Ioniserende strålingseffekter på kroppen. Ioniserende stråling

Mennesker utsettes for ioniserende stråling overalt. For å gjøre dette er det ikke nødvendig å komme inn i episenteret til en atomeksplosjon, det er nok å være under den brennende solen eller gjennomføre en røntgenundersøkelse av lungene.

Ioniserende stråling er en strøm av strålingsenergi som genereres under forfallsreaksjoner av radioaktive stoffer. Isotoper som kan øke strålingsfondet finnes i jordskorpen, i luften kan radionuklider komme inn i menneskekroppen gjennom mage-tarmkanalen, luftveiene og huden.

Minimumsnivåer av bakgrunnsstråling utgjør ikke en trussel for mennesker. Situasjonen er annerledes hvis ioniserende stråling overskrider tillatte standarder. Kroppen vil ikke umiddelbart reagere på skadelige stråler, men år senere vil patologiske endringer dukke opp som kan føre til katastrofale konsekvenser, inkludert død.

Hva er ioniserende stråling?

Frigjøring av skadelig stråling skjer etter kjemisk nedbrytning av radioaktive elementer. De vanligste er gamma-, beta- og alfastråler. Når stråling kommer inn i kroppen, har den en ødeleggende effekt på mennesker. Alle biokjemiske prosesser blir forstyrret under påvirkning av ionisering.

Typer stråling:

Alfastråler har økt ionisering, men dårlig penetreringsevne. Alfastråling treffer menneskelig hud og trenger inn til en avstand på mindre enn én millimeter. Det er en stråle av frigjorte heliumkjerner.
Elektroner eller positroner beveger seg i betastråler i en luftstrøm de er i stand til å dekke avstander på opptil flere meter. Hvis en person dukker opp i nærheten av kilden, vil betastråling trenge dypere enn alfastråling, men ioniseringsevnen til denne arten er mye mindre.
En av de høyfrekvente elektromagnetiske strålingene er gammastrålevarianten, som har økt penetreringsevne, men svært liten ioniserende effekt.
preget av korte elektromagnetiske bølger som oppstår når betastråler kommer i kontakt med materie.
Nøytron - sterkt penetrerende stråler av stråler som består av uladede partikler.

Hvor kommer strålingen fra?

Kilder til ioniserende stråling kan være luft, vann og mat. Skadelige stråler forekommer naturlig eller er laget kunstig for medisinske eller industrielle formål. Det er alltid stråling i miljøet:

kommer fra verdensrommet og utgjør en stor del av den totale prosentandelen av stråling;
strålingsisotoper finnes fritt under kjente naturlige forhold og finnes i bergarter;
Radionuklider kommer inn i kroppen med mat eller luft.

Kunstig stråling ble opprettet i sammenheng med utvikling av vitenskapen, og forskere var i stand til å oppdage det unike ved røntgenstråler, ved hjelp av hvilke det er mulig å nøyaktig diagnostisere mange farlige patologier, inkludert smittsomme sykdommer.

I industriell skala brukes ioniserende stråling til diagnostiske formål. Personer som arbeider i slike virksomheter, til tross for alle sikkerhetstiltak i samsvar med sanitære krav, er i skadelige og farlige arbeidsforhold som påvirker helsen deres negativt.

Hva skjer med en person når den utsettes for ioniserende stråling?

Den destruktive effekten av ioniserende stråling på menneskekroppen forklares av radioaktive ioners evne til å reagere med cellekomponenter. Det er velkjent at åtti prosent av mennesket består av vann. Ved bestråling brytes vann ned og hydrogenperoksid og hydratoksid dannes i cellene som følge av kjemiske reaksjoner.

Deretter oppstår oksidasjon i kroppens organiske forbindelser, som et resultat av at cellene begynner å kollapse. Etter en patologisk interaksjon blir en persons metabolisme på cellenivå forstyrret. Effektene kan være reversible når eksponeringen for stråling var ubetydelig, og irreversible ved langvarig eksponering.

Effekten på kroppen kan manifestere seg i form av strålesyke, når alle organer er påvirket av radioaktive stråler kan forårsake genmutasjoner som arves i form av misdannelser eller alvorlige sykdommer. Det er hyppige tilfeller av degenerasjon av friske celler til kreftceller med påfølgende vekst av ondartede svulster.

Konsekvenser kan ikke vises umiddelbart etter interaksjon med ioniserende stråling, men etter tiår. Varigheten av det asymptomatiske forløpet avhenger direkte av graden og tiden personen mottok strålingseksponering.

Biologiske endringer under påvirkning av stråler

Eksponering for ioniserende stråling innebærer betydelige endringer i kroppen, avhengig av omfanget av hudområdet som er utsatt for strålingsenergi, tiden strålingen forblir aktiv, samt tilstanden til organer og systemer.

For å indikere strålingsstyrken over en viss tidsperiode, anses måleenheten vanligvis for å være Rad. Avhengig av størrelsen på de savnede strålene, kan en person utvikle følgende forhold:

opptil 25 rad - generell helse endres ikke, personen føler seg bra;
26 – 49 rad – tilstanden er generelt tilfredsstillende ved denne dosen, blodet begynner å endre sammensetningen;
50 – 99 rad – offeret begynner å føle generell ubehag, tretthet, dårlig humør, patologiske endringer vises i blodet;
100 – 199 rad – den eksponerte er i dårlig forfatning, oftest kan personen ikke jobbe på grunn av svekket helse;
200 – 399 rad – en stor dose stråling, som utvikler flere komplikasjoner og noen ganger fører til døden;
400 – 499 rad – halvparten av menneskene som befinner seg i en sone med slike strålingsverdier dør av boltrende patologier;
eksponering for mer enn 600 rad gir ikke en sjanse for et vellykket resultat, en dødelig sykdom tar livet av alle ofre;
en engangseksponering for en strålingsdose som er tusenvis av ganger større enn de tillatte tallene - alle dør direkte under katastrofen.

En persons alder spiller en stor rolle: barn og unge under tjuefem år er mest utsatt for de negative effektene av ioniserende energi. Å motta store doser stråling under svangerskapet kan sammenlignes med eksponering i tidlig barndom.

Hjernepatologier forekommer bare fra midten av første trimester, fra den åttende uken til og med den tjuesette. Risikoen for kreft hos fosteret øker betydelig ved ugunstig bakgrunnsstråling.

Hva er farene ved å bli utsatt for ioniserende stråler?

En engangs eller regelmessig eksponering av stråling til kroppen har en tendens til å akkumulere og forårsake påfølgende reaksjoner over en tidsperiode fra flere måneder til tiår:

manglende evne til å bli gravid, denne komplikasjonen utvikler seg hos både kvinner og menn, noe som gjør dem sterile;
utvikling av autoimmune sykdommer av ukjent etiologi, spesielt multippel sklerose;
stråling grå stær som fører til synstap;
utseendet til en kreftsvulst er en av de vanligste patologiene med vevsmodifisering;
sykdommer av immun natur som forstyrrer normal funksjon av alle organer og systemer;
en person som er utsatt for stråling lever mye kortere;
utviklingen av muterende gener som vil forårsake alvorlige utviklingsfeil, samt utseendet av unormale deformiteter under fosterutviklingen.

Fjerne manifestasjoner kan utvikles direkte hos det eksponerte individet eller arves og forekomme i påfølgende generasjoner. Direkte på det såre stedet som strålene passerte, oppstår endringer der vevet atrofierer og tykner med utseendet til flere knuter.

Dette symptomet kan påvirke hud, lunger, blodårer, nyrer, leverceller, brusk og bindevev. Grupper av celler blir uelastiske, stivner og mister evnen til å oppfylle sin hensikt i kroppen til en person med strålesyke.

Strålesykdom

En av de farligste komplikasjonene, forskjellige stadier av utviklingen som kan føre til døden til offeret. Sykdommen kan ha et akutt forløp med engangseksponering for stråling eller en kronisk prosess med konstant tilstedeværelse i strålesonen. Patologi er preget av vedvarende endringer i alle organer og celler og akkumulering av patologisk energi i pasientens kropp.

Sykdommen manifesterer seg med følgende symptomer:

generell forgiftning av kroppen med oppkast, diaré og forhøyet kroppstemperatur;
på den delen av det kardiovaskulære systemet, er utviklingen av hypotensjon notert;
en person blir raskt sliten, kollaps kan forekomme;
med store doser av eksponering blir huden rød og blir dekket med blå flekker i områder som mangler oksygentilførsel, muskeltonus reduseres;
den andre bølgen av symptomer er totalt hårtap, forverring av helsen, bevisstheten forblir langsom, generell nervøsitet, atoni av muskelvev og forstyrrelser i hjernen observeres, som kan forårsake uklar bevissthet og cerebralt ødem.

Hvordan beskytte deg mot stråling?

