Tác dụng chính của tất cả các bức xạ ion hóa lên cơ thể bị giảm xuống ở mức ion hóa các mô của các cơ quan và hệ thống tiếp xúc với bức xạ của chúng. Các điện tích thu được do điều này gây ra sự xuất hiện của các phản ứng oxy hóa trong các tế bào bất thường so với trạng thái bình thường, do đó gây ra một số phản ứng. Do đó, trong các mô được chiếu xạ của một sinh vật sống, một loạt các phản ứng dây chuyền xảy ra làm phá vỡ trạng thái chức năng bình thường của từng cơ quan, hệ thống và toàn bộ sinh vật. Có giả định rằng do kết quả của những phản ứng như vậy, các sản phẩm có hại cho sức khỏe được hình thành trong các mô của cơ thể - chất độc, có tác dụng phụ.
Khi làm việc với các sản phẩm có chứa bức xạ ion hóa, các con đường tiếp xúc với chất này có thể gấp đôi: thông qua chiếu xạ bên ngoài và bên trong. Phơi nhiễm bên ngoài có thể xảy ra khi làm việc trên máy gia tốc, máy chụp X-quang và các thiết bị lắp đặt khác phát ra neutron và tia X, cũng như khi làm việc với các nguồn phóng xạ kín, nghĩa là các nguyên tố phóng xạ được bọc kín trong thủy tinh hoặc các ống mù khác, nếu sau này vẫn còn nguyên vẹn. Nguồn bức xạ beta và gamma có thể gây ra nguy cơ phơi nhiễm bên ngoài và bên trong. Trên thực tế, bức xạ alpha chỉ gây nguy hiểm khi chiếu xạ bên trong, do khả năng xuyên thấu rất thấp và phạm vi hoạt động ngắn của các hạt alpha trong không khí, một khoảng cách nhỏ với nguồn bức xạ hoặc sự che chắn nhẹ sẽ loại bỏ nguy cơ chiếu xạ bên ngoài.
Trong quá trình chiếu xạ bên ngoài bằng các tia có khả năng xuyên thấu đáng kể, quá trình ion hóa không chỉ xảy ra trên bề mặt được chiếu xạ của da và các bộ phận khác mà còn xảy ra ở các mô, cơ quan và hệ thống sâu hơn. Thời gian tiếp xúc trực tiếp bên ngoài với bức xạ ion hóa - phơi nhiễm - được xác định bởi thời gian chiếu xạ.
Phơi nhiễm bên trong xảy ra khi các chất phóng xạ xâm nhập vào cơ thể, có thể xảy ra khi hít phải hơi, khí và khí dung của các chất phóng xạ, đưa chúng vào đường tiêu hóa hoặc đi vào máu (trong trường hợp nhiễm bẩn da và màng nhầy bị tổn thương). Chiếu xạ bên trong nguy hiểm hơn, vì trước hết, khi tiếp xúc trực tiếp với các mô, ngay cả bức xạ có năng lượng thấp và khả năng xuyên thấu tối thiểu vẫn có tác dụng lên các mô này; thứ hai, khi chất phóng xạ ở trong cơ thể, thời gian ảnh hưởng (phơi nhiễm) của nó không chỉ giới hạn ở thời gian làm việc trực tiếp với nguồn mà tiếp tục liên tục cho đến khi nó phân hủy hoàn toàn hoặc loại bỏ khỏi cơ thể. Ngoài ra, khi ăn vào, một số chất phóng xạ, có đặc tính độc hại nhất định, ngoài khả năng ion hóa, còn có tác dụng gây độc cục bộ hoặc nói chung (xem phần “Hóa chất có hại”).
Trong cơ thể, các chất phóng xạ, giống như tất cả các sản phẩm khác, được máu đưa đến tất cả các cơ quan và hệ thống, sau đó chúng được đào thải một phần ra khỏi cơ thể qua hệ bài tiết (đường tiêu hóa, thận, mồ hôi và tuyến vú, v.v.). , và một số trong số chúng được lắng đọng trong các cơ quan và hệ thống nhất định, gây ra tác dụng ưu tiên và rõ rệt hơn đối với chúng. Một số chất phóng xạ (ví dụ natri - Na24) được phân bố tương đối đều khắp cơ thể. Sự lắng đọng chủ yếu của các chất khác nhau trong các cơ quan và hệ thống nhất định được xác định bởi tính chất hóa lý và chức năng của các cơ quan và hệ thống này.
