Механизм действия ионизирующего излучения

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………………3

Механизм действия ионизирующего излучения…………………………..…….4

Путь воздействия ионизирующего излучения на человека………………….….6

Эффекты облучения……………………………………………………………....7

Заболевания, вызванные ионизирующим излучением………………...……...10

Профилактические мероприятия………………………………………………….13

Нормирование ионизирующего излучения……………….……………..…..14

Список использованной литературы……………………………………….……19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Ионизирующие излучения — это любые излучения, которые создаются при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении ядерных частиц в веществе и способны прямо или косвенно вызывать ионизацию среды — образование заряженных атомов или молекул — ионов.

Человек подвергается воздействию ионизирующих излучений от природных источников космического и земного происхождения, при эксплуатации и обслуживании радиоизотопных, ядерно-энергетических и ядерно-силовых установок, перевозках радионуклидов и т.п. Источники ионизирующего излучения представляют потенциальную угрозу здоровью и жизни людей.

Степень поражения организма человека ионизирующим излучением определяется многими факторами, основными из которых являются:

• вид ионизирующего излучения;
• доза облучения;
• путь воздействия ионизирующего излучения на человека (внутреннее или наружное облучение);

поведение радионуклида в организме человека, орган накопления 
радионуклида

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Механизм действия ионизирующего излучения.

 

Биологическое действие ионизирующего излучения можно условно разделить на:

1. Первичные физико-химические процессы, возникающие в молекулах живых клеток.
2. Нарушение функций целого организма как следствие первичных 
   процессов.

Первичные процессы обусловлены поглощением энергии ионизирующего излучения в живой ткани, воздействие которого на организм человека может быть прямым и косвенным.

Прямое воздействие излучения заключается в процессах ионизации и возбуждения атомов и молекул. В возбужденном состоянии молекула может находиться ... с. В течение этого времени энергия возбуждения может трансформироваться в колебательную и сконцентрироваться на одной из химических связей, что приведет к развалу молекулы и отрыву от нее какого-либо фрагмента. Следствием акта ионизации является быстрое изменение электромагнитного поля молекулы, приводящее к разрыву 10... 15 химических связей. Прямое действие ионизирующего излучения может вызвать расщепление молекул белка, разрыв наименее прочных связей, отрыв радикалов.

Под косвенным действием ионизирующего излучения понимают радиационно-химические изменения, обусловленные продуктами радиолиза воды (из которой на 60... 70% по массе состоит тело человека), образующими свободные радикалы Н* и ОН*. В присутствии кислорода образуется также свободный радикал гидропероксида , и пероксида водорода, являющихся сильными окислителями.

Свободные радикалы обладают высокой химической активностью. Они вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов и других структурных элементов биологической ткани, в результате чего нарушаются обменные процессы, подавляется активность ферментных систем, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не свойственные организму — токсины. Индуцированные свободными радикалами химические реакции развиваются и вовлекают в этот процесс многие сотни и тысячи молекул, не затронутых излучением. Это приводит к нарушению деятельности отдельных функций или систем организма в целом.

Никакой другой вид энергии (тепловой, электрической и др.), поглощенной биологическим объектом в том же количестве, не приводит к таким изменениям, какие вызывает ионизирующее излучение. Например, при дозе излучения, вызывающей гибель живого организма, эквивалентная величина тепловой энергии не больше энергии, заключенной в стакане горячего чая.

Для человека крайне тяжелая степень лучевой болезни при общем остром облучении гамма-излучением соответствует поглощенной энергии 6 Грей или 420 Дж на все тело (70 кг). Если эту энергию подвести в виде тепла, то она повысит температуру тела не более чем на 0,01 °С.

Под действием первичных процессов в клетках возникают функциональные изменения, подчиняющиеся уже биологическим законам жизни и гибели клеток, наиболее важными из которых являются:

• повреждение механизма деления и хромосомного аппарата облученной клетки;
• блокирование процессов обновления и дифференцирования клеток;
• блокирование процессов и последующей физиологической регенерации тканей.

