يتم تقليل التأثير الرئيسي لجميع الإشعاعات المؤينة على الجسم إلى تأين أنسجة تلك الأعضاء والأنظمة المعرضة لتشعيعها. تتسبب الشحنات المكتسبة نتيجة لذلك في حدوث تفاعلات مؤكسدة في الخلايا غير عادية بالنسبة للحالة الطبيعية، والتي بدورها تسبب عددًا من الاستجابات. وهكذا، في الأنسجة المشععة للكائن الحي، تحدث سلسلة من التفاعلات المتسلسلة التي تعطل الحالة الوظيفية الطبيعية للأعضاء والأنظمة الفردية والكائن الحي ككل. هناك افتراض أنه نتيجة لمثل هذه التفاعلات، يتم تشكيل المنتجات الضارة بالصحة في أنسجة الجسم - السموم، والتي لها تأثير سلبي.
عند العمل مع المنتجات التي تحتوي على الإشعاعات المؤينة، يمكن أن تكون طرق التعرض للأخيرة ذات شقين: من خلال التشعيع الخارجي والداخلي. قد يحدث التعرض الخارجي عند العمل على المسرعات وأجهزة الأشعة السينية وغيرها من المنشآت التي تنبعث منها النيوترونات والأشعة السينية، وكذلك عند العمل مع مصادر مشعة محكمة الغلق، أي العناصر المشعة المغلقة في الزجاج أو الأمبولات العمياء الأخرى، إذا كان الأخير تبقى سليمة. يمكن أن تشكل مصادر إشعاع بيتا وجاما مخاطر التعرض الخارجية والداخلية. لا يشكل إشعاع ألفا خطرًا عمليًا إلا أثناء التشعيع الداخلي، نظرًا لقوة الاختراق المنخفضة للغاية وقصر نطاق جسيمات ألفا في الهواء، فإن وجود مسافة بسيطة من مصدر الإشعاع أو التدريع البسيط يلغي خطر التشعيع الخارجي.
أثناء التشعيع الخارجي بواسطة أشعة ذات قوة اختراق كبيرة، يحدث التأين ليس فقط على سطح الجلد المشعع والأغطية الأخرى، ولكن أيضًا في الأنسجة والأعضاء والأنظمة العميقة. يتم تحديد فترة التعرض الخارجي المباشر للإشعاعات المؤينة - التعرض - بوقت التشعيع.
يحدث التعرض الداخلي عند دخول المواد المشعة إلى الجسم، والذي يمكن أن يحدث عند استنشاق أبخرة وغازات ورذاذ المواد المشعة، أو إدخالها إلى الجهاز الهضمي أو دخولها إلى مجرى الدم (في حالات تلوث الجلد والأغشية المخاطية التالفة). يعد التشعيع الداخلي أكثر خطورة، لأنه، أولاً، عند الاتصال المباشر بالأنسجة، حتى الإشعاع ذو الطاقات المنخفضة وبأقل قدرة على الاختراق لا يزال له تأثير على هذه الأنسجة؛ ثانياً، عند وجود مادة مشعة في الجسم، فإن مدة تأثيرها (التعرض) لا تقتصر على وقت العمل المباشر مع المصادر، بل تستمر بشكل مستمر حتى اضمحلالها الكامل أو إزالتها من الجسم. بالإضافة إلى ذلك، عند تناول بعض المواد المشعة، التي لها خصائص سامة معينة، بالإضافة إلى التأين، يكون لها تأثير سام محلي أو عام (انظر "المواد الكيميائية الضارة").
في الجسم، يتم نقل المواد المشعة، مثل جميع المنتجات الأخرى، عن طريق مجرى الدم إلى جميع الأعضاء والأنظمة، وبعد ذلك يتم إخراجها جزئيًا من الجسم من خلال أجهزة الإخراج (الجهاز الهضمي والكلى والعرق والغدد الثديية، وما إلى ذلك). ، وبعضها يترسب في أعضاء وأنظمة معينة، مما يؤثر عليها تأثيرًا تفضيليًا وأكثر وضوحًا. يتم توزيع بعض المواد المشعة (مثل الصوديوم - Na24) بالتساوي نسبيًا في جميع أنحاء الجسم. يتم تحديد الترسب السائد للمواد المختلفة في بعض الأعضاء والأنظمة من خلال خصائصها الفيزيائية والكيميائية ووظائف هذه الأعضاء والأنظمة.