Một phức hợp gồm những thay đổi dai dẳng trong cơ thể dưới tác động của bức xạ ion hóa được gọi là bệnh phóng xạ. Bệnh phóng xạ có thể phát triển do tiếp xúc lâu dài với bức xạ ion hóa và do tiếp xúc ngắn hạn với liều lượng đáng kể. Nó được đặc trưng chủ yếu bởi những thay đổi trong hệ thống thần kinh trung ương (trạng thái trầm cảm, chóng mặt, buồn nôn, suy nhược chung, v.v.), máu và các cơ quan tạo máu, mạch máu (bầm tím do mạch máu dễ vỡ) và các tuyến nội tiết.
Do tiếp xúc kéo dài với liều lượng đáng kể của bức xạ ion hóa, các khối u ác tính của các cơ quan và mô khác nhau có thể phát triển, đó là: hậu quả lâu dài của việc tiếp xúc này. Điều thứ hai cũng bao gồm sự suy giảm sức đề kháng của cơ thể đối với các bệnh truyền nhiễm và các bệnh khác, ảnh hưởng xấu đến chức năng sinh sản và các bệnh khác.
Các chất phóng xạ (RS) có thể xâm nhập vào cơ thể theo ba cách: qua không khí hít vào, qua đường tiêu hóa (với thức ăn và nước uống) và qua da. Một người nhận được bức xạ không chỉ từ bên ngoài mà còn thông qua các cơ quan nội tạng. RV thâm nhập vào các phân tử của các cơ quan nội tạng, đặc biệt là mô xương và cơ. Tập trung ở đó, các chất phóng xạ tiếp tục chiếu xạ và gây tổn hại cho cơ thể từ bên trong.
Rủi ro bức xạ là khả năng một người hoặc con cái của họ sẽ gặp phải bất kỳ tác hại nào do tiếp xúc với bức xạ.
Bức xạ ion hóa khi tiếp xúc với cơ thể con người có thể gây ra hai loại tác dụng phụ:
Xác định (bệnh do phóng xạ, viêm da do phóng xạ, đục thủy tinh thể do phóng xạ, vô sinh do phóng xạ, những bất thường trong quá trình phát triển của thai nhi, v.v.). Người ta giả định rằng có một ngưỡng liều mà dưới đó không có tác dụng và trên đó mức độ nghiêm trọng của tác dụng phụ thuộc vào liều lượng;
Các tác dụng sinh học có hại không có ngưỡng xác suất ngẫu nhiên (khối u ác tính, bệnh bạch cầu, bệnh di truyền) không có ngưỡng liều lượng để xảy ra. Mức độ nghiêm trọng của các biểu hiện của chúng không phụ thuộc vào liều lượng. Thời gian xuất hiện những ảnh hưởng này ở người bị chiếu xạ dao động từ 2 đến 50 năm hoặc hơn.
Tác dụng sinh học của bức xạ ion hóa có liên quan đến việc hình thành các hợp chất mới, bất thường cho cơ thể, làm gián đoạn hoạt động của cả các chức năng riêng lẻ và toàn bộ hệ thống của cơ thể. Quá trình phục hồi cấu trúc cơ thể đang được tiến hành một phần. Kết quả phục hồi tổng thể phụ thuộc vào cường độ của các quá trình này. Khi năng lượng bức xạ tăng lên, tầm quan trọng của quá trình phục hồi sẽ giảm đi.
Có những tác động có hại về di truyền (di truyền) và soma (cơ thể).
Hiệu ứng di truyền gắn liền với những thay đổi trong bộ máy gen dưới tác động của bức xạ ion hóa. Hậu quả của việc này là những đột biến (sự xuất hiện của con cái ở những người bị chiếu xạ với những đặc điểm khác nhau, thường bị dị tật bẩm sinh).
Hiệu ứng di truyền có thời gian tiềm ẩn khá dài (hàng chục năm sau khi chiếu xạ). Mối nguy hiểm như vậy tồn tại ngay cả với bức xạ rất yếu, mặc dù nó không phá hủy tế bào nhưng có thể thay đổi đặc tính di truyền.
