Ioniserende strålingseffekter på kroppen. Ioniserende stråling

Mennesker udsættes for ioniserende stråling overalt. For at gøre dette er det ikke nødvendigt at komme ind i epicentret af en atomeksplosion; det er nok at være under den brændende sol eller foretage en røntgenundersøgelse af lungerne.

Ioniserende stråling er en strøm af strålingsenergi, der genereres under henfaldsreaktioner af radioaktive stoffer. Isotoper, der kan øge strålingsfonden, findes i jordskorpen, i luften; radionuklider kan trænge ind i menneskekroppen gennem mave-tarmkanalen, luftvejene og huden.

Minimumsniveauer af baggrundsstråling udgør ikke en trussel mod mennesker. Situationen er anderledes, hvis ioniserende stråling overstiger de tilladte standarder. Kroppen vil ikke umiddelbart reagere på skadelige stråler, men år senere vil der opstå patologiske ændringer, der kan føre til katastrofale konsekvenser, herunder døden.

Hvad er ioniserende stråling?

Frigivelsen af skadelig stråling sker efter kemisk henfald af radioaktive grundstoffer. De mest almindelige er gamma-, beta- og alfastråler. Når stråling kommer ind i kroppen, har den en ødelæggende effekt på mennesker. Alle biokemiske processer forstyrres under påvirkning af ionisering.

Typer af stråling:

Alfastråler har øget ionisering, men dårlig gennemtrængningsevne. Alfastråling rammer menneskets hud og trænger ind til en afstand på mindre end en millimeter. Det er en stråle af frigivne heliumkerner.
Elektroner eller positroner bevæger sig i beta-stråler; i en luftstrøm er de i stand til at tilbagelægge afstande på op til flere meter. Hvis en person dukker op i nærheden af kilden, vil betastråling trænge dybere ind end alfastråling, men denne arts ioniserende evne er meget mindre.
En af de højfrekvente elektromagnetiske strålinger er gamma-varianten, som har øget penetreringsevne, men meget lidt ioniserende effekt.
kendetegnet ved korte elektromagnetiske bølger, der opstår, når beta-stråler kommer i kontakt med stof.
Neutron - stærkt gennemtrængende stråler af stråler bestående af uladede partikler.

Hvor kommer strålingen fra?

Kilder til ioniserende stråling kan være luft, vand og mad. Skadelige stråler forekommer naturligt eller er skabt kunstigt til medicinske eller industrielle formål. Der er altid stråling i miljøet:

kommer fra rummet og udgør en stor del af den samlede procentdel af stråling;
strålingsisotoper findes frit under velkendte naturlige forhold og er indeholdt i klipper;
Radionuklider kommer ind i kroppen med mad eller med luft.

Kunstig stråling blev skabt i forbindelse med udvikling af videnskab; forskere var i stand til at opdage det unikke ved røntgenstråler, ved hjælp af hvilket det er muligt nøjagtigt at diagnosticere mange farlige patologier, herunder infektionssygdomme.

I industriel skala bruges ioniserende stråling til diagnostiske formål. Mennesker, der arbejder i sådanne virksomheder, er på trods af alle sikkerhedsforanstaltninger, der anvendes i overensstemmelse med sanitære krav, under skadelige og farlige arbejdsforhold, der påvirker deres helbred negativt.

Hvad sker der med en person, når den udsættes for ioniserende stråling?

Den destruktive virkning af ioniserende stråling på den menneskelige krop forklares af radioaktive ioners evne til at reagere med cellekomponenter. Det er velkendt, at firs procent af mennesket består af vand. Ved bestråling nedbrydes vand, og der dannes brintoverilte og hydratoxid i celler som følge af kemiske reaktioner.

Efterfølgende sker der oxidation i kroppens organiske forbindelser, som et resultat af, at cellerne begynder at kollapse. Efter en patologisk interaktion forstyrres en persons metabolisme på cellulært niveau. Effekterne kan være reversible, når eksponeringen for stråling var ubetydelig, og irreversible ved længere tids eksponering.

Påvirkningen på kroppen kan vise sig i form af strålesyge, når alle organer er ramt, radioaktive stråler kan forårsage genmutationer, der nedarves i form af misdannelser eller alvorlige sygdomme. Der er hyppige tilfælde af degeneration af raske celler til kræftceller med den efterfølgende vækst af ondartede tumorer.

Konsekvenser opstår måske ikke umiddelbart efter interaktion med ioniserende stråling, men efter årtier. Varigheden af det asymptomatiske forløb afhænger direkte af graden og tiden, hvor personen modtog strålingseksponering.

Biologiske ændringer under påvirkning af stråler

Eksponering for ioniserende stråling medfører betydelige ændringer i kroppen, afhængigt af omfanget af det område af huden, der udsættes for strålingsenergi, den tid, hvor strålingen forbliver aktiv, samt tilstanden af organer og systemer.

For at angive styrken af stråling over en vis tidsperiode, anses måleenheden normalt for at være Rad. Afhængigt af størrelsen af de savnede stråler kan en person udvikle følgende tilstande:

op til 25 rad - det generelle helbred ændrer sig ikke, personen føler sig godt;
26 – 49 rad – tilstanden er generelt tilfredsstillende, ved denne dosering begynder blodet at ændre sammensætning;
50 - 99 rad - offeret begynder at føle generel utilpashed, træthed, dårligt humør, patologiske ændringer vises i blodet;
100 – 199 rad – den udsatte er i dårlig stand, oftest kan personen ikke arbejde på grund af forringet helbred;
200 – 399 rad – en stor dosis stråling, som udvikler flere komplikationer og nogle gange fører til døden;
400 – 499 rad – halvdelen af de mennesker, der befinder sig i en zone med sådanne strålingsværdier, dør af boltrede patologier;
eksponering for mere end 600 rad giver ikke en chance for et vellykket resultat, en dødelig sygdom tager livet af alle ofre;
en engangseksponering for en strålingsdosis, der er tusindvis af gange større end de tilladte tal - alle dør direkte under katastrofen.

En persons alder spiller en stor rolle: børn og unge under femogtyve er mest modtagelige for de negative virkninger af ioniserende energi. Modtagelse af store doser af stråling under graviditeten kan sammenlignes med eksponering i den tidlige barndom.

Hjernepatologier forekommer kun fra midten af første trimester, fra den ottende uge til den seksogtyvende inklusive. Risikoen for kræft hos fosteret stiger markant ved ugunstig baggrundsstråling.

Hvad er farerne ved at blive udsat for ioniserende stråler?

En engangs- eller regelmæssig eksponering af stråling til kroppen har en tendens til at akkumulere og forårsage efterfølgende reaktioner over en periode fra flere måneder til årtier:

manglende evne til at undfange et barn, denne komplikation udvikler sig hos både kvinder og mænd, hvilket gør dem sterile;
udviklingen af autoimmune sygdomme af ukendt ætiologi, især multipel sklerose;
stråling katarakt, der fører til synstab;
udseendet af en kræftsvulst er en af de mest almindelige patologier med vævsmodifikation;
sygdomme af immun karakter, der forstyrrer den normale funktion af alle organer og systemer;
en person udsat for stråling lever meget kortere;
udviklingen af muterende gener, der vil forårsage alvorlige udviklingsdefekter, samt forekomsten af unormale deformiteter under fosterudviklingen.

Fjernmanifestationer kan udvikle sig direkte hos det eksponerede individ eller være nedarvet og forekomme i efterfølgende generationer. Direkte på det ømme sted, hvorigennem strålerne passerede, sker der ændringer, hvor vævene atrofierer og fortykkes med udseendet af flere knuder.

Dette symptom kan påvirke hud, lunger, blodkar, nyrer, leverceller, brusk og bindevæv. Grupper af celler bliver uelastiske, hærder og mister evnen til at opfylde deres formål i kroppen af en person med strålingssyge.

Strålingssyge

En af de farligste komplikationer, hvis forskellige udviklingsstadier kan føre til offerets død. Sygdommen kan have et akut forløb med en engangseksponering for stråling eller et kronisk forløb med konstant tilstedeværelse i strålezonen. Patologi er karakteriseret ved vedvarende ændringer i alle organer og celler og akkumulering af patologisk energi i patientens krop.

Sygdommen manifesterer sig med følgende symptomer:

generel forgiftning af kroppen med opkastning, diarré og forhøjet kropstemperatur;
på det kardiovaskulære systems side noteres udviklingen af hypotension;
en person bliver hurtigt træt, kollaps kan forekomme;
med store doser af eksponering bliver huden rød og bliver dækket af blå pletter i områder, der mangler iltforsyning, muskeltonus falder;
den anden bølge af symptomer er totalt hårtab, forringelse af helbredet, bevidstheden forbliver langsom, generel nervøsitet, atoni af muskelvæv, og der observeres forstyrrelser i hjernen, som kan forårsage uklarhed af bevidsthed og hjerneødem.

Hvordan beskytter man sig mod stråling?

