Hva er den ioniserende effekten av radioaktiv stråling? Konsekvenser av eksponering for ioniserende stråling på menneskekroppen under ekstern og intern bestråling, overflateforurensning med radioaktive stoffer

Effekten av ioniserende stråling på kroppen

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 - Na 24) 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.

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 strålesyke. 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 hematopoetiske 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.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

Lagt ut på http://www.allbest.ru

Introduksjon

Naturlig ioniserende stråling er tilstede overalt. Det kommer fra verdensrommet i form av kosmiske stråler. Det er i luften i form av stråling fra radioaktivt radon og dets sekundære partikler. Radioaktive isotoper av naturlig opprinnelse trenger inn i alle levende organismer med mat og vann og forblir i dem. Ioniserende stråling kan ikke unngås. En naturlig radioaktiv bakgrunn har alltid eksistert på jorden, og liv oppsto i feltet for dens stråling, og så - mye, mye senere - dukket mennesket opp. Denne naturlige (naturlige) strålingen følger oss gjennom hele livet.

Det fysiske fenomenet radioaktivitet ble oppdaget i 1896, og i dag er det mye brukt på mange felt. Til tross for radiofobi, spiller kjernekraftverk en viktig rolle i energisektoren i mange land. Røntgenstråler brukes i medisin for å diagnostisere indre skader og sykdommer. En rekke radioaktive stoffer brukes i form av merkede atomer for å studere funksjonen til indre organer og studere metabolske prosesser. Strålebehandling bruker gammastråling og andre typer ioniserende stråling for å behandle kreft. Radioaktive stoffer er mye brukt i ulike overvåkingsenheter, og ioniserende stråling (primært røntgenstråler) brukes til industriell feildeteksjon. Utgangsskilt på bygninger og fly inneholder radioaktivt tritium for å lyse i mørket ved et plutselig strømbrudd. Mange brannalarmapparater i boliger og offentlige bygninger inneholder radioaktivt americium.

Radioaktiv stråling av ulike typer med ulike energispektre er preget av ulike penetrerende og ioniserende evner. Disse egenskapene bestemmer arten av deres innvirkning på det levende stoffet til biologiske objekter.

Det antas at noen av de arvelige endringene og mutasjonene hos dyr og planter er assosiert med bakgrunnsstråling.

Ved en atomeksplosjon dukker det opp et senter for atomskade på bakken - et område hvor faktorene for masseødeleggelse av mennesker er lysstråling, gjennomtrengende stråling og radioaktiv forurensning av området.

Som et resultat av de skadelige effektene av lysstråling kan det oppstå massive brannskader og øyeskader. Ulike typer tilfluktsrom er egnet for beskyttelse, og i åpne områder - spesielle klær og briller.

Penetrerende stråling består av gammastråler og en strøm av nøytroner som kommer fra atomeksplosjonssonen. De kan spre seg over tusenvis av meter, trenge inn i ulike miljøer og forårsake ionisering av atomer og molekyler. Gammastråler og nøytroner trenger inn i kroppens vev og forstyrrer biologiske prosesser og funksjoner til organer og vev, noe som resulterer i utvikling av strålingssyke. Radioaktiv forurensning av området skapes på grunn av adsorpsjon av radioaktive atomer av jordpartikler (den såkalte radioaktive skyen, som beveger seg i retning av luftbevegelse). Den største faren for mennesker i forurensede områder er ekstern beta-gamma-stråling og inntrengning av kjernefysiske eksplosjonsprodukter i kroppen og på huden.

Atomeksplosjoner, utslipp av radionuklider fra atomkraftverk og utstrakt bruk av kilder til ioniserende stråling i ulike industrier, landbruk, medisin og vitenskapelig forskning har ført til en global økning i eksponeringen av jordens befolkning. I tillegg til naturlig eksponering er det lagt til menneskeskapte kilder til ekstern og intern eksponering.

Under atomeksplosjoner kommer fisjonsradionuklider, indusert aktivitet og den udelte delen av ladningen (uran, plutonium) inn i miljøet. Indusert aktivitet oppstår når nøytroner fanges opp av kjernene til atomer av elementer lokalisert i strukturen til produktet, luft, jord og vann. I henhold til strålingens art, klassifiseres alle radionuklider av fisjon og indusert aktivitet som - eller - emittere.

Nedfall er delt inn i lokale og globale (troposfæriske og stratosfæriske). Lokalt nedfall, som kan omfatte over 50 % av det radioaktive materialet som produseres i bakkeeksplosjoner, er store aerosolpartikler som faller i en avstand på rundt 100 km fra eksplosjonsstedet. Globalt nedfall er forårsaket av fine aerosolpartikler.

Radionuklider som faller på jordoverflaten blir en kilde til langvarig stråling.

Menneskelig eksponering for radioaktivt nedfall inkluderer ekstern -, -bestråling på grunn av radionuklider som er tilstede i grunnluften og falt på jordoverflaten, kontakt som følge av forurensning av hud og klær, og intern fra radionuklider som kommer inn i kroppen med innåndet luft og forurenset mat og vann. Det kritiske radionuklidet i den første perioden er radioaktivt jod, og deretter 137Cs og 90Sr.

