Воздействие гамма-радиации на человека

Различают пороговые (детерминированные) и стохастические эффекты. Первые возникают, когда число клеток, погибших в результате облучения, потерявших способность воспроизводства или нормального функционирования, достигает критического значения, при котором заметно нарушаются функции пораженных органов. Зависимость тяжести нарушения от величины дозы облучения показана в таблице.

Воздействие различных доз облучения  на человеческий организм
Доза, Гр	Причина и результат воздействия
(0.7 - 2) 10-3	Доза от естественных источников в год
0.05	Предельно допустимая доза профессионального облучения в год
0.1	Уровень удвоения вероятности  генных мутаций
0.25	Однократная доза оправданного риска в чрезвычайных обстоятельствах
1.0	Доза возникновения острой лучевой болезни
3- 5	Без лечения 50% облученных умирает  в течение 1-2 месяцев вследствие нарушения деятельности клеток костного мозга
10 - 50	Смерть наступает через 1-2 недели вследствие поражений главным  образом желудочно-кишечного тракта
100	Смерть наступает через  несколько часов или дней вследствие повреждения центральной нервной системы

Хроническое облучение слабее действует  на живой организм по сравнению с  однократным облучением в той  же дозе, что связано с постоянно  идущими процессами восстановления радиационных повреждений. Считается, что примерно 90% радиационных повреждений  восстанавливается. 
    Стохастические (вероятностные) эффекты, такие как злокачественные новообразования, генетические нарушения, могут возникать при любых дозах облучения. С увеличением дозы повышается не тяжесть этих эффектов, а вероятность (риск) их появления. Для количественной оценки частоты возможных стохастических эффектов принята консервативная гипотеза о линейной беспороговой зависимости вероятности отдаленных последствий.

 

 

Органы максимального накопления радионуклидов.
Элемент		Наиболее чувствительный   орган или ткань.	Масса органа или ткани, кг	Доля полной дозы *
Водород	H	Все тело	70	1.0
Углерод	C	Все тело	70	1.0
Натрий	Nа	Все тело	70	1.0
Калий	К	Мышечная ткань	30	0.92
Стронций	Sr	Кость	7	0.7
Йод	I	Щитовидная железа	0.2	0.2
Цезий	Сs	Мышечная ткань	30	0.45
Барий	Ва	Кость	7	0.96
Радий	Rа	Кость	7	0.99
Торий	Тh	Кость	7	0.82
Уран	U	Почки	0.3	0.065
Плутоний	Рu	Кость	7	0.75

от  дозы облучения с коэффициентом  риска около 7 *10^-2 /Зв.

Радионуклиды накапливаются в  органах неравномерно. В процессе обмена веществ в организме человека они замещают атомы стабильных элементов  в различных структурах клеток, биологически активных соединениях, что приводит к высоким локальным дозам. При распаде радионуклида образуются изотопы химических элементов, принадлежащие соседним группам периодической системы, что может привести к разрыву химических связей и перестройке молекул. Эффект радиационного воздействия может проявиться совсем не в том месте, которое подвергалось облучению. Превышение дозы радиации может привести к угнетению иммунной системы организма и сделать его восприимчивым к различным заболеваниям. При облучении повышается также вероятность появления злокачественных опухолей. 
    В таблице приведены сведения о накоплении некоторых радиоактивных элементов в организме человека. 
    Организм при поступлении продуктов ядерного деления подвергается длительному, убывающему по интенсивности, облучению. 
    Наиболее интенсивно облучаются органы, через которые поступили радионуклиды в организм (органы дыхания и пищеварения), а также щитовидная железа и печень. Дозы, поглощенные в них, на 1-3 порядка выше, чем в других органах и тканях. По способности концентрировать всосавшиеся продукты деления основные органы можно расположить в следующий ряд:

щитовидная железа > печень > скелет > мышцы.