Изменения на клеточном уровне, гибель клеток приводят к таким нарушениям в тканях, в функциях отдельных органов, которые вызывают различные негативные последствия для организма или его гибель.

 

 

 

Путь воздействия ионизирующего излучения на человека.

 

Человек может подвергаться внешнему и внутреннему облучению.

Уровень внешнего воздействия существенно зависит от времени пребывания в зоне воздействия излучения. По мере удаления от источника интенсивность потока излучения уменьшается.

Внешнее облучение альфа- и бета-частицами возможно при контакте открытых участков тела, при загрязнении кожных покровов радиоактивными веществами. В этом случае облучению подвергается эпидермис.

При внутреннем облучении радиоактивные вещества поступают в организм человека ингаляционно или перорально.

После попадания в легкие радиоактивные вещества током крови разносятся по всему организму. Крупные частицы (до 0,1 мкм) оседают в трахеобронхиальной области, а меньшие частицы — в пространстве легочных альвеол, откуда через кровь поступают в различные органы и ткани организма. Из верхних дыхательных путей радионуклиды через определенный промежуток времени удаляются из организма в результате очистительных процессов. Скорость перехода радиоактивных веществ из легких в другие системы организма тем больше, чем лучше растворимость вдыхаемых аэрозолей в физиологических жидкостях организма, в частности в лимфе крови.

При пероральном поступлении радиоактивные вещества попадают в желудок, откуда всасываются в кровь и разносятся по различным органам и тканям. Чем меньше растворимость радионуклида, тем большее его количество проходит транзитом и выводится из организма.

 

 

 

 

Эффекты облучения.

 

При оценке опасности облучения, которой могут подвергаться отдельные контингенты людей, радиационные эффекты принято дифференцировать на соматические и генетические.

К соматическим (телесным) эффектам относятся те изменения в состоянии здоровья, которые произошли у данного индивидуума в результате облучения. Соматические эффекты проявляются в виде:

• детерминированных эффектов, возникающих через сравнительно 
короткий промежуток времени (часы, дни);

• вероятностных (стохастических) эффектов, проявляющихся не 
сразу, в отдаленные сроки жизни.

К детерминированным относятся такие клинически выявляемые вредные биологические эффекты, как, например, лучевая болезнь различной тяжести, локальные лучевые повреждения отдельных органов и тканей и др.

Для детерминированных эффектов характерно наличие связи между уровнем облучения и реакцией организма. Они имеют порог, ниже которого эффект отсутствует, а выше — тяжесть эффекта зависит от дозы.

Детерминированные эффекты проявляются при достаточно высоком или аварийном облучении всего тела или отдельных органов. Порог эффекта зависит от органа или ткани.

При однократном облучении всего тела в дозе до 0,5 Зв детерминированные эффекты не проявляются — нельзя обнаружить какие-либо изменения в состоянии здоровья человека, а также изменение крови, которая, в первую очередь, реагирует на лучевое воздействие. Различные формы лучевой болезни развиваются при дозах выше 1 Зв. Крайне тяжелая форма лучевой болезни, приводящая к смертельному исходу в 100% случаев наблюдается при дозе, превышающей 63в. Причиной смерти являются инфицированные заболевания и кровоизлияния.

При систематическом облучении в дозах, не вызывающих острой лучевой болезни, но значительно превышающих предельно допустимый уровень, может развиваться хроническая лучевая болезнь, наиболее характерными признаками которой являются изменения в составе крови (уменьшение числа лейкоцитов, малокровие) и некоторые симптомы со стороны нервной системы.

Реакция организма на облучение может проявиться и в отдаленные сроки — через 10... 20 лет (стохастические эффекты). Такими реакциями могут быть лейкозы, злокачественные опухоли различных органов и тканей, сокращение продолжительности жизни (старение, ведущее к преждевременной смерти, не связанное с какой-либо определенной причиной).

Стохастические эффекты облучения не имеют дозового порога возникновения, пропорциональна дозе только вероятность их возникновения, а тяжесть их проявления от дозы не зависит. Так, например, не исключается образование злокачественных новообразований, индуцированных излучением, и при малых дозах облучения.