Å bestemme effektiv beskyttelse mot skadelige stråler er grunnlaget for å forhindre menneskelig skade for å unngå forekomsten av negative konsekvenser. For å redde deg selv fra strålingseksponering må du:

Reduser eksponeringstiden for isotopnedbrytningselementer: en person bør ikke oppholde seg i faresonen over lengre tid. For eksempel, hvis en person jobber i en farlig industri, bør arbeiderens opphold i området for energiflyt reduseres til et minimum.
For å øke avstanden fra kilden kan dette gjøres ved å bruke flere verktøy og automatiseringsverktøy som lar deg utføre arbeid i betydelig avstand fra eksterne kilder med ioniserende energi.
Det er nødvendig å redusere området som strålene vil falle på ved hjelp av verneutstyr: drakter, åndedrettsvern.

IONISERENDE STRÅLING, DENS NATUUR OG PÅVIRKNING PÅ MENNESKELIG KROPP

Stråling og dens varianter

Ioniserende stråling

Kilder til strålingsfare

Design av ioniserende strålingskilder

Baner for strålingspenetrasjon inn i menneskekroppen

Mål for ioniserende påvirkning

Virkningsmekanisme for ioniserende stråling

Konsekvenser av stråling

Strålesykdom

Sikre sikkerhet ved arbeid med ioniserende stråling

Stråling og dens varianter

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

Kildene til penetrerende stråling som skaper den naturlige bakgrunnsstrålingen er galaktisk stråling og solstråling, tilstedeværelsen av radioaktive elementer i jorda, luft og materialer som brukes i økonomiske aktiviteter, samt isotoper, hovedsakelig kalium, i vevet til en levende organisme. En av de viktigste naturlige kildene til stråling er radon, en smakløs og luktfri gass.

Av interesse er ikke noen stråling, men ioniserende stråling, som, som passerer gjennom vev og celler til levende organismer, er i stand til å overføre sin energi til dem, bryte kjemiske bindinger inne i molekyler og forårsake alvorlige endringer i deres struktur. Ioniserende stråling oppstår under radioaktivt forfall, kjernefysiske transformasjoner, hemming av ladede partikler i materie og danner ioner med forskjellige fortegn når de samhandler med miljøet.

Ioniserende stråling

All ioniserende stråling er delt inn i foton og corpuscular.

Fotonioniserende stråling inkluderer:

a) Y-stråling som sendes ut under nedbrytning av radioaktive isotoper eller tilintetgjøring av partikler. Gammastråling er i sin natur kortbølget elektromagnetisk stråling, dvs. en strøm av høyenergikvanter av elektromagnetisk energi, hvis bølgelengde er betydelig mindre enn interatomære avstander, 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 oppstår når den kinetiske energien til ladede partikler avtar og/eller når energitilstanden til atomets elektroner endres.

Korpuskulær ioniserende stråling består av en strøm av ladede partikler (alfa-, beta-partikler, protoner, elektroner), hvis kinetiske energi er tilstrekkelig til å ionisere atomer ved kollisjon. Nøytroner og andre elementærpartikler produserer ikke direkte ionisering, men i prosessen med samhandling med miljøet frigjør de ladede partikler (elektroner, protoner) som er i stand til å ionisere atomer og molekyler i mediet de passerer gjennom:

a) nøytroner er de eneste uladede partiklene som dannes under visse fisjonsreaksjoner av kjernene til uran- eller plutoniumatomer. Siden disse partiklene er elektrisk nøytrale, trenger de dypt inn i alle stoffer, inkludert levende vev. Et særtrekk ved nøytronstråling er dens evne til å transformere atomer av stabile elementer til deres radioaktive isotoper, dvs. skape indusert stråling, som kraftig øker faren for nøytronstråling. Den penetrerende kraften til nøytroner er sammenlignbar med Y-stråling. Avhengig av nivået av båret energi, skilles det mellom raske nøytroner (som har en energi på 0,2 til 20 MeV) og termiske nøytroner (fra 0,25 til 0,5 MeV). Denne forskjellen tas i betraktning når du utfører beskyttelsestiltak. Raske nøytroner bremses ned, mister ioniseringsenergi, av stoffer med lav atomvekt (såkalte hydrogenholdige stoffer: parafin, vann, plast osv.). Termiske nøytroner absorberes av materialer som inneholder bor og kadmium (borstål, boral, borgrafitt, kadmium-blylegering).

Alfa-, beta- og gammakvanter har en energi på bare noen få megaelektronvolt, og kan ikke skape indusert stråling;

b) beta-partikler - elektroner som sendes ut under radioaktivt nedbrytning av kjernefysiske elementer med middels ioniserende og penetrerende kraft (rekkevidde i luft opp til 10-20 m).

c) alfapartikler er positivt ladede kjerner av heliumatomer, og i det ytre rom, atomer av andre elementer, som sendes ut under radioaktivt forfall av isotoper av tunge elementer - uran eller radium. De har lav penetreringsevne (avstand i luft er ikke mer enn 10 cm), selv menneskelig hud er en uoverkommelig hindring for dem. De er farlige bare hvis de kommer inn i kroppen, siden de er i stand til å slå ut elektroner fra skallet til et nøytralt atom av et hvilket som helst stoff, inkludert menneskekroppen, og gjøre det om til et positivt ladet ion med alle de påfølgende konsekvenser, som vil bli diskutert nedenfor. Dermed danner en alfapartikkel med en energi på 5 MeV 150 000 ionepar.

Kjennetegn på penetrasjonsevnen til ulike typer ioniserende stråling

Det kvantitative innholdet av radioaktivt materiale i en menneskekropp eller et stoff er definert av begrepet "radioaktiv kildeaktivitet" (radioaktivitet). Enheten for radioaktivitet i SI-systemet er becquerel (Bq), tilsvarende ett henfall på 1 s. Noen ganger i praksis brukes den gamle aktivitetsenheten - curie (Ci). Dette er aktiviteten til en slik mengde materie der 37 milliarder atomer forfaller på 1 s. For translasjon brukes følgende forhold: 1 Bq = 2,7 x 10 Ci eller 1 Ci = 3,7 x 10 Bq.

Hvert radionuklid har en konstant, unik halveringstid (tiden det tar for et stoff å miste halve aktiviteten). For uran-235 er det for eksempel 4470 år, mens det for jod-131 bare er 8 dager.

Kilder til strålingsfare

1. Hovedårsaken til fare er en strålingsulykke. Stråleulykke - tap av kontroll over en kilde til ioniserende stråling (IRS), forårsaket av funksjonsfeil i utstyret, feil handlinger fra personell, naturkatastrofer eller andre årsaker som kan føre til eller ha ført til eksponering av mennesker over etablerte standarder eller til radioaktiv forurensning av miljø. I tilfelle ulykker forårsaket av ødeleggelse av reaktorbeholderen eller kjernesmelting, frigjøres følgende:

1) Fragmenter av kjernen;

2) Drivstoff (avfall) i form av svært aktivt støv, som kan forbli i luften i lang tid i form av aerosoler, og deretter, etter passasjen av hovedskyen, falle ut i form av regn (snø) nedbør, og når det svelges, forårsake smertefull hoste, noen ganger lignende alvorlighetsgrad som astmaanfall;

3) lavaer bestående av silisiumdioksid, samt betong smeltet som følge av kontakt med varmt brensel. Dosehastigheten nær slike lavaer når 8000 R/time, og selv et fem-minutters opphold i nærheten er skadelig for mennesker. I den første perioden etter radioaktiv nedbør utgjør den største faren jod-131, som er en kilde til alfa- og betastråling. Dens halveringstid fra skjoldbruskkjertelen er: biologisk - 120 dager, effektiv - 7,6. Dette krever raskest mulig gjennomføring av jodprofylakse for hele befolkningen fanget i ulykkessonen.

2. Bedrifter for utvikling av forekomster og urananrikning. Uran har en atomvekt på 92 og tre naturlig 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 tilsvarer i aktivitet 1 g radium-226). Halveringstid for uran-235 = 7,13 x 10 år. De kunstige isotopene uran-233 og uran-227 har halveringstider på 1,3 og 1,9 minutter. Uran er et mykt metall som ligner på stål. Uraninnholdet i enkelte naturmaterialer når 60 %, men i de fleste uranmalmer overstiger det ikke 0,05-0,5 %. Under gruveprosessen, når du mottar 1 tonn radioaktivt materiale, genereres opptil 10-15 tusen tonn avfall, og under behandling - fra 10 til 100 tusen tonn. Avfallet (som inneholder små mengder uran, radium, thorium og andre radioaktive nedbrytningsprodukter) frigjør radioaktiv gass - radon-222, som ved innånding forårsaker bestråling av lungevev. Når malmen anrikes, kan radioaktivt avfall komme inn i nærliggende elver og innsjøer. Ved anrikning av urankonsentrat er det mulig med noe lekkasje av uranheksafluoridgass fra kondensasjons-fordampningsenheten til atmosfæren. Noen uranlegeringer, spon og sagflis oppnådd under produksjon av drivstoffelementer kan antennes under transport eller lagring som et resultat, kan betydelige mengder brent uranavfall slippes ut i miljøet.

