического происхождения: пески, гранит, базальт. На Земле встречается немало мест с повышенной естественным фоном. Они разбросаны по территории Англии, Франция, скандинавских стран, Индии, Бразилия.

Пески известного курорта Бразилии Гуарапари имеют самый высокий фон земного происхождения, составляющий около 175 мЗв/год. Тем не менее даже при таком уровне радиации какие-либо радиобиологические эффекты маловероятны.

Изменения в живых организмах, вызываемые радиацией

Рассмотрим, чем опасна радиация для человека. Радиоактивное излучение не зря называют ионизирующим. Оно обладает большой энергией, и, проникая в организм, воздействует на молекулы и атомы, из которых состоит человек — ионизируя вещество, то есть отрывая электроны от атомов, образуя ионы. В первую очередь происходит ионизация молекул воды. В итоге образуются свободные радикалы (те самые атомы с недостающими электронами), имеющие высокую химическую активность. Они пытаются восполнить нехватку электрона у соседних молекул, запуская сложную цепную химическую реакцию.

В результате образования новых соединений нарушается работа «родных» клеток и их гибель. Одним из этих новых соединений, возникающих в результате ионизации, является перекись водорода, обладающая сильным окислительным действием.

К счастью, в человеческом организме постоянно проходит обновление, замена поврежденных молекул. Если их число мало, то негативные воздействия обратимы. Но при значительной дозе и, соответственно, большом количестве поврежденных молекул, организм не справляется с нагрузкой.

Проникающая радиация может вызвать у людей не только поражение клеток внутренних органов, но и молекул ДНК . Это приводит к генетическим мутациям в последующих поколениях, если организм не справился с повреждениями. Человек после воздействия радиации восстанавливаются медленнее, когда иммунная система ослаблена и не справляется с нагрузкой.

В 1972 году был открыт эффект Петко : оказалось, что малые дозы излучения при длительном воздействии намного разрушительнее для мембран клеток, чем суммарная большая доза, выданная единовременной короткой вспышкой.

В 20-х годах радий добавляли для окраски стрелок и цифр часов. При взаимодействии радия с краской, последняя начинала светиться (эффект радиолюминесценции). Оттуда пошел миф о том, что радиоактивные вещества светятся.

Итак, какие же дозы являются опасными для человека , как радиация влияет на человека?

При получении однократной дозы в 1 Зв начинается первая стадия лучевой болезни, которая полностью излечивается.
При дозе 4-5 Зв умирает половина облученных.
Излучение в 10 Зв наносит непоправимый вред здоровью и приводит к смерти в течение одной-двух недель. Это произошло с ликвидаторами ЧАЭС, получивших в первые часы после взрыва смертельную дозу.

Радиация убивает в высоких однократных дозах более 5 Зв. При меньших дозах наступает излечение, но негативное влияние облучения на здоровье сохраняется долгие годы. Страшное воздействие оказывает радиация при взрыве атомной бомбы, авариях на АЭС, сопровождающихся выбросом радиоактивного вещества. Пагубное воздействие от проживания вблизи АЭС или урановых рудников недостаточно изучено, потому что оно может проявиться через несколько поколений.

О том, что радиация опасна для здоровья человека, знают все, но не все понимают причину этой опасности. Чтобы это понять, нужно начать с самого простого, определить наиболее вероятные ее источники.

Радиация может быть как внутренней, так и наружной. С внутренней, все понятно. Под ее воздействие попадает человек, потребляющий зараженные продукты. Намного сложнее обстоит дело с наружной радиацией, которая также может быть двух видов, естественной и техногенной.

Естественный радиационный фон присутствует на всей поверхности нашей планеты. Его источником является солнце, а именно, его корпускулярное и электромагнитное излучение. Уберечься от него невозможно, но в этом и нет необходимости. Для человеческого организма оно не опасно. Иное дело, если мы сталкиваемся с техногенным радиоактивным излучением, которое может быть вызвано деятельностью человека. Такому радиационному облучению подвергаются рабочие урановых рудников, персонал, обслуживающий атомные реакторы и т д. В этом случае без специальных средств защиты просто не обойтись. В том же космосе, на высоте более 10 километров от земной поверхности, радиационный фон многократно превышает предельно допустимые нормы.

Доза радиации, которую получает человек, измеряется дозиметрами. Выражается она в Зивертах. При естественном уровне радиации каждый живущий на земле человек получает в год дозу радиации, на уровне 2,4 мЗв. Такое облучение абсолютно безопасно, и никакими последствиями для здоровья не грозит. Техногенная же радиация для человека невероятно опасна. Она может привести к лучевой болезни и даже к летальному исходу.

Доза радиации, превышающая предельно допустимые нормы, приводит к появлению опухолей, потере зрения, инфекциям, ожогам, бесплодию, белокровию.