1. Historie om oppdagelsen av radioaktiv stråling

Radioaktivitet ble oppdaget i 1896 av den franske fysikeren A. Becquerel. Han studerte sammenhengen mellom luminescens og de nylig oppdagede røntgenstrålene.

Becquerel kom opp med en idé: er ikke all luminescens ledsaget av røntgenstråler? For å teste sin gjetning tok han flere forbindelser, inkludert et av uransaltene, som fosforescerer med gulgrønt lys. Etter å ha belyst det med sollys, pakket han saltet inn i svart papir og plasserte det i et mørkt skap på en fotografisk plate, også pakket inn i svart papir. Etter en tid, mens han utviklet platen, så Becquerel faktisk bildet av et stykke salt. Men selvlysende stråling kunne ikke passere gjennom svart papir, og bare røntgenstråler kunne belyse platen under disse forholdene. Becquerel gjentok eksperimentet flere ganger og med like stor suksess. I slutten av februar 1896, på et møte i det franske vitenskapsakademiet, laget han en rapport om røntgenutslipp av fosforescerende stoffer.

Etter en tid, i Becquerels laboratorium, ble det ved et uhell utviklet en plate som lå et uransalt som ikke hadde blitt bestrålt av sollys. Naturligvis ble den ikke fosforiserende, men det var et avtrykk på platen. Deretter begynte Becquerel å teste forskjellige uranforbindelser og mineraler (inkludert de som ikke viste fosforescens), samt metallisk uran. Platen ble alltid overeksponert. Ved å plassere en metallkryss mellom saltet og platen, fikk Becquerel svake konturer av korset på platen. Da ble det klart at det var oppdaget nye stråler som gikk gjennom ugjennomsiktige gjenstander, men som ikke var røntgenstråler.

Becquerel fastslo at intensiteten av stråling kun bestemmes av mengden uran i preparatet og er helt uavhengig av hvilke forbindelser det er inkludert i. Dermed var denne egenskapen ikke iboende i forbindelser, men i det kjemiske elementet uran.

Becquerel deler oppdagelsen sin med forskerne han samarbeidet med. I 1898 oppdaget Marie Curie og Pierre Curie radioaktiviteten til thorium, og senere oppdaget de de radioaktive grunnstoffene polonium og radium.

De fant at alle uranforbindelser, og viktigst av alt uran i seg selv, har egenskapen til naturlig radioaktivitet. Becquerel vendte tilbake til fosforene som interesserte ham. Riktignok gjorde han en annen stor oppdagelse knyttet til radioaktivitet. En gang, for en offentlig forelesning, trengte Becquerel et radioaktivt stoff, han tok det fra Curies og la reagensrøret i vestlommen. Etter å ha holdt et foredrag returnerte han det radioaktive stoffet til eierne, og dagen etter oppdaget han rødhet i huden i form av et reagensrør på kroppen under vestlommen. Becquerel fortalte Pierre Curie om dette, og han eksperimenterte på seg selv: han hadde på seg et reagensrør med radium bundet til underarmen i ti timer. Noen dager senere utviklet han også rødhet, som deretter ble til et alvorlig sår, som han led av i to måneder. Dette var første gang de biologiske effektene av radioaktivitet ble oppdaget.

Men selv etter dette gjorde Curies tappert jobben sin. Det er nok å si at Marie Curie døde av strålesyke (hun levde imidlertid til 66 år).

I 1955 ble Marie Curies notatbøker undersøkt. De sender fortsatt ut stråling, takket være radioaktiv forurensning som ble introdusert da de ble fylt. Et av arkene bærer Pierre Curies radioaktive fingeravtrykk.

Konseptet med radioaktivitet og typer stråling.

Radioaktivitet er evnen til noen atomkjerner til spontant å forvandle seg til andre kjerner med utslipp av ulike typer radioaktiv stråling og elementærpartikler. Radioaktivitet er delt inn i naturlig (observert i ustabile isotoper som eksisterer i naturen) og kunstig (observert i isotoper oppnådd gjennom kjernefysiske reaksjoner).

Radioaktiv stråling er delt inn i tre typer:

Stråling - avbøyd av elektriske og magnetiske felt, har høy ioniseringsevne og lav penetreringsevne; representerer en strøm av heliumkjerner; ladningen til -partikkelen er +2e, og massen sammenfaller med massen til kjernen til heliumisotopen 42He.

Stråling - avbøyd av elektriske og magnetiske felt; dens ioniserende evne er mye lavere (med omtrent to størrelsesordener), og dens penetreringsevne er mye større enn -partiklers; er en strøm av raske elektroner.

Stråling - avledes ikke av elektriske og magnetiske felt, har en relativt svak ioniserende evne og svært høy penetreringsevne; er kortbølget elektromagnetisk stråling med ekstremt kort bølgelengde< 10-10 м и вследствие этого - ярко выраженными корпускулярными свойствами, то есть является поток частиц - -квантов (фотонов).

Halveringstid T1/2 er tiden hvor det opprinnelige antallet radioaktive kjerner i gjennomsnitt halveres.