Hiệu ứng soma luôn bắt đầu ở một liều ngưỡng nhất định. Ở liều thấp hơn ngưỡng, cơ thể không bị tổn hại. Các tác động cơ thể bao gồm tổn thương da cục bộ (bỏng phóng xạ), đục thủy tinh thể ở mắt (thủy tinh thể bị mờ), tổn thương bộ phận sinh dục (khử trùng ngắn hạn hoặc vĩnh viễn). Cơ thể có thể khắc phục được nhiều hậu quả cơ thể của bức xạ.
Mức độ thiệt hại do bức xạ phần lớn phụ thuộc vào kích thước của bề mặt được chiếu xạ, vào việc toàn bộ cơ thể bị chiếu xạ hay chỉ một phần cơ thể. Khi nó giảm, tác dụng sinh học cũng giảm.
Tiếp xúc lâu dài với liều lượng thấp (mãn tính) trong môi trường làm việc có thể dẫn đến phát triển bệnh phóng xạ mãn tính. Các dấu hiệu đặc trưng nhất của bệnh phóng xạ mãn tính là thay đổi số lượng máu, tổn thương da cục bộ, tổn thương thấu kính, xơ vữa động mạch và giảm khả năng miễn dịch. Khả năng gây ra những ảnh hưởng lâu dài là một trong những đặc tính nguy hiểm của bức xạ ion hóa.
Hành động vật lý cơ bản của sự tương tác giữa bức xạ ion hóa với vật thể sinh học là ion hóa. Thông qua quá trình ion hóa, năng lượng được truyền đến một vật thể.
Được biết, trong mô sinh học có 60-70% trọng lượng là nước. Kết quả của quá trình ion hóa, các phân tử nước hình thành các gốc tự do H- và OH-. Với sự có mặt của oxy, gốc tự do hydroperoxide (H2O-) và hydro peroxide (H2O), là những tác nhân oxy hóa mạnh, cũng được hình thành.
Các gốc tự do và chất oxy hóa do quá trình phân hủy phóng xạ của nước, có hoạt tính hóa học cao, tham gia phản ứng hóa học với các phân tử protein, enzyme và các yếu tố cấu trúc khác của mô sinh học, dẫn đến thay đổi các quá trình sinh học trong cơ thể. Kết quả là, các quá trình trao đổi chất bị gián đoạn, hoạt động của hệ thống enzyme bị ức chế, sự phát triển của mô chậm lại và dừng lại, xuất hiện các hợp chất hóa học mới không đặc trưng của cơ thể - chất độc. Điều này dẫn đến sự gián đoạn trong hoạt động của các chức năng riêng lẻ hoặc hệ thống của toàn bộ cơ thể. Tùy thuộc vào cường độ của liều hấp thụ và đặc điểm cá nhân của cơ thể, những thay đổi gây ra có thể đảo ngược hoặc không hồi phục.
Một số chất phóng xạ tích tụ trong một số cơ quan nội tạng. Ví dụ, các nguồn bức xạ alpha (radium, uranium, plutonium), bức xạ beta (strontium và yttrium) và bức xạ gamma (zirconium) được lắng đọng trong mô xương. Tất cả những chất này rất khó loại bỏ khỏi cơ thể.
Đặc điểm tác động của bức xạ ion hóa lên cơ thể sống
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ lên cơ thể, người ta xác định được các đặc điểm sau:
Hiệu suất hấp thụ năng lượng cao. Một lượng nhỏ năng lượng bức xạ được hấp thụ có thể gây ra những thay đổi sinh học sâu sắc trong cơ thể;
· sự hiện diện của các biểu hiện tiềm ẩn hoặc tiềm ẩn của tác động của bức xạ ion hóa. Thời kỳ này thường được gọi là thời kỳ hạnh phúc tưởng tượng. Thời gian tồn tại của nó giảm đi khi chiếu xạ với liều lượng lớn;
· Tác dụng của liều lượng nhỏ có thể cộng thêm hoặc tích lũy. Hiệu ứng này được gọi là tích lũy;
· Bức xạ không chỉ ảnh hưởng đến sinh vật sống nhất định mà còn ảnh hưởng đến con cái của nó. Đây được gọi là hiệu ứng di truyền;
· Các cơ quan khác nhau của cơ thể sống có độ nhạy cảm riêng với bức xạ. Khi tiếp xúc hàng ngày với liều 0,02-0,05 R, những thay đổi trong máu đã xảy ra;
· Nói chung không phải mọi sinh vật đều phản ứng như nhau với bức xạ.