3. Kjernefysisk terrorisme. Tilfeller av tyveri av kjernefysiske materialer egnet for fremstilling av atomvåpen, selv med håndverksmetoder, har blitt hyppigere, så vel som trusler om å deaktivere kjernefysiske virksomheter, skip med kjernefysiske installasjoner og kjernekraftverk for å oppnå løsepenger. Faren for kjernefysisk terrorisme eksisterer også på hverdagsnivå.

4. Atomvåpentesting. Nylig har miniatyrisering av atomladninger for testing blitt oppnådd.

Design av ioniserende strålingskilder

I henhold til designet er strålingskilder av to typer - lukkede og åpne.

Forseglede kilder plasseres i forseglede beholdere og utgjør en fare bare hvis det ikke er forsvarlig kontroll over drift og lagring av dem. Militære enheter gir også sitt bidrag ved å donere utrangerte enheter til sponsede utdanningsinstitusjoner. Tap av avskrevne gjenstander, destruksjon som unødvendig, tyveri med påfølgende migrering. For eksempel, i Bratsk, på et byggeanlegg, ble strålingskilder innelukket i et blyskall lagret i en safe sammen med edle metaller. Og da ranerne brøt seg inn i safen, bestemte de seg for at denne massive blyblokken også var dyrebar. De stjal den, og delte den deretter rettferdig, og saget bly "skjorten" i to og ampullen med en radioaktiv isotop fengslet i den.

Arbeid med åpne strålekilder kan føre til tragiske konsekvenser dersom de relevante instruksjonene om reglene for håndtering av disse kildene ikke er kjent eller brytes. Derfor, før du starter noe arbeid med strålingskilder, er det nødvendig å nøye studere alle stillingsbeskrivelser og sikkerhetsforskrifter og strengt overholde kravene deres. Disse kravene er fastsatt i "Sanitære regler for håndtering av radioaktivt avfall (SPO GO-85)". Radon-bedriften, på forespørsel, utfører individuell overvåking av personer, territorier, gjenstander, inspeksjon, dosering og reparasjon av enheter. Arbeid innen håndtering av strålekilder, strålevernutstyr, utvinning, produksjon, transport, lagring, bruk, vedlikehold, deponering, deponering utføres kun på grunnlag av en lisens.

Baner for strålingspenetrasjon inn i menneskekroppen

For å forstå mekanismen for strålingsskade riktig, er det nødvendig å ha en klar forståelse av eksistensen av to måter stråling trenger gjennom kroppens vev og påvirker dem.

Den første måten er ekstern bestråling fra en kilde som ligger utenfor kroppen (i det omkringliggende rommet). Denne eksponeringen kan involvere røntgenstråler, gammastråler og noen høyenergibeta-partikler som kan trenge gjennom de overfladiske lagene i huden.

Den andre måten er intern bestråling, forårsaket av inntrengning av radioaktive stoffer i kroppen på følgende måter:

De første dagene etter en stråleulykke er de farligste radioaktive isotoper av jod som kommer inn i kroppen med mat og vann. Det er mange av dem i melk, noe som er spesielt farlig for barn. Radioaktivt jod akkumuleres hovedsakelig i skjoldbruskkjertelen, som bare veier 20 g Konsentrasjonen av radionuklider i dette organet kan være 200 ganger høyere enn i andre deler av menneskekroppen.

Gjennom skader og kutt på huden;

Absorpsjon gjennom sunn hud ved langvarig eksponering for radioaktive stoffer (RS). I nærvær av organiske løsningsmidler (eter, benzen, toluen, alkohol), øker hudens permeabilitet for radioaktive stoffer. Dessuten kommer noen radioaktive stoffer som kommer inn i kroppen gjennom huden inn i blodet og, avhengig av deres kjemiske egenskaper, absorberes og akkumuleres i kritiske organer, noe som fører til mottak av høye lokale strålingsdoser. For eksempel absorberer voksende lembein radioaktivt kalsium, strontium, radium godt, og nyrene absorberer uran. Andre kjemiske grunnstoffer, som natrium og kalium, vil fordele seg mer eller mindre jevnt i hele kroppen, siden de finnes i alle kroppens celler. Dessuten betyr tilstedeværelsen av natrium-24 i blodet at kroppen i tillegg ble utsatt for nøytronbestråling (dvs. at kjedereaksjonen i reaktoren ikke ble avbrutt på bestrålingstidspunktet). Det er spesielt vanskelig å behandle en pasient som er utsatt for nøytronbestråling, derfor er det nødvendig å bestemme den induserte aktiviteten til kroppens bioelementer (P, S, etc.);

Gjennom lungene når du puster. Inntrengningen av faste radioaktive stoffer i lungene avhenger av graden av spredning av disse partiklene. Fra forsøk utført på dyr ble det konstatert at støvpartikler mindre enn 0,1 mikron oppfører seg på samme måte som gassmolekyler. Når du puster inn, kommer de inn i lungene med luft, og når du puster ut, fjernes de sammen med luften. Bare en liten mengde svevestøv kan forbli i lungene. Store partikler større enn 5 mikron holdes tilbake av nesehulen. Inerte radioaktive gasser (argon, xenon, krypton osv.) som kommer inn i blodet gjennom lungene er ikke forbindelser inkludert i vevene og fjernes fra kroppen over tid. Radionuklider av samme type som grunnstoffer som utgjør vev og som konsumeres av mennesker med mat (natrium, klor, kalium, etc.) blir ikke værende i kroppen over lengre tid. De fjernes fullstendig fra kroppen over tid. Noen radionuklider (for eksempel radium, uran, plutonium, strontium, yttrium, zirkonium avsatt i beinvev) inngår en kjemisk binding med elementer av beinvev og er vanskelige å fjerne fra kroppen. Da man utførte en medisinsk undersøkelse av innbyggere i områder berørt av atomkraftverksulykken i Tsjernobyl ved All-Union Hematology Center ved Academy of Medical Sciences, ble det oppdaget at med en generell bestråling av kroppen med en dose på 50 rad, celler ble bestrålt med en dose på 1000 eller mer rad. For tiden er det utviklet standarder for ulike kritiske organer som bestemmer det maksimalt tillatte innholdet av hvert radionuklid i dem. Disse standardene er angitt i avsnitt 8 "Tallverdier for tillatte nivåer" i strålesikkerhetsstandardene NRB - 76/87.

Intern stråling er farligere, og konsekvensene er mer alvorlige av følgende grunner:

Stråledosen øker kraftig, bestemt av tiden radionuklidet forblir i kroppen (radium-226 eller plutonium-239 gjennom hele livet);

Avstanden til det ioniserte vevet er nesten uendelig liten (såkalt kontaktbestråling);

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

Radioaktive stoffer sprer seg ikke jevnt over hele kroppen, men selektivt, konsentrert i individuelle (kritiske) organer, øker lokal eksponering;

Det er umulig å bruke noen beskyttelsestiltak som brukes under ekstern eksponering: evakuering, personlig verneutstyr (PPE), etc.

Mål for ioniserende påvirkning

Et mål på den ioniserende effekten av ekstern stråling er eksponeringsdose, bestemt av luftionisering. Enheten for eksponeringsdose (De) anses å være et røntgen (R) - mengden stråling ved hvilken 1 kubikk cm. luft ved en temperatur på 0 C og et trykk på 1 atm, dannes 2,08 x 10 par ioner. I henhold til retningslinjene til International Company for Radiological Units (ICRU) RD - 50-454-84, etter 1. januar 1990, anbefales det ikke å bruke slike mengder som eksponeringsdose og dens kraft i vårt land (det er akseptert at eksponeringsdose er den absorberte dosen i luft). Det meste av det dosimetriske utstyret i den russiske føderasjonen er kalibrert i roentgens, roentgens/timer, og disse enhetene er ennå ikke forlatt.

Et mål på den ioniserende effekten av indre stråling er absorbert dose. Enheten for absorbert dose tas som rad. Dette er strålingsdosen som overføres til en masse bestrålt stoff på 1 kg og målt ved energien i joule av enhver ioniserende stråling. 1 rad = 10 J/kg. I SI-systemet er enheten for absorbert dose den grå (Gy), lik energien på 1 J/kg.

1 Gy = 100 rad.

1 rad = 10 Gy.

For å konvertere mengden ioniserende energi i rommet (eksponeringsdose) til den som absorberes av kroppens myke vev, brukes en proporsjonalitetskoeffisient K = 0,877, dvs.:

1 røntgen = 0,877 rad.

På grunn av det faktum at forskjellige typer stråling har forskjellig effektivitet (med like energikostnader for ionisering gir de forskjellige effekter), ble konseptet "ekvivalent dose" introdusert. Dens måleenhet er rem. 1 rem er en strålingsdose av noe slag, hvis effekt på kroppen tilsvarer effekten av 1 rad gammastråling. Når man vurderer den samlede effekten av stråling på levende organismer med total eksponering for alle typer stråling, tas det derfor hensyn til en kvalitetsfaktor (Q), lik 10 for nøytronstråling (nøytroner er omtrent 10 ganger mer effektive når det gjelder stråling skade) og 20 for alfastråling. SI-enheten for ekvivalent dose er sievert (Sv), lik 1 Gy x Q.

