История развития представлений и радиологии

Проникающая радиация ядерного взрыва представляет собой поток  у-излучения и нейтронов, распространяющийся в воздухе во все стороны из центра взрыва на расстояние до 3 км. Источником проникающей радиации являются ядерные реакции деления и синтеза, протекающие в боеприпасах в момент взрыва, а также радиоактивный распад продуктов ядерного деления.

у-Кванты могут быть мгновенными, испускаемыми в ходе протекания ядерных реакций взрыва при взаимодействии нейтронов с конструкционными материалами боеприпаса, осколочными, образуемыми при радиоактивном распаде осколков деления, или захватными, возникающими при ядерных перестройках, вызываемых нейтронами в атомах воздуха и грунта.

Нейтроны проникающей  радиации могут быть мгновенными, испускаемыми в ходе протекания ядерных реакций взрыва, и запаздывающими, образующимися в процессе распада продуктов ядерного деления в первые 2—3 с после взрыва.

Время действия проникающей  радиации при атомных и водородных взрывах не превышает нескольких секунд и определяется временем подъема  облака взрыва на такую высоту, при  которой у-излучение практически полностью поглощается толщей воздуха. Поражающее действие проникающей радиации на человека определяется дозой облучения, а также (в случае частичного экранирования) фактором неравномерности распределения этой дозы по телу.

Радиоактивное заражение  местности возникает в результате выпадения радиоактивных веществ  из облака ядерного взрыва. Его значение как поражающего фактора определяется тем, что высокие дозы облучения личного состава войск и населения могут наблюдаться не только в районе, прилегающем к месту взрыва, но и за сотни километров от него. Кроме того, радиационное воздействие, обусловленное РЗМ, более продолжительно, чем действие проникающей радиации. Спад активности выпавших на местность продуктов ядерного взрыва происходит экспоненциально:

А, = Ао (t/t₀)-¹²,

где Ао и А, — активность продуктов ядерного взрыва ко времени t₀ и t после взрыва.

Наиболее существенное РЗМ  происходит при наземных ядерных  взрывах, когда площади заражения  с опасными значениями мощности дозы излучения многократно больше размеров зон поражения ударной волной, световым излучением и проникающей  радиацией. Масштабы РЗМ зависят  также от мощности ядерного взрыва и метеоусловий (скорости ветра в слое атмосферы, ограниченном высотой подъема облака, наличия осадков). При воздушных ядерных взрывах РЗМ незначительно и не вызывает санитарных потерь личного состава.

Лучевое поражение людей, находящихся на РЗМ, обусловлено (в  порядке убывания значимости) равномерным внешним у-облучением тела, внешним р-облучением открытых участков кожи, конъюнктив и слизистых оболочек, а также излучениями радионуклидов, которые могут проникать в организм ингаляционным либо пероральным путем.

Последствия пребывания личного  состава на РЗМ с достаточной  точностью могут прогнозироваться по величине дозы внешнего у-облучения тела. Такой расчет наиболее целесообразно производить заблаговременно, что позволяет избежать неоправданного переоблучения и минимизировать потери личного состава. Для удобства расчета доз облучения вся территория, подвергшаяся радиоактивному заражению, разделяется на участки, различающиеся величинами мощности дозы излучения на местности — зоны РЗМ. Воображаемые границы между ними представляют собой изолинии эллиптической формы, все точки каждой из которых характеризуются одинаковыми значениями мощности дозы. Характеристика зон РЗМ, данные для расчета их размеров, а также интенсивности радиационных воздействий на личный состав (дозы, мощности дозы у-излучения, плотности поверхностного радиоактивного заражения кожных покровов и обмундирования) содержатся в Справочнике по поражающему действию ядерного оружия. Эти данные необходимы для прогнозирования величины, структуры и динамики возникновения санитарных потерь среди личного состава, находившегося на РЗМ.

1.2. Нерадиационные поражающие  факторы ядерного взрыва

Ударная волна является основным поражающим фактором ядерных взрывов средней и большой мощности. Она представляет собой область резко сжатого воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва. Поражения людей ударной волной возникают в результате действия избыточного давления во фронте ударной волны, скоростного напора воздуха и действия вторичных ранящих снарядов (предметов, отброшенных скоростным напором воздуха).

В результате действия ударной  волны у незащищенных людей могут  возникать разнообразные травмы. В Хиросиме их получили 40% пораженных, ее воздействием было обусловлено 20% смертельных исходов. Показателем, позволяющим достаточно точно предсказать действие ударной волны на личный состав, сооружения и военную технику, является величина избыточного давления во фронте ударной волны.

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой поток  видимого света, ультрафиолетового и инфракрасного излучения, исходящий из светящейся области взрыва. Поражающее действие этого фактора обусловлено нагревом подлежащих поверхностей и вторичными ожогами от воспламенившегося обмундирования. При формировании зон обширных пожаров могут возникать «огненные бури», при которых возможны термические ожоги не только кожи, но и верхних дыхательных путей, а также массовые отравления оксидом углерода.

 
Радиус поражающего действия ударной  волны, светового излучения и  проникающей радиации представляет собой расстояние, на котором они  могут выводить из строя открыто расположенный личный состав. Для проникающей радиации этот показатель возрастает с увеличением мощности ядерного боеприпаса медленнее, чем радиус поражающего действия ударной волны и светового излучения ядерного взрыва. При взрывах сверхмалой (до 1 кт) и малой (1-10 кт) мощности он больше у проникающей радиации, чем у других кратковременно действующих поражающих факторов ядерного взрыва. При взрывах средней (10-100 кт), большой (100-1000 кт) и особо большой (>1 Мт) мощности радиус поражающего действия ударной волны и светового излучения больше или равен таковому для проникающей радиации. У нейтронных боеприпасов, создающих повышенную интенсивность нейтронной компоненты проникающей радиации ядерного взрыва, радиус ее поражающего действия существенно превосходит таковые для ударной волны и светового излучения. Эти соотношения учитываются при прогнозировании структуры санитарных потерь от ядерного оружия. При взрывах малой и сверхмалой мощности (включая нейтронные) можно ожидать появления большого количества больных с изолированными лучевыми поражениями. Санитарные потери в зоне кратковременно действующих факторов более мощных ядерных взрывов будут характеризоваться преобладанием комбинированных радиационных поражений, при которых клиническая картина травм и ожогов будет отягощена облучением в различных дозах.

При авариях или разрушениях  ядерных реакторов основным радиационным фактором, способным вызвать поражения личного