Alfastråling er en strøm av positivt ladede partikler dannet av 2 protoner og 2 nøytroner. Partikkelen er identisk med kjernen til helium-4-atomet (4He2+). Dannet under alfa-nedbrytning av kjerner. Alfastråling ble først oppdaget av E. Rutherford. Ved å studere radioaktive grunnstoffer, spesielt ved å studere radioaktive grunnstoffer som uran, radium og aktinium, kom E. Rutherford til den konklusjon at alle radioaktive grunnstoffer sender ut alfa- og beta-stråler. Og, enda viktigere, avtar radioaktiviteten til ethvert radioaktivt element etter en viss spesifikk tidsperiode. Kilden til alfastråling er radioaktive grunnstoffer. I motsetning til andre typer ioniserende stråling er alfastråling den mest ufarlige. Det er farlig bare når et slikt stoff kommer inn i kroppen (innånding, spising, drikking, gnidning, etc.), siden rekkevidden til en alfapartikkel, for eksempel med en energi på 5 MeV, i luften er 3,7 cm, og i biologisk vev 0,05 mm. Alfastråling fra en radionuklid som kommer inn i kroppen forårsaker virkelig forferdelige ødeleggelser, fordi Kvalitetsfaktoren for alfastråling med energi mindre enn 10 MeV er 20 mm. og energitap oppstår i et veldig tynt lag av biologisk vev. Det brenner ham nesten. Når alfapartikler absorberes av levende organismer, kan mutagene (faktorer som forårsaker mutasjon), kreftfremkallende (stoffer eller et fysisk middel (stråling) som kan forårsake utvikling av ondartede svulster) og andre negative effekter oppstå. Penetrerende evne til A.-i. liten fordi holdt oppe av et papirark.

Beta-partikkel (betapartikkel), en ladet partikkel som sendes ut av beta-forfall. Strømmen av beta-partikler kalles beta-stråler eller beta-stråling.

Negativt ladede beta-partikler er elektroner (b--), positivt ladede beta-partikler er positroner (b+).

Energiene til beta-partikler fordeles kontinuerlig fra null til en viss maksimal energi, avhengig av den råtnende isotopen; denne maksimale energien varierer fra 2,5 keV (for rhenium-187) til titalls MeV (for kortlivede kjerner langt fra beta-stabilitetslinjen).

Beta-stråler avvikes fra den rette retningen under påvirkning av elektriske og magnetiske felt. Hastigheten til partikler i beta-stråler er nær lysets hastighet. Beta-stråler er i stand til å ionisere gasser, forårsake kjemiske reaksjoner, luminescens og påvirke fotografiske plater.

Betydelige doser ekstern betastråling kan forårsake stråleforbrenninger på huden og føre til strålesyke. Enda farligere er intern stråling fra beta-aktive radionuklider som kommer inn i kroppen. Betastråling har betydelig mindre penetreringskraft enn gammastråling (men en størrelsesorden større enn alfastråling). Et lag av et hvilket som helst stoff med en overflatetetthet på ca. 1 g/cm2.

For eksempel absorberer noen få millimeter aluminium eller flere meter luft nesten fullstendig beta-partikler med en energi på omtrent 1 MeV.

Gammastråling er en type elektromagnetisk stråling med ekstremt kort bølgelengde --< 5Ч10-3 нм и вследствие этого ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. Гамма-квантами являются фотоны высокой энергии. Обычно считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 105 эВ, хотя резкая граница между гамма- и рентгеновским излучением не определена. На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению, если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке -- то к рентгеновскому излучению. Очевидно, физически кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.

Gammastråling sendes ut under overganger mellom eksiterte tilstander av atomkjerner (energiene til slike gammastråler varierer fra ~1 keV til titalls MeV). Under kjernefysiske reaksjoner (for eksempel under utslettelse av et elektron og et positron, forfallet av en nøytral pion, etc.), samt under avbøyning av energiladede partikler i magnetiske og elektriske felt.

Gammastråler, i motsetning til b-stråler og b-stråler, avbøyes ikke av elektriske og magnetiske felt og er preget av større penetrerende kraft ved like energier og andre like forhold. Gammastråler forårsaker ionisering av atomer av et stoff. De viktigste prosessene som oppstår når gammastråling passerer gjennom materie:

Fotoelektrisk effekt (et gamma-kvante absorberes av et elektron i atomskallet, overfører all energien til det og ioniserer atomet).

Compton-spredning (et gamma-kvante spres av et elektron, og overfører deler av energien til det).

Fødselen av elektron-positron-par (i kjernefeltet blir et gamma-kvante med en energi på minst 2mec2 = 1,022 MeV omdannet til et elektron og et positron).

Fotonukleære prosesser (ved energier over flere titalls MeV, er et gammakvante i stand til å slå nukleoner ut av kjernen).

Gammastråler, som alle andre fotoner, kan polariseres.

Bestråling med gammakvante, avhengig av dose og varighet, kan forårsake kronisk og akutt strålesyke. Stokastiske effekter av stråling inkluderer ulike typer kreft. Samtidig undertrykker gammabestråling veksten av kreft og andre raskt delende celler. Gammastråling er en mutagen og teratogene faktor.

Et stofflag kan tjene som beskyttelse mot gammastråling. Effektiviteten av beskyttelse (det vil si sannsynligheten for absorpsjon av et gamma-kvantum når det passerer gjennom det) øker med økende tykkelse på laget, tettheten av stoffet og innholdet av tunge kjerner i det (bly, wolfram, utarmet uran, etc. .).