تسمى مجموعة من التغيرات المستمرة في الجسم تحت تأثير الإشعاعات المؤينة بمرض الإشعاع. يمكن أن يتطور مرض الإشعاع نتيجة التعرض المزمن للإشعاعات المؤينة والتعرض قصير المدى لجرعات كبيرة. ويتميز بشكل رئيسي بالتغيرات في الجهاز العصبي المركزي (حالة الاكتئاب، والدوخة، والغثيان، والضعف العام، وما إلى ذلك)، والدم والأعضاء المكونة للدم، والأوعية الدموية (كدمات بسبب هشاشة الأوعية الدموية)، والغدد الصماء.
نتيجة التعرض لفترة طويلة لجرعات كبيرة من الإشعاعات المؤينة، يمكن أن تتطور الأورام الخبيثة في مختلف الأعضاء والأنسجة، وهي: عواقب طويلة المدى لهذا التعرض. وتشمل الأخيرة أيضًا انخفاضًا في مقاومة الجسم لمختلف الأمراض المعدية وغيرها، وتأثيرًا سلبيًا على الوظيفة الإنجابية، وغيرها.
يمكن للمواد المشعة أن تدخل الجسم بثلاث طرق: عن طريق الهواء المستنشق، ومن خلال الجهاز الهضمي (مع الطعام والماء)، ومن خلال الجلد. يتلقى الشخص الإشعاع ليس فقط خارجيا، ولكن أيضا من خلال الأعضاء الداخلية. تخترق الـ RVs جزيئات الأعضاء الداخلية، وخاصة أنسجة العظام والعضلات. وتستمر المواد المشعة بالتركيز فيها في تشعيع الجسم وإتلافه من الداخل.
خطر الإشعاع هو احتمال تعرض الشخص أو نسله لأي تأثير ضار نتيجة التعرض للإشعاع.
يمكن للإشعاعات المؤينة عند تعرضها لجسم الإنسان أن تسبب نوعين من الآثار الضارة:
محدد (مرض الإشعاع، التهاب الجلد الإشعاعي، إعتام عدسة العين الإشعاعي، العقم الإشعاعي، تشوهات في نمو الجنين، إلخ). من المفترض أن هناك حدًا للجرعة لا يكون أقل منه أي تأثير، وفوقها تعتمد شدة التأثير على الجرعة؛
التأثيرات البيولوجية الضارة الاحتمالية العشوائية (الأورام الخبيثة، سرطان الدم، الأمراض الوراثية) التي ليس لها عتبة جرعة لحدوثها. شدة مظاهرها لا تعتمد على الجرعة. وتتراوح فترة حدوث هذه التأثيرات لدى الشخص المشعع من 2 إلى 50 سنة أو أكثر.
يرتبط التأثير البيولوجي للإشعاع المؤين بتكوين مركبات جديدة غير عادية للجسم، مما يؤدي إلى تعطيل نشاط كل من الوظائف الفردية وأنظمة الجسم بأكملها. عمليات ترميم هياكل الجسم جارية جزئيًا. تعتمد النتيجة الإجمالية للتعافي على شدة هذه العمليات. ومع زيادة قوة الإشعاع، تقل أهمية عمليات الترميم.
هناك آثار ضارة وراثية (وراثية) وجسدية (جسدية).
ترتبط التأثيرات الوراثية بالتغيرات في جهاز الجينات تحت تأثير الإشعاعات المؤينة. عواقب ذلك هي الطفرات (ظهور ذرية في الأشخاص المشععين بخصائص مختلفة، غالبًا مع تشوهات خلقية).
التأثيرات الوراثية لها فترة كامنة طويلة (عشرات السنين بعد التشعيع). يوجد مثل هذا الخطر حتى مع وجود إشعاع ضعيف جدًا، والذي، على الرغم من أنه لا يدمر الخلايا، إلا أنه يمكن أن يغير الخصائص الوراثية.
تبدأ التأثيرات الجسدية دائمًا عند جرعة معينة. عند تناول جرعات أقل من العتبة، لا يحدث أي ضرر للجسم. تشمل التأثيرات الجسدية تلفًا موضعيًا في الجلد (حرق إشعاعي)، وإعتام عدسة العين (تعتيم العدسة)، وتلف الأعضاء التناسلية (تعقيم قصير الأمد أو دائم). الجسم قادر على التغلب على العديد من العواقب الجسدية للإشعاع.