Bestemmelse af effektiv beskyttelse mod skadelige stråler er grundlaget for at forhindre menneskelig skade for at undgå forekomsten af negative konsekvenser. For at redde dig selv fra strålingseksponering skal du:

Reducer eksponeringstiden for isotophenfaldselementer: en person bør ikke opholde sig i farezonen i en længere periode. For eksempel, hvis en person arbejder i en farlig industri, bør arbejderens ophold på stedet for energiflow reduceres til et minimum.
For at øge afstanden fra kilden kan dette gøres ved at bruge flere værktøjer og automatiseringsværktøjer, der giver dig mulighed for at udføre arbejde i betydelig afstand fra eksterne kilder med ioniserende energi.
Det er nødvendigt at reducere det område, hvorpå strålerne falder ved hjælp af beskyttelsesudstyr: dragter, åndedrætsværn.

IONISERENDE STRÅLING, DENS ART OG PÅVIRKNING PÅ DEN MENNESKELIGE KROP

Stråling og dens varianter

Ioniserende stråling

Kilder til strålingsfare

Design af ioniserende strålingskilder

Stier for strålingsgennemtrængning i den menneskelige krop

Foranstaltninger til ioniserende eksponering

Virkningsmekanisme af ioniserende stråling

Konsekvenser af stråling

Strålingssyge

Sikring af sikkerhed ved arbejde med ioniserende stråling

Stråling og dens varianter

Stråling er alle typer elektromagnetisk stråling: lys, radiobølger, solenergi og mange andre strålinger omkring os.

Kilderne til gennemtrængende stråling, der skaber den naturlige baggrundsstråling, er galaktisk stråling og solstråling, tilstedeværelsen af radioaktive elementer i jorden, luft og materialer, der anvendes i økonomiske aktiviteter, samt isotoper, hovedsageligt kalium, i en levende organismes væv. En af de vigtigste naturlige kilder til stråling er radon, en smags- og lugtfri gas.

Af interesse er ikke nogen stråling, men ioniserende stråling, som, der passerer gennem levende organismers væv og celler, er i stand til at overføre sin energi til dem, bryde kemiske bindinger inde i molekyler og forårsage alvorlige ændringer i deres struktur. Ioniserende stråling opstår under radioaktivt henfald, nukleare transformationer, hæmning af ladede partikler i stoffet og danner ioner med forskellige tegn, når de interagerer med miljøet.

Ioniserende stråling

Al ioniserende stråling er opdelt i fotoner og corpuskulær.

Fotonioniserende stråling omfatter:

a) Y-stråling udsendt under henfald af radioaktive isotoper eller udslettelse af partikler. Gammastråling er i sin natur kortbølget elektromagnetisk stråling, dvs. en strøm af højenergikvanter af elektromagnetisk energi, hvis bølgelængde er væsentligt mindre end interatomare afstande, dvs. y< 10 см. Не имея массы, Y-кванты двигаются со скоростью света, не теряя её в окружающей среде. Они могут лишь поглощаться ею или отклоняться в сторону, порождая пары ионов: частица- античастица, причём последнее наиболее значительно при поглощении Y- квантов в среде. Таким образом, Y- кванты при прохождении через вещество передают энергию электронам и, следовательно, вызывают ионизацию среды. Благодаря отсутствию массы, Y- кванты обладают большой проникающей способностью (до 4- 5 км в воздушной среде);

b) Røntgenstråling, som opstår når ladede partiklers kinetiske energi falder og/eller når energitilstanden for atomets elektroner ændres.

Korpuskulær ioniserende stråling består af en strøm af ladede partikler (alfa-, beta-partikler, protoner, elektroner), hvis kinetiske energi er tilstrækkelig til at ionisere atomer ved kollision. Neutroner og andre elementære partikler producerer ikke direkte ionisering, men i vekselvirkningsprocessen med miljøet frigiver de ladede partikler (elektroner, protoner), der er i stand til at ionisere atomer og molekyler i mediet, som de passerer igennem:

a) neutroner er de eneste uladede partikler, der dannes under visse fissionsreaktioner af kernerne af uran- eller plutoniumatomer. Da disse partikler er elektrisk neutrale, trænger de dybt ind i ethvert stof, inklusive levende væv. Et karakteristisk træk ved neutronstråling er dens evne til at omdanne atomer af stabile grundstoffer til deres radioaktive isotoper, dvs. skabe induceret stråling, som markant øger faren for neutronstråling. Den gennemtrængende kraft af neutroner kan sammenlignes med Y-stråling. Afhængigt af niveauet af båret energi skelnes der mellem hurtige neutroner (med en energi på 0,2 til 20 MeV) og termiske neutroner (fra 0,25 til 0,5 MeV). Denne forskel tages i betragtning, når der udføres beskyttelsesforanstaltninger. Hurtige neutroner bremses, idet de mister ioniseringsenergi, af stoffer med lav atomvægt (såkaldte brintholdige stoffer: paraffin, vand, plastik osv.). Termiske neutroner absorberes af materialer, der indeholder bor og cadmium (borstål, boral, borgrafit, cadmium-blylegering).

Alfa-, beta- og gammakvanter har en energi på kun få megaelektronvolt og kan ikke skabe induceret stråling;

b) beta-partikler - elektroner, der udsendes under radioaktivt henfald af nukleare grundstoffer med mellemliggende ioniserende og penetrerende kræfter (rækkevidde i luft op til 10-20 m).

c) alfapartikler er positivt ladede kerner af heliumatomer, og i det ydre rum, atomer af andre grundstoffer, der udsendes under radioaktivt henfald af isotoper af tunge grundstoffer - uran eller radium. De har lav gennemtrængende evne (afstanden i luften er ikke mere end 10 cm), selv menneskelig hud er en uoverstigelig hindring for dem. De er kun farlige, hvis de kommer ind i kroppen, da de er i stand til at slå elektroner ud af skallen på et neutralt atom af ethvert stof, inklusive menneskekroppen, og omdanne det til en positivt ladet ion med alle de deraf følgende konsekvenser, som vil blive diskuteret nedenfor. En alfapartikel med en energi på 5 MeV danner således 150.000 ionpar.

Karakteristika for gennemtrængende evne af forskellige typer ioniserende stråling

Det kvantitative indhold af radioaktivt materiale i et menneskeligt legeme eller stof er defineret ved udtrykket "radioaktiv kildeaktivitet" (radioaktivitet). Enheden for radioaktivitet i SI-systemet er becquerel (Bq), svarende til et henfald på 1 s. Nogle gange bruges i praksis den gamle aktivitetsenhed - curie (Ci). Dette er aktiviteten af en sådan mængde stof, hvor 37 milliarder atomer henfalder på 1 s. Til translation bruges følgende forhold: 1 Bq = 2,7 x 10 Ci eller 1 Ci = 3,7 x 10 Bq.

Hvert radionuklid har en konstant, unik halveringstid (den tid, det tager for et stof at miste halvdelen af sin aktivitet). For eksempel er det for uran-235 4.470 år, mens det for jod-131 kun er 8 dage.

Kilder til strålingsfare

1. Hovedårsagen til fare er en strålingsulykke. Strålingsulykke - tab af kontrol over en kilde til ioniserende stråling (IRS), forårsaget af udstyrsfejl, ukorrekte handlinger fra personalet, naturkatastrofer eller andre årsager, der kunne føre til eller have ført til eksponering af mennesker over etablerede standarder eller til radioaktiv kontaminering af miljø. I tilfælde af ulykker forårsaget af ødelæggelse af reaktorbeholderen eller kerneafsmeltning frigives følgende:

1) Fragmenter af den aktive zone;

2) Brændstof (affald) i form af meget aktivt støv, som kan forblive i luften i lang tid i form af aerosoler, for derefter, efter hovedskyens passage, at falde ud i form af regn (sne) nedbør, og ved indtagelse forårsager det en smertefuld hoste, som nogle gange i sværhedsgrad ligner astmaanfald;

3) lavaer bestående af siliciumdioxid samt beton smeltet som følge af kontakt med varmt brændsel. Dosishastigheden nær sådanne lavaer når 8000 R/time, og selv et fem-minutters ophold i nærheden er skadeligt for mennesker. I den første periode efter radioaktiv nedbør udgør den største fare jod-131, som er en kilde til alfa- og betastråling. Dens halveringstid fra skjoldbruskkirtlen er: biologisk - 120 dage, effektiv - 7,6. Dette kræver den hurtigst mulige implementering af jodprofylakse for hele befolkningen fanget i ulykkeszonen.

2. Virksomheder til udvikling af forekomster og uranberigelse. Uran har en atomvægt på 92 og tre naturligt forekommende isotoper: uran-238 (99,3 %), uran-235 (0,69 %) og uran-234 (0,01 %). Alle isotoper er alfa-emittere med ubetydelig radioaktivitet (2800 kg uran svarer i aktivitet til 1 g radium-226). Halveringstid for uran-235 = 7,13 x 10 år. De kunstige isotoper uranium-233 og uranium-227 har halveringstider på 1,3 og 1,9 minutter. Uran er et blødt metal, der ligner stål. Uranindholdet i nogle naturmaterialer når op på 60 %, men i de fleste uranmalme overstiger det ikke 0,05-0,5 %. Under minedriftsprocessen, når der modtages 1 ton radioaktivt materiale, genereres op til 10-15 tusinde tons affald, og under behandlingen - fra 10 til 100 tusinde tons. Affaldet (indeholdende små mængder uran, radium, thorium og andre radioaktive henfaldsprodukter) frigiver radioaktiv gas - radon-222, som ved indånding forårsager bestråling af lungevæv. Når malmen beriges, kan radioaktivt affald trænge ind i nærliggende floder og søer. Ved berigelse af urankoncentrat er der mulighed for en vis lækage af uranhexafluoridgas fra kondensations-fordampningsenheden til atmosfæren. Nogle uraniumlegeringer, spåner og savsmuld opnået under produktionen af brændselselementer kan antændes under transport eller opbevaring; som følge heraf kan betydelige mængder af brændt uraniumaffald frigives til miljøet.