· Tiếp xúc phụ thuộc vào tần số. Tiếp xúc một lần với liều lượng lớn gây ra tác động sâu sắc hơn so với phân đoạn.
Do tác động của bức xạ ion hóa lên cơ thể con người, các quá trình vật lý, hóa học và sinh học phức tạp có thể xảy ra trong các mô.
Được biết, 2/3 tổng thành phần mô của con người là nước và carbon. Nước dưới tác dụng của bức xạ ion hóa bị phân tách thành H và OH, trực tiếp hoặc thông qua chuỗi biến đổi thứ cấp tạo thành các sản phẩm có hoạt tính hóa học cao: oxit ngậm nước HO2 và hydro peroxide H2O2. Các hợp chất này tương tác với các phân tử chất hữu cơ của mô, oxy hóa và phá hủy nó.
Do tiếp xúc với bức xạ ion hóa, quá trình bình thường của quá trình sinh hóa và trao đổi chất trong cơ thể bị gián đoạn.
Liều bức xạ hấp thụ gây tổn thương cho từng bộ phận của cơ thể và sau đó gây tử vong vượt quá liều bức xạ hấp thụ gây chết người cho toàn bộ cơ thể. Liều hấp thụ gây chết người cho toàn cơ thể như sau: đầu - 2.000 rads, bụng dưới - 5.000 rads, ngực - 10.000 rads, tứ chi - 20.000 rads.
Mức độ nhạy cảm của các mô khác nhau với bức xạ là khác nhau. Nếu chúng ta xem xét các mô của các cơ quan theo thứ tự giảm độ nhạy cảm của chúng với tác động của bức xạ, chúng ta sẽ có trình tự sau: mô bạch huyết, hạch bạch huyết, lá lách, tuyến ức, tủy xương, tế bào mầm.
Độ nhạy cảm cao hơn của các cơ quan tạo máu với bức xạ là cơ sở để xác định bản chất của bệnh phóng xạ. Với một lần chiếu xạ toàn bộ cơ thể con người với liều hấp thụ 50 rad, một ngày sau khi chiếu xạ, số lượng tế bào lympho có thể giảm mạnh và số lượng hồng cầu (hồng cầu) cũng sẽ giảm hai tuần sau khi chiếu xạ. Một người khỏe mạnh có khoảng 1014 tế bào hồng cầu với số lượng sinh sản hàng ngày là 1012, nhưng ở bệnh nhân tỷ lệ này bị phá vỡ.
Một yếu tố quan trọng trong việc cơ thể tiếp xúc với bức xạ ion hóa là thời gian tiếp xúc. Khi suất liều tăng lên thì tác hại của bức xạ cũng tăng lên. Bức xạ càng phân đoạn theo thời gian thì tác hại của nó càng ít.
Hiệu quả sinh học của từng loại bức xạ ion hóa phụ thuộc vào mức độ ion hóa cụ thể. Vì vậy, ví dụ, a - các hạt có năng lượng 3 meV tạo thành 40.000 cặp ion trên mỗi milimet đường đi, b - các hạt có cùng năng lượng - tối đa bốn cặp ion. Các hạt alpha xuyên qua lớp trên của da ở độ sâu 40 mm, các hạt beta - lên tới 0,13 cm.
Chiếu xạ bên ngoài bằng bức xạ a, b ít nguy hiểm hơn vì các hạt a và b có phạm vi nhỏ trong mô và không đến được cơ quan tạo máu và các cơ quan khác.
Mức độ tổn thương cơ thể phụ thuộc vào kích thước của bề mặt được chiếu xạ. Khi bề mặt chiếu xạ giảm, hiệu ứng sinh học cũng giảm. Như vậy, khi chiếu xạ một vùng cơ thể rộng 6 cm2 với liều hấp thụ 450 rad, cơ thể không bị tổn thương rõ rệt, nhưng khi chiếu toàn bộ cơ thể với cùng một liều lượng thì có 50% số ca tử vong. .
Đặc điểm cá nhân của cơ thể con người chỉ xuất hiện với liều lượng hấp thụ nhỏ.
Người càng trẻ thì độ nhạy cảm với bức xạ càng cao; đặc biệt cao ở trẻ em. Người lớn từ 25 tuổi trở lên có khả năng chống bức xạ cao nhất.