تعتمد درجة الضرر الإشعاعي إلى حد كبير على حجم السطح المشعع، وما إذا كان الجسم بأكمله قد تعرض للإشعاع أم جزء منه فقط. ومع انخفاضه، ينخفض التأثير البيولوجي أيضًا.
يمكن أن يؤدي التعرض طويل الأمد لجرعات منخفضة (مزمنة) في بيئة العمل إلى الإصابة بمرض الإشعاع المزمن. أكثر العلامات المميزة لمرض الإشعاع المزمن هي التغيرات في تعداد الدم، والآفات الجلدية المحلية، وآفات العدسة، وتصلب الرئة، وانخفاض المناعة. تعد القدرة على إحداث تأثيرات طويلة المدى إحدى الخصائص الخبيثة للإشعاع المؤين.
الفعل المادي الأساسي لتفاعل الإشعاع المؤين مع جسم بيولوجي هو التأين. من خلال التأين يتم نقل الطاقة إلى الجسم.
ومن المعروف أن 60-70% من وزن الجسم يتكون من الماء في الأنسجة البيولوجية. نتيجة للتأين، تشكل جزيئات الماء الجذور الحرة H- و OH-. في وجود الأكسجين، يتكون أيضًا هيدرو بيروكسيد الجذور الحرة (H2O-) وبيروكسيد الهيدروجين (H2O)، وهما عوامل مؤكسدة قوية.
تدخل الجذور الحرة والمواد المؤكسدة الناتجة عن عملية التحلل الإشعاعي للمياه، ذات النشاط الكيميائي العالي، في تفاعلات كيميائية مع جزيئات البروتينات والإنزيمات والعناصر الهيكلية الأخرى للأنسجة البيولوجية، مما يؤدي إلى تغيرات في العمليات البيولوجية في الجسم. ونتيجة لذلك، تنتهك عمليات التمثيل الغذائي، ويتم قمع نشاط أنظمة الإنزيم، ويتباطأ نمو الأنسجة ويتوقف، وتظهر مركبات كيميائية جديدة ليست من سمات الجسم - السموم. وهذا يؤدي إلى اضطرابات في أداء الوظائف الفردية أو أنظمة الجسم ككل. اعتمادًا على حجم الجرعة الممتصة والخصائص الفردية للكائن الحي، قد تكون التغييرات الناتجة قابلة للعكس أو لا رجعة فيها.
تتراكم بعض المواد المشعة في بعض الأعضاء الداخلية. على سبيل المثال، تترسب مصادر إشعاع ألفا (الراديوم واليورانيوم والبلوتونيوم)، وإشعاع بيتا (السترونتيوم والإيتريوم) وإشعاع جاما (الزركونيوم) في أنسجة العظام. كل هذه المواد يصعب إزالتها من الجسم.
ملامح تأثير الإشعاعات المؤينة على الكائن الحي
عند دراسة تأثير الإشعاع على الجسم تم تحديد السمات التالية:
كفاءة عالية في الطاقة الممتصة. يمكن للكميات الصغيرة من الطاقة الإشعاعية الممتصة أن تسبب تغيرات بيولوجية عميقة في الجسم؛
· وجود مظاهر خفية، أو حاضنة، لعمل الإشعاعات المؤينة. غالبًا ما تسمى هذه الفترة بفترة الرفاهية الخيالية. يتم تقليل مدته عن طريق التشعيع بجرعات كبيرة.
· آثار الجرعات الصغيرة يمكن أن تكون مضافة أو تراكمية. ويسمى هذا التأثير التراكم.
· لا يؤثر الإشعاع على الكائن الحي فحسب، بل على نسله أيضاً. وهذا ما يسمى بالتأثير الجيني؛
· الأجهزة المختلفة للكائن الحي لها حساسيتها الخاصة للإشعاع. مع التعرض اليومي لجرعة 0.02-0.05 ص، تحدث بالفعل تغييرات في الدم؛
· لا تتفاعل جميع الكائنات الحية عمومًا بشكل متساوٍ مع الإشعاع.
· يعتمد التعرض على التردد. يؤدي التعرض الفردي لجرعة كبيرة إلى تأثيرات أكثر عمقًا من التجزئة.
نتيجة لتأثير الإشعاعات المؤينة على جسم الإنسان، يمكن أن تحدث عمليات فيزيائية وكيميائية وبيولوجية معقدة في الأنسجة.