Sammen med energimengde, bestrålingstype, materiale og masse av organet er en viktig faktor den s.k. biologisk halveringstid radioisotop - hvor lang tid det tar å fjerne halvparten av det radioaktive stoffet fra kroppen (med svette, spytt, urin, avføring, etc.). Innen 1-2 timer etter at radioaktive stoffer kommer inn i kroppen, finnes de i dens sekret. Kombinasjonen av den fysiske halveringstiden med den biologiske halveringstiden gir konseptet "effektiv halveringstid" - det viktigste for å bestemme den resulterende mengden stråling som kroppen, spesielt kritiske organer, blir utsatt for.

Sammen med begrepet "aktivitet" er det begrepet "indusert aktivitet" (kunstig radioaktivitet). Det oppstår når langsomme nøytroner (produkter fra en kjernefysisk eksplosjon eller kjernefysisk reaksjon) absorberes av atomkjernene til ikke-radioaktive stoffer og omdanner dem til radioaktivt kalium-28 og natrium-24, som hovedsakelig dannes i jorda.

Graden, dybden og formen på strålingsskader som utvikles i biologiske objekter (inkludert mennesker) når de utsettes for stråling avhenger således av mengden absorbert strålingsenergi (dose).

Virkningsmekanisme for ioniserende stråling

Et grunnleggende trekk ved virkningen av ioniserende stråling er dens evne til å penetrere biologiske vev, celler, subcellulære strukturer og, forårsaker øyeblikkelig ionisering av atomer, skade dem på grunn av kjemiske reaksjoner. Ethvert molekyl kan ioniseres, og dermed all strukturell og funksjonell ødeleggelse i somatiske celler, genetiske mutasjoner, effekter på embryoet, menneskelig sykdom og død.

Mekanismen for denne effekten er absorpsjon av ioniseringsenergi av kroppen og brudd av kjemiske bindinger av dens molekyler med dannelse av svært aktive forbindelser, de såkalte frie radikaler.

Menneskekroppen er 75% vann, derfor vil den indirekte effekten av stråling gjennom ionisering av vannmolekylet og påfølgende reaksjoner med frie radikaler være av avgjørende betydning i dette tilfellet. Når et vannmolekyl ioniserer, dannes det et positivt ion H O og et elektron, som etter å ha mistet energi kan danne et negativt ion H O. Begge disse ionene er ustabile og brytes opp til et par stabile ioner som rekombinerer (regenererer) å danne et vannmolekyl og to frie radikaler OH og H, karakterisert ved eksepsjonelt høy kjemisk aktivitet. Direkte eller gjennom en kjede av sekundære transformasjoner, slik som dannelsen av et peroksidradikal (hydratoksid av vann), og deretter hydrogenperoksid H O og andre aktive oksidasjonsmidler av OH- og H-gruppene, som interagerer med proteinmolekyler, fører de til vev ødeleggelse hovedsakelig på grunn av kraftig forekommende prosesser oksidasjon. I dette tilfellet involverer ett aktivt molekyl med høy energi tusenvis av molekyler av levende stoff i reaksjonen. I kroppen begynner oksidative reaksjoner å råde over reduksjonsreaksjoner. Det kommer en pris å betale for den aerobe metoden for bioenergi – metning av kroppen med gratis oksygen.

Virkningen av ioniserende stråling på mennesker er ikke begrenset til endringer i strukturen til vannmolekyler. Strukturen til atomene som utgjør kroppen vår endres. Som et resultat oppstår ødeleggelse av kjernen, cellulære organeller og brudd på den ytre membranen. Siden hovedfunksjonen til voksende celler er evnen til å dele seg, fører tapet til døden. For modne ikke-delte celler forårsaker ødeleggelse tap av visse spesialiserte funksjoner (produksjon av visse produkter, gjenkjennelse av fremmede celler, transportfunksjoner, etc.). Strålingsindusert celledød oppstår, som, i motsetning til fysiologisk død, er irreversibel, siden implementeringen av det genetiske programmet for terminal differensiering i dette tilfellet utføres på bakgrunn av flere endringer i det normale løpet av biokjemiske prosesser etter bestråling.

I tillegg forstyrrer den ekstra tilførselen av ioniseringsenergi til kroppen balansen i energiprosessene som skjer i den. Tross alt avhenger tilstedeværelsen av energi i organiske stoffer først og fremst ikke av deres elementære sammensetning, men av strukturen, plasseringen og naturen til atombindingene, dvs. de elementene som er lettest mottagelig for energetisk påvirkning.

Konsekvenser av stråling

En av de tidligste manifestasjonene av stråling er den massive døden av lymfoide vevsceller. Figurativt sett er disse cellene de første som tar støyten av stråling. Død av lymfoider svekker et av kroppens viktigste livsstøttesystemer - immunsystemet, siden lymfocytter er celler som er i stand til å reagere på utseendet av antigener som er fremmede for kroppen ved å produsere strengt spesifikke antistoffer mot dem.

Som et resultat av eksponering for strålingsenergi i små doser oppstår endringer i genetisk materiale (mutasjoner) i cellene, noe som truer deres levedyktighet. Som en konsekvens oppstår nedbrytning (skade) av kromatin-DNA (molekylære brudd, skade), som delvis eller fullstendig blokkerer eller forvrider funksjonen til genomet. Det er et brudd på DNA-reparasjon - dens evne til å gjenopprette og helbrede celleskade når kroppstemperaturen stiger, eksponering for kjemikalier, etc.

Genetiske mutasjoner i kjønnsceller påvirker livet og utviklingen til fremtidige generasjoner. Dette tilfellet er for eksempel typisk hvis en person ble utsatt for små doser stråling under eksponering for medisinske formål. Det finnes et konsept - når en dose på 1 rem mottas av forrige generasjon, gir det ytterligere 0,02% av genetiske abnormiteter hos avkommet, dvs. i 250 babyer per million. Disse fakta og mange års forskning på disse fenomenene har ført til at forskere har konkludert med at det ikke finnes sikre strålingsdoser.

Eksponering for ioniserende stråling på genene til kjønnsceller kan forårsake skadelige mutasjoner som vil overføres fra generasjon til generasjon, og øke "mutasjonsbelastningen" til menneskeheten. Tilstander som dobler den "genetiske belastningen" er livstruende. Denne doble dosen, ifølge konklusjonene fra FNs vitenskapelige komité for atomstråling, er en dose på 30 rad for akutt eksponering og 10 rad for kronisk eksponering (i reproduksjonsperioden). Når dosen øker, er det ikke alvorlighetsgraden som øker, men hyppigheten av mulige manifestasjoner.

Mutasjonsendringer forekommer også i planteorganismer. I skogene som var utsatt for radioaktivt nedfall nær Tsjernobyl, oppsto nye absurde plantearter som følge av mutasjon. Rustrøde barskoger dukket opp. I et hvetefelt i nærheten av reaktoren, to år etter ulykken, oppdaget forskere rundt tusen forskjellige mutasjoner.

Effekter på embryoet og fosteret på grunn av mors bestråling under graviditet. Radiosensitiviteten til en celle endres på forskjellige stadier av delingsprosessen (mitose). Cellen er mest følsom ved slutten av dvalen og begynnelsen av den første måneden med deling. Zygoten, en embryonal celle dannet etter sammensmelting av en sædcelle med et egg, er spesielt følsom for stråling. Videre kan utviklingen av embryoet i denne perioden og påvirkningen av stråling, inkludert røntgen, på det deles inn i tre stadier.

Fase 1 – etter befruktning og til den niende dagen. Det nydannede embryoet dør under påvirkning av stråling. Døden går i de fleste tilfeller ubemerket hen.

Trinn 2 – fra den niende dagen til den sjette uken etter unnfangelsen. Dette er perioden for dannelse av indre organer og lemmer. Samtidig, under påvirkning av en stråledose på 10 rem, utvikler embryoet en hel rekke defekter - ganespalte, stans av lemutvikling, nedsatt hjernedannelse osv. Samtidig er veksten av kroppen mulig, noe som kommer til uttrykk i en reduksjon i kroppsstørrelse ved fødselen. Resultatet av mors eksponering i denne perioden av svangerskapet kan også være døden til den nyfødte ved fødselen eller en tid etter den. Imidlertid er fødselen av et levende barn med grove skavanker trolig den største ulykken, mye verre enn embryoets død.