Có một số ngành nghề có nguy cơ phơi nhiễm cao. Trong một số trường hợp khẩn cấp nhất định (ví dụ, vụ nổ ở nhà máy điện hạt nhân), người dân sống ở một số khu vực nhất định có thể bị phơi nhiễm phóng xạ. Không có chất nào được biết là có thể bảo vệ hoàn toàn, nhưng có một số chất có thể bảo vệ một phần cơ thể khỏi bức xạ. Chúng bao gồm, ví dụ, natri azide và xyanua, các chất chứa nhóm sulfhydrua, v.v. Chúng là một phần của chất bảo vệ bức xạ.
Chất bảo vệ phóng xạ ngăn chặn một phần sự hình thành các gốc hoạt động hóa học được hình thành dưới tác động của bức xạ. Cơ chế hoạt động của các chất bảo vệ phóng xạ là khác nhau. Một số trong số chúng tham gia phản ứng hóa học với các đồng vị phóng xạ xâm nhập vào cơ thể và vô hiệu hóa chúng, tạo thành các chất trung tính dễ dàng loại bỏ khỏi cơ thể. Những người khác có cơ chế tuyệt vời. Một số chất bảo vệ phóng xạ hoạt động trong một khoảng thời gian ngắn, trong khi những chất khác tồn tại lâu hơn. Có một số loại chất bảo vệ phóng xạ: viên nén, bột và dung dịch.
Khi các chất phóng xạ xâm nhập vào cơ thể, tác hại chủ yếu được gây ra bởi các nguồn a -, sau đó là các nguồn b - và g -, tức là. theo thứ tự ngược lại với chiếu xạ bên ngoài. Các hạt alpha có mật độ ion hóa phá hủy màng nhầy, lớp bảo vệ yếu của các cơ quan nội tạng so với lớp bên ngoài.
Sự xâm nhập của các hạt vật chất vào hệ hô hấp phụ thuộc vào mức độ rời rạc của hạt. Các hạt nhỏ hơn 0,1 micron đi vào phổi cùng với không khí và bị loại bỏ khi thoát ra ngoài. Chỉ một phần nhỏ còn lại trong phổi. Các hạt có kích thước lớn hơn 5 micron hầu như đều bị khoang mũi giữ lại.
Mức độ nguy hiểm còn phụ thuộc vào tốc độ loại bỏ chất đó ra khỏi cơ thể. Nếu các hạt nhân phóng xạ đi vào cơ thể cùng loại với các nguyên tố mà con người tiêu thụ, thì chúng không tồn tại lâu trong cơ thể mà được giải phóng cùng với chúng (natri, clo, kali và các loại khác).
Khí phóng xạ trơ (argon, xenon, krypton và các loại khác) không phải là một phần của vải. Vì vậy, theo thời gian, chúng bị loại bỏ hoàn toàn khỏi cơ thể.
Một số chất phóng xạ khi đi vào cơ thể được phân bố ít nhiều đều, một số khác tập trung ở các cơ quan nội tạng riêng lẻ. Vì vậy, những nguồn bức xạ như radium, uranium và plutonium được lắng đọng trong mô xương. Strontium và yttrium, là nguồn bức xạ b, và zirconium, nguồn bức xạ g, cũng được lắng đọng trong mô xương. Những yếu tố này, liên kết hóa học với mô xương, rất khó loại bỏ khỏi cơ thể.
Các nguyên tố có số nguyên tử cao (polonium, uranium, v.v.) cũng được giữ lại trong cơ thể trong một thời gian dài. Các yếu tố tạo thành muối dễ hòa tan trong cơ thể và tích tụ trong các mô mềm sẽ dễ dàng bị loại bỏ khỏi cơ thể.
Tốc độ loại bỏ một chất phóng xạ bị ảnh hưởng rất lớn bởi chu kỳ bán rã của chất phóng xạ T nhất định. Nếu chúng ta biểu thị Tb là chu kỳ bán rã sinh học của một đồng vị phóng xạ khỏi cơ thể, thì chu kỳ bán rã hiệu dụng, có tính đến sự phân rã phóng xạ và sự loại bỏ sinh học, sẽ được biểu thị bằng công thức:
Teff = T * Tb / (T + Tb)
Các đặc điểm chính về tác dụng sinh học của bức xạ ion hóa như sau:
· Con người không nhận thấy được tác động của bức xạ ion hóa lên cơ thể. Vì vậy nó rất nguy hiểm. Dụng cụ đo liều giống như một cơ quan cảm giác bổ sung được thiết kế để nhận biết bức xạ ion hóa;
· Các tổn thương da có thể nhìn thấy và đặc điểm khó chịu của bệnh phóng xạ không xuất hiện ngay lập tức mà sau một thời gian; tổng số liều xảy ra ẩn. Nếu các chất phóng xạ được đưa vào cơ thể con người một cách có hệ thống, thì theo thời gian, liều lượng sẽ tăng lên, điều này chắc chắn sẽ dẫn đến bệnh tật do phóng xạ.