Måleenheten for radioaktivitet er becquerel (Bq). En becquerel tilsvarer ett forfall per sekund. Aktivitetsinnholdet til et stoff vurderes ofte per vektenhet av stoffet (Bq/kg) eller dets volum (Bq/l, Bq/kubikkm). En ikke-systemisk enhet brukes ofte - curien (Ci, Ci). En curie tilsvarer antall desintegrasjoner per sekund i 1 gram radium. 1 Ci = 3.7.1010 Bq.

Forholdet mellom måleenhetene er vist i tabellen nedenfor.

Den allment kjente ikke-systemiske enheten roentgen (P, R) brukes til å bestemme eksponeringsdosen. Ett røntgen tilsvarer en dose røntgen- eller gammastråling der 2,109 par ioner dannes i 1 cm3 luft. 1R = 2, 58,10-4 C/kg.

For å vurdere effekten av stråling på et stoff, måles den absorberte dosen, som defineres som den absorberte energien per masseenhet. Enheten for absorbert dose kalles rad. En rad er lik 100 erg/g. SI-systemet bruker en annen enhet - den grå (Gy, Gy). 1 Gy = 100 rad = 1 J/kg.

Den biologiske effekten av ulike typer stråling er ikke den samme. Dette skyldes forskjeller i deres penetreringsevne og arten av energioverføring til organer og vev til en levende organisme. For å vurdere biologiske konsekvenser brukes derfor den biologiske ekvivalenten til røntgenstråler, rem. Restdosen tilsvarer dosen i rad multiplisert med strålingskvalitetsfaktoren. For røntgen-, beta- og gammastråler regnes kvalitetsfaktoren som lik enhet, det vil si at rem tilsvarer rad. Alfa-partikler har en kvalitetsfaktor på 20 (som betyr at alfapartikler forårsaker 20 ganger mer skade på levende vev enn den samme absorberte dosen av beta- eller gammastråler). For nøytroner varierer koeffisienten fra 5 til 20 avhengig av energien. SI-systemet introduserer en spesiell enhet for ekvivalent dose, kalt sievert (Sv, Sv). 1 Sv = 100 rem. Ekvivalentdosen i sievert tilsvarer den absorberte dosen i grått multiplisert med kvalitetsfaktoren.

2. Innvirkning av stråling på menneskekroppen

Det er to typer effekter av ioniserende stråling på kroppen: somatisk og genetisk. Med en somatisk effekt manifesterer konsekvensene seg direkte i den bestrålte personen, med en genetisk effekt - i hans avkom. Somatiske effekter kan være tidlige eller forsinkede. Tidlige oppstår i perioden fra flere minutter til 30-60 dager etter bestråling. Disse inkluderer rødhet og avskalling av huden, uklarhet av øyelinsen, skade på det hematopoietiske systemet, strålingssyke og død. Langsiktige somatiske effekter vises flere måneder eller år etter bestråling i form av vedvarende hudforandringer, ondartede neoplasmer, nedsatt immunitet og forkortet forventet levealder.

Når man studerte effekten av stråling på kroppen, ble følgende funksjoner identifisert:

b Høy effektivitet av absorbert energi, selv små mengder kan forårsake dype biologiske endringer i kroppen.

b Tilstedeværelsen av en latent (inkubasjons)periode for manifestasjon av effekten av ioniserende stråling.

b Effektene av små doser kan være kumulative eller kumulative.

b Genetisk effekt - påvirkning på avkom.

Ulike organer i en levende organisme har sin egen følsomhet for stråling.

Ikke hver organisme (person) reagerer generelt på samme måte på stråling.

Eksponering avhenger av eksponeringsfrekvensen. Med samme dose stråling, jo mindre skadevirkningene er, desto mer spredt mottas den over tid.

Ioniserende stråling kan påvirke kroppen gjennom både ekstern (spesielt røntgen- og gammastråling) og intern (spesielt alfapartikler) bestråling. Intern bestråling oppstår når kilder til ioniserende stråling kommer inn i kroppen gjennom lungene, huden og fordøyelsesorganene. Intern bestråling er farligere enn ekstern bestråling, siden kilder til ioniserende stråling som kommer inn utsetter ubeskyttede indre organer for kontinuerlig bestråling.

Under påvirkning av ioniserende stråling splittes vann, som er en integrert del av menneskekroppen, og ioner med forskjellige ladninger dannes. De resulterende frie radikalene og oksidantene interagerer med molekylene i det organiske stoffet i vevet, oksiderer og ødelegger det. Metabolismen er forstyrret. Endringer skjer i blodets sammensetning - nivået av røde blodlegemer, hvite blodlegemer, blodplater og nøytrofiler reduseres. Skader på de hematopoetiske organene ødelegger det menneskelige immunsystemet og fører til smittsomme komplikasjoner.

Lokale lesjoner er preget av stråleforbrenninger av hud og slimhinner. Ved alvorlige brannskader, hevelse, blemmer dannes og vevsdød (nekrose) er mulig.

Dødelig absorbert og maksimalt tillatte stråledoser.

Dødelige absorberte doser for individuelle kroppsdeler er som følger:

b hode - 20 Gy;

b nedre del av magen - 50 Gy;

b bryst -100 Gy;

lemmer - 200 Gy.

Når den utsettes for doser 100-1000 ganger høyere enn den dødelige dosen, kan en person dø under eksponering ("death by ray").