Человек, получивший дозу радиации всего 1 зиверт, страдает заболеваниями крови. Доза в 2 зиверта приводит к выпадению волос и раку крови. Облучение в 3 зиверта приводит к смерти в течение нескольких недель.

Вот и получается, что радиация выше предельно допустимых норм, чрезвычайно опасна для человека и всех живых существ. Кроме проблем со здоровьем, она может вызывать генные отклонения, приводящие к различным мутациям и бесплодию. И если по поводу генных мутаций еще могут вестись какие – то дискуссии среди ученых, то насчет бесплодия такие споры исключены. Радиация полностью лишает человека способности к воспроизводству потомства. Это научно доказанный факт.

По поводу заразности радиации существуют различные мнения. То, что подвергшиеся радиационному облучению предметы становятся источником радиоактивного заражения, является бесспорным фактом. Если человек, страдающий лучевой болезнью не является источником излучения, то с ним можно общаться без средств индивидуальной защиты. При этом нужно учитывать, что радиация может накапливаться в одежде человека, и тех предметах, которыми он пользовался, находясь в зоне повышенной радиации. В этом случае они становятся источником радиоактивного заражения. Поэтому всю технику и предметы, подвергшиеся интенсивному облучению, нужно изолировать в защищенные и недоступные для человека места.

Мы говорим, что радиация опасна для всех живых существ, тем не менее, можно выделить группы риска. В первую очередь, это молодежь и дети. Основная опасность заключается в том, что наиболее восприимчивыми к радиации являются молодые растущие клетки. На клетки взрослых людей радиация действует более щадяще. В группу риска также попадают беременные женщины

«Отношение людей к той или иной опасности определяется тем, насколько хорошо она им знакома».

Настоящий материал - обобщённый ответ на многочисленные вопросы, возникающие пользователей приборов для обнаружения и измерения радиации в бытовых условиях.
Минимальное использование специфической терминологии ядерной физики при изложении материала поможет вам свободно ориентироваться этой в экологической проблеме, не поддаваясь радиофобии, но и без излишнего благодушия.

Опасность РАДИАЦИИ реальная и мнимая

«Один из первых открытых природных радиоактивных элементов был назван «радием»
- в переводе с латинского-испускающий лучи, излучающий».

Каждого человека в окружающей среде подстерегают различные явления, оказывающие на него влияние. К ним можно отнести жару, холод, магнитные и обычные бури, проливные дожди, обильные снегопады, сильные ветры, звуки, взрывы и др.

Благодаря наличию органов чувств, отведенных ему природой, он может оперативно реагировать на эти явления с помощью, например, навеса от солнца, одежды, жилья, лекарств, экранов, убежищ и т.д.

Однако, в природе существует явление, на которое человек из-за отсутствия необходимых органов чувств не может мгновенно реагировать - это радиоактивность. Радиоактивность - не новое явление; радиоактивность и сопутствующие ей излучения (т.н. ионизирующие) существовали во Вселенной всегда. Радиоактивные материалы входят в состав Земли и даже человек слегка радиоактивен, т.к. в любой живой ткани присутствуют в малейших количествах радиоактивные вещества.

Самое неприятное свойство радиоактивного (ионизирующего) излучения - его воздействие на ткани живого организма, поэтому необходимы соответствующие измерительные приборы, которые предоставляли бы оперативную информацию для принятия полезных решений до того, когда пройдет продолжительное время и проявятся нежелательные или даже губительные последствия.что его воздействие человек начнет ощущать не сразу, а лишь по прошествии некоторого времени. Поэтому информацию о наличии излучения и его мощности необходимо получить как можно раньше.
Однако, хватит загадок. Поговорим о том, что же такое радиация и ионизирующее (т. е. радиоактивное) излучение.

Ионизирующее излучение

Любая среда состоит из мельчайших нейтральных частиц-атомов , которые состоят из положительно заряженных ядер и окружающих их отрицательно заряженных электронов. Каждый атом похож на солнечную систему в миниатюре: вокруг крошечного ядра движутся по орбитам «планеты» - электроны .
Ядро атома состоит из нескольких элементарных частиц-протонов и нейтронов, удерживаемых ядерными силами.

Протоны частицы имеющие положительный заряд, равный по абсолютной величине заряду электронов.

Нейтроны нейтральные, не обладающие зарядом, частицы. Число электронов в атоме в точности равно числу протонов в ядре, поэтому каждый атом в целом нейтрален. Масса протона почти в 2000 раз больше массы электрона.