3. Nuklear terrorisme. Tilfælde af tyveri af nukleare materialer egnet til fremstilling af atomvåben, selv på en provisorisk måde, er blevet hyppigere, såvel som trusler om at deaktivere nukleare virksomheder, skibe med nukleare installationer og atomkraftværker for at opnå løsesum. Faren for nuklear terrorisme eksisterer også på det daglige plan.

4. Atomvåbentestning. For nylig er miniaturisering af nukleare ladninger til test blevet opnået.

Design af ioniserende strålingskilder

Ifølge designet er strålingskilder af to typer - lukkede og åbne.

Forseglede kilder anbringes i lukkede beholdere og udgør kun en fare, hvis der ikke er ordentlig kontrol over deres drift og opbevaring. Militære enheder yder også deres bidrag ved at donere dekommissionerede enheder til sponsorerede uddannelsesinstitutioner. Tab af afskrevne genstande, destruktion som unødvendig, tyveri med efterfølgende migrering. For eksempel i Bratsk, på et byggeanlæg, blev strålingskilder, indesluttet i en blyskal, opbevaret i et pengeskab sammen med ædle metaller. Og da røverne brød ind i pengeskabet, besluttede de, at denne massive blyblok også var kostbar. De stjal den og delte den derefter retfærdigt og savede bly "skjorten" i to og ampullen med en radioaktiv isotop fængslet i den.

Arbejdet med åbne strålekilder kan have tragiske konsekvenser, hvis de relevante anvisninger om reglerne for håndtering af disse kilder ikke kendes eller overtrædes. Derfor er det nødvendigt at omhyggeligt studere alle jobbeskrivelser og sikkerhedsbestemmelser og nøje overholde deres krav, før du begynder at arbejde med strålingskilder. Disse krav er fastsat i "Sanitære regler for håndtering af radioaktivt affald (SPO GO-85)". Radon-virksomheden udfører efter anmodning individuel overvågning af personer, territorier, genstande, inspektion, dosering og reparation af enheder. Arbejde inden for håndtering af strålekilder, strålebeskyttelsesudstyr, udvinding, produktion, transport, opbevaring, brug, vedligeholdelse, bortskaffelse, bortskaffelse udføres kun på grundlag af en licens.

Stier for strålingsgennemtrængning i den menneskelige krop

For korrekt at forstå mekanismen for strålingsskader er det nødvendigt at have en klar forståelse af eksistensen af to måder, hvorpå stråling trænger ind i kroppens væv og påvirker dem.

Den første måde er ekstern bestråling fra en kilde placeret uden for kroppen (i det omgivende rum). Denne eksponering kan involvere røntgenstråler, gammastråler og nogle højenergibeta partikler, der kan trænge ind i de overfladiske lag af huden.

Den anden måde er intern bestråling, forårsaget af indtrængen af radioaktive stoffer i kroppen på følgende måder:

I de første dage efter en strålingsulykke er de farligste radioaktive isotoper af jod, der kommer ind i kroppen med mad og vand. Der er mange af dem i mælk, hvilket er særligt farligt for børn. Radioaktivt jod akkumuleres hovedsageligt i skjoldbruskkirtlen, som kun vejer 20 g. Koncentrationen af radionuklider i dette organ kan være 200 gange højere end i andre dele af menneskekroppen;

Gennem skader og snit på huden;

Absorption gennem sund hud under længere tids udsættelse for radioaktive stoffer (RS). I nærvær af organiske opløsningsmidler (ether, benzen, toluen, alkohol) øges hudens permeabilitet for radioaktive stoffer. Desuden kommer nogle radioaktive stoffer, der kommer ind i kroppen gennem huden, ind i blodbanen og, afhængigt af deres kemiske egenskaber, absorberes og akkumuleres i kritiske organer, hvilket fører til modtagelse af høje lokale doser af stråling. For eksempel absorberer voksende knogler radioaktivt calcium, strontium, radium godt, og nyrerne absorberer uran. Andre kemiske grundstoffer, såsom natrium og kalium, vil blive fordelt mere eller mindre jævnt i hele kroppen, da de findes i alle kroppens celler. Desuden betyder tilstedeværelsen af natrium-24 i blodet, at kroppen yderligere blev udsat for neutronbestråling (dvs. kædereaktionen i reaktoren blev ikke afbrudt på tidspunktet for bestråling). Det er især vanskeligt at behandle en patient, der er udsat for neutronbestråling, derfor er det nødvendigt at bestemme den inducerede aktivitet af kroppens bioelementer (P, S osv.);

Gennem lungerne ved vejrtrækning. Indtrængen af faste radioaktive stoffer i lungerne afhænger af graden af spredning af disse partikler. Fra forsøg udført på dyr blev det fastslået, at støvpartikler mindre end 0,1 mikron opfører sig på samme måde som gasmolekyler. Når du trækker vejret ind, kommer de ind i lungerne med luft, og når du puster ud, fjernes de sammen med luften. Kun en lille mængde partikler kan blive tilbage i lungerne. Store partikler større end 5 mikron tilbageholdes af næsehulen. Inerte radioaktive gasser (argon, xenon, krypton osv.), der kommer ind i blodet gennem lungerne, er ikke forbindelser, der er en del af vævene og fjernes fra kroppen over tid. Radionuklider af samme type som grundstoffer, der udgør væv og indtages af mennesker med mad (natrium, klor, kalium osv.) forbliver ikke i kroppen i lang tid. De fjernes fuldstændigt fra kroppen over tid. Nogle radionuklider (f.eks. radium, uran, plutonium, strontium, yttrium, zirconium aflejret i knoglevæv) indgår i en kemisk binding med elementer af knoglevæv og er svære at fjerne fra kroppen. Da man gennemførte en lægeundersøgelse af beboere i områder berørt af Tjernobyl-atomkraftværksulykken ved All-Union Hematology Center of Academy of Medical Sciences, blev det opdaget, at med en generel bestråling af kroppen med en dosis på 50 rad, individ celler blev bestrålet med en dosis på 1.000 eller mere rad. I øjeblikket er der udviklet standarder for forskellige kritiske organer, der bestemmer det maksimalt tilladte indhold af hvert radionuklid i dem. Disse standarder er angivet i afsnit 8 "Numeriske værdier af tilladte niveauer" i Strålingssikkerhedsstandarderne NRB - 76/87.

Intern stråling er farligere, og dens konsekvenser er mere alvorlige af følgende årsager:

Stråledosis stiger kraftigt, bestemt af den tid radionuklidet forbliver i kroppen (radium-226 eller plutonium-239 gennem hele livet);

Afstanden til det ioniserede væv er næsten uendelig lille (såkaldt kontaktbestråling);

Bestråling involverer alfapartikler, de mest aktive og derfor de farligste;

Radioaktive stoffer spredes ikke jævnt i hele kroppen, men selektivt, koncentreret i individuelle (kritiske) organer, hvilket øger lokal eksponering;

Det er umuligt at anvende beskyttelsesforanstaltninger under ekstern eksponering: evakuering, personlige værnemidler (PPE) osv.

Foranstaltninger til ioniserende eksponering

Et mål for den ioniserende effekt af ekstern stråling er eksponeringsdosis, bestemmes ved luftionisering. Enheden for eksponeringsdosis (De) anses for at være et røntgen (R) - mængden af stråling, hvor 1 kubikcm. luft ved en temperatur på 0 C og et tryk på 1 atm, dannes 2,08 x 10 par ioner. I henhold til retningslinjerne fra International Company for Radiological Units (ICRU) RD - 50-454-84, efter 1. januar 1990, anbefales det ikke at bruge sådanne mængder som eksponeringsdosis og dens kraft i vores land (det accepteres, at eksponeringsdosis er den absorberede dosis i luft). Det meste af det dosimetriske udstyr i Den Russiske Føderation er kalibreret i roentgens, roentgens/timer, og disse enheder er endnu ikke blevet forladt.

Et mål for den ioniserende effekt af intern stråling er absorberet dosis. Enheden for absorberet dosis tages som rad. Dette er den strålingsdosis, der overføres til en masse af bestrålet stof på 1 kg og målt ved energien i joule af enhver ioniserende stråling. 1 rad = 10 J/kg. I SI-systemet er enheden for absorberet dosis den grå (Gy), svarende til energien på 1 J/kg.

1 Gy = 100 rad.

1 rad = 10 Gy.