Fase 3 – graviditet etter seks uker. Dosene av stråling mottatt av moren forårsaker vedvarende vekstretardasjon. Barnet til en bestrålet mor er mindre enn normalt ved fødselen og holder seg under gjennomsnittlig høyde gjennom hele livet. Patologiske endringer i nervesystemet, endokrine systemer, etc. er mulig. Mange radiologer antyder at den høye sannsynligheten for å få et defekt barn er grunnlag for svangerskapsavbrudd dersom dosen som embryoet mottar i løpet av de første seks ukene etter unnfangelsen overstiger 10 rad. Denne dosen er inkludert i lovgivningen i noen skandinaviske land. Til sammenligning, med fluoroskopi av magen, får hovedområdene i benmargen, magen og brystet en stråledose på 30-40 rad.

Noen ganger oppstår et praktisk problem: en kvinne gjennomgår en rekke røntgenbilder, inkludert bilder av magen og bekkenorganene, og oppdager deretter at hun er gravid. Situasjonen forverres hvis strålingen skjedde i de første ukene etter unnfangelsen, da graviditeten kan gå uoppdaget. Den eneste løsningen på dette problemet er å ikke utsette kvinnen for stråling i den angitte perioden. Dette kan oppnås hvis en kvinne i reproduktiv alder gjennomgår en røntgen av magen eller bukhulen bare i løpet av de første ti dagene etter starten av menstruasjonen, når det ikke er tvil om at det ikke er noen graviditet. I medisinsk praksis kalles dette "ti dagers"-regelen. I en nødssituasjon kan ikke røntgenprosedyrer utsettes i uker eller måneder, men det vil være klokt for en kvinne å fortelle legen sin om hennes mulige graviditet før hun tar røntgen.

Cellene og vevet i menneskekroppen varierer i grad av følsomhet for ioniserende stråling.

Spesielt sensitive organer inkluderer testiklene. En dose på 10-30 rad kan redusere spermatogenese innen et år.

Immunsystemet er svært følsomt for stråling.

I nervesystemet viste netthinnen i øyet seg å være den mest følsomme, siden synsforverring ble observert under bestråling. Forstyrrelser i smaksfølsomhet oppsto under strålebehandling av brystet, og gjentatt bestråling med doser på 30-500 R reduserte taktil følsomhet.

Endringer i somatiske celler kan bidra til utvikling av kreft. En kreftsvulst oppstår i kroppen i det øyeblikket en somatisk celle, etter å ha unnsluppet kroppens kontroll, begynner å dele seg raskt. Grunnårsaken til dette er mutasjoner i gener forårsaket av gjentatt eller sterk enkeltbestråling, som fører til at kreftceller mister evnen, selv ved ubalanse, til å dø fysiologisk, eller snarere programmert død. De blir så å si udødelige, deler seg stadig, øker i antall og dør bare av mangel på næringsstoffer. Dette er hvordan tumorvekst oppstår. Leukemi (blodkreft) utvikler seg spesielt raskt - en sykdom forbundet med overdreven opptreden av defekte hvite celler - leukocytter - i benmargen, og deretter i blodet. Imidlertid har det nylig blitt klart at forholdet mellom stråling og kreft er mer komplekst enn tidligere antatt. I en spesialrapport fra den japansk-amerikanske forskerforeningen sies det at bare noen typer kreft: svulster i bryst- og skjoldbruskkjertelen, samt leukemi, utvikles som følge av strålingsskader. Dessuten viste erfaringen fra Hiroshima og Nagasaki at kreft i skjoldbruskkjertelen observeres med bestråling på 50 rad eller mer. Brystkreft, som ca. 50 % av tilfellene dør av, observeres hos kvinner som har gjennomgått gjentatte røntgenundersøkelser.

Et karakteristisk trekk ved stråleskader er at stråleskader er ledsaget av alvorlige funksjonsforstyrrelser og krever kompleks og langvarig (mer enn tre måneder) behandling. Levedyktigheten til bestrålt vev er betydelig redusert. I tillegg oppstår det komplikasjoner mange år og tiår etter skaden. Således ble tilfeller av forekomst av godartede svulster observert 19 år etter bestråling, og utvikling av strålingsindusert hud- og brystkreft hos kvinner ble observert etter 25-27 år. Ofte oppdages skader mot bakgrunnen eller etter eksponering for tilleggsfaktorer av ikke-strålingsnatur (diabetes, åreforkalkning, purulent infeksjon, termiske eller kjemiske skader i strålingssonen).

Det må også tas i betraktning at personer som overlever en stråleulykke opplever ekstra stress i flere måneder og til og med år etter den. Slik stress kan slå på en biologisk mekanisme som fører til forekomsten av ondartede sykdommer. I Hiroshima og Nagasaki ble det således observert et stort utbrudd av kreft i skjoldbruskkjertelen 10 år etter atombomben.

Studier utført av radiologer basert på data fra Tsjernobyl-ulykken indikerer en reduksjon i terskelen for konsekvenser av eksponering for stråling. Dermed er det fastslått at bestråling av 15 rem kan forårsake forstyrrelser i immunsystemets funksjon. Allerede da de mottok en dose på 25 rem, opplevde ulykkeslikvidatorene en reduksjon i blodet til lymfocytter - antistoffer mot bakterielle antigener, og ved 40 rem øker sannsynligheten for smittsomme komplikasjoner. Når de ble utsatt for konstante stråledoser på 15 til 50 rem, ble det ofte rapportert om tilfeller av nevrologiske lidelser forårsaket av endringer i hjernestrukturer. Dessuten ble disse fenomenene observert på lang sikt etter bestråling.

Strålesykdom

Avhengig av dosen og tidspunktet for bestråling, observeres tre grader av sykdommen: akutt, subakutt og kronisk. I de berørte områdene (når man får høye doser) oppstår vanligvis akutt strålesyke (ARS).

Det er fire grader av ARS:

Lys (100 – 200 rad). Den første perioden - den primære reaksjonen, som med ARS av alle andre grader - er preget av anfall av kvalme. Hodepine, oppkast, generell ubehag, svak økning i kroppstemperatur, i de fleste tilfeller - anoreksi (mangel på appetitt, til og med aversjon mot mat) vises, og smittsomme komplikasjoner er mulig. Den primære reaksjonen oppstår 15–20 minutter etter bestråling. Dens manifestasjoner forsvinner gradvis etter noen timer eller dager, eller kan være helt fraværende. Deretter kommer en skjult periode, den såkalte perioden med imaginært velvære, hvis varighet bestemmes av stråledosen og kroppens generelle tilstand (opptil 20 dager). I løpet av denne tiden sliter røde blodceller ut sin levetid, og slutter å levere oksygen til kroppens celler. Mild ARS kan kureres. Mulige negative konsekvenser - blodleukocytose, rødhet i huden, redusert ytelse hos 25% av de berørte 1,5 - 2 timer etter bestråling. Et høyt hemoglobininnhold i blodet observeres innen 1 år fra bestrålingsøyeblikket. Restitusjonstiden er opptil tre måneder. Den personlige holdningen og sosiale motivasjonen til offeret, samt hans rasjonelle ansettelse, er av stor betydning;

Middels (200 – 400 rad). Korte anfall av kvalme som forsvinner 2-3 dager etter bestråling. Den latente perioden er 10-15 dager (kan være fraværende), hvor leukocyttene som produseres av lymfeknutene dør og slutter å avvise infeksjonen som kommer inn i kroppen. Blodplater slutter å koagulere blod. Alt dette er et resultat av det faktum at benmargen, lymfeknutene og milten drept av stråling ikke produserer nye røde blodceller, leukocytter og blodplater som erstatter de brukte. Hevelse i huden og blemmer utvikles. Denne tilstanden i kroppen, kalt "benmargssyndrom", fører 20% av de berørte til døden, som oppstår som et resultat av skade på vevet i de hematopoietiske organene. Behandlingen består i å isolere pasienter fra det ytre miljø, gi antibiotika og blodoverføringer. Unge og eldre menn er mer utsatt for moderat ARS enn middelaldrende menn og kvinner. Tap av arbeidsevne forekommer hos 80 % av de berørte 0,5 – 1 time etter bestråling og etter at restitusjonen forblir redusert i lang tid. Det er mulig å utvikle øyestær og lokale lemmerdefekter;

Tung (400 – 600 rad). Symptomer som er karakteristiske for gastrointestinale lidelser: svakhet, døsighet, tap av matlyst, kvalme, oppkast, langvarig diaré. Den latente perioden kan vare 1–5 dager. Etter noen dager vises tegn på dehydrering: vekttap, utmattelse og fullstendig utmattelse. Disse fenomenene er et resultat av døden til villi i tarmveggene, som absorberer næringsstoffer fra innkommende mat. Cellene deres steriliseres av stråling og mister evnen til å dele seg. Perforering av mageveggene oppstår, og bakterier kommer inn i blodet fra tarmene. Primære strålingssår og purulent infeksjon fra stråleforbrenninger vises. Tap av arbeidsevne 0,5-1 time etter bestråling observeres hos 100 % av ofrene. Hos 70 % av de berørte inntreffer døden innen en måned fra dehydrering og mageforgiftning (gastrointestinal syndrom), samt fra strålingsforbrenninger fra gammabestråling;

Ekstremt alvorlig (mer enn 600 rad). Alvorlig kvalme og oppkast oppstår i løpet av minutter etter eksponering. Diaré - 4-6 ganger om dagen, i løpet av de første 24 timene - nedsatt bevissthet, hevelse i huden, alvorlig hodepine. Disse symptomene er ledsaget av desorientering, tap av koordinasjon, problemer med å svelge, opprørt avføring, anfall og til slutt død. Den umiddelbare dødsårsaken er en økning i mengden væske i hjernen på grunn av frigjøring fra små kar, noe som fører til økt intrakranielt trykk. Denne tilstanden kalles "sentralnervesystemet lidelse syndrom."