Число присутствующих в ядре нейтральных частиц (нейтронов) может быть разным при одинаковом числе протонов. Такие атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разновидностям одного и того же химического элемента, называемым «изотопами» данного элемента. Чтобы отличить их друг от друга, к символу элемента приписывают число, равное сумме всех частиц в ядре данного изотопа. Так уран-238 содержит 92 протона и 146 нейтронов; в уране 235 тоже 92 протона, но 143 нейтрона. Все изотопы химического элемента образуют группу «нуклидов». Некоторые нуклиды стабильны, т.е. не претерпевают никаких превращений, другие же, испускающие частицы нестабильны и превращаются в другие нуклиды. В качестве примера возьмем атом урана - 238. Время от времени из него вырывается компактная группа из четырех частиц: двух протонов и двух нейтронов -«альфа-частица (альфа)». Уран-238 превращается, таким образом, в элемент, в ядре которого содержится 90 протонов и 144 нейтрона - торий-234. Но торий-234 тоже нестабилен: один из его нейтронов превращается в протон, и торий-234 превращается в элемент, в ядре которого содержится 91 протон и 143 нейтрона. Это превращение сказывается и на движущихся по своим орбитам электронах (бета): один из них становится как бы лишним, не имеющим пары (протона), поэтому он покидает атом. Цепочка многочисленных превращений, сопровождающаяся альфа- или бета- излучениями, завершается стабильным нуклидом свинца. Разумеется, существует много подобных цепочек самопроизвольных превращений (распадов) разных нуклидов. Период полураспада, есть отрезок времени, за который исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается в два раза.
При каждом акте распада высвобождается энергия, которая и передается в виде излучения. Часто нестабильный нуклид оказывается в возбужденном состоянии и при этом испускание частицы не приводит к полному снятию возбуждения; тогда он выбрасывает порцию энергии в виде гамма-излучения (гамма-кванта). Как и в случае рентгеновских лучей (отличающихся от гамма-излучения только частотой) при этом не происходит испускания каких-либо частиц. Весь процесс самопроизвольного распада нестабильного нуклида называется радиоактивным распадом, а сам нуклид радионуклидом.

Различные виды излучений сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают различной проникающей способностью; поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма. Альфа-излучение, задерживается, например, листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие альфа - частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей, водой или с вдыхаемым воздухом или паром, например, в бане; тогда они становятся чрезвычайно опасными. Бета - частица обладает большей проникающей способностью: она проходит в ткани организма на глубину один-два сантиметра и более, в зависимости от величины энергии. Проникающая способность гамма-излучения, которое распространяется со скоростью света, очень велика: его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита. Ионизирующее излучение характеризуется рядом измеряемых физических величин. К ним следует отнести энергетические величины. На первый взгляд может показаться, что их бывает достаточно для регистрации и оценки воздействия ионизирующего излучения на живые организмы и человека. Однако, эти энергетические величины не отражают физиологического воздействия ионизирующего излучения на человеческий организм и другие живые ткани, субъективны, и для разных людей различны. Поэтому используются усредненные величины.

Источники радиации бывают естественными, присутствующими в природе, и не зависящими от человека.

Установлено, что из всех естественных источников радиации наибольшую опасность представляет радон -тяжелый газ без вкуса, запаха и при этом невидимый; со своими дочерними продуктами.

Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для различных точек земного шара. Как ни парадоксально это может показаться на первый взгляд, но основное излучение от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. Радон концентрируется в воздухе внутри помещений лишь тогда, когда они в достаточной мере изолированы от внешней среды. Просачиваясь через фундамент и пол из грунта или, реже, высвобождаясь из стройматериалов, радон накапливается в помещении. Герметизация помещений с целью утепления только усугубляет дело, поскольку при этом еще более затрудняется выход радиоактивного газа из помещения. Проблема радона особенно важна для малоэтажных домов с тщательной герметизацией помещений (с целью сохранения тепла) и использованием глинозема в качестве добавки к строительным материалам (т.н. «шведская проблема»). Самые распространенные стройматериалы - дерево, кирпич и бетон - выделяют относительно немного радона. Гораздо большей удельной радиоактивностью обладают гранит, пемза, изделия из глиноземного сырья, фосфогипса.

Еще один, как правило менее важный, источник поступления радона в помещения представляет собой вода и природный газ, используемый для приготовления пищи и обогрева жилья.

Концентрация радона в обычно используемой воде чрезвычайно мала, но вода из глубоких колодцев или артезианских скважин содержит очень много радона. Однако основная опасность исходит вовсе не от питья воды, даже при высоком содержании в ней радона. Обычно люди потребляют большую часть воды в составе пищи и в виде горячих напитков, а при кипячении воды или приготовлении горячих блюд радон практически полностью улетучивается. Гораздо большую опасность представляет попадание паров воды с высоким содержанием радона в легкие вместе с вдыхаемым воздухом, что чаще всего происходит в ванной комнате или парилке (парной).

В природный газ радон проникает под землей. В результате предварительной переработки и в процессе хранения газа перед поступлением его к потребителю большая часть радона улетучивается, но концентрация радона в помещении может заметно возрасти, если кухонные плиты и другие нагревательные газовые приборы не снабжены вытяжкой. При наличии же приточно - вытяжной вентиляции, которая сообщается с наружным воздухом, концентрации радона в этих случаях не происходит. Это относится и к дому в целом -ориентируясь на показания детекторов радона можно установить режим вентиляции помещений, полностью исключающий угрозу здоровью. Однако, учитывая, что выделение радона из грунта имеет сезонный характер, нужно контролировать эффективность вентиляции три-четыре раза в год, не допуская превышения норм концентрации радона.