For at omdanne mængden af ioniserende energi i rummet (eksponeringsdosis) til den, der absorberes af kroppens bløde væv, bruges en proportionalitetskoefficient K = 0,877, dvs.

1 røntgen = 0,877 rad.

På grund af det faktum, at forskellige typer stråling har forskellige virkningsgrader (med lige energiomkostninger til ionisering giver de forskellige effekter), blev begrebet "ækvivalent dosis" introduceret. Dens måleenhed er rem. 1 rem er en dosis stråling af enhver art, hvis virkning på kroppen svarer til virkningen af 1 rad gammastråling. Når man vurderer den samlede effekt af stråling på levende organismer med total eksponering for alle typer stråling, tages der derfor hensyn til en kvalitetsfaktor (Q) svarende til 10 for neutronstråling (neutroner er ca. 10 gange mere effektive med hensyn til stråling). skade) og 20 for alfastråling. SI-enheden for ækvivalent dosis er sievert (Sv), lig med 1 Gy x Q.

Sammen med mængden af energi, bestrålingstype, organets materiale og masse er en vigtig faktor den såkaldte biologisk halveringstid radioisotop - hvor lang tid det tager at fjerne halvdelen af det radioaktive stof fra kroppen (med sved, spyt, urin, afføring osv.). Inden for 1-2 timer efter, at radioaktive stoffer kommer ind i kroppen, findes de i dens sekret. Kombinationen af den fysiske halveringstid med den biologiske halveringstid giver begrebet "effektiv halveringstid" - den vigtigste til at bestemme den resulterende mængde stråling, som kroppen, især kritiske organer, udsættes for.

Sammen med begrebet "aktivitet" er der begrebet "induceret aktivitet" (kunstig radioaktivitet). Det opstår, når langsomme neutroner (produkter fra en nuklear eksplosion eller nuklear reaktion) absorberes af kernerne af atomer af ikke-radioaktive stoffer og omdanner dem til radioaktivt kalium-28 og natrium-24, som hovedsageligt dannes i jorden.

Graden, dybden og formen af strålingsskader, der udvikles i biologiske objekter (inklusive mennesker), når de udsættes for stråling, afhænger således af mængden af absorberet strålingsenergi (dosis).

Virkningsmekanisme af ioniserende stråling

Et grundlæggende træk ved virkningen af ioniserende stråling er dens evne til at trænge ind i biologiske væv, celler, subcellulære strukturer og, forårsage øjeblikkelig ionisering af atomer, beskadige dem på grund af kemiske reaktioner. Ethvert molekyle kan ioniseres, og dermed al den strukturelle og funktionelle ødelæggelse i somatiske celler, genetiske mutationer, virkninger på embryoet, menneskers sygdom og død.

Mekanismen for denne effekt er kroppens absorption af ioniseringsenergi og brydning af kemiske bindinger af dets molekyler med dannelsen af højaktive forbindelser, de såkaldte frie radikaler.

Den menneskelige krop er 75% vand, derfor vil den indirekte effekt af stråling gennem ionisering af vandmolekylet og efterfølgende reaktioner med frie radikaler være af afgørende betydning i dette tilfælde. Når et vandmolekyle ioniserer, dannes en positiv ion H O og en elektron, som efter at have mistet energi kan danne en negativ ion H O. Begge disse ioner er ustabile og bryder op i et par stabile ioner, der rekombinerer (regenererer) at danne et vandmolekyle og to frie radikaler OH og H, karakteriseret ved usædvanlig høj kemisk aktivitet. Direkte eller gennem en kæde af sekundære transformationer, såsom dannelsen af et peroxidradikal (hydratoxid af vand), og derefter hydrogenperoxid H O og andre aktive oxidationsmidler af OH- og H-grupperne, der interagerer med proteinmolekyler, fører de til væv ødelæggelse hovedsageligt på grund af kraftigt forekommende processer oxidation. I dette tilfælde involverer et aktivt molekyle med høj energi tusindvis af molekyler af levende stof i reaktionen. I kroppen begynder oxidative reaktioner at sejre frem for reduktionsreaktioner. Der kommer en pris at betale for den aerobe metode til bioenergi - mætning af kroppen med fri ilt.

Indvirkningen af ioniserende stråling på mennesker er ikke begrænset til ændringer i strukturen af vandmolekyler. Strukturen af de atomer, der udgør vores krop, ændres. Som et resultat opstår ødelæggelse af kernen, cellulære organeller og brud på den ydre membran. Da hovedfunktionen af voksende celler er evnen til at dele sig, fører dens tab til døden. For modne ikke-delende celler forårsager ødelæggelse tab af visse specialiserede funktioner (produktion af visse produkter, genkendelse af fremmede celler, transportfunktioner osv.). Strålingsinduceret celledød forekommer, som i modsætning til fysiologisk død er irreversibel, da implementeringen af det genetiske program for terminal differentiering i dette tilfælde udføres på baggrund af flere ændringer i det normale forløb af biokemiske processer efter bestråling.

Derudover forstyrrer den yderligere tilførsel af ioniseringsenergi til kroppen balancen i de energiprocesser, der forekommer i den. Når alt kommer til alt, afhænger tilstedeværelsen af energi i organiske stoffer primært ikke af deres grundstofsammensætning, men af strukturen, placeringen og naturen af atomernes bindinger, dvs. de elementer, der er lettest modtagelige for energetisk påvirkning.

Konsekvenser af stråling

En af de tidligste manifestationer af stråling er den massive død af lymfoide vævsceller. Billedligt talt er disse celler de første til at tage hovedparten af strålingen. Lymfoiders død svækker et af kroppens vigtigste livsstøttesystemer - immunsystemet, da lymfocytter er celler, der er i stand til at reagere på udseendet af antigener, der er fremmede for kroppen, ved at producere strengt specifikke antistoffer mod dem.

Som et resultat af udsættelse for strålingsenergi i små doser opstår ændringer i genetisk materiale (mutationer) i celler, hvilket truer deres levedygtighed. Som følge heraf opstår nedbrydning (beskadigelse) af kromatin-DNA (molekylære brud, beskadigelse), som helt eller delvist blokerer eller forvrænger genomets funktion. Der er en krænkelse af DNA-reparation - dets evne til at genoprette og helbrede celleskader, når kropstemperaturen stiger, udsættelse for kemikalier osv.

Genetiske mutationer i kønsceller påvirker fremtidige generationers liv og udvikling. Dette tilfælde er typisk, for eksempel, hvis en person blev udsat for små doser af stråling under eksponering til medicinske formål. Der er et koncept - når en dosis på 1 rem modtages af den forrige generation, giver det yderligere 0,02% af genetiske abnormiteter hos afkommet, dvs. i 250 babyer pr. Disse fakta og mange års forskning i disse fænomener har ført forskerne til den konklusion, at der ikke er nogen sikre doser af stråling.

Eksponering for ioniserende stråling på generne af kønsceller kan forårsage skadelige mutationer, der vil blive videregivet fra generation til generation, hvilket øger menneskehedens "mutationsbyrde". Tilstande, der fordobler den "genetiske belastning", er livstruende. Denne fordoblingsdosis er ifølge konklusionerne fra FN's Videnskabelige Komité for Atomisk Stråling en dosis på 30 rad for akut eksponering og 10 rad for kronisk eksponering (i reproduktionsperioden). Når dosis stiger, er det ikke sværhedsgraden, der stiger, men hyppigheden af mulige manifestationer.

Mutationsændringer forekommer også i planteorganismer. I skovene, der var udsat for radioaktivt nedfald nær Tjernobyl, opstod der nye absurde plantearter som følge af mutation. Rustrøde nåleskove dukkede op. I en hvedemark i nærheden af reaktoren, to år efter ulykken, opdagede forskere omkring tusind forskellige mutationer.

Virkninger på embryoet og fosteret på grund af moderbestråling under graviditeten. En celles strålefølsomhed ændres på forskellige stadier af delingsprocessen (mitose). Cellen er mest følsom ved slutningen af dvaletilstanden og begyndelsen af den første delingsmåned. Zygoten, en embryonal celle dannet efter sammensmeltning af en sædcelle med et æg, er særligt følsom over for stråling. Desuden kan udviklingen af embryonet i denne periode og indflydelsen af stråling, herunder røntgen, på det opdeles i tre faser.

Trin 1 – efter undfangelsen og indtil den niende dag. Det nydannede embryo dør under påvirkning af stråling. Døden går i de fleste tilfælde ubemærket hen.

Fase 2 - fra den niende dag til den sjette uge efter undfangelsen. Dette er perioden med dannelse af indre organer og lemmer. Samtidig udvikler embryoet, under påvirkning af en stråledosis på 10 rem, en lang række defekter - ganespalte, standsning af lemmerudvikling, nedsat hjernedannelse osv. Samtidig er kroppens vækst muligt, hvilket kommer til udtryk i et fald i kropsstørrelse ved fødslen. Resultatet af moderens eksponering i denne graviditetsperiode kan også være den nyfødtes død på tidspunktet for fødslen eller et stykke tid efter det. Men fødslen af et levende barn med grove skavanker er nok den største ulykke, meget værre end fosterets død.