ومن المعروف أن ثلثي التركيب الكلي للأنسجة البشرية يتكون من الماء والكربون. ينقسم الماء تحت تأثير الإشعاع المؤين إلى H و OH، والتي إما بشكل مباشر أو من خلال سلسلة من التحولات الثانوية تشكل منتجات ذات نشاط كيميائي عالي: أكسيد مائي HO2 وبيروكسيد الهيدروجين H2O2. وتتفاعل هذه المركبات مع جزيئات مادة الأنسجة العضوية، فتؤكسدها وتدمرها.
نتيجة للتعرض للإشعاعات المؤينة، يتم انتهاك المسار الطبيعي للعمليات الكيميائية الحيوية والتمثيل الغذائي في الجسم.
إن الجرعة الممتصة من الإشعاع التي تسبب تلفًا لأجزاء معينة من الجسم ومن ثم الوفاة، تتجاوز الجرعة الممتصة المميتة من الإشعاع للجسم بأكمله. الجرعات الممتصة القاتلة للجسم كله هي كما يلي: الرأس - 2000 راد، أسفل البطن - 5000 راد، الصدر - 10000 راد، الأطراف - 20000 راد.
تختلف درجة حساسية الأنسجة المختلفة للإشعاع. إذا نظرنا إلى أنسجة الأعضاء من أجل تقليل حساسيتها لعمل الإشعاع، نحصل على التسلسل التالي: الأنسجة اللمفاوية، الغدد الليمفاوية، الطحال، الغدة الصعترية، نخاع العظام، الخلايا الجرثومية.
تكمن الحساسية الأكبر للأعضاء المكونة للدم للإشعاع في تحديد طبيعة مرض الإشعاع. مع تشعيع واحد لجسم الإنسان بأكمله بجرعة ممتصة قدرها 50 راد، بعد يوم من التشعيع، يمكن أن ينخفض عدد الخلايا الليمفاوية بشكل حاد، كما سينخفض عدد خلايا الدم الحمراء (خلايا الدم الحمراء) بعد أسبوعين من التشعيع. لدى الشخص السليم حوالي 1014 خلية دم حمراء مع تكاثر يومي يبلغ 1012، ولكن عند المريض تكون هذه النسبة مضطربة.
أحد العوامل المهمة في تعرض الجسم للإشعاعات المؤينة هو وقت التعرض. ومع زيادة معدل الجرعة، يزداد التأثير الضار للإشعاع. كلما كان الإشعاع أكثر كسورًا بمرور الوقت، قل تأثيره الضار.
تعتمد الفعالية البيولوجية لكل نوع من الإشعاعات المؤينة على التأين المحدد. لذلك، على سبيل المثال، أ - جزيئات ذات طاقة 3 ميغا فولت تشكل 40000 زوج من الأيونات لكل ملليمتر من المسار، ب - جزيئات لها نفس الطاقة - ما يصل إلى أربعة أزواج من الأيونات. تخترق جزيئات ألفا الطبقة العليا من الجلد إلى عمق 40 ملم، وجزيئات بيتا - حتى 0.13 سم.
يعتبر التشعيع الخارجي بالإشعاع a وb أقل خطورة، نظرًا لأن جزيئات a وb لها نطاق صغير في الأنسجة ولا تصل إلى الأعضاء المكونة للدم والأعضاء الأخرى.
تعتمد درجة الضرر الذي يلحق بالجسم على حجم السطح المشعع. ومع انخفاض السطح المشعع، يتناقص التأثير البيولوجي أيضًا. وهكذا، عندما تم تشعيع مساحة من الجسم تبلغ 6 سم2 بالفوتونات بجرعة ممتصة قدرها 450 راد، لم يلاحظ أي ضرر ملحوظ على الجسم، ولكن عندما تم تشعيع الجسم كله بنفس الجرعة، حدثت 50٪ من الوفيات. .
تظهر الخصائص الفردية لجسم الإنسان فقط بجرعات صغيرة ممتصة.
كلما كان الشخص أصغر سناً، زادت حساسيته للإشعاع، وتكون مرتفعة بشكل خاص عند الأطفال. البالغون الذين تتراوح أعمارهم بين 25 عامًا فما فوق هم الأكثر مقاومة للإشعاع.