Другие источники радиации, к сожалению обладающие потенциальной опасностью, созданы самим человеком. Источники искусственной радиации - это созданные с помощью ядерных реакторов и ускорителей искусственные радионуклиды, пучки нейтронов и заряженных частиц. Они получили название техногенных источников ионизирующего излучения. Оказалось, что наряду с опасным для человека характером, радиацию можно поставить на службу человеку. Вот далеко не полный перечень областей применения радиации: медицина, промышленность, сельское хозяйство, химия, наука и т.д. Успокаивающим фактором является контролируемый характер всех мероприятий, связанных с получением и применением искусственной радиации.

Особняком по своему воздействию на человека стоят испытания ядерного оружия в атмосфере, аварии на АЭС и ядерных реакторах и результаты их работы, проявляющиеся в радиоактивных осадках и радиоактивных отходах. Однако только чрезвычайные ситуации, типа Чернобыльской аварии, могут оказать неконтролируемое воздействие на человека.
Остальные работы легко контролируются на профессиональном уровне.

При выпадении радиоактивных осадков в некоторых местностях Земли радиация может попадать внутрь организма человека непосредственно через с/х продукцию и питание. Обезопасить себя и своих близких от этой опасности очень просто. При покупке молока, овощей, фруктов, зелени, да и любых других продуктов совсем не лишним будет включить дозиметр и поднести его к покупаемой продукции. Радиации не видно - но прибор мгновенно определит наличие радиоактивного загрязнения. Такова наша жизнь в третьем тысячелетии - дозиметр становится атрибутом повседневной жизни, как носовой платок, зубная щетка, мыло.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ТКАНИ ОРГАНИЗМА

Повреждений, вызванных в живом организме ионизирующим излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество этой энергии называется дозой, по аналогии с любым веществом поступающим в организм и полностью им усвоенным. Дозу излучения организм может получить независимо от того, находится ли радионуклид вне организма или внутри него.

Количество энергии излучения, поглощенное облучаемыми тканями организма, в пересчете на единицу массы называется поглощенной дозой и измеряется в Греях. Но эта величина не учитывает того, что при одинаковой поглощенной дозе альфа-излучение гораздо опаснее (в двадцать раз) бета или гамма-излучений. Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной дозой; ее измеряют в единицах называемых Зивертами.

Следует учитывать также, что одни части тела более чувствительны, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения, возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения человека следует учитывать с различными коэффициентами. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения для организма; она также измеряется в Зивертах.

Заряженные частицы.

Проникающие в ткани организма альфа- и бета-частицы теряют энергию вследствие электрических взаимодействий с электронами тех атомов, близ которых они проходят. (Гамма-излучение и рентгеновские лучи передают свою энергию веществу несколькими способами, которые в конечном счете также приводят к электрическим взаимодействиям).

Электрические взаимодействия.

За время порядка десяти триллионных секунды после того, как проникающее излучение достигнет соответствующего атома в ткани организма, от этого атома отрывается электрон. Последний заряжен отрицательно, поэтому остальная часть исходно нейтрального атома становится положительно заряженной. Этот процесс называется ионизацией. Оторвавшийся электрон может далее ионизировать другие атомы.

Физико-химические изменения.

И свободный электрон, и ионизированный атом обычно не могут долго пребывать в таком состоянии и в течение следующих десяти миллиардных долей секунды участвуют в сложной цепи реакций, в результате которых образуются новые молекулы, включая и такие чрезвычайно реакционно способные, как "свободные радикалы".

Химические изменения.

В течение следующих миллионных долей секунды образовавшиеся свободные радикалы реагируют как друг с другом, так и с другими молекулами и через цепочку реакций, еще не изученных до конца, могут вызвать химическую модификацию важных в биологическом отношении молекул, необходимых для нормального функционирования клетки.

Биологические эффекты.