Trin 3 - graviditet efter seks uger. De strålingsdoser, som moderen modtager, forårsager vedvarende væksthæmning. Barnet af en bestrålet mor er mindre end normalt ved fødslen og forbliver under gennemsnitshøjden hele livet. Patologiske ændringer i nervesystemet, endokrine systemer osv. er mulige. Mange radiologer antyder, at den høje sandsynlighed for at få et defekt barn er grund til at afbryde graviditeten, hvis den dosis, som embryonet modtager i løbet af de første seks uger efter undfangelsen, overstiger 10 rad. Denne dosis er inkluderet i lovgivningen i nogle skandinaviske lande. Til sammenligning, med fluoroskopi af maven, modtager hovedområderne i knoglemarven, maven og brystet en stråledosis på 30-40 rad.

Nogle gange opstår et praktisk problem: En kvinde gennemgår en række røntgenbilleder, herunder billeder af mave- og bækkenorganerne, og opdager efterfølgende, at hun er gravid. Situationen forværres, hvis strålingen opstod i de første uger efter undfangelsen, hvor graviditeten kan forblive uopdaget. Den eneste løsning på dette problem er ikke at udsætte kvinden for stråling i den angivne periode. Dette kan opnås, hvis en kvinde i den fødedygtige alder først får foretaget en røntgenundersøgelse af maven eller bughulen i løbet af de første ti dage efter menstruationsstarten, når der ikke er tvivl om, at der ikke er nogen graviditet. I medicinsk praksis kaldes dette "ti dages"-reglen. I en nødsituation kan røntgenprocedurer ikke udskydes i uger eller måneder, men det ville være klogt for en kvinde at fortælle sin læge om sin mulige graviditet, før hun får taget et røntgenbillede.

Cellerne og vævene i den menneskelige krop varierer i deres grad af følsomhed over for ioniserende stråling.

Særligt følsomme organer omfatter testiklerne. En dosis på 10-30 rad kan reducere spermatogenesen inden for et år.

Immunsystemet er meget følsomt over for stråling.

I nervesystemet viste øjets nethinde sig at være den mest følsomme, da synsforringelse blev observeret under bestråling. Forstyrrelser i smagsfølsomhed forekom under strålebehandling af brystet, og gentagen bestråling med doser på 30-500 R reducerede den taktile følsomhed.

Ændringer i somatiske celler kan bidrage til udviklingen af kræft. En kræftsvulst opstår i kroppen i det øjeblik, hvor en somatisk celle, der er undsluppet kroppens kontrol, begynder at dele sig hurtigt. Grundårsagen til dette er mutationer i gener forårsaget af gentagen eller stærk enkelt bestråling, hvilket fører til, at kræftceller mister evnen til, selv i tilfælde af ubalance, at dø fysiologisk eller rettere programmeret død. De bliver så at sige udødelige, deler sig konstant, stiger i antal og dør kun af mangel på næringsstoffer. Sådan opstår tumorvækst. Leukæmi (blodkræft) udvikler sig særligt hurtigt - en sygdom forbundet med den overdrevne forekomst af defekte hvide blodlegemer - leukocytter - i knoglemarven og derefter i blodet. Det er dog for nylig blevet klart, at forholdet mellem stråling og kræft er mere komplekst end hidtil antaget. Således siges det i en særlig rapport fra den japansk-amerikanske sammenslutning af videnskabsmænd, at kun nogle typer kræft: tumorer i mælke- og skjoldbruskkirtlen samt leukæmi udvikles som følge af strålingsskader. Desuden viste erfaringerne fra Hiroshima og Nagasaki, at kræft i skjoldbruskkirtlen observeres med bestråling på 50 rad eller mere. Brystkræft, som omkring 50 % af tilfældene dør af, ses hos kvinder, der har gennemgået gentagne røntgenundersøgelser.

Et karakteristisk træk ved stråleskader er, at stråleskader er ledsaget af alvorlige funktionelle lidelser og kræver kompleks og langvarig (mere end tre måneder) behandling. Levedygtigheden af bestrålede væv er betydeligt reduceret. Derudover opstår der komplikationer mange år og årtier efter skaden. Således blev tilfælde af forekomst af godartede tumorer observeret 19 år efter bestråling, og udvikling af strålingsinduceret hud- og brystkræft hos kvinder blev observeret efter 25-27 år. Ofte opdages skader mod baggrunden eller efter eksponering for yderligere faktorer af ikke-strålende karakter (diabetes, åreforkalkning, purulent infektion, termiske eller kemiske skader i strålingszonen).

Det skal også tages i betragtning, at personer, der overlever en stråleulykke, oplever yderligere stress i flere måneder og endda år efter den. Sådan stress kan tænde en biologisk mekanisme, der fører til forekomsten af ondartede sygdomme. I Hiroshima og Nagasaki blev der således observeret et stort udbrud af kræft i skjoldbruskkirtlen 10 år efter atombomben.

Undersøgelser udført af radiologer baseret på data fra Tjernobyl-ulykken indikerer et fald i tærsklen for konsekvenser af eksponering for stråling. Det er således fastslået, at bestråling af 15 rem kan forårsage forstyrrelser i immunsystemets funktion. Allerede ved modtagelse af en dosis på 25 rem oplevede ulykkeslikvidatorerne et fald i blodet af lymfocytter - antistoffer mod bakterielle antigener, og ved 40 rem øges sandsynligheden for infektiøse komplikationer. Når de blev udsat for konstante strålingsdoser på 15 til 50 rem, blev der ofte rapporteret tilfælde af neurologiske lidelser forårsaget af ændringer i hjernestrukturer. Desuden blev disse fænomener observeret på lang sigt efter bestråling.

Strålingssyge

Afhængigt af dosis og tidspunkt for bestråling observeres tre grader af sygdommen: akut, subakut og kronisk. I de berørte områder (når man modtager høje doser) opstår normalt akut strålingssyge (ARS).

Der er fire grader af ARS:

Lys (100 – 200 rad). Den indledende periode - den primære reaktion, som ved ARS af alle andre grader - er karakteriseret ved anfald af kvalme. Hovedpine, opkastning, generel utilpashed, let stigning i kropstemperaturen, i de fleste tilfælde - anoreksi (manglende appetit, endda modvilje mod mad), og infektiøse komplikationer er mulige. Den primære reaktion opstår 15-20 minutter efter bestråling. Dens manifestationer forsvinder gradvist efter et par timer eller dage, eller kan være helt fraværende. Derefter kommer en skjult periode, den såkaldte periode med imaginært velvære, hvis varighed bestemmes af strålingsdosis og kroppens generelle tilstand (op til 20 dage). I løbet af denne tid opbruger røde blodlegemer deres levetid og holder op med at levere ilt til kroppens celler. Mild ARS kan helbredes. Mulige negative konsekvenser - blodleukocytose, rødme af huden, nedsat ydeevne hos 25% af de ramte 1,5 - 2 timer efter bestråling. Et højt hæmoglobinindhold i blodet observeres inden for 1 år fra bestrålingsøjeblikket. Restitutionstiden er op til tre måneder. Offerets personlige holdning og sociale motivation samt hans rationelle beskæftigelse er af stor betydning;

Medium (200 – 400 rad). Korte anfald af kvalme, der forsvinder 2-3 dage efter bestråling. Den latente periode er 10-15 dage (kan være fraværende), hvor leukocytterne produceret af lymfeknuderne dør og holder op med at afvise den infektion, der kommer ind i kroppen. Blodplader stopper med at størkne blod. Alt dette er resultatet af det faktum, at knoglemarven, lymfeknuderne og milten, der er dræbt af stråling, ikke producerer nye røde blodlegemer, leukocytter og blodplader til at erstatte de brugte. Hævelse af huden og blærer udvikles. Denne tilstand af kroppen, kaldet "knoglemarvssyndrom", fører 20% af de ramte til døden, hvilket opstår som følge af skader på vævene i de hæmatopoietiske organer. Behandlingen består i at isolere patienter fra det ydre miljø, administrere antibiotika og blodtransfusioner. Unge og ældre mænd er mere modtagelige for moderat ARS end midaldrende mænd og kvinder. Tab af arbejdsevne forekommer hos 80 % af de ramte 0,5 – 1 time efter bestråling og efter at restitutionen forbliver nedsat i lang tid. Det er muligt at udvikle grå stær i øjnene og lokale lemmerdefekter;

Tung (400 – 600 rad). Symptomer, der er karakteristiske for gastrointestinale lidelser: svaghed, døsighed, appetitløshed, kvalme, opkastning, langvarig diarré. Den latente periode kan vare 1-5 dage. Efter et par dage vises tegn på dehydrering: vægttab, udmattelse og fuldstændig udmattelse. Disse fænomener er resultatet af døden af villi i tarmvæggene, som absorberer næringsstoffer fra indkommende mad. Deres celler steriliseres ved stråling og mister deres evne til at dele sig. Perforering af mavevæggene sker, og bakterier kommer ind i blodbanen fra tarmene. Primære strålingssår og purulent infektion fra strålingsforbrændinger vises. Tab af arbejdsevne 0,5-1 time efter bestråling observeres hos 100 % af ofrene. Hos 70 % af de ramte sker døden inden for en måned som følge af dehydrering og maveforgiftning (gastrointestinalt syndrom) samt fra strålingsforbrændinger fra gammabestråling;

Ekstremt alvorlig (mere end 600 rads). Alvorlig kvalme og opkastning forekommer inden for få minutter efter eksponering. Diarré - 4-6 gange om dagen, i de første 24 timer - nedsat bevidsthed, hævelse af huden, svær hovedpine. Disse symptomer er ledsaget af desorientering, tab af koordination, synkebesvær, forstyrrede afføringer, anfald og i sidste ende død. Den umiddelbare dødsårsag er en stigning i mængden af væske i hjernen på grund af dens frigivelse fra små kar, hvilket fører til øget intrakranielt tryk. Denne tilstand kaldes "syndrom i centralnervesystemet."