هناك عدد من المهن التي يوجد فيها خطر كبير للتعرض. في ظل ظروف طارئة معينة (على سبيل المثال، انفجار في محطة للطاقة النووية)، قد يتعرض السكان الذين يعيشون في مناطق معينة للإشعاع. لا توجد مواد معروفة يمكنها الحماية بشكل كامل، ولكن هناك بعض المواد التي تحمي الجسم جزئيًا من الإشعاع. وتشمل هذه، على سبيل المثال، أزيد الصوديوم والسيانيد، والمواد التي تحتوي على مجموعات كبريتيدريد، وما إلى ذلك. هم جزء من أجهزة الحماية من الإشعاع.
تمنع أجهزة الحماية من الإشعاع جزئيًا تكوين الجذور النشطة كيميائيًا التي تتشكل تحت تأثير الإشعاع. آليات عمل أجهزة الحماية من الإشعاع مختلفة. ويدخل بعضها في تفاعل كيميائي مع دخول النظائر المشعة إلى الجسم ويقوم بتحييدها لتشكل مواد محايدة يسهل إزالتها من الجسم. البعض الآخر لديه آلية ممتازة. تعمل بعض أجهزة الحماية من الإشعاع لفترة قصيرة من الوقت، بينما يستمر بعضها الآخر لفترة أطول. هناك عدة أنواع من أجهزة الحماية من الإشعاع: الأقراص والمساحيق والمحاليل.
عندما تدخل المواد المشعة إلى الجسم، فإن التأثير الضار يحدث بشكل رئيسي من خلال مصادر أ، ثم مصادر ب و ز، أي. بالترتيب العكسي للإشعاع الخارجي. تعمل جزيئات ألفا، ذات كثافة التأين، على تدمير الغشاء المخاطي، وهو حماية ضعيفة للأعضاء الداخلية مقارنة بالطبقة الخارجية.
يعتمد دخول الجسيمات إلى الجهاز التنفسي على درجة انفصال الجسيمات. تدخل الجسيمات الأصغر من 0.1 ميكرون إلى الرئتين مع الهواء ويتم إزالتها عند الخروج. يبقى فقط جزء صغير في الرئتين. يتم الاحتفاظ بالجزيئات الكبيرة التي يزيد حجمها عن 5 ميكرون تقريبًا في تجويف الأنف.
وتعتمد درجة الخطر أيضًا على معدل إزالة المادة من الجسم. وإذا كانت النويدات المشعة التي تدخل الجسم من نفس نوع العناصر التي يستهلكها الإنسان، فإنها لا تبقى في الجسم مدة طويلة، بل يتم إطلاقها معها (الصوديوم والكلور والبوتاسيوم وغيرها).
الغازات المشعة الخاملة (الأرجون والزينون والكريبتون وغيرها) ليست جزءًا من النسيج. لذلك، مع مرور الوقت، تتم إزالتها بالكامل من الجسم.
يتم توزيع بعض المواد المشعة التي تدخل الجسم بشكل متساوٍ إلى حد ما، والبعض الآخر يتركز في الأعضاء الداخلية الفردية. وبالتالي، فإن مصادر الإشعاع مثل الراديوم واليورانيوم والبلوتونيوم تترسب في أنسجة العظام. يتم أيضًا ترسيب السترونتيوم والإيتريوم، وهما مصدران للإشعاع ب، والزركونيوم، وهو مصدر للإشعاع ز، في أنسجة العظام. ومن الصعب جدًا إزالة هذه العناصر، المرتبطة كيميائيًا بأنسجة العظام، من الجسم.
يتم أيضًا الاحتفاظ بالعناصر ذات العدد الذري العالي (البولونيوم واليورانيوم وما إلى ذلك) في الجسم لفترة طويلة. يتم بسهولة إزالة العناصر التي تشكل أملاح قابلة للذوبان بسهولة في الجسم وتتراكم في الأنسجة الرخوة من الجسم.
يتأثر معدل التخلص من المادة المشعة بشكل كبير بنصف عمر مادة مشعة معينة T. إذا أشرنا إلى Tb على أنها فترة نصف العمر البيولوجي للنظير المشع من الجسم، فإن نصف العمر الفعال، مع الأخذ في الاعتبار الانحلال الإشعاعي والإزالة البيولوجية، سيتم التعبير عنها بالصيغة:
تيف = T * السل / (T + السل)
الملامح الرئيسية للتأثير البيولوجي للإشعاع المؤين هي كما يلي:
· تأثير الإشعاعات المؤينة على الجسم لا يلاحظه الإنسان. لذلك فهو خطير. تشبه أدوات قياس الجرعات عضوًا حسيًا إضافيًا مصممًا لإدراك الإشعاع المؤين؛
· لا تظهر الآفات الجلدية المرئية والضيق المميز لمرض الإشعاع على الفور، ولكن بعد مرور بعض الوقت؛ يحدث جمع الجرعات مخفيًا. إذا تم إدخال المواد المشعة بشكل منهجي إلى جسم الإنسان، فإن الجرعات تتزايد بمرور الوقت، مما يؤدي حتما إلى مرض الإشعاع.