Bức xạ ion hóa- là bức xạ gây ion hóa môi trường , những thứ kia. dòng điện trong môi trường này, kể cả trong cơ thể con người, thường dẫn đến phá hủy tế bào, thay đổi thành phần máu, bỏng và các hậu quả nghiêm trọng khác.
Nguồn bức xạ ion hóa
Nguồn bức xạ ion hóa là các nguyên tố phóng xạ và đồng vị của chúng, lò phản ứng hạt nhân, máy gia tốc hạt tích điện, v.v. Việc lắp đặt tia X và nguồn dòng điện một chiều điện áp cao là nguồn bức xạ tia X. Cần lưu ý ở đây rằng trong quá trình hoạt động bình thường, nguy cơ bức xạ là không đáng kể. Nó xảy ra khi trường hợp khẩn cấp xảy ra và có thể biểu hiện trong thời gian dài trong trường hợp khu vực bị ô nhiễm phóng xạ.
Dân số nhận được một phần đáng kể phơi nhiễm từ các nguồn phóng xạ tự nhiên: từ không gian và từ các chất phóng xạ nằm trong vỏ trái đất. Đáng kể nhất của nhóm này là khí phóng xạ radon, xuất hiện ở hầu hết các loại đất và liên tục thoát ra bề mặt, và quan trọng nhất là xâm nhập vào các cơ sở công nghiệp và dân cư. Nó hầu như không xuất hiện vì nó không mùi và không màu nên khó phát hiện.
Bức xạ ion hóa được chia thành hai loại: điện từ (bức xạ gamma và tia X) và hạt, đó là các hạt a và beta, neutron, v.v.
Các loại bức xạ ion hóa
Bức xạ ion hóa được gọi là bức xạ, sự tương tác của nó với môi trường dẫn đến sự hình thành các ion có dấu hiệu khác nhau. Nguồn bức xạ này được sử dụng rộng rãi trong năng lượng hạt nhân, công nghệ, hóa học, y học, nông nghiệp, v.v. Làm việc với các chất phóng xạ và nguồn bức xạ ion hóa có mối đe dọa tiềm tàng đối với sức khỏe và tính mạng của những người liên quan đến việc sử dụng chúng.
Có hai loại bức xạ ion hóa:
1) hạt (bức xạ α và β, bức xạ neutron);
2) điện từ (bức xạ γ và tia X).
Bức xạ alpha là dòng hạt nhân của các nguyên tử helium được phát ra bởi một chất trong quá trình phân rã phóng xạ của một chất hoặc trong các phản ứng hạt nhân. Khối lượng đáng kể của hạt α hạn chế tốc độ của chúng và làm tăng số lượng va chạm trong vật chất, do đó hạt α có khả năng ion hóa cao và khả năng xuyên thấu thấp. Phạm vi của các hạt α trong không khí đạt tới 8 9 cm và trong mô sống - vài chục micromet. Bức xạ này không nguy hiểm miễn là chất phóng xạ phát ra Một- các hạt sẽ không xâm nhập vào cơ thể qua vết thương, qua thức ăn hoặc không khí hít vào; thì chúng trở nên cực kỳ nguy hiểm.
Bức xạ bêta là dòng electron hoặc positron sinh ra từ sự phân rã phóng xạ của hạt nhân. So với hạt α, hạt β có khối lượng và điện tích nhỏ hơn đáng kể nên hạt β có khả năng xuyên thấu cao hơn hạt α và khả năng ion hóa thấp hơn. Phạm vi của hạt β trong không khí là 18 m, trong mô sống - 2,5 cm.