Avhengig av type ioniserende stråling kan det være ulike beskyttelsestiltak: å redusere eksponeringstiden, øke avstanden til kilder til ioniserende stråling, gjerdekilder for ioniserende stråling, tette kilder til ioniserende stråling, utstyr og installasjon av verneutstyr, organisering av dosimetrisk overvåking, hygiene og sanitærtiltak.

A - personell, dvs. personer som permanent eller midlertidig arbeider med kilder til ioniserende stråling;

B - en begrenset del av befolkningen, dvs. personer som ikke er direkte involvert i arbeid med kilder til ioniserende stråling, men på grunn av sine leveforhold eller arbeidsplass kan bli utsatt for ioniserende stråling;

B - hele befolkningen.

Maksimal tillatt dose er den høyeste verdien av den enkelte ekvivalentdose per år, som ved jevn eksponering over 50 år ikke vil forårsake uheldige helseendringer til personell som kan påvises med moderne metoder.

Bord 2. Maksimal tillatte stråledoser

Naturlige kilder gir en total årlig dose på ca. 200 mrem (plass - opptil 30 mrem, jord - opptil 38 mrem, radioaktive elementer i menneskelig vev - opptil 37 mrem, radongass - opptil 80 mrem og andre kilder).

Kunstige kilder legger til en årlig ekvivalent strålingsdose på ca. 150-200 mrem (medisinsk utstyr og forskning - 100-150 mrem, se på TV - 1-3 mrem, kullfyrte termiske kraftverk - opptil 6 mrem, konsekvenser av atomvåpenprøver - opptil 3 mrem og andre kilder).

Verdens helseorganisasjon (WHO) har bestemt den maksimalt tillatte (trygge) ekvivalente stråledose for en innbygger på planeten til å være 35 rem, med forbehold om dens ensartede akkumulering over 70 leveår.

Bord 3. Biologiske lidelser under en enkelt (opptil 4 dager) bestråling av hele menneskekroppen

Stråledose, (gy)	Grad av strålesyke	Begynnelsen av den primære reaksjonen	Arten av den primære reaksjonen	Konsekvenser av stråling
Opptil 0,250 - 1,0	Det er ingen synlige brudd. Endringer i blodet er mulig. Endringer i blodet, arbeidsevnen er svekket
		Etter 2-3 timer	Lett kvalme med oppkast. Overgår på bestrålingsdagen	Typisk 100 % restitusjon selv uten behandling

3. Beskyttelse mot ioniserende stråling

Anti-strålevern av befolkningen inkluderer: varsling av strålingsfarer, bruk av kollektivt og individuelt verneutstyr, overholdelse av reglene for atferd for befolkningen i områder forurenset med radioaktive stoffer. Beskyttelse av mat og vann mot radioaktiv forurensning, bruk av medisinsk personlig verneutstyr, bestemmelse av nivåer av forurensning av territoriet, dosimetrisk overvåking av offentlig eksponering og undersøkelse av forurensning av mat og vann med radioaktive stoffer.

I følge sivilforsvarets varselsignaler «Strålingsfare», må befolkningen søke ly i beskyttende strukturer. Som kjent svekker de betydelig (flere ganger) effekten av penetrerende stråling.

På grunn av faren for stråleskader er det umulig å begynne å yte førstehjelp til befolkningen dersom det er høye nivåer av stråling i området. Under disse forholdene er selv- og gjensidig hjelp fra den berørte befolkningen selv, og streng overholdelse av atferdsreglene i det forurensede området av stor betydning.

I områder som er forurenset med radioaktive stoffer, må du ikke spise mat, drikke vann fra forurensede vannkilder eller legge deg på bakken. Prosedyren for å tilberede mat og mate befolkningen bestemmes av sivilforsvarsmyndighetene, under hensyntagen til nivåene av radioaktiv forurensning i området.

For å beskytte mot luft som er forurenset med radioaktive partikler, kan gassmasker og åndedrettsvern (for gruvearbeidere) brukes. Det finnes også generelle beskyttelsesmetoder som:

b øke avstanden mellom operatøren og kilden;

b reduksjon av varigheten av arbeidet i strålingsfeltet;

b skjerming av strålingskilden;

b fjernkontroll;

b bruk av manipulatorer og roboter;

ь full automatisering av den teknologiske prosessen;

b bruk av personlig verneutstyr og advarsel med strålingsfareskilt;

b konstant overvåking av strålenivåer og personelleksponeringsdoser.

Personlig verneutstyr inkluderer en anti-strålingsdrakt som inneholder bly. Den beste absorberen av gammastråler er bly. Langsomme nøytroner absorberes godt av bor og kadmium. Raske nøytroner bremses først ved hjelp av grafitt.

Det skandinaviske selskapet Handy-fashions.com utvikler beskyttelse mot stråling fra mobiltelefoner, for eksempel presenterte det en vest, caps og skjerf designet for å beskytte mot skadelig stråling fra mobiltelefoner. For deres produksjon brukes spesielt anti-strålingsstoff. Kun lommen på vesten er laget av vanlig stoff for stabilt signalmottak. Kostnaden for et komplett beskyttelsessett starter fra $300.