إشعاعات أيونية- هو أي إشعاع يسبب تأين الوسط , أولئك. تدفق التيارات الكهربائية في هذه البيئة، بما في ذلك في جسم الإنسان، مما يؤدي غالبًا إلى تدمير الخلايا وتغييرات في تكوين الدم والحروق وغيرها من العواقب الوخيمة.
مصادر الإشعاع المؤين
مصادر الإشعاع المؤين هي العناصر المشعة ونظائرها، والمفاعلات النووية، ومسرعات الجسيمات المشحونة، وما إلى ذلك. وتعتبر منشآت الأشعة السينية ومصادر التيار المباشر عالي الجهد من مصادر إشعاع الأشعة السينية. تجدر الإشارة هنا إلى أنه أثناء التشغيل العادي، يكون خطر الإشعاع ضئيلًا. يحدث عند حدوث حالة طارئة ويمكن أن يظهر لفترة طويلة في حالة التلوث الإشعاعي للمنطقة.
يتلقى السكان جزءًا كبيرًا من التعرض من مصادر الإشعاع الطبيعية: من الفضاء ومن المواد المشعة الموجودة في القشرة الأرضية. وأهم هذه المجموعة هو غاز الرادون المشع، الذي يتواجد في جميع أنواع التربة تقريبًا ويتم إطلاقه باستمرار على السطح، والأهم من ذلك، أنه يتغلغل في المباني الصناعية والسكنية. ولا يكاد يظهر نفسه، فهو عديم الرائحة وعديم اللون، مما يجعل من الصعب اكتشافه.
ينقسم الإشعاع المؤين إلى نوعين: كهرومغناطيسي (أشعة جاما والأشعة السينية) وجسيمي، وهو عبارة عن جسيمات أ وبيتا والنيوترونات وما إلى ذلك.
أنواع الإشعاعات المؤينة
يُطلق على الإشعاع المؤين اسم الإشعاع الذي يؤدي تفاعله مع البيئة إلى تكوين أيونات ذات علامات مختلفة. تُستخدم مصادر هذه الإشعاعات على نطاق واسع في الطاقة النووية والتكنولوجيا والكيمياء والطب والزراعة وما إلى ذلك. ويشكل العمل مع المواد المشعة ومصادر الإشعاع المؤين تهديدًا محتملاً لصحة وحياة الأشخاص الذين يشاركون في استخدامها.
هناك نوعان من الإشعاعات المؤينة:
1) الجسيمات (α- وβ-الإشعاع، والإشعاع النيوتروني)؛
2) الكهرومغناطيسية (الأشعة السينية والأشعة السينية).
إشعاع ألفاهو تيار من نوى ذرات الهيليوم المنبعثة من مادة ما أثناء التحلل الإشعاعي للمادة أو أثناء التفاعلات النووية. الكتلة الكبيرة لجسيمات ألفا تحد من سرعتها وتزيد من عدد الاصطدامات في المادة، لذلك تتمتع جسيمات ألفا بقدرة تأين عالية وقدرة اختراق منخفضة. يصل مدى جسيمات ألفا في الهواء إلى 8÷9 سم، وفي الأنسجة الحية - عدة عشرات من الميكرومترات. وهذا الإشعاع ليس خطيرا طالما أن المواد المشعة تنبعث منه أ-لن تدخل الجزيئات إلى الجسم عن طريق الجرح أو مع الطعام أو الهواء المستنشق؛ ثم يصبحون خطيرين للغاية.
إشعاع بيتاهو تدفق الإلكترونات أو البوزيترونات الناتج عن التحلل الإشعاعي للنواة. بالمقارنة مع جسيمات ألفا، فإن جسيمات بيتا لها كتلة أقل بكثير وشحنة أقل، لذلك تتمتع جسيمات بيتا بقدرة اختراق أعلى من جسيمات ألفا وقوة تأين أقل. نطاق جزيئات بيتا في الهواء هو 18 م، في الأنسجة الحية - 2.5 سم.