Биохимические изменения могут произойти как через несколько секунд, так и через десятилетия после облучения и явиться причиной немедленной гибели клеток или изменений в них.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНОСТИ
Беккерель (Бк, Вq); Кюри (Ки, Си)	1 Бк = 1 распад в сек. 1 Ки = 3,7 х 10 10 Бк	Единицы активности радионуклида. Представляют собой число распадов в единицу времени.
Грей (Гр, Gу); Рад (рад, rad)	1 Гр = 1 Дж/кг 1 рад = 0.01 Гр	Единицы поглощённой дозы. Представляют собой количество энергии ионизирующего излучения, поглощенное единицей массы какого-либо физического тела, например тканями организма.
Зиверт (Зв, Sv) Бэр (бер, rem) - "биологический эквивалент рентгена"	1 Зв = 1 Гр = 1 Дж/кг (для бета и гамма) 1 мкЗв = 1/1000000 Зв 1 бер = 0.01 Зв = 10 мЗв Единицы эквивалентной дозы.	Единицы эквивалентной дозы. Представляют собой единицу поглощенной дозы, умноженную на коэффициент, учитывающий неодинаковую опасность разных видов ионизирующего излучения.
Грей в час (Гр/ч); Зиверт в час (Зв/ч); Рентген в час (Р/ч)	1 Гр/ч = 1 Зв/ч = 100 Р/ч (для бета и гамма) 1 мк Зв/ч = 1 мкГр/ч = 100 мкР/ч 1 мкР/ч = 1/1000000 Р/ч	Единицы мощности дозы. Представляют собой дозу полученную организмом за единицу времени.

Для информации, а не для запугивания, особенно людей, решивших посвятить себя работе с ионизирующим излучением, следует знать предельно допустимые дозы. Единицы измерения радиоактивности приведены в таблице 1. По заключению Международной комиссии по радиационной защите на 1990 г. вредные эффекты могут наступать при эквивалентных дозах не менее 1,5 Зв (150 бэр) полученных в течение года, а в случаях кратковременного облучения - при дозах выше 0,5 Зв (50 бэр). Когда облучение превышает некоторый порог, возникает лучевая болезнь. Различают хроническую и острую (при однократном массивном воздействии) формы этой болезни. Острую лучевую болезнь по тяжести подразделяют на четыре степени, начиная от дозы 1-2 Зв (100-200 бэр, 1-я степень) до дозы более 6 Зв (600 бэр, 4-я степень). Четвертая степень может закончиться летальным исходом.

Дозы, получаемые в обычных условиях, ничтожны по сравнению с указанными. Мощность эквивалентной дозы, создаваемой естественным излучением, колеблется от 0,05 до 0,2 мкЗв/ч, т.е. от 0,44 до 1,75 мЗв/год (44-175 мбэр/год).
При медицинских диагностических процедурах - рентгеновских снимках и т.п. - человек получает еще примерно 1,4 мЗв/год.

Поскольку в кирпиче и бетоне в небольших дозах присутствуют радиоактивные элементы, доза возрастает еще на 1,5 мЗв/год. Наконец, из-за выбросов современных тепловых электростанций, работающих на угле, и при полетах на самолете человек получает до 4 мЗв/год. Итого существующий фон может достигать 10 мЗв/год, но в среднем не превышает 5 мЗв/год (0,5 бэр/год).

Такие дозы совершенно безвредны для человека. Предел дозы в добавление к существующему фону для ограниченной части населения в зонах повышенной радиации установлен 5 мЗв/год (0,5 бэр/год), т.е. с 300-кратным запасом. Для персонала, работающего с источниками ионизирующих излучений, установлена предельно допустимая доза 50 мЗв/ год (5 бэр/год), т.е. 28 мкЗв/ч при 36-часовой рабочей неделе.

Согласно гигиеническим нормативам НРБ-96 (1996 г.) допустимые уровни мощности дозы при внешнем облучении всего тела от техногенных источников для помещения постоянного пребывания лиц из персонала - 10 мкГр/ч, для жилых помещений и территории, где постоянно находятся лица из населения - 0,1 мкГр/ч (0,1 мкЗв/ч, 10 мкР/ч).

ЧЕМ ИЗМЕРЯЮТ РАДИАЦИЮ

Несколько слов о регистрации и дозиметрии ионизирующего излучения. Существуют различные методы регистрации и дозиметрии: ионизационный (связанный с прохождением ионизирующего излучения в газах), полупроводниковый (в котором газ заменен твердым телом), сцинтиляционный, люминесцентный, фотографический. Эти методы положены в основу работы дозиметров радиации. Среди газонаполненных датчиков ионизирующего излучения можно отметить ионизационные камеры, камеры деления, пропорциональные счетчики и счетчики Гейгера-Мюллера . Последние относительно просты, наиболее дешевы, не критичны к условиям работы, что и обусловило их широкое применение в профессиональной дозиметрической аппаратуре, предназначенной для обнаружения и оценки бета- и гамма-излучения. Когда датчиком служит счетчик Гейгера-Мюллера, любая вызывающая ионизацию частица, попадающая в чувствительный объем счетчика, становится причиной самостоятельного разряда. Именно попадающая в чувствительный объем! Поэтому не регистрируются альфа -частицы, т.к. они туда не могут проникнуть. Даже при регистрации бета - частиц необходимо приблизить детектор к объекту, чтобы убедиться в отсутствии излучения, т.к. в воздухе энергия этих частиц может быть ослаблена, они могут не преодолеть корпус прибора, не попадут в чувствительный элемент и не будут обнаружены.