Так, в щитовидной железе накапливается  до 30% всосавшихся продуктов деления, преимущественно радиоизотопов йода. 
    По концентрации радионуклидов на втором месте после щитовидной железы находится печень. Доза облучения, полученная этим органом, преимущественно обусловлена радионуклидами ⁹⁹Мо, ¹³²Te,¹³¹I, ¹³²I, ¹⁴⁰Bа, ¹⁴⁰Lа.

  Относящаяся к данному органу доля полной дозы, полученной всем телом человека.

Среди техногенных радионуклидов особого  внимания заслуживают изотопы йода. Они обладают высокой химической активностью, способны интенсивно включаться в биологический круговорот и мигрировать по биологическим цепям, одним из звеньев которых может быть человек. 
    Основным начальным звеном многих пищевых цепей является загрязнение поверхности почвы и растений. Продукты питания животного происхождения - один из основных источников попадания радионуклидов к человеку. 
    Исследования, охватившие примерно 100000 человек, переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, показывают, что рак - наиболее серьезное последствие облучения человека при малых дозах. Первыми среди раковых заболеваний, поражающих население, стоят лейкозы.

Пути воздействия радиоактивных  отходов АЗС на человека.

. Относительная среднестатистическая  вероятность заболевания раком после получения однократной дозы в 1 рад (0.01 Гр.) при равномерном облучении всего тела.

Распространенными видами рака под  действием радиации являются рак  молочной железы и рак щитовидной железы. Обе эти разновидности  рака излечимы и оценки ООН показывают, что в случае рака щитовидной железы летальный исход наблюдается у одного человека из тысячи, облученных при индивидуальной поглощенной дозе один Грей. 
    Данные по генетическим последствиям облучения весьма неопределенны. Ионизирующее излучение может порождать жизнеспособные клетки, которые будут передавать то или иное изменение из поколения в поколение. Однако анализ этот затруднен, так как примерно 10% всех новорожденных имеют те или иные генетические дефекты и трудно выделить случаи, обусловленные действием радиации. Экспертные оценки показывают, что хроническое облучение при дозе 1 Грей, полученной в течение 30 лет, приводит к появлению около 2000 случаев генетических заболеваний на каждый миллион новорожденных среди детей тех, кто подвергался облучению. 
    В последние десятилетия процессы взаимодействия ионизирующих излучений с тканями человеческого организма были детально исследованы. В результате выработаны нормы радиационной безопасности, отражающие действительную роль ионизирующих излучений с точки зрения их вреда для здоровья человека. При этом необходимо помнить, что норматив всегда является результатом компромисса между риском и выгодой. 

Воздействие радиации на живые организмы

Считается, что радиация в любых  дозах очень опасна. Ее влияние  на живой организм может носить, как и позитивный характер: использование  в медицине, так и негативный: лучевая болезнь. Любопытные результаты получили ученые, исследуя воздействие радиации на растения и животных.

Результаты экспериментального облучения  показывают, что наиболее чувствительны  к действию радиации млекопитающие, за ними следуют птицы, рыбы, пресмыкающиеся и насекомые. Чувствительность растений к излучению варьируется в самых широких пределах, частично совпадая с показателями для животных.

Менее всего чувствительны к  высоким дозам радиации мхи, лишайники, водоросли и микроорганизмы, в частности бактерии и вирусы. Воздействие радиации на человека называют облучением. Основу этого воздействия составляет передача энергии радиации клеткам организма. Облучение может вызвать нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, лейкоз и злокачественные опухоли, лучевое бесплодие, лучевую катаракту, лучевой ожог, лучевую болезнь.

 

Воздействие радиоактивных выбросов на организм человека

 

Рассмотрим механизм воздействия  радиации на организм человека: пути воздействия  радиоактивных различных веществ  на организм, их распространение в организме, депонирование, воздействие на различные органы и системы организма и последствия этого воздействия.

Существует термин "входные ворота радиации", обозначающий пути попадания радиоактивных веществ и излучений изотопов в организм. Радиоактивные различные вещества по-разному проникают в организм человека. Это зависит от химических свойств радиоактивного элемента.