الإشعاع النيوترونيهو تيار من الجسيمات النووية عديمة الشحنة، ينبعث من نوى الذرات أثناء بعض التفاعلات النووية، وخاصة أثناء انشطار نوى اليورانيوم والبلوتونيوم. اعتمادا على الطاقة هناك النيوترونات البطيئة(مع طاقة أقل من 1 كيلو فولت)، نيوترونات الطاقة المتوسطة(من 1 إلى 500 كيلو فولت) و النيوترونات السريعة(من 500 كيلو إلكترون فولت إلى 20 ميجا إلكترون فولت). أثناء التفاعل غير المرن للنيوترونات مع نوى الذرات في الوسط، يظهر إشعاع ثانوي يتكون من جسيمات مشحونة و γ-quanta. تعتمد قدرة النيوترونات على الاختراق على طاقتها، ولكنها أعلى بكثير من قدرة جسيمات ألفا أو جسيمات بيتا. بالنسبة للنيوترونات السريعة، يصل طول المسار في الهواء إلى 120 مترًا، وفي الأنسجة البيولوجية - 10 سم.
أشعة غاماهو الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث أثناء التحولات النووية أو تفاعلات الجسيمات (10 20 ÷10 22 هرتز). إشعاع جاما له تأثير مؤين منخفض، ولكن قوة اختراق عالية وينتقل بسرعة الضوء. يمر بحرية عبر جسم الإنسان والمواد الأخرى. لا يمكن حجب هذا الإشعاع إلا بواسطة رصاص سميك أو لوح خرساني.
الأشعة السينيةيمثل أيضًا الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يحدث عندما تتباطأ الإلكترونات السريعة في المادة (10 17 ÷ 10 20 هرتز).
مفهوم النويدات والنويدات المشعة
تشكل نوى جميع نظائر العناصر الكيميائية مجموعة من "النويدات". معظم النويدات غير مستقرة، أي. فهي تتحول باستمرار إلى نويدات أخرى. على سبيل المثال، تُصدر ذرة اليورانيوم 238 أحيانًا بروتونين ونيوترونين (جسيمات). ويتحول اليورانيوم إلى الثوريوم 234، لكن الثوريوم أيضًا غير مستقر. وفي نهاية المطاف، تنتهي سلسلة التحولات هذه بنويدة الرصاص المستقرة.
ويسمى التحلل التلقائي للنويدة غير المستقرة بالتحلل الإشعاعي، وتسمى هذه النويدة نفسها بالنويدة المشعة.
مع كل اضمحلال، يتم إطلاق الطاقة، والتي تنتقل بشكل أكبر على شكل إشعاع. لذلك، يمكننا القول إنه إلى حد ما، يعتبر انبعاث جسيم يتكون من بروتونين ونيوترونين من النواة هو إشعاع، وانبعاث الإلكترون هو إشعاع بيتا، وفي بعض الحالات، إشعاع جي يحدث.
يؤدي تكوين النويدات المشعة وانتشارها إلى التلوث الإشعاعي للهواء والتربة والماء، الأمر الذي يتطلب مراقبة مستمرة لمحتواها واتخاذ تدابير تحييدها.
تعتمد درجة التعرض للإشعاعات المؤينة على جسم الإنسان على جرعة الإشعاع، وقوته، وكثافة التأين الإشعاعي، ونوع التشعيع، ومدة التعرض، والحساسية الفردية، والحالة الفسيولوجية للجسم، وما إلى ذلك. تحت تأثير الإشعاعات المؤينة في الأنسجة الحية كما هو الحال في أي وسط، يتم امتصاص الطاقة ويحدث إثارة وتأين ذرات المادة المشععة. ونتيجة لذلك، تنشأ العمليات الفيزيائية والكيميائية الأولية في جزيئات الخلايا الحية والركيزة المحيطة بها، ونتيجة لذلك، تعطيل وظائف الكائن الحي بأكمله. تظهر التأثيرات الأولية على المستوى الخلوي على النحو التالي: تقسيم جزيئات البروتين، وأكسدتها بواسطة جذور OH وH، وكسر الروابط الأضعف، وكذلك إتلاف آلية الانقسام وجهاز الكروموسومات، مما يمنع عمليات تجديد الخلايا وتمايزها.
إن خلايا الأنسجة والأعضاء المتجددة باستمرار هي الأكثر حساسية لتأثيرات الإشعاع. (نخاع العظام، الغدد التناسلية، الطحال، الخ).