Доктор физико-математических наук, Профессор МИФИ Н.М. Гаврилов
статья написана для компании "Кварта-Рад"

События последних десятилетий вызвали множество дискуссий о том, чем опасна радиация для человека и как избежать ее влияния. Радиацией называют присущую частицам способность излучать или распространять в пространство энергию. Мощность этой энергии воздействует на вещества, приводя к появлению разнозаряженных ионов. Предметы, выделяющие ионизирующее излучение, превращаются в радиоактивные.

Радиация и ее особенности

Частицы, создающие излучение, выпадают из ядра атома элементов (урана и других). В самом ядре происходит радиоактивный распад. У одного элемента может быть несколько вариантов – изотопов, причем одни из них будут радиоактивными, а другие – стабильными.

У каждого из радиоактивных изотопов есть свой период жизни, заканчивающийся с распадом ядра. Срок, необходимый для распада половины ядер изотопов, называется периодом полураспада. Он может продолжаться от долей секунды и до миллионов лет.

В природе образование радиоактивных изотопов происходит естественным путем, но они могут создаваться и искусственно. Это случается при строительстве атомных электростанций, ядерных испытаниях.

Типы радиации

Излучение характеризуется энергией, составом и способностью к проникновению, оно бывает нескольких типов:

Альфа-частиц – тяжелые гелиевые ядра с положительным зарядом, они дают мощную ионизацию.
Бета-частицы – электроны с зарядом в виде потока с высокой способностью к проникновению.
Гамма-поток – короткие , проникающие в структуру предметов.
Рентген-излучение – электромагнитные волны с более низкой энергией.
Нейтроны – нейтральные частицы, возникающие вблизи функционирующих ядерных реакторов.

Количество радиоактивных ядер, распадающихся за определенное время, называют активностью. Ее величина отражает число ионизирующих частиц, испускаемых источником за секунду.

Опасность радиации зависит от ее источников. Они бывают природными и техногенными. Первые формируют радиационный фон, который действует на все живое на Земле. Этот вид излучения глобален и постоянен. Радиация естественного типа создается за счет космических лучей и элементами, которые содержатся в земных породах, окружающей среде. Все это создает внешнее облучение людей.

В пищевых продуктах, воде и воздушной среде тоже есть определенное количество радиоактивных компонентов, они служат источником внутреннего облучения.

Важно! Каждый год житель Земли получает от природных источников облучение примерно в 180-220 миллибэр. Доза внутреннего облучения вдвое выше.

К техногенным источникам относится оборудование, используемое:

в промышленной сфере;
в сельскохозяйственной отрасли;
В научных разработках;
для выработки атомной энергии;
для создания и испытаний ядерного вооружения.

Способностью к облучению обладают препараты и приборы, которые активно используются в медицине. Такое воздействие оказывается только на определенные органы и части тела.

Опасность воздействия радиации на человека

Ученые давно доказали негативное действие радиации на человека. Достаточно вспомнить аварию в Чернобыле и количество людей, участвовавших в ликвидации последствий катастрофы, заболевших лучевой болезнью.

Чтобы понимать, какая радиация опасна для человека, необходимо знать, что ее источником может быть любое радиоактивное вещество или предмет. Такое влияние невозможно почувствовать или увидеть, его можно оценить только с помощью специального прибора. Насколько опасно облучение зависит от его типа, длительности и частоты облучения.

Наиболее опасным является гамма-излучение, частицы альфа наносят вред при непосредственном проникновении в органы пищеварения или легкие . Механизм воздействия выглядит следующим образом:

Излучение вызывает ионизацию молекул организма, они переходят в возбужденное состояние.
Начинается перераспределение избытка энергии.
Молекулы, на которые подействовало излучение, передают энергию другим частицам.
Запускается химическая стадия.
Из-за нарушения молекулярных связей меняется структура липидов, белков и ДНК.

На фоне таких изменений развивается лучевая болезнь. Количество энергии, переданной излучением, называется дозой. Организм не способен создавать барьер такому излучению, воздействию может подвергнуться любая молекула. Это объясняет, почему радиация опасна для жизни.

Последствия заражения

Последствия действия радиации на организм можно разделить на две группы. Первую составляют генетические эффекты: мутации на уровне генов и хромосомные абберации. Ко второй относятся соматические проявления в виде лучевой болезни, локальных поражений, опухолей, рака, лейкозов.

Отдаленные последствия облучения проявляются в:

развитии иммунодефицита;
влиянии на наследственность;
повышенной чувствительности к заражению инфекциями;
нарушении гормонального равновесия;
развитии катаракты;
снижении продолжительности жизни;
задержках психического развития.

Радиоактивная опасность связана с возможностью нарушений в метаболизме, появления врожденных пороков у следующих поколений, бесплодием, выкидышами, инфекционными заболеваниями. Следствием облучения может стать летальный исход. Такое случается в случае даже однократного посещения территорий с мощным радиационным источником либо при постоянном получении определенных доз радиации от предметов, например, при их хранении дома.