Bức xạ neutron là một dòng hạt hạt nhân không có điện tích, phát ra từ hạt nhân nguyên tử trong một số phản ứng hạt nhân nhất định, đặc biệt là trong quá trình phân hạch hạt nhân uranium và plutonium. Tùy thuộc vào năng lượng có neutron chậm(với năng lượng nhỏ hơn 1 kEV), neutron năng lượng trung gian(từ 1 đến 500 kEV) và neutron nhanh(từ 500 keV đến 20 MeV). Trong quá trình tương tác không đàn hồi của neutron với hạt nhân nguyên tử trong môi trường, bức xạ thứ cấp xuất hiện, bao gồm cả các hạt tích điện và lượng tử γ. Khả năng xuyên thấu của neutron phụ thuộc vào năng lượng của chúng, nhưng nó cao hơn đáng kể so với hạt α hoặc hạt β. Đối với neutron nhanh, chiều dài đường truyền trong không khí lên tới 120 m và trong mô sinh học - 10 cm.
Bức xạ gamma là bức xạ điện từ phát ra trong quá trình biến đổi hạt nhân hoặc tương tác hạt (10 20 10 22 Hz). Bức xạ gamma có hiệu ứng ion hóa thấp nhưng khả năng xuyên thấu cao và truyền đi với tốc độ ánh sáng. Nó đi tự do qua cơ thể con người và các vật liệu khác. Bức xạ này chỉ có thể bị chặn bởi tấm chì hoặc bê tông dày.
bức xạ tia X cũng đại diện cho bức xạ điện từ xảy ra khi các electron nhanh trong vật chất giảm tốc (10 17 10 20 Hz).
Khái niệm hạt nhân và hạt nhân phóng xạ
Hạt nhân của tất cả các đồng vị của các nguyên tố hóa học tạo thành một nhóm “hạt nhân”. Hầu hết các hạt nhân đều không ổn định, tức là chúng liên tục biến thành các hạt nhân khác. Ví dụ, một nguyên tử uranium-238 thỉnh thoảng phát ra hai proton và hai neutron (hạt a). Uranium biến thành thorium-234, nhưng thorium cũng không ổn định. Cuối cùng, chuỗi biến đổi này kết thúc bằng một hạt nhân chì ổn định.
Sự phân rã tự phát của một hạt nhân không ổn định được gọi là phân rã phóng xạ và bản thân hạt nhân đó được gọi là hạt nhân phóng xạ.
Với mỗi lần phân rã, năng lượng được giải phóng và truyền đi xa hơn dưới dạng bức xạ. Do đó, chúng ta có thể nói rằng ở một mức độ nhất định, sự phát xạ của một hạt gồm hai proton và hai neutron bởi hạt nhân là bức xạ a, sự phát xạ của một electron là bức xạ β, và trong một số trường hợp là bức xạ g. xảy ra.
Sự hình thành và phát tán các hạt nhân phóng xạ dẫn đến ô nhiễm phóng xạ trong không khí, đất và nước, đòi hỏi phải theo dõi liên tục hàm lượng của chúng và áp dụng các biện pháp trung hòa.
Mức độ tiếp xúc với bức xạ ion hóa trên cơ thể con người phụ thuộc vào về liều bức xạ, công suất, mật độ ion hóa bức xạ, loại chiếu xạ, thời gian phơi nhiễm, độ nhạy cảm của từng cá nhân, trạng thái sinh lý của cơ thể, v.v. Dưới tác dụng của bức xạ ion hóa trong mô sống , như trong bất kỳ môi trường nào, năng lượng được hấp thụ và xảy ra sự kích thích và ion hóa các nguyên tử của chất được chiếu xạ. Kết quả là, các quá trình hóa lý sơ cấp phát sinh trong các phân tử của tế bào sống và chất nền xung quanh, và hậu quả là làm gián đoạn các chức năng của toàn bộ sinh vật. Các tác động chính ở cấp độ tế bào biểu hiện dưới dạng phân tách các phân tử protein, quá trình oxy hóa chúng bởi các gốc OH và H, phá vỡ các liên kết yếu nhất, cũng như làm hỏng cơ chế nguyên phân và bộ máy nhiễm sắc thể, ngăn chặn quá trình tái tạo và biệt hóa tế bào.
Các tế bào của các mô và cơ quan được đổi mới liên tục là những tế bào nhạy cảm nhất với tác động của bức xạ. (tủy xương, tuyến sinh dục, lá lách, v.v.).