Beskyttelse mot intern eksponering består i å eliminere direkte kontakt av arbeidere med radioaktive partikler og hindre dem i å komme inn i luften på arbeidsområdet.

Det er nødvendig å være veiledet av strålesikkerhetsstandarder, som spesifiserer kategoriene av utsatte personer, dosegrenser og beskyttelsestiltak, og sanitære regler som regulerer plassering av lokaler og installasjoner, arbeidsstedet, prosedyren for innhenting, registrering og lagring. strålekilder, krav til ventilasjon, støv- og gassrensing, nøytralisering av radioaktivt avfall m.m.

For å beskytte personellets lokaler utvikler Penza State Academy of Architecture and Construction en "høytetthetsmastikk for strålebeskyttelse." Sammensetningen av mastikk inkluderer: bindemiddel - resorcinol-formaldehyd-harpiks FR-12, herder - paraformaldehyd og fyllstoff - materiale med høy tetthet.

Beskyttelse mot alfa-, beta-, gammastråler.

De grunnleggende prinsippene for strålesikkerhet er å ikke overskride den etablerte grunndosegrensen, å utelukke unødvendig eksponering og å redusere stråledosen til lavest mulig nivå. For å implementere disse prinsippene i praksis, overvåkes nødvendigvis stråledoser mottatt av personell ved arbeid med kilder til ioniserende stråling, arbeid utføres i spesialutstyrte rom, beskyttelse etter avstand og tid brukes, og ulike midler for kollektiv og individuell beskyttelse er brukt.

For å bestemme individuelle stråledoser til personell, er det nødvendig å systematisk utføre strålingsovervåking (dosimetrisk), hvis omfang avhenger av arten av arbeid med radioaktive stoffer. Hver operatør som har kontakt med kilder til ioniserende stråling får et individuelt dosimeter1 for å overvåke den mottatte dosen av gammastråling. I rom hvor det arbeides med radioaktive stoffer er det nødvendig å sikre generell kontroll over intensiteten av ulike typer stråling. Disse rommene skal være isolert fra andre rom og utstyres med til- og avtrekksventilasjonssystem med en luftvekslingshastighet på minst fem. Maling av vegger, tak og dører i disse rommene, samt montering av gulvet, utføres på en slik måte at det hindrer opphopning av radioaktivt støv og unngår absorpsjon av radioaktive aerosoler. Damper og væsker fra etterbehandlingsmaterialer (maling av vegger, dører og i noen tilfeller tak bør gjøres med oljemaling, gulv er dekket med materialer som ikke absorberer væske - linoleum, polyvinylklorid, etc.). Alle bygningskonstruksjoner i lokaler hvor det arbeides med radioaktive stoffer skal ikke ha sprekker eller diskontinuiteter; Hjørnene er avrundet for å hindre opphopning av radioaktivt støv i dem og for å lette rengjøringen. Minst en gang i måneden utføres generell rengjøring av lokalene med obligatorisk vask av vegger, vinduer, dører, møbler og utstyr med varmt såpevann. Rutinemessig våtrengjøring av lokaler utføres daglig.

For å redusere personeksponering utføres alt arbeid med disse kildene med lange grep eller holdere. Tidsvern innebærer at arbeid med radioaktive kilder utføres over et slikt tidsrom at stråledosen som mottas av personell ikke overstiger maksimalt tillatt nivå.

Kollektive midler for beskyttelse mot ioniserende stråling er regulert av GOST 12.4.120-83 "Midler for kollektiv beskyttelse mot ioniserende stråling. Generelle Krav". I samsvar med dette forskriftsdokumentet er de viktigste beskyttelsesmidlene stasjonære og mobile beskyttelsesskjermer, beholdere for transport og lagring av kilder til ioniserende stråling, samt for innsamling og transport av radioaktivt avfall, beskyttende safer og bokser, etc.

Stasjonære og mobile beskyttelsesskjermer er designet for å redusere strålingsnivået på arbeidsplassen til et akseptabelt nivå. Hvis arbeid med kilder til ioniserende stråling utføres i et spesielt rom - et arbeidskammer, fungerer veggene, gulvet og taket, laget av beskyttende materialer, som skjermer. Slike skjermer kalles stasjonære. For å konstruere mobile skjermer brukes ulike skjold som absorberer eller demper stråling.

Skjermer er laget av forskjellige materialer. Tykkelsen deres avhenger av typen ioniserende stråling, egenskapene til beskyttelsesmaterialet og den nødvendige strålingsdempningsfaktoren k. Verdien k viser hvor mange ganger det er nødvendig å redusere energiparametrene for stråling (eksponeringsdosehastighet, absorbert dose, partikkelflukstetthet, etc.) for å oppnå akseptable verdier av de oppførte egenskapene. For eksempel, for tilfellet med absorbert dose, uttrykkes k som følger:

hvor D er den absorberte dosehastigheten; D0 er tillatt absorbert dosenivå.

For konstruksjon av stasjonære midler for å beskytte vegger, gulv, tak, etc. de bruker murstein, betong, baryttbetong og baryttpuss (de inneholder bariumsulfat - BaSO4). Disse materialene beskytter pålitelig personell mot eksponering for gamma- og røntgenstråling.