Det skal bemærkes, at den absorberede dosis, der forårsager skade på enkelte dele af kroppen og død, overstiger den dødelige dosis for hele kroppen. Dødelige doser for individuelle dele af kroppen er som følger: hoved - 2000 rad, nedre mave - 3000 rad, øvre mave - 5000 rad, bryst - 10000 rad, ekstremiteter - 20000 rad.

Effektiviteten af ARS-behandling, der opnås i dag, anses for at være grænsen, da den er baseret på en passiv strategi - håbet om uafhængig genopretning af celler i radiofølsomt væv (hovedsageligt knoglemarv og lymfeknuder) til støtte for andre kropssystemer , transfusion af blodplademasse for at forhindre blødning, røde blodlegemer - for at forhindre iltsult. Herefter er der kun tilbage at vente på, at alle cellefornyelsessystemer begynder at virke og eliminerer de katastrofale konsekvenser af strålingseksponering. Resultatet af sygdommen bestemmes ved udgangen af 2-3 måneder. I dette tilfælde kan følgende forekomme: fuldstændig klinisk genopretning af offeret; bedring, hvor hans arbejdsevne vil være begrænset i en eller anden grad; ugunstigt resultat med sygdomsprogression eller udvikling af komplikationer, der fører til døden.

Transplantation af sund knoglemarv er hæmmet af en immunologisk konflikt, som er særlig farlig i en bestrålet krop, da den nedbryder det allerede svækkede immunsystem. Russiske radiologforskere foreslår en ny måde at behandle patienter med strålesyge på. Hvis du fjerner en del af knoglemarven fra en bestrålet person, begynder genopretningsprocesserne i det hæmatopoietiske system efter denne intervention tidligere end i det naturlige hændelsesforløb. Den ekstraherede del af knoglemarven anbringes i kunstige forhold, og derefter efter en vis periode returneres til den samme krop. Der er ingen immunologisk konflikt (afvisning).

I øjeblikket udfører forskere arbejde og har opnået de første resultater om brugen af farmaceutiske radioprotektorer, som gør det muligt for en person at tolerere strålingsdoser, der er cirka det dobbelte af den dødelige dosis. Disse er cystein, cystamin, cystophos og en række andre stoffer, der indeholder sulfidehydrylgrupper (SH) for enden af et langt molekyle. Disse stoffer fjerner, ligesom "rensemidler", de frie radikaler, der dannes, som i høj grad er ansvarlige for at øge oxidative processer i kroppen. En stor ulempe ved disse beskyttere er imidlertid behovet for at administrere det intravenøst i kroppen, da sulfidhydrylgruppen, der tilsættes dem for at reducere toksiciteten, ødelægges i det sure miljø i maven, og beskytteren mister sine beskyttende egenskaber.

Ioniserende stråling har også en negativ effekt på fedtstoffer og lipoider (fedtlignende stoffer), der er indeholdt i kroppen. Bestråling forstyrrer processen med emulgering og bevægelse af fedtstoffer ind i den kryptale region af tarmslimhinden. Som et resultat kommer dråber af ikke-emulgeret og groft emulgeret fedt, som absorberes af kroppen, ind i blodkarrenes lumen.

Øget oxidation af fedtsyrer i leveren fører til øget ketogenese af leveren ved insulinmangel, dvs. Overskydende frie fedtsyrer i blodet reducerer insulinaktiviteten. Og dette fører igen til den udbredte sygdom diabetes mellitus i dag.

De mest typiske sygdomme, der ledsager stråleskader, er ondartede neoplasmer (skjoldbruskkirtel, luftveje, hud, hæmatopoietiske organer), metaboliske og immunforstyrrelser, luftvejssygdomme, graviditetskomplikationer, medfødte anomalier og psykiske lidelser.

Gendannelse af kroppen efter bestråling er en kompleks proces, og den forløber ujævnt. Hvis restaureringen af røde blodlegemer og lymfocytter i blodet begynder efter 7-9 måneder, begynder restaureringen af leukocytter efter 4 år. Varigheden af denne proces påvirkes ikke kun af stråling, men også af psykogene, sociale, hverdagslige, professionelle og andre faktorer i perioden efter stråling, som kan kombineres til ét koncept "livskvalitet" som det mest rummelige og komplette. udtryk for karakteren af menneskelig interaktion med biologiske miljøfaktorer, sociale og økonomiske forhold.

Sikring af sikkerhed ved arbejde med ioniserende stråling

Ved tilrettelæggelse af arbejde anvendes følgende grundlæggende principper for at sikre strålingssikkerhed: udvælgelse eller reduktion af kildernes effekt til minimumsværdier; reduktion af tid brugt på at arbejde med kilder; øge afstanden fra kilden til arbejderen; afskærmning af strålingskilder med materialer, der absorberer eller dæmper ioniserende stråling.

I rum, hvor der arbejdes med radioaktive stoffer og radioisotopapparater, overvåges intensiteten af forskellige typer stråling. Disse rum skal være isoleret fra andre rum og forsynet med indblæsning og udsugning. Andre kollektive midler til beskyttelse mod ioniserende stråling i overensstemmelse med GOST 12.4.120 er stationære og mobile beskyttelsesskærme, specielle beholdere til transport og opbevaring af strålingskilder samt til indsamling og opbevaring af radioaktivt affald, beskyttende pengeskabe og kasser.

Stationære og mobile beskyttelsesskærme er designet til at reducere strålingsniveauet på arbejdspladsen til et acceptabelt niveau. Beskyttelse mod alfastråling opnås ved at bruge flere millimeter tykt plexiglas. For at beskytte mod betastråling er skærme lavet af aluminium eller plexiglas. Vand, paraffin, beryllium, grafit, borforbindelser og beton beskytter mod neutronstråling. Bly og beton beskytter mod røntgen- og gammastråling. Blyglas bruges til udsigtsvinduer.

Ved arbejde med radionuklider skal der anvendes specielt tøj. Hvis arbejdsområdet er forurenet med radioaktive isotoper, skal filmtøj bæres over bomuldsoveralls: kappe, jakkesæt, forklæde, bukser, overtræk.

Filmbeklædning er lavet af plastik- eller gummistoffer, der let rengøres for radioaktiv forurening. Hvis der anvendes filmbeklædning, er det nødvendigt at sørge for muligheden for at tilføre luft under dragten.

Arbejdstøjssættene omfatter åndedrætsværn, pneumatiske hjelme og andet personligt beskyttelsesudstyr. For at beskytte dine øjne skal du bruge briller med linser, der indeholder wolframfosfat eller bly. Når du bruger personlige værnemidler, er det nødvendigt nøje at følge rækkefølgen af at tage dem på og tage dem af og dosimetrisk overvågning.

Hovedvirkningen af al ioniserende stråling på kroppen reduceres til ionisering af vævene i de organer og systemer, der er udsat for deres bestråling. Ladningerne erhvervet som et resultat af dette forårsager forekomsten af oxidative reaktioner i celler, der er usædvanlige for den normale tilstand, som igen forårsager en række reaktioner. I det bestrålede væv i en levende organisme opstår der således en række kædereaktioner, der forstyrrer den normale funktionelle tilstand af individuelle organer, systemer og organismen som helhed. Der er en antagelse om, at der som et resultat af sådanne reaktioner dannes produkter, der er skadelige for sundheden i kroppens væv - toksiner, som har en negativ virkning.

Når man arbejder med produkter, der indeholder ioniserende stråling, kan eksponeringsvejene for sidstnævnte være todelt: gennem ekstern og intern bestråling. Ekstern eksponering kan forekomme ved arbejde på acceleratorer, røntgenmaskiner og andre installationer, der udsender neutroner og røntgenstråler, samt ved arbejde med lukkede radioaktive kilder, det vil sige radioaktive grundstoffer forseglet i glas eller andre blinde ampuller, hvis sidstnævnte forblive intakt. Kilder til beta- og gammastråling kan udgøre både ekstern og intern eksponeringsfare. Alfastråling udgør praktisk talt kun en fare under intern bestråling, da på grund af den meget lave gennemtrængningsevne og korte rækkevidde af alfapartikler i luften, eliminerer en lille afstand fra strålingskilden eller let afskærmning faren for ekstern bestråling.

Under ekstern bestråling af stråler med betydelig gennemtrængende kraft sker ionisering ikke kun på den bestrålede overflade af huden og andre integumenter, men også i dybere væv, organer og systemer. Perioden for direkte ekstern eksponering for ioniserende stråling - eksponering - bestemmes af tidspunktet for bestråling.