Важно! Источником радиации может быть любая вещь, включая антикварные.

Главное, чем опасна радиация для детей – это необратимое влияние на растущие клетки. Во время формирования организма излучение в реакцию за более короткий срок. Крайне нежелательно влияние радиации на беременных женщин, клетки плода очень восприимчивы к нему.

Признаки облучения

Признаками радиационного облучения служат:

рвота;
дезориентация;
появление на теле язв, не поддающихся лечению;
кровотечения изо рта, носа, прямой кишки;
диарея с кровью;
радиационные ожоги на коже;
выпадение волос;
чувство слабости и усталости;
обмороки, головная боль;
раны на губах и во рту;
тремор, припадки;
лихорадка.

У людей, получивших дозу радиации, падает артериальное давление, нарушается работа сердца и сосудистый тонус. Может развиваться гепатит и цирроз печени, происходит сбой в функционировании желчевыводящей системы. В крови резко снижается уровень лейкоцитов.

Все это далеко не полный перечень того, чем радиоактивные вещества опасны для человека. Происходящие изменения затрагивают весь организм, оказывают негативное влияние на все его системы.

Профилактические меры

Избежать такого воздействия помогает регулярный контроль радиационного фона. Это касается производственных и жилых помещений, воды, продуктов питания. Во время замеров учитывается интенсивность излучения и степень опасности источника, определяется время, которое допустимо проводить рядом с ним без неприятных последствий.

Единицей измерения получаемого излучения является Зиверт. Величина показывает количество энергии, поглощенной килограммом биоткани на протяжении часа. предельно допустимой нормой считается 0,5 микрозиверт за час, нормальный показатель не должен быть выше 0,2 микрозиверта в час. Более высокие уровни – это опасная доза радиации для человека. Показатель в 5-6 зивертов смертелен .

Людям, оказавшимся под воздействием опасного уровня радиации для человека, необходимо оказать первую помощь. Всю одежду следует снять и сразу утилизировать. Нужно как можно скорее принять душ с моющими средствами. В дальнейшем выведение вредных веществ осуществляется с помощью медицинских мероприятий и препаратов:

Определенную пользу приносят биологически активные добавки. Они содержат йод для ликвидации воздействия изотопов, накапливающихся в щитовидке, глины с цеолитами, связывающие радиационные отходы и выводящие их из организма. Устранить стронций помогают добавки с кальцием.

Как вывести радиацию из организма?

Процесс выведения радиации можно ускорить за счет правильного составления рационами. Для этого необходимо включение в меню:

виноградного сока с мякотью;
морепродуктов и рыбы;
хурмы;
растительного масла холодного отжима;
чернослива и отвара сухофруктов;
перепелиных яиц;
овсянки;
свеклы;
дрожжей естественного происхождения.

Хорошо дополнят рацион мед, рис и груши, в меню обязательно должны быть супы и достаточное количество жидкости. Особое внимание нужно уделить продуктам с содержанием селена (защищает от развития онкологических процессов), метионин (активизирует клеточную регенерацию), каротин (восстанавливает клеточную структуру).

Информация о пользе алкоголя для выведения радиации – не более чем миф. Водка наоборот способствует распределению вредных веществ по организму. Благоприятное воздействие может оказать красное сухое виноградное вино, но в очень небольших количествах.

Радиация может повреждать клетки. Защита организма справляется с этим, пока дозы облучения не превысят природный фон в сотни и тысячи раз. Более высокие дозы ведут к острой лучевой болезни и увеличивают на несколько процентов вероятность заболевания раком. Дозы в десятки тысяч раз выше фона смертельны. Таких доз в повседневной жизни не бывает.

Гибель и мутации клеток нашего тела - еще одно естественное явление, сопровождающее нашу жизнь. В организме, состоящем примерно из 60 триллионов клеток, клетки стареют и мутируют по естественным причинам. Ежедневно гибнет несколько миллионов клеток. Множество физических, химических и биологических агентов, включая природную радиацию, также «портят» клетки, но в обычных ситуациях организм легко справляется с этим.

По сравнению с другими повреждающими факторами ионизирующее излучение (радиация) изучено лучше всего. Как радиация действует на клетки? При делении атомных ядер высвобождается большая энергия, способная отрывать электроны от атомов окружающего вещества. Этот процесс называется ионизаций, а несущее энергию электромагнитное излучение - ионизирующим. Ионизированный атом меняет свои физические и химические свойства. Следовательно, изменяются свойства молекулы, в которую он входит. Чем выше уровень радиации, тем больше число актов ионизации, тем больше будет поврежденных клеток.

Для живых клеток наиболее опасны изменения в молекуле ДНК. Поврежденную ДНК клетка может «починить». В противном случае она погибнет или даст измененное (мутировавшее) потомство.