Những thay đổi này ở cấp độ tế bào và sự chết của tế bào có thể dẫn đến sự gián đoạn chức năng của các cơ quan và hệ thống riêng lẻ, kết nối giữa các cơ quan, làm gián đoạn hoạt động bình thường của cơ thể và dẫn đến cái chết của cơ thể.
Sự chiếu xạ của cơ thể có thể bên ngoài khi nguồn bức xạ ở bên ngoài cơ thể, và nội bộ - khi chất phóng xạ (hạt nhân phóng xạ) xâm nhập vào cơ thể qua đường tiêu hóa, cơ quan hô hấp và qua da.
Khi tiếp xúc với bức xạ bên ngoài, nguy hiểm nhất là bức xạ gamma, neutron và tia X. Các hạt alpha và beta do khả năng xuyên thấu kém nên chủ yếu gây tổn thương da.
Tiếp xúc bên trong là nguy hiểm vì nó gây ra những vết loét lâu ngày không lành trên nhiều cơ quan khác nhau. Việc con người tiếp xúc với bức xạ ion hóa có thể dẫn đến các hậu quả về cơ thể, cơ thể ngẫu nhiên và di truyền.
Hiệu ứng soma biểu hiện dưới dạng bệnh bức xạ cấp tính hoặc mãn tính của toàn bộ sinh vật, cũng như dưới dạng tổn thương bức xạ cục bộ.
Hiệu ứng ngẫu nhiên somato biểu hiện dưới dạng giảm tuổi thọ, thay đổi ác tính trong các tế bào tạo máu (bệnh bạch cầu), khối u của các cơ quan và tế bào khác nhau. Đây là những hậu quả lâu dài.
Hiệu ứng di truyền biểu hiện ở các thế hệ tiếp theo dưới dạng đột biến gen do chiếu xạ lên tế bào mầm ở mức liều không gây nguy hiểm cho một cá thể nhất định.
Bệnh phóng xạ cấp tính được đặc trưng bởi một quá trình mang tính chu kỳ với các giai đoạn sau:
thời kỳ phản ứng sơ cấp;
thời kỳ tiềm ẩn; thời kỳ hình thành bệnh;
thời gian phục hồi; thời gian và hậu quả lâu dài của bệnh. Bệnh phóng xạ mãn tính Bệnh mãn tính có thể dễ dàng ( Giai đoạn I), trung bình (giai đoạn II) và nặng (giai đoạn III).
Giai đoạn đầu của bệnh phóng xạ biểu hiện ở dạng nhức đầu nhẹ, thờ ơ, suy nhược, rối loạn giấc ngủ và thèm ăn, v.v.
Giai đoạn giữa hoặc thứ hai được đặc trưng bởi sự gia tăng các triệu chứng này và rối loạn điều hòa thần kinh với sự xuất hiện suy giảm chức năng của tuyến tiêu hóa, hệ tim mạch và thần kinh, vi phạm một số quá trình trao đổi chất, giảm bạch cầu và tiểu cầu kéo dài.
Trong trường hợp nặng Ngoài ra, thiếu máu phát triển, xuất hiện giảm bạch cầu và giảm tiểu cầu nghiêm trọng, quá trình teo xảy ra ở màng nhầy của đường tiêu hóa, v.v. (những thay đổi trong hệ thần kinh trung ương, rụng tóc).
Ảnh hưởng lâu dài của bệnh phóng xạ xuất hiện trong cơ thể có khuynh hướng gia tăng đối với các khối u ác tính và các bệnh về hệ tạo máu.
Sự nguy hiểm của hạt nhân phóng xạ xâm nhập vào cơ thể do một số nguyên nhân - khả năng một số chúng tích lũy có chọn lọc trong các cơ quan riêng lẻ, tăng thời gian chiếu xạ trước khi hạt nhân được loại bỏ khỏi cơ quan và sự phân rã phóng xạ của nó, tăng nguy cơ các hạt alpha và beta bị ion hóa cao, không hiệu quả trong quá trình bức xạ bên ngoài.
Các cơ quan quan trọng được chia thành ba nhóm :
I- toàn bộ cơ thể, cơ quan sinh sản (tuyến sinh dục), tủy xương đỏ;
II - cơ, tuyến giáp, mô mỡ, gan, thận, lá lách, đường tiêu hóa, phổi, thủy tinh thể mắt;
III - mô xương, da, cánh tay, cẳng tay, bàn chân.