هذه التغييرات على المستوى الخلوي وموت الخلايا يمكن أن تؤدي إلى تعطيل وظائف الأعضاء والأنظمة الفردية، والاتصالات بين الأعضاء، وتعطيل الأداء الطبيعي للجسم وموته.
تشعيع الجسم يمكن أن يكون خارجي عندما يكون مصدر الإشعاع خارج الجسم، و داخلي - عندما تدخل مادة مشعة (النويدات المشعة) إلى الجسم عبر الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي وعبر الجلد.
عندما تتعرض للإشعاع الخارجي، فإن أخطرها جاما والنيوترونات والأشعة السينية. جزيئات ألفا وبيتا، بسبب قدرتها المنخفضة على الاختراق، تسبب بشكل رئيسي آفات الجلد.
التعرض الداخلي خطير لأنه يسبب تقرحات طويلة الأمد غير قابلة للشفاء على مختلف الأعضاء. يمكن أن يؤدي تعرض الأشخاص للإشعاعات المؤينة إلى عواقب جسدية وجسدية عشوائية وجينية.
تأثيرات جسدية تتجلى في شكل مرض إشعاعي حاد أو مزمن للكائن الحي بأكمله، وكذلك في شكل ضرر إشعاعي محلي.
التأثيرات الجسدية العشوائية تتجلى في شكل انخفاض في متوسط العمر المتوقع، والتغيرات الخبيثة في الخلايا المكونة للدم (سرطان الدم)، وأورام الأعضاء والخلايا المختلفة. وهذه عواقب طويلة المدى.
التأثيرات الجينية تظهر نفسها في الأجيال اللاحقة في شكل طفرات جينية نتيجة تشعيع الخلايا الجرثومية بمستويات جرعات لا تشكل خطورة على فرد معين.
مرض الإشعاع الحاد تتميز بدورة دورية تتخللها الفترات التالية:
فترة التفاعل الأولي
فترة كامنة فترة تشكيل المرض. فترة نقاهه؛ فترة العواقب ونتائج المرض على المدى الطويل.
مرض الإشعاع المزمن يتشكل تدريجياً أثناء التشعيع المطول والمنتظم بجرعات تتجاوز تلك المسموح بها للإشعاع الخارجي والداخلي. مرض مزمن قد يكون سهلا (المرحلة الأولى) والمتوسطة (المرحلة الثانية) والشديدة (المرحلة الثالثة).
المرحلة الأولى من مرض الإشعاع يتجلى في شكل صداع بسيط وخمول وضعف واضطرابات في النوم والشهية وما إلى ذلك.
المرحلة المتوسطة أو الثانية تتميز بزيادة هذه الأعراض واضطرابات التنظيم العصبي مع ظهور فشل وظيفي في الغدد الهضمية والجهاز القلبي الوعائي والجهاز العصبي، وتعطيل بعض العمليات الأيضية، ونقص الكريات البيض والصفيحات المستمر.
في الحالات الشديدة بالإضافة إلى ذلك، يتطور فقر الدم، وتظهر نقص الكريات البيض الشديد ونقص الصفيحات، وتحدث عمليات ضمورية في الغشاء المخاطي للجهاز الهضمي، وما إلى ذلك (تغيرات في الجهاز العصبي المركزي، وتساقط الشعر).
تظهر آثار طويلة المدى لمرض الإشعاع في زيادة استعداد الجسم للأورام الخبيثة وأمراض الجهاز المكونة للدم.
يرجع خطر دخول النويدات المشعة إلى الجسم إلى عدد من الأسباب ، - قدرة بعضها على التراكم بشكل انتقائي في الأعضاء الفردية، وزيادة وقت التشعيع قبل إزالة النويدة من العضو واضمحلالها الإشعاعي، وزيادة خطر جزيئات ألفا وبيتا عالية التأين، والتي تكون غير فعالة أثناء التشعيع الخارجي.
وتنقسم الأجهزة الحرجة إلى ثلاث مجموعات :
I- الجسم كله والأعضاء التناسلية (الغدد التناسلية) ونخاع العظم الأحمر.
II - العضلات والغدة الدرقية والأنسجة الدهنية والكبد والكلى والطحال والجهاز الهضمي والرئتين وعدسة العين.
ثالثا - الأنسجة العظمية والجلد والذراعين والساعدين والقدمين.