 

Пути проникновения радиации в организм человека
Радиоактивные изотопы могут проникать  в организм вместе с пищей или водой. Через органы пищеварения они распространяются по всему организму.	Радиоактивные частицы из воздуха  во время дыхания могут попасть в легкие. Но они облучают не только легкие, а также распространяются по организму.	Изотопы, находящиеся в земле  или на ее поверхности способны облучить организм снаружи. Эти изотопы также переносятся атмосферными осадками.

 

Ионизирующее излучение - это только один из сотен факторов, которые  могут оказывать серьезное влияние  на здоровье людей. Степень ущерба, вызываемого радиационным облучением, зависит от многих показателей, например, от дозы облучения, ее мощности, типа радиации, части тела, подвергнутого облучению, возраста и здоровья человека. Также по истечению многих лет после облучения человека могут проявляться факторы, приводящие к потенциальной причине возникновения рака и появлению других болезней.

Об этом, однако, нельзя говорить с  уверенностью, так как существуют многие другие причины возникновения  рака. Курение, неправильное питание  и солнечное облучение находятся среди наиболее вероятных причин. Но, тем не менее, очевидно, что радиация, используемая ненадлежащим образом, может также стать серьезным фактором риска. С другой стороны, большие дозы радиации, направленные на опухоль, используются в лучевой терапии, чтобы подавить злокачественные клетки. Наиболее высокие дозы используются для того, чтобы уничтожить вредные бактерии в продуктах питания, стерилизовать медицинское оборудование. Различные органы человеческого тела по-разному реагируют на облучение и обладают разной чувствительностью к радиационному воздействию.

Одна из первых систем регистрации  воздействия радиации на здоровье человека была организована в Японии после атомной бомбардировки городов Хиросима и Нагасаки в 1945 г. Начало крупномасштабным эпидемиологическим исследованиям последствий ядерного взрыва было положено в 1948 г. по решению Правительства Японии.

Основой таких исследований является регистр - организация, собирающая и анализирующая состояние здоровья облученного населения. Число внесенных  в регистр Хиросимы и Нагасаки лиц, переживших атомную бомбардировку, составляло 86,5 тыс. человек, которые находятся под постоянным медицинским наблюдением. На основе опыта, полученного японскими специалистами, в России сразу после аварии на ЧАЭС был создан Национальный чернобыльский регистр. По выводам медиков заболеваемость растет больше всего по тем категориям заболеваний, которые как раз с радиацией никак не связаны - в основном, сердечно-сосудистые, а сердце, наверное, самый невосприимчивый к гамма-излучению орган человеческого тела.  

Вследствие катастрофы на ЧАЭС, заболеваемость ликвидаторов социально  значимыми хроническими болезнями  в последние два года несколько снизилась почти по всем классам, однако была выше, чем взрослого населения Республики Беларусь в целом. 
Болезни системы кровообращения (БСК) являются основной причиной нетрудоспособности и смертности пострадавшего населения. Заболеваемость ликвидаторов БСК в 1996 г. составила 12011,2 на 100 тыс. (взрослого населения в целом - 1867,7), в основном за счет гипертонической болезни и ишемической  болезни.

После трагических событий  в Хиросиме и Нагасаки произошел  перелом в общественном сознании и возник информационный взрыв, охвативший интерес ко всем аспектам ядерных исследований, который инициировали и поддерживали, главным образом, журналисты и общественники, потому, что профессионалы - атомщики двух главных атомных держав мира молчали как хранители государственных секретов.

К 50-м годам из открытых публикаций стало ясным, что атомная  бомба не обычное средство массового  поражения - она является серьезной  угрозой для выживания человечества в будущем, так как вызывает изменения  в наследственном аппарате всех живых организмов.

Создается парадоксальная ситуация- параллельно проводятся исследования влияния радиации на живые организмы как в закрытых учреждениях, так и в открытых, имея одну цель - истину, но разные задачи: - военные добивались наибольшей эффективности биологических последствий радиации, гражданские же пытались понять механизмы ее действия на организмы и искали способы защиты от нее.

К 60-м годам были сформулированы некоторые общие принципы действия радиации на живые системы -