Det skal bemerkes at den absorberte dosen som forårsaker skade på individuelle deler av kroppen og død overstiger den dødelige dosen for hele kroppen. Dødelige doser for individuelle deler av kroppen er som følger: hode - 2000 rad, nedre del av magen - 3000 rad, øvre del av magen - 5000 rad, bryst - 10000 rad, ekstremiteter - 20000 rad.

Effektivitetsnivået for ARS-behandling som oppnås i dag anses å være grensen, siden den er basert på en passiv strategi - håpet om uavhengig gjenoppretting av celler i radiosensitivt vev (hovedsakelig benmarg og lymfeknuter), for støtte av andre kroppssystemer , transfusjon av blodplatemasse for å forhindre blødning, røde blodlegemer - for å forhindre oksygen sult. Etter dette gjenstår det bare å vente på at alle cellulære fornyelsessystemer begynner å fungere og eliminerer de katastrofale konsekvensene av strålingseksponering. Utfallet av sykdommen bestemmes ved slutten av 2-3 måneder. I dette tilfellet kan følgende oppstå: fullstendig klinisk utvinning av offeret; utvinning, der arbeidsevnen hans vil være begrenset til en eller annen grad; ugunstig utfall med sykdomsprogresjon eller utvikling av komplikasjoner som fører til død.

Transplantasjon av sunn benmarg hemmes av en immunologisk konflikt, som er spesielt farlig i en bestrålt kropp, da den utarmer det allerede svekkede immunsystemet. Russiske radiologforskere foreslår en ny måte å behandle pasienter med strålesyke på. Hvis du tar bort en del av benmargen fra en bestrålt person, begynner gjenopprettingsprosessene i det hematopoietiske systemet etter denne intervensjonen tidligere enn i det naturlige hendelsesforløpet. Den ekstraherte delen av benmargen plasseres i kunstige forhold, og deretter etter en viss tid returneres til samme kropp. Det er ingen immunologisk konflikt (avvisning).

For tiden utfører forskere arbeid og har oppnådd de første resultatene om bruk av farmasøytiske radiobeskyttere, som lar en person tolerere stråledoser som er omtrent det dobbelte av den dødelige dosen. Disse er cystein, cystamin, cystophos og en rekke andre stoffer som inneholder sulfidehydrylgrupper (SH) i enden av et langt molekyl. Disse stoffene, som «scavengers», fjerner de frie radikalene som dannes, som i stor grad er ansvarlige for å øke oksidative prosesser i kroppen. En stor ulempe med disse beskytterne er imidlertid behovet for å administrere det intravenøst inn i kroppen, siden sulfidhydrylgruppen tilsatt dem for å redusere toksisitet blir ødelagt i det sure miljøet i magen og beskytteren mister sine beskyttende egenskaper.

Ioniserende stråling har også en negativ effekt på fett og lipoider (fettlignende stoffer) som finnes i kroppen. Bestråling forstyrrer prosessen med emulgering og bevegelse av fett inn i kryptalområdet i tarmslimhinnen. Som et resultat kommer dråper av ikke-emulgert og grovt emulgert fett, som absorberes av kroppen, inn i lumen i blodårene.

Økt oksidasjon av fettsyrer i leveren fører til økt ketogenese av leveren ved insulinmangel, d.v.s. Overflødig frie fettsyrer i blodet reduserer insulinaktiviteten. Og dette fører igjen til den utbredte sykdommen diabetes mellitus i dag.

De mest typiske sykdommene som følger med stråleskade er ondartede neoplasmer (skjoldbruskkjertelen, luftveiene, huden, hematopoietiske organer), metabolske og immunforstyrrelser, luftveissykdommer, graviditetskomplikasjoner, medfødte anomalier og psykiske lidelser.

Å gjenopprette kroppen etter bestråling er en kompleks prosess, og den fortsetter ujevnt. Hvis restaureringen av røde blodceller og lymfocytter i blodet begynner etter 7-9 måneder, begynner restaureringen av leukocytter etter 4 år. Varigheten av denne prosessen påvirkes ikke bare av stråling, men også av psykogene, sosiale, hverdagslige, faglige og andre faktorer i perioden etter stråling, som kan kombineres til ett konsept "livskvalitet" som det mest omfattende og komplette. uttrykk for naturen til menneskelig interaksjon med biologiske miljøfaktorer, sosiale og økonomiske forhold.

Sikre sikkerhet ved arbeid med ioniserende stråling

Ved organisering av arbeid brukes følgende grunnleggende prinsipper for å sikre strålingssikkerhet: velge eller redusere kraften til kilder til minimumsverdier; reduksjon av tid brukt på å jobbe med kilder; øke avstanden fra kilden til arbeideren; skjerming av strålekilder med materialer som absorberer eller demper ioniserende stråling.

I rom hvor det arbeides med radioaktive stoffer og radioisotopapparater, overvåkes intensiteten av ulike typer stråling. Disse rommene skal være isolert fra andre rom og utstyres med til- og avtrekksventilasjon. Andre kollektive midler for beskyttelse mot ioniserende stråling i samsvar med GOST 12.4.120 er stasjonære og mobile beskyttelsesskjermer, spesielle beholdere for transport og lagring av strålingskilder, samt for innsamling og lagring av radioaktivt avfall, beskyttende safer og bokser.

Stasjonære og mobile beskyttelsesskjermer er designet for å redusere strålingsnivået på arbeidsplassen til et akseptabelt nivå. Beskyttelse mot alfastråling oppnås ved å bruke plexiglass flere millimeter tykt. For å beskytte mot betastråling er skjermer laget av aluminium eller plexiglass. Vann, parafin, beryllium, grafitt, borforbindelser og betong beskytter mot nøytronstråling. Bly og betong beskytter mot røntgen- og gammastråling. Blyglass brukes til visningsvinduer.

Ved arbeid med radionuklider bør spesielle klær brukes. Hvis arbeidsområdet er forurenset med radioaktive isotoper, bør filmklær brukes over bomullsdresser: kappe, dress, forkle, bukser, overermer.

Filmklær er laget av plast- eller gummistoffer som lett kan rengjøres for radioaktiv forurensning. Hvis det brukes filmklær, er det nødvendig å sørge for muligheten for å tilføre luft under drakten.

Arbeidstøysettene inkluderer åndedrettsvern, pneumatiske hjelmer og annet personlig verneutstyr. For å beskytte øynene, bruk briller med linser som inneholder wolframfosfat eller bly. Når du bruker personlig verneutstyr, er det nødvendig å strengt følge sekvensen for å ta dem på og av, og dosimetrisk overvåking.

Hovedeffekten av all ioniserende stråling på kroppen reduseres til ionisering av vevet i de organene og systemene som er utsatt for deres bestråling. Ladningene oppnådd som et resultat av dette forårsaker forekomsten av oksidative reaksjoner i celler som er uvanlige for normaltilstanden, som igjen forårsaker en rekke reaksjoner. I det bestrålte vevet til en levende organisme oppstår således en rekke kjedereaksjoner som forstyrrer den normale funksjonstilstanden til individuelle organer, systemer og organismen som helhet. Det er en antagelse om at som et resultat av slike reaksjoner, dannes helseskadelige produkter i kroppens vev - giftstoffer, som har en negativ effekt.

Når du arbeider med produkter som inneholder ioniserende stråling, kan eksponeringsveiene for sistnevnte være todelt: gjennom ekstern og intern bestråling. Ekstern eksponering kan forekomme ved arbeid på akseleratorer, røntgenmaskiner og andre installasjoner som sender ut nøytroner og røntgenstråler, samt ved arbeid med forseglede radioaktive kilder, det vil si radioaktive elementer forseglet i glass eller andre blindampuller, hvis sistnevnte forbli intakt. Kilder til beta- og gammastråling kan utgjøre både ekstern og intern eksponeringsfare. Alfastråling utgjør praktisk talt en fare bare under intern bestråling, siden på grunn av den svært lave penetreringskraften og korte rekkevidden av alfapartikler i luften, eliminerer en liten avstand fra strålingskilden eller svak skjerming faren for ekstern bestråling.

Under ekstern bestråling av stråler med betydelig penetrerende kraft, skjer ionisering ikke bare på den bestrålte overflaten av huden og andre integumenter, men også i dypere vev, organer og systemer. Perioden med direkte ekstern eksponering for ioniserende stråling - eksponering - bestemmes av tidspunktet for bestråling.