Ulike materialer brukes til å lage mobilskjermer. Beskyttelse mot alfastråling oppnås ved å bruke skjermer laget av vanlig eller organisk glass flere millimeter tykt. Et luftlag på flere centimeter er tilstrekkelig beskyttelse mot denne typen stråling. For å beskytte mot betastråling er skjermer laget av aluminium eller plast (plexiglass). Bly, stål og wolframlegeringer beskytter effektivt mot gamma- og røntgenstråling. Visningssystemer er laget av spesielle gjennomsiktige materialer, for eksempel blyglass. Materialer som inneholder hydrogen (vann, parafin), samt beryllium, grafitt, borforbindelser, etc., beskytter mot nøytronstråling. Betong kan også brukes for å beskytte mot nøytroner.

Beskyttende safer brukes til å lagre gammastrålingskilder. De er laget av bly og stål.

For å arbeide med radioaktive stoffer med alfa- og betaaktivitet brukes vernehanskerom.

Beskyttelsesbeholdere og samlinger for radioaktivt avfall er laget av de samme materialene som skjermene - organisk glass, stål, bly osv.

Ved arbeid med kilder til ioniserende stråling skal det farlige området begrenses av varselskilt.

En faresone er et rom der en arbeider kan bli utsatt for farlige og (eller) skadelige produksjonsfaktorer (i dette tilfellet ioniserende stråling).

Driftsprinsippet for enheter designet for å overvåke personell som er utsatt for ioniserende stråling er basert på ulike effekter som oppstår når denne strålingen samhandler med materie. Hovedmetodene for påvisning og måling av radioaktivitet er gassionisering, scintillasjon og fotokjemiske metoder. Den mest brukte ioniseringsmetoden er basert på å måle graden av ionisering av mediet som strålingen har passert.

Scintillasjonsmetoder for å detektere stråling er basert på visse materialers evne til å absorbere energien fra ioniserende stråling og omdanne den til lysstråling. Et eksempel på et slikt materiale er sinksulfid (ZnS). En scintillasjonsteller er et fotoelektronrør med et vindu belagt med sinksulfid. Når stråling kommer inn i dette røret, oppstår et svakt lysglimt, noe som fører til at det oppstår elektriske strømpulser i fotoelektronrøret. Disse impulsene forsterkes og telles.

Det finnes andre metoder for å bestemme ioniserende stråling, for eksempel kalorimetrisk, som er basert på å måle mengden varme som frigjøres når stråling interagerer med et absorberende stoff.

Strålingsovervåkingsenheter er delt inn i to grupper: dosimetre, som brukes til kvantitativ måling av dosehastighet, og radiometre eller strålingsindikatorer, som brukes til rask påvisning av radioaktiv forurensning.

Husholdningsapparater som brukes, for eksempel, er dosimetre av merkene DRGZ-04 og DKS-04. Den første brukes til å måle gamma- og røntgenstråling i energiområdet 0,03-3,0 MeV. Instrumentskalaen er kalibrert i mikroroentgen/sekund (μR/s). Den andre enheten brukes til å måle gamma- og betastråling i energiområdet 0,5-3,0 MeV, samt nøytronstråling (harde og termiske nøytroner). Instrumentskalaen er gradert i milliroentgens per time (mR/h). Industrien produserer også husholdningsdosimeter beregnet på befolkningen, for eksempel Master-1 husholdningsdosimeter (designet for å måle dosen av gammastråling), ANRI-01 husholdningsdosimeter-radiometer (Sosna).

kjernefysisk stråling dødelig ioniserende

Konklusjon

Så fra ovenstående kan vi trekke følgende konklusjon:

Ioniserende stråling- i den mest generelle forstand - ulike typer mikropartikler og fysiske felt som er i stand til å ionisere materie. De viktigste typene ioniserende stråling er: kortbølget elektromagnetisk stråling (røntgen- og gammastråling), strømmer av ladede partikler: beta-partikler (elektroner og positroner), alfapartikler (kjerner i helium-4-atomet), protoner, andre ioner, myoner, etc. ., samt nøytroner. I naturen genereres ioniserende stråling vanligvis som et resultat av spontant radioaktivt henfall av radionuklider, kjernereaksjoner (syntese og indusert fisjon av kjerner, fangst av protoner, nøytroner, alfapartikler, etc.), samt under akselerasjonen av ladede partikler i rommet (naturen til en slik akselerasjon av kosmiske partikler til slutten er ikke klar).

Kunstige kilder til ioniserende stråling er kunstige radionuklider (genererer alfa-, beta- og gammastråling), atomreaktorer (genererer hovedsakelig nøytron- og gammastråling), radionuklidnøytronkilder, partikkelakseleratorer (genererer strømmer av ladede partikler, samt bremsstrahlung fotonstråling), Røntgenmaskiner (generer bremsstrahlung røntgenstråler). Bestråling er veldig farlig for menneskekroppen, graden av fare avhenger av dosen (i mitt sammendrag ga jeg de maksimalt tillatte standardene) og typen stråling - det sikreste er alfastråling, og jo farligere er gammastråling.

Å sikre strålingssikkerhet krever et sett med forskjellige beskyttelsestiltak, avhengig av de spesifikke forholdene for arbeid med kilder til ioniserende stråling, så vel som av typen kilde.