Погибшие клетки организм замещает новыми в течение дней или недель, а клетки-мутанты эффективно выбраковывает. Этим занимается иммунная система. Но иногда защитные системы дают сбой. Результатом в отдаленном времени может быть рак или генетические изменения у потомков, в зависимости от типа поврежденной клетки (обычная или половая клетка). Ни тот, ни другой исход не предопределен заранее, но оба имеют некоторую вероятность. Самопроизвольные случаи рака называют спонтанными. Если установлена ответственность того или иного агента за возникновение рака, говорят, что рак был индуцированным.

Если доза облучения превышает природный фон в сотни раз , это становится заметным для организма. Важно не то, что это радиация, а то, что защитным системам организма труднее справляться с возросшим числом повреждений. Из-за участившихся сбоев возникает дополнительные «радиационные» раки. Их количество может составлять несколько процентов от числа спонтанных раков.

Очень большие дозы, это - в тысячи раз выше фона. При таких дозах основные трудности организма связаны не с измененными клетками, а с быстрой гибелью важных для организма тканей. Организм не справляется с восстановлением нормального функционирования самых уязвимых органов, в первую очередь, красного костного мозга, который относится к системе кроветворения. Появляются признаки острого недомогания - острая лучевая болезнь. Если радиация не убьет сразу все клетки костного мозга, организм со временем восстановится. Выздоровление после лучевой болезни занимает не один месяц, но дальше человек живет нормальной жизнью.

Вылечившись после лучевой болезни, люди несколько чаще, чем их необлученные сверстники болеют раком. Насколько чаще? На несколько процентов.

Это следует из наблюдений за пациентами в разных странах мира, прошедшими курс радиотерапии и получившими достаточно большие дозы облучения, за сотрудниками первых ядерных предприятий, на которых еще не было надежных систем радиационной защиты, а также за пережившими атомную бомбардировку японцами, и чернобыльскими ликвидаторами. Среди перечисленных групп самые высокие дозы были у жителей Хиросимы и Нагасаки. За 60 лет наблюдений у 86,5 тысяч человек с дозами в 100 и более раз выше природного фона было на 420 случаев смертельного рака больше, чем в контрольной группе (увеличение примерно на 10 %). В отличие от симптомов острой лучевой болезни, которые проявляются через часы или дни, рак возникает не сразу, может быть, через 5, 10 или 20 лет. Для разных локализаций рака скрытый период разный. Быстрее всего, в первые пять лет, развивается лейкоз (рак крови). Именно это заболевание считается индикатором радиационного воздействия при дозах облучения в сотни и тысячи раз выше фона .

Почему рак возникает не сразу? Чтобы клетка с поврежденной ДНК стала раковой, с ней должна произойти целая цепь редких событий. После каждой новой трансформации ей снова нужно «проскочить» защитный барьер. Если иммунная защита эффективна, даже сильно облученный человек может не заболеть раком. А если заболеет, то будет вылечен.

Теоретически кроме рака могут быть и другие последствия облучения в высоких дозах.

Если радиация повредила молекулу ДНК в яйцеклетке или в сперматозоиде, есть риск, что повреждение будут передано по наследству. Этот риск может дать небольшую добавку к спонтанным наследственным нарушениям, Известно, что самопроизвольно возникающие генетические дефекты, начиная с дальтонизма и кончая синдромом Дауна, встречаются у 10 % новорожденных. Для человека радиационная добавка к спонтанным генетическим нарушениям очень мала. Даже у переживших бомбардировку японцев с высокими дозами облучения, вопреки ожиданиям ученых, выявить ее не удалось. Не было добавочных радиационно-индуцированных дефектов после аварии на комбинате «Маяк» в 1957 году, не выявлено и после Чернобыля.

Радиационные аварии в СССР и РФ с клинически значимыми последствиями: 1949-2005

Вид аварии	Количество аварий	Число пострадавших
Вид аварии	Количество аварий	Всего	в т.ч. умерли
Радиоизотопные установки и их источники	92	170	16
Рентгеновские установки и ускорители	39	43	-
Реакторные инциденты и потеря контроля над критичностью	33	82	13
Случаи с местными лучевыми поражениями на ПО «Маяк» в 1949/56 гг.	168	168	-
Аварии на атомных подводных лодках	4	133	12
Другие инциденты	12	17	2
Чернобыльская авария	1	134	28
ИТОГО	176	747	71

Последствия облучения в зависимости от дозы

Люди, погибшие от облучения в Хиросиме и Нагасаки, а также в Чернобыле, получили дозы в десятки тысяч раз выше фона. При таких дозах организм уже не справляется с огромным числом погибших клеток, и человек умирает в течение дней или недель. В Хиросиме и Нагасаки в результате атомных бомбардировок погибли 210 тыс. человек. Это суммарное число потерь от действия ударной волны, разрушения зданий и сооружений, тепловых ожогов и радиации. При аварии на Чернобыльской АЭС в первые сутки около 300 сотрудников станции и пожарных получили очень высокие дозы. 28 спасти не удалось, но 272 человека врачи вылечили.