Intern eksponering opstår, når radioaktive stoffer kommer ind i kroppen, hvilket kan opstå ved indånding af dampe, gasser og aerosoler af radioaktive stoffer, indføring af dem i fordøjelseskanalen eller ind i blodbanen (i tilfælde af kontaminering af beskadiget hud og slimhinder). Indre bestråling er farligere, da for det første i direkte kontakt med væv, selv stråling med lav energi og med minimal gennemtrængende evne stadig har en virkning på disse væv; for det andet, når et radioaktivt stof er i kroppen, er varigheden af dets påvirkning (eksponering) ikke begrænset til tidspunktet for direkte arbejde med kilderne, men fortsætter kontinuerligt indtil dets fuldstændige henfald eller fjernelse fra kroppen. Derudover har nogle radioaktive stoffer, der har visse giftige egenskaber, udover ionisering, ved indtagelse en lokal eller generel toksisk virkning (se "Skadelige kemikalier").

I kroppen føres radioaktive stoffer, ligesom alle andre produkter, med blodbanen til alle organer og systemer, hvorefter de delvist udskilles fra kroppen gennem udskillelsessystemerne (mave-tarmkanalen, nyrer, sved og mælkekirtler mv.) , og nogle af dem deponeres i visse organer og systemer, hvilket udøver en præference, mere udtalt virkning på dem. Nogle radioaktive stoffer (for eksempel natrium - Na24) er fordelt relativt jævnt i hele kroppen. Den overvejende aflejring af forskellige stoffer i visse organer og systemer er bestemt af deres fysisk-kemiske egenskaber og funktioner af disse organer og systemer.

Et kompleks af vedvarende forandringer i kroppen under påvirkning af ioniserende stråling kaldes strålingssyge. Strålesyge kan udvikle sig både som følge af kronisk eksponering for ioniserende stråling og kortvarig eksponering for betydelige doser. Det er hovedsageligt kendetegnet ved ændringer i centralnervesystemet (deprimeret tilstand, svimmelhed, kvalme, generel svaghed osv.), blod og hæmatopoietiske organer, blodkar (blå mærker på grund af skrøbelighed af blodkar) og endokrine kirtler.

Som et resultat af langvarig eksponering for betydelige doser af ioniserende stråling kan der udvikles maligne neoplasmer af forskellige organer og væv, som: er langsigtede konsekvenser af denne eksponering. Sidstnævnte inkluderer også et fald i kroppens modstand mod forskellige infektionssygdomme og andre sygdomme, en negativ effekt på reproduktiv funktion og andre.

Radioaktive stoffer (RS) kan trænge ind i kroppen på tre måder: med indåndet luft, gennem mave-tarmkanalen (med mad og vand) og gennem huden. En person modtager stråling ikke kun eksternt, men også gennem indre organer. RV'er trænger ind i molekylerne i indre organer, især knoglevæv og muskler. Koncentreres i dem, radioaktive stoffer fortsætter med at bestråle og beskadige kroppen indefra.

Strålingsrisiko er sandsynligheden for, at en person eller hans afkom vil opleve nogen skadelig effekt som følge af strålingseksponering.

Ioniserende stråling, når den udsættes for den menneskelige krop, kan forårsage to typer negative virkninger:

Bestemt (strålesyge, strålingsdermatitis, strålings katarakt, strålingsinfertilitet, abnormiteter i fosterudviklingen osv.). Det antages, at der er en dosistærskel, under hvilken der ikke er nogen effekt, og over hvilken virkningens sværhedsgrad afhænger af dosis;

Stokastiske probabilistiske ikke-tærskelskadelige biologiske effekter (maligne tumorer, leukæmi, arvelige sygdomme), der ikke har en dosistærskel for forekomst. Sværhedsgraden af deres manifestationer afhænger ikke af dosis. Perioden for forekomsten af disse virkninger hos en bestrålet person varierer fra 2 til 50 år eller mere.

Den biologiske effekt af ioniserende stråling er forbundet med dannelsen af nye, usædvanlige forbindelser for kroppen, der forstyrrer aktiviteten af både individuelle funktioner og hele kroppens systemer. Processerne med restaurering af kropsstrukturer er delvist i gang. Det samlede resultat af restitution afhænger af intensiteten af disse processer. Efterhånden som strålingseffekten stiger, falder betydningen af restaureringsprocesserne.

Der er genetiske (arvelige) og somatiske (kropslige) skadelige virkninger.

Genetiske effekter er forbundet med ændringer i genapparatet under påvirkning af ioniserende stråling. Konsekvenserne af dette er mutationer (udseendet af afkom hos bestrålede mennesker med forskellige egenskaber, ofte med medfødte deformiteter).

Genetiske effekter har en lang latent periode (tivis af år efter bestråling). En sådan fare eksisterer selv med meget svag stråling, som, selvom den ikke ødelægger celler, kan ændre arvelige egenskaber.

Somatiske effekter begynder altid ved en bestemt tærskeldosis. Ved doser lavere end tærsklen sker der ingen skade på kroppen. Somatiske virkninger omfatter lokal hudskade (strålingsforbrænding), øjenkatarakt (uklarhed af linsen), skader på kønsorganerne (kortvarig eller permanent sterilisering). Kroppen er i stand til at overvinde mange somatiske konsekvenser af stråling.

Graden af strålingsskader afhænger i høj grad af størrelsen af den bestrålede overflade, af om hele kroppen blev bestrålet eller kun en del af den. Efterhånden som den aftager, falder den biologiske effekt også.

Langvarig eksponering for lave doser (kronisk) i et arbejdsmiljø kan føre til udvikling af kronisk strålesyge. De mest karakteristiske tegn på kronisk strålesyge er ændringer i blodtallet, lokale hudlæsioner, linselæsioner, pneumosklerose og nedsat immunitet. Evnen til at forårsage langtidsvirkninger er en af de snigende egenskaber ved ioniserende stråling.

I menneskets daglige liv forekommer ioniserende stråling konstant. Vi mærker dem ikke, men vi kan ikke benægte deres indflydelse på den levende og livløse natur. For kort tid siden lærte folk at bruge dem både til gode og som masseødelæggelsesvåben. Når de bruges korrekt, kan disse strålinger ændre menneskehedens liv til det bedre.

Typer af ioniserende stråling

For at forstå de særlige forhold ved indflydelsen på levende og ikke-levende organismer, skal du finde ud af, hvad de er. Det er også vigtigt at kende deres natur.

Ioniserende stråling er en speciel bølge, der kan trænge ind i stoffer og væv og forårsage ionisering af atomer. Der er flere typer af det: alfastråling, betastråling, gammastråling. De har alle forskellige ladninger og evner til at virke på levende organismer.

Alfastråling er den mest ladede af alle typer. Det har enorm energi, der er i stand til at forårsage strålesyge selv i små doser. Men med direkte bestråling trænger det kun ind i de øverste lag af menneskelig hud. Selv et tyndt ark papir beskytter mod alfastråler. På samme tid, når de kommer ind i kroppen gennem mad eller indånding, bliver kilderne til denne stråling hurtigt dødsårsagen.

Beta-stråler bærer lidt mindre ladning. De er i stand til at trænge dybt ind i kroppen. Ved længere tids eksponering forårsager de menneskelig død. Mindre doser forårsager ændringer i cellulær struktur. En tynd plade af aluminium kan tjene som beskyttelse. Stråling inde fra kroppen er også dødelig.

Gammastråling anses for at være den farligste. Det trænger gennem kroppen. I store doser forårsager det strålingsforbrændinger, strålingssyge og død. Den eneste beskyttelse mod det kan være bly og et tykt lag beton.

En særlig type gammastråling er røntgenstråler, som genereres i et røntgenrør.

Forskningens historie

Verden lærte første gang om ioniserende stråling den 28. december 1895. Det var på denne dag, at Wilhelm C. Roentgen meddelte, at han havde opdaget en særlig type stråler, der kunne passere gennem forskellige materialer og menneskekroppen. Fra det øjeblik begyndte mange læger og videnskabsmænd aktivt at arbejde med dette fænomen.

I lang tid vidste ingen om dens virkning på menneskekroppen. Derfor er der i historien mange tilfælde af død fra overdreven stråling.

Curies studerede i detaljer kilderne og egenskaberne ved ioniserende stråling. Dette gjorde det muligt at bruge det med maksimal fordel og undgå negative konsekvenser.

Naturlige og kunstige kilder til stråling

Naturen har skabt forskellige kilder til ioniserende stråling. Først og fremmest er dette stråling fra solens stråler og rummet. Det meste af det absorberes af ozonkuglen, som er placeret højt over vores planet. Men nogle af dem når jordens overflade.

På selve Jorden, eller rettere i dens dybder, er der nogle stoffer, der producerer stråling. Blandt dem er isotoper af uran, strontium, radon, cæsium og andre.

Kunstige kilder til ioniserende stråling er skabt af mennesket til en bred vifte af forskning og produktion. Samtidig kan strålingsstyrken være flere gange højere end naturlige indikatorer.