Tidsbeskyttelse er basert på å redusere arbeidstiden med kilden, noe som gjør det mulig å redusere stråledoser til personell. Dette prinsippet brukes spesielt ofte når personell direkte arbeider med lave nivåer av radioaktivitet.

Beskyttelse etter avstand er en ganske enkel og pålitelig metode for beskyttelse. Dette skyldes strålingens evne til å miste energien sin i interaksjoner med materie: jo større avstand fra kilden, jo flere prosesser for interaksjon av stråling med atomer og molekyler, noe som til slutt fører til en reduksjon i strålingsdosen til personell.

Skjerming er den mest effektive måten å beskytte mot stråling. Avhengig av type ioniserende stråling, brukes forskjellige materialer til å lage skjermer, og tykkelsen bestemmes av kraft og stråling.

Litteratur

1. «Skadelige kjemikalier. Radioaktive stoffer. Katalog." Under generelt utg. L.A. Ilyina, V.A. Filov. Leningrad, "Kjemi". 1990.

2. Grunnleggende om å beskytte befolkningen og territoriene i nødssituasjoner.» Ed. acad. V.V. Tarasova. Moscow University Publishing House. 1998.

3. Livssikkerhet / Red. S.V. Belova. - 3. utg., revidert - M.: Høyere. skole, 2001. - 485 s.

Skrevet på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Kilder til ioniserende stråling. Maksimal tillatte stråledoser. Klassifisering av biologisk vern. Representasjon av den spektrale sammensetningen av gammastråling i en atomreaktor. Hovedstadiene i utformingen av strålebeskyttelse mot gammastråling.

presentasjon, lagt til 17.05.2014

Funksjoner ved radioaktivitet og ioniserende stråling. Kjennetegn på kilder og ruter for inntreden av radionuklider i menneskekroppen: naturlig, kunstig stråling. Kroppens respons på ulike doser av strålingseksponering og beskyttelsesmidler.

sammendrag, lagt til 25.02.2010

Radioaktivitet og ioniserende stråling. Kilder og veier for inntreden av radionuklider i menneskekroppen. Effekten av ioniserende stråling på mennesker. Strålingseksponeringsdoser. Midler for beskyttelse mot radioaktiv stråling, forebyggende tiltak.

kursarbeid, lagt til 14.05.2012

Stråling: doser, måleenheter. En rekke trekk som er karakteristiske for de biologiske effektene av radioaktiv stråling. Typer strålingseffekter, store og små doser. Tiltak for å beskytte mot eksponering for ioniserende stråling og ekstern stråling.

sammendrag, lagt til 23.05.2013

Stråling og dens varianter. Ioniserende stråling. Kilder til strålingsfare. Design av ioniserende strålingskilder, måter å penetrere menneskekroppen på. Mål for ioniserende effekter, virkningsmekanisme. Konsekvenser av stråling.

abstrakt, lagt til 25.10.2010

Definisjon av stråling. Somatiske og genetiske effekter av stråling på mennesker. Maksimal tillatte doser av generell stråling. Beskyttelse av levende organismer mot stråling etter tid, avstand og ved hjelp av spesielle skjermer.

presentasjon, lagt til 14.04.2014

Kilder til ekstern eksponering. Eksponering for ioniserende stråling. Genetiske konsekvenser av stråling. Metoder og midler for beskyttelse mot ioniserende stråling. Funksjoner ved intern eksponering av befolkningen. Formler for ekvivalente og absorberte stråledoser.

presentasjon, lagt til 18.02.2015

Funksjoner av effekten av stråling på en levende organisme. Ekstern og indre menneskelig bestråling. Virkningen av ioniserende stråling på individuelle organer og kroppen som helhet. Klassifisering av strålingseffekter. Påvirkningen av AI på immunbiologisk reaktivitet.

presentasjon, lagt til 14.06.2016

Virkningen av ioniserende stråling på ikke-levende og levende stoffer, behovet for metrologisk strålingskontroll. Eksponering og absorberte doser, enheter av dosimetriske mengder. Fysisk og teknisk grunnlag for overvåking av ioniserende stråling.

test, lagt til 14.12.2012

Grunnleggende egenskaper ved ioniserende stråling. Prinsipper og standarder for strålesikkerhet. Beskyttelse mot ioniserende stråling. Grunnverdier for dosegrenser for ekstern og intern eksponering. Innenlandske strålingsovervåkingsenheter.

IONISERENDE STRÅLING, DENS NATUUR OG PÅVIRKNING PÅ MENNESKELPER

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, 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 oversettelse 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 den aktive sonen;

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 malm 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 det blitt oppnådd miniatyrisering av atomladninger for testing.

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 tester 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 som er en del av 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 fastsatt i avsnitt 8 "Tallverdier for tillatte nivåer" i strålesikkerhetsstandardene NRB - 76/87.

Intern eksponering er farligere og konsekvensene mer alvorlige av følgende årsaker:

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. Derfor, når man vurderer den samlede effekten av stråling på levende organismer med total eksponering for alle typer stråling, tas det i betraktning 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, preget av 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 stoffer 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 celleskader 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. hos 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 menstruasjonsperioden, 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 før røntgenbilder at hun kan være gravid.

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 spermatogenesen 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 spesiell rapport 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 slått fast 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 blodlegemer ut sin levetid, og slutter å levere oksygen til cellene i kroppen. 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 strålesår 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 noen 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.