При воздействии ионизирующего излучения на организм может произойти повреждение наследственных структур, в результате которых неблагоприятные последствия облучения проявляются в последующих поколениях. Это так называемые генетические эффекты. Генетические эффекты также как и стохастические, не исключаются при малых дозах и условно не имеют порога.

Под воздействием ионизирующего излучения могут возникать стойкие нарушения половых клеток, приводящие к мутациям, т.е. к появлению у облученных людей потомства с другими признаками. Такие изменения признаков могут быть как полезными, так и вредными. Большинство мутаций являются вредными.

Генетические эффекты появляются не всегда. Так, например, не обнаружено генетических последствий у 70 тыс. детей, родители которых пережили атомную бомбардировку в Хиросиме и Нагасаки.

Накопленные к настоящему времени данные дают основание полагать, что удвоение числа генетических нарушений у новорожденных может наблюдаться при дозе 1 Зв. Вероятность выхода генетических последствий на единицу дозы примерно в 3 раза меньше, чем соматических.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заболевания, вызванные ионизирующим излучением.

 

Важным фактором при действии ионизирующего излучения на организм является продолжительность облучения. Степень поражения зависит также от размера облученной поверхности. Организм женщин, детей и подростков является более чувствительным к ионизирующим излучениям, чем мужской организм.

К числу отдаленных последствий относятся лейкозы, анемии, астенические состояния с вегетативными дисфункциями, пониженная сопротивляемость к инфекционным заболеваниям, новообразования, обострение хронических инфекций, дисгормональные состояния, изменения половой функции. Рассмотрим некоторые из заболеваний.

Ионизирующее излучение при воздействии на организм человека прежде всего ведет к снижению иммуннозащитной функции. В связи с этим человек становится более ранимым в отношении микробной флоры, обитающей как во внешней среде, так и в самом организме. Последнее выражается в более частых заболеваниях инфекционного происхождения органов дыхания, ЛОР-органов (уха, горла, носа и его пазух). Не исключены и заболевания других физиологических систем — нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной, мочеполовой, эндокринной. Увеличиваются не только количество случаев заболеваний, но и их длительность, тяжесть заболеваний и их осложнений. В конечном результате возможна преждевременная смерть. Об этом свидетельствуют многолетние наблюдения над пострадавшими в результате чернобыльской катастрофы на атомной электростанции.

Среди лиц, имеющих производственный контакт с ионизирующим излучением, зарегистрированы профессиональные заболевания лучевой болезнью в хронической и острой формах всего организма, а также острые и хронические местные лучевые поражения.

Острая лучевая болезнь развивается после действия кратковременного (от секунд до трех суток) интенсивного проникающего ионизирующего излучения, превышающего среднюю поглощенную дозу 1 Гр. В первые трое суток пострадавший жалуется на тошноту, рвоту, общую слабость. Наблюдаются изменения в крови, признаки ранних нарушений в нервной и сердечно-сосудистой системах. Затем на фоне постепенно нарастающих патологических изменений в крови, кишечнике, на коже (например, выпадение волос и др.) в течение 10 — 35 суток возможно удовлетворительное самочувствие больных. Длительность следующей фазы выздоровления, если приняты лечебные меры, длится 14 — 20 суток, а полное выздоровление наступает через 3 — 6 лет. Возможны отдаленные последствия в виде катаракты, изменений в крови, астенического состояния, нарушения детородной функции. Острая лучевая болезнь у работников с ионизирующим излучением считается профессиональным заболеванием.

Острые местные лучевые поражения возникают при местном контактном облучении в дозе более 8 Гр обычно на коже рук. Начальный период характеризуется появлением эритемы (покраснения) уже через несколько часов, что в дальнейшем может закончиться выздоровлением. При непринятии лечебных мер на пораженном месте возникают отек, пузыри, что сопровождается болью. Через 1 — 2 месяца наблюдаются атрофия кожи, подкожной клетчатки и мышц, язвенные и некротические поражения. Первая до врачебная помощь заключается в изоляции пострадавшего от воздействия ионизирующего излучения и немедленное обращение к врачу.