Intern eksponering oppstår når radioaktive stoffer kommer inn i kroppen, som kan oppstå ved innånding av damper, gasser og aerosoler av radioaktive stoffer, innføring i fordøyelseskanalen eller inn i blodet (i tilfeller av forurensning av skadet hud og slimhinner). Intern bestråling er farligere, siden for det første, i direkte kontakt med vev, har selv stråling med lave energier og med minimal penetreringsevne fortsatt en effekt på disse vevene; for det andre, når et radioaktivt stoff er i kroppen, er varigheten av dets påvirkning (eksponering) ikke begrenset til tiden for direkte arbeid med kildene, men fortsetter kontinuerlig til dets fullstendig forfall eller fjerning fra kroppen. I tillegg, ved inntak, har noen radioaktive stoffer, som har visse giftige egenskaper, i tillegg til ionisering, en lokal eller generell toksisk effekt (se "Skadelige kjemikalier").

I kroppen føres radioaktive stoffer, som alle andre produkter, med blodet til alle organer og systemer, hvoretter de delvis skilles ut fra kroppen gjennom utskillelsessystemene (mage-tarmkanalen, nyrer, svette og brystkjertler osv.) , og noen av dem er avsatt i visse organer og systemer, og utøver en foretrukket, mer uttalt effekt på dem. Noen radioaktive stoffer (for eksempel natrium - Na24) er fordelt relativt jevnt over hele kroppen. Den dominerende avsetningen av ulike stoffer i visse organer og systemer bestemmes av deres fysisk-kjemiske egenskaper og funksjoner til disse organene og systemene.

Et kompleks av vedvarende endringer i kroppen under påvirkning av ioniserende stråling kalles strålingssyke. Strålesyke kan utvikles både som følge av kronisk eksponering for ioniserende stråling og kortvarig eksponering for betydelige doser. Det er hovedsakelig preget av endringer i sentralnervesystemet (deprimert tilstand, svimmelhet, kvalme, generell svakhet, etc.), blod og hematopoietiske organer, blodårer (blåmerker på grunn av skjørhet av blodkar) og endokrine kjertler.

Som et resultat av langvarig eksponering for betydelige doser ioniserende stråling kan det utvikles ondartede neoplasmer av ulike organer og vev, som: er langsiktige konsekvenser av denne eksponeringen. Sistnevnte inkluderer også en reduksjon i kroppens motstand mot ulike infeksjonssykdommer og andre sykdommer, en negativ effekt på reproduktiv funksjon og andre.

Radioaktive stoffer (RS) kan komme inn i kroppen på tre måter: med inhalert luft, gjennom mage-tarmkanalen (med mat og vann), og gjennom huden. En person mottar stråling ikke bare eksternt, men også gjennom indre organer. RV-er trenger inn i molekylene i indre organer, spesielt beinvev og muskler. Konsentrert i dem fortsetter radioaktive stoffer å bestråle og skade kroppen fra innsiden.

Strålingsrisiko er sannsynligheten for at en person eller hans avkom vil oppleve noen skadelig effekt som følge av strålingseksponering.

Ioniserende stråling når den utsettes for menneskekroppen kan forårsake to typer uønskede effekter:

Determinate (strålesyke, strålingsdermatitt, stråling katarakt, strålingsinfertilitet, abnormiteter i fosterutviklingen, etc.). Det antas at det er en doseterskel under hvilken det ikke er noen effekt, og over hvilken alvorlighetsgraden av effekten avhenger av dosen;

Stokastiske probabilistiske ikke-terskelskadelige biologiske effekter (maligne svulster, leukemi, arvelige sykdommer) som ikke har en doseterskel for forekomst. Alvorlighetsgraden av deres manifestasjoner avhenger ikke av dosen. Perioden for forekomsten av disse effektene hos en bestrålt person varierer fra 2 til 50 år eller mer.

Den biologiske effekten av ioniserende stråling er assosiert med dannelsen av nye, uvanlige forbindelser for kroppen, som forstyrrer aktiviteten til både individuelle funksjoner og hele kroppens systemer. Prosessene med restaurering av kroppsstrukturer er delvis i gang. Det samlede resultatet av utvinning avhenger av intensiteten til disse prosessene. Når strålingseffekten øker, avtar betydningen av restaureringsprosessene.

Det er genetiske (arvelige) og somatiske (kroppslige) skadevirkninger.

Genetiske effekter er assosiert med endringer i genapparatet under påvirkning av ioniserende stråling. Konsekvensene av dette er mutasjoner (utseendet til avkom hos bestrålte mennesker med forskjellige egenskaper, ofte med medfødte deformiteter).

Genetiske effekter har en lang latent periode (ti titalls år etter bestråling). En slik fare eksisterer selv med svært svak stråling, som, selv om den ikke ødelegger celler, kan endre arvelige egenskaper.

Somatiske effekter begynner alltid ved en viss terskeldose. Ved doser lavere enn terskelen oppstår ingen skade på kroppen. Somatiske effekter inkluderer lokal hudskade (stråleforbrenning), grå stær i øynene (uklarhet av linsen), skade på kjønnsorganene (kortvarig eller permanent sterilisering). Kroppen er i stand til å overvinne mange somatiske konsekvenser av stråling.

Graden av stråleskade avhenger i stor grad av størrelsen på den bestrålte overflaten, av om hele kroppen ble bestrålt eller bare en del av den. Når den avtar, avtar også den biologiske effekten.

Langvarig eksponering for lave doser (kronisk) i et arbeidsmiljø kan føre til utvikling av kronisk strålesyke. De mest karakteristiske tegnene på kronisk strålesyke er endringer i blodtellingen, lokale hudlesjoner, linselesjoner, pneumosklerose og nedsatt immunitet. Evnen til å forårsake langtidseffekter er en av de lumske egenskapene til ioniserende stråling.

I menneskets daglige liv forekommer ioniserende stråling konstant. Vi føler dem ikke, men vi kan ikke benekte deres innvirkning på levende og livløs natur. For ikke lenge siden lærte folk å bruke dem både til gode og som masseødeleggelsesvåpen. Når de brukes riktig, kan disse strålingene endre menneskehetens liv til det bedre.

Typer ioniserende stråling

For å forstå særegenhetene ved påvirkningen på levende og ikke-levende organismer, må du finne ut hva de er. Det er også viktig å kjenne deres natur.

Ioniserende stråling er en spesiell bølge som kan trenge gjennom stoffer og vev og forårsake ionisering av atomer. Det finnes flere typer av det: alfastråling, betastråling, gammastråling. De har alle forskjellige ladninger og evner til å virke på levende organismer.

Alfastråling er den mest ladede av alle typer. Den har enorm energi, i stand til å forårsake strålesyke selv i små doser. Men med direkte bestråling trenger den bare inn i de øvre lagene av menneskelig hud. Selv et tynt ark beskytter mot alfastråler. Samtidig, når de kommer inn i kroppen gjennom mat eller innånding, blir kildene til denne strålingen raskt dødsårsaken.

Betastråler har litt mindre ladning. De er i stand til å trenge dypt inn i kroppen. Ved langvarig eksponering forårsaker de menneskelig død. Mindre doser forårsaker endringer i cellulær struktur. Et tynt ark med aluminium kan tjene som beskyttelse. Stråling fra innsiden av kroppen er også dødelig.

Gammastråling regnes som den farligste. Den trenger gjennom kroppen. I store doser forårsaker det stråleforbrenninger, strålesyke og død. Den eneste beskyttelsen mot det kan være bly og et tykt lag med betong.

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

Forskningshistorie

Verden lærte først om ioniserende stråling 28. desember 1895. Det var denne dagen at Wilhelm C. Roentgen kunngjorde at han hadde oppdaget en spesiell type stråler som kunne passere gjennom ulike materialer og menneskekroppen. Fra det øyeblikket begynte mange leger og forskere å jobbe aktivt med dette fenomenet.

I lang tid visste ingen om dens effekt på menneskekroppen. Derfor er det i historien mange tilfeller av død fra overdreven stråling.

The Curies studerte i detalj kildene og egenskapene til ioniserende stråling. Dette gjorde det mulig å bruke den med maksimal nytte, og unngå negative konsekvenser.

Naturlige og kunstige strålingskilder

Naturen har skapt ulike kilder til ioniserende stråling. For det første er dette stråling fra solens stråler og verdensrommet. Det meste absorberes av ozonkulen, som ligger høyt over planeten vår. Men noen av dem når jordens overflate.

På selve jorden, eller rettere sagt i dypet, er det noen stoffer som produserer stråling. Blant dem er isotoper av uran, strontium, radon, cesium og andre.

Kunstige kilder til ioniserende stråling er skapt av mennesket for en rekke forskning og produksjon. Samtidig kan strålingsstyrken være flere ganger høyere enn naturlige indikatorer.

Selv under forhold med beskyttelse og overholdelse av sikkerhetstiltak får folk stråledoser som er helsefarlige.