Selv under forhold med beskyttelse og overholdelse af sikkerhedsforanstaltninger modtager mennesker strålingsdoser, der er farlige for deres sundhed.

Måleenheder og doser

Ioniserende stråling er normalt korreleret med dens interaktion med den menneskelige krop. Derfor er alle måleenheder på den ene eller anden måde relateret til en persons evne til at absorbere og akkumulere ioniseringsenergi.

I SI-systemet måles doser af ioniserende stråling i en enhed kaldet den grå (Gy). Den viser mængden af energi pr. enhed af bestrålet stof. En Gy er lig med en J/kg. Men for nemheds skyld bruges den ikke-systemenhed rad oftere. Det er lig med 100 Gy.

Baggrundsstråling i området måles ved eksponeringsdoser. En dosis er lig med C/kg. Denne enhed bruges i SI-systemet. Den ekstra-systemenhed, der svarer til den, kaldes røntgen (R). For at modtage en absorberet dosis på 1 rad skal du udsættes for en eksponeringsdosis på omkring 1 R.

Da forskellige typer af ioniserende stråling har forskellige energiniveauer, sammenlignes deres måling normalt med biologiske effekter. I SI-systemet er enheden for en sådan ækvivalent sievert (Sv). Dens off-system analog er rem.

Jo stærkere og længere strålingen er, jo mere energi absorberes af kroppen, jo farligere er dens indflydelse. For at finde ud af den tilladte tid for en person at forblive i strålingsforurening, bruges specielle enheder - dosimetre, der måler ioniserende stråling. Disse omfatter både individuelle enheder og store industrielle installationer.

Effekt på kroppen

I modsætning til hvad folk tror, er enhver ioniserende stråling ikke altid farlig og dødbringende. Dette kan ses i eksemplet med ultraviolette stråler. I små doser stimulerer de dannelsen af D-vitamin i menneskekroppen, celleregenerering og en stigning i melaninpigmentet, som giver en smuk solbrun farve. Men langvarig udsættelse for stråling forårsager alvorlige forbrændinger og kan forårsage hudkræft.

I de senere år er virkningerne af ioniserende stråling på den menneskelige krop og dens praktiske anvendelse blevet aktivt undersøgt.

I små doser forårsager stråling ingen skade på kroppen. Op til 200 miliroentgen kan reducere antallet af hvide blodlegemer. Symptomer på sådan eksponering vil være kvalme og svimmelhed. Omkring 10 % af mennesker dør efter at have fået denne dosis.

Store doser forårsager fordøjelsesbesvær, hårtab, hudforbrændinger, ændringer i kroppens cellulære struktur, udvikling af kræftceller og død.

Strålingssyge

Langvarig udsættelse for ioniserende stråling på kroppen og modtagelse af en stor dosis stråling kan forårsage strålesyge. Mere end halvdelen af tilfældene af denne sygdom fører til døden. Resten bliver årsag til en række genetiske og somatiske sygdomme.

På det genetiske niveau forekommer mutationer i kønsceller. Deres ændringer bliver tydelige i de efterfølgende generationer.

Somatiske sygdomme udtrykkes ved carcinogenese, irreversible ændringer i forskellige organer. Behandling af disse sygdomme er lang og ret vanskelig.

Behandling af stråleskader

Som et resultat af de patogene virkninger af stråling på kroppen opstår der forskellige skader på menneskelige organer. Afhængigt af strålingsdosis udføres forskellige behandlingsmetoder.

Først og fremmest placeres patienten i et sterilt rum for at undgå muligheden for infektion af udsatte hudområder. Dernæst udføres særlige procedurer for at lette hurtig fjernelse af radionuklider fra kroppen.

Hvis læsionerne er alvorlige, kan det være nødvendigt med en knoglemarvstransplantation. Fra stråling mister han evnen til at reproducere røde blodlegemer.

Men i de fleste tilfælde handler behandling af milde læsioner om at bedøve de berørte områder og stimulere celleregenerering. Der lægges stor vægt på rehabilitering.

Effekt af ioniserende stråling på aldring og kræft

I forbindelse med påvirkningen af ioniserende stråler på den menneskelige krop, har forskere udført forskellige eksperimenter, der beviser afhængigheden af ældningsprocessen og kræftfremkaldende virkning på strålingsdosis.

Grupper af cellekulturer blev udsat for bestråling under laboratorieforhold. Som et resultat var det muligt at bevise, at selv mindre stråling fremskynder celleældning. Desuden, jo ældre kulturen er, jo mere modtagelig er den for denne proces.

Langvarig bestråling fører til celledød eller unormal og hurtig deling og vækst. Dette faktum indikerer, at ioniserende stråling har en kræftfremkaldende effekt på den menneskelige krop.

Samtidig førte bølgernes indvirkning på de berørte kræftceller til deres fuldstændige død eller til at stoppe deres delingsprocesser. Denne opdagelse hjalp med at udvikle en metode til behandling af kræft hos mennesker.

Praktiske anvendelser af stråling

For første gang begyndte stråling at blive brugt i lægepraksis. Ved hjælp af røntgenstråler var lægerne i stand til at se ind i menneskekroppen. Samtidig skete der praktisk talt ingen skade på ham.

Så begyndte de at behandle kræft ved hjælp af stråling. I de fleste tilfælde har denne metode en positiv effekt, på trods af at hele kroppen udsættes for stærk stråling, som medfører en række symptomer på strålesyge.

Udover medicin bruges ioniserende stråler også i andre industrier. Landmålere, der bruger stråling, kan studere de strukturelle træk ved jordskorpen i dens individuelle områder.

Menneskeheden har lært at bruge nogle fossilers evne til at frigive store mængder energi til sine egne formål.

Atomkraft

Fremtiden for hele Jordens befolkning ligger i atomenergi. Atomkraftværker giver kilder til relativt billig elektricitet. Forudsat at de drives korrekt, er sådanne kraftværker meget sikrere end termiske kraftværker og vandkraftværker. Atomkraftværker producerer meget mindre miljøforurening fra både overskudsvarme og produktionsaffald.

Samtidig udviklede videnskabsmænd masseødelæggelsesvåben baseret på atomenergi. I øjeblikket er der så mange atombomber på planeten, at lancering af et lille antal af dem kan forårsage en nuklear vinter, som et resultat af hvilken næsten alle levende organismer, der bor i den, vil dø.

Midler og metoder til beskyttelse

Brugen af stråling i hverdagen kræver alvorlige forholdsregler. Beskyttelse mod ioniserende stråling er opdelt i fire typer: tid, afstand, mængde og kildeafskærmning.

Selv i et miljø med en stærk baggrundsstråling kan en person forblive i nogen tid uden at skade hans helbred. Det er dette øjeblik, der bestemmer beskyttelsen af tiden.

Jo større afstanden er til strålingskilden, jo lavere er dosis af absorberet energi. Derfor bør du undgå nærkontakt med steder, hvor der er ioniserende stråling. Dette er garanteret at beskytte dig mod uønskede konsekvenser.

Hvis det er muligt at bruge kilder med minimal stråling, foretrækkes de først. Dette er forsvar i tal.

Afskærmning betyder at skabe barrierer, som skadelige stråler ikke trænger igennem. Et eksempel på dette er blyskærme i røntgenrum.

Husstandsbeskyttelse

Hvis der erklæres en strålingskatastrofe, bør du straks lukke alle vinduer og døre og forsøge at fylde vand fra lukkede kilder. Mad bør kun være på dåse. Når du bevæger dig i åbne områder, skal du dække din krop med tøj så meget som muligt og dit ansigt med åndedrætsværn eller våd gaze. Prøv ikke at tage overtøj og sko med ind i huset.

Det er også nødvendigt at forberede sig på en eventuel evakuering: indsamle dokumenter, en forsyning af tøj, vand og mad i 2-3 dage.

Ioniserende stråling som en miljøfaktor

Der er en hel del strålingsforurenede områder på planeten Jorden. Årsagen til dette er både naturlige processer og menneskeskabte katastrofer. De mest berømte af dem er Tjernobyl-ulykken og atombomberne over byerne Hiroshima og Nagasaki.

En person kan ikke være på sådanne steder uden skade på sit eget helbred. Samtidig er det ikke altid muligt på forhånd at få at vide om strålingsforurening. Nogle gange kan selv ikke-kritisk baggrundsstråling forårsage en katastrofe.

Årsagen til dette er levende organismers evne til at absorbere og akkumulere stråling. Samtidig bliver de selv til kilder til ioniserende stråling. De velkendte "mørke" vittigheder om Tjernobyl-svampe er netop baseret på denne ejendom.

I sådanne tilfælde kommer beskyttelsen mod ioniserende stråling ned på, at alle forbrugerprodukter er genstand for en grundig radiologisk undersøgelse. Samtidig er der på spontane markeder altid en chance for at købe de berømte "Tjernobyl-svampe". Derfor bør du undlade at købe fra uverificerede sælgere.

Den menneskelige krop har en tendens til at akkumulere farlige stoffer, hvilket resulterer i gradvis forgiftning indefra. Det vides ikke præcist, hvornår konsekvenserne af disse gifte vil gøre sig gældende: om en dag, et år eller en generation.