Måleenheter og doser

Ioniserende stråling er vanligvis korrelert med dens interaksjon med menneskekroppen. Derfor er alle måleenheter på en eller annen måte relatert til en persons evne til å absorbere og akkumulere ioniseringsenergi.

I SI-systemet måles doser av ioniserende stråling i en enhet som kalles grå (Gy). Den viser mengden energi per enhet bestrålt stoff. En Gy er lik en J/kg. Men for enkelhets skyld brukes ikke-systemenheten rad oftere. Det er lik 100 Gy.

Bakgrunnsstråling i området måles ved eksponeringsdoser. En dose er lik C/kg. Denne enheten brukes i SI-systemet. Ekstrasystemenheten som tilsvarer den kalles røntgen (R). For å motta en absorbert dose på 1 rad, må du eksponeres for en eksponeringsdose på omtrent 1 R.

Siden forskjellige typer ioniserende stråling har forskjellige energinivåer, sammenlignes målingene vanligvis med biologiske effekter. I SI-systemet er enheten for slik ekvivalent sievert (Sv). Dens off-system analog er rem.

Jo sterkere og lengre strålingen er, jo mer energi absorberes av kroppen, desto farligere er dens påvirkning. For å finne ut den tillatte tiden for en person å forbli i strålingsforurensning, brukes spesielle enheter - dosimetre som måler ioniserende stråling. Disse inkluderer både individuelle enheter og store industrielle installasjoner.

Effekt på kroppen

I motsetning til hva mange tror, er ikke all ioniserende stråling alltid farlig og dødelig. Dette kan sees i eksemplet med ultrafiolette stråler. I små doser stimulerer de dannelsen av vitamin D i menneskekroppen, celleregenerering og en økning i melaninpigment, som gir en vakker brunfarge. Men langvarig eksponering for stråling forårsaker alvorlige brannskader og kan forårsake hudkreft.

De siste årene har effekten av ioniserende stråling på menneskekroppen og dens praktiske anvendelse blitt aktivt studert.

I små doser forårsaker ikke stråling noen skade på kroppen. Opptil 200 miliroentgen kan redusere antall hvite blodlegemer. Symptomer på slik eksponering vil være kvalme og svimmelhet. Omtrent 10 % av menneskene dør etter å ha fått denne dosen.

Store doser forårsaker fordøyelsesbesvær, hårtap, hudforbrenninger, endringer i kroppens cellestruktur, utvikling av kreftceller og død.

Strålesykdom

Langvarig eksponering for ioniserende stråling på kroppen og å motta en stor dose stråling kan forårsake strålesyke. Mer enn halvparten av tilfellene av denne sykdommen fører til døden. Resten blir årsaken til en rekke genetiske og somatiske sykdommer.

På det genetiske nivået forekommer mutasjoner i kjønnsceller. Endringene deres blir tydelige i påfølgende generasjoner.

Somatiske sykdommer kommer til uttrykk ved karsinogenese, irreversible endringer i ulike organer. Behandling av disse sykdommene er lang og ganske vanskelig.

Behandling av stråleskader

Som et resultat av de patogene effektene av stråling på kroppen, oppstår ulike skader på menneskelige organer. Avhengig av stråledosen utføres forskjellige terapimetoder.

Først og fremst plasseres pasienten i et sterilt rom for å unngå muligheten for infeksjon av utsatte hudområder. Deretter utføres spesielle prosedyrer for å lette rask fjerning av radionuklider fra kroppen.

Hvis lesjonene er alvorlige, kan en benmargstransplantasjon være nødvendig. Fra stråling mister han evnen til å reprodusere røde blodlegemer.

Men i de fleste tilfeller kommer behandling av milde lesjoner ned til å bedøve de berørte områdene og stimulere celleregenerering. Det rettes mye oppmerksomhet mot rehabilitering.

Effekt av ioniserende stråling på aldring og kreft

I forbindelse med påvirkningen av ioniserende stråler på menneskekroppen, har forskere utført forskjellige eksperimenter som beviser avhengigheten av aldringsprosessen og kreftfremkallende strålingsdose.

Grupper av cellekulturer ble utsatt for bestråling under laboratorieforhold. Som et resultat var det mulig å bevise at selv mindre stråling akselererer cellealdring. Dessuten, jo eldre kulturen er, jo mer utsatt er den for denne prosessen.

Langvarig bestråling fører til celledød eller unormal og rask deling og vekst. Dette faktum indikerer at ioniserende stråling har en kreftfremkallende effekt på menneskekroppen.

Samtidig førte virkningen av bølgene på de berørte kreftcellene til at de døde fullstendig eller at delingsprosessene ble stoppet. Denne oppdagelsen bidro til å utvikle en metode for behandling av kreftsvulster hos mennesker.

Praktiske anvendelser av stråling

For første gang begynte stråling å bli brukt i medisinsk praksis. Ved hjelp av røntgenstråler var leger i stand til å se inn i menneskekroppen. Samtidig ble praktisk talt ingen skade påført ham.

Så begynte de å behandle kreft ved hjelp av stråling. I de fleste tilfeller har denne metoden en positiv effekt, til tross for at hele kroppen utsettes for sterk stråling, som medfører en rekke symptomer på strålesyke.

I tillegg til medisin brukes ioniserende stråler også i andre industrier. Landmålere som bruker stråling kan studere de strukturelle egenskapene til jordskorpen i dens individuelle områder.

Menneskeheten har lært å bruke evnen til enkelte fossiler til å frigjøre store mengder energi til sine egne formål.

Kjernekraft

Fremtiden til hele jordens befolkning ligger i atomenergi. Kjernekraftverk gir kilder til relativt billig elektrisitet. Forutsatt at de drives riktig, er slike kraftverk mye tryggere enn termiske kraftverk og vannkraftverk. Kjernekraftverk produserer mye mindre miljøforurensning fra både overskuddsvarme og produksjonsavfall.

Samtidig utviklet forskere masseødeleggelsesvåpen basert på atomenergi. For øyeblikket er det så mange atombomber på planeten at utskyting av et lite antall av dem kan forårsake en kjernefysisk vinter, som et resultat av at nesten alle levende organismer som bor i den vil dø.

Midler og metoder for beskyttelse

Bruk av stråling i hverdagen krever alvorlige forholdsregler. Beskyttelse mot ioniserende stråling er delt inn i fire typer: tid, avstand, mengde og kildeskjerming.

Selv i et miljø med sterk bakgrunnsstråling, kan en person forbli i noen tid uten å skade helsen. Det er dette øyeblikket som bestemmer beskyttelsen av tiden.

Jo større avstand til strålingskilden, jo lavere er dosen av absorbert energi. Derfor bør du unngå nærkontakt med steder hvor det er ioniserende stråling. Dette vil garantert beskytte deg mot uønskede konsekvenser.

Hvis det er mulig å bruke kilder med minimal stråling, blir de foretrukket først. Dette er forsvar i tall.

Skjerming betyr å skape barrierer som skadelige stråler ikke trenger gjennom. Et eksempel på dette er blyskjermer i røntgenrom.

Husholdningsbeskyttelse

Hvis en strålingskatastrofe blir erklært, bør du umiddelbart lukke alle vinduer og dører og prøve å fylle på med vann fra lukkede kilder. Mat skal kun hermetiseres. Når du beveger deg i åpne områder, dekk kroppen din med klær så mye som mulig, og ansiktet ditt med en respirator eller våt gasbind. Prøv å ikke ta med yttertøy og sko inn i huset.

Det er også nødvendig å forberede seg på en mulig evakuering: samle dokumenter, en tilførsel av klær, vann og mat i 2-3 dager.

Ioniserende stråling som en miljøfaktor

Det er ganske mange strålingsforurensede områder på planeten Jorden. Årsaken til dette er både naturlige prosesser og menneskeskapte katastrofer. De mest kjente av dem er Tsjernobyl-ulykken og atombombene over byene Hiroshima og Nagasaki.

En person kan ikke bo på slike steder uten å skade sin egen helse. Samtidig er det ikke alltid mulig å vite på forhånd om strålingsforurensning. Noen ganger kan til og med ikke-kritisk bakgrunnsstråling forårsake en katastrofe.

Årsaken til dette er levende organismers evne til å absorbere og akkumulere stråling. Samtidig blir de selv til kilder til ioniserende stråling. De velkjente "mørke" vitsene om Tsjernobyl-sopp er basert nettopp på denne eiendommen.

I slike tilfeller kommer beskyttelsen mot ioniserende stråling ned på at alle forbrukerprodukter er gjenstand for grundig radiologisk undersøkelse. Samtidig er det på spontane markeder alltid en sjanse til å kjøpe de berømte "Tsjernobyl-soppene". Derfor bør du avstå fra å kjøpe fra uverifiserte selgere.

Menneskekroppen har en tendens til å samle opp farlige stoffer, noe som resulterer i gradvis forgiftning fra innsiden. Det er ikke kjent nøyaktig når konsekvensene av disse giftene vil gjøre seg gjeldende: om en dag, et år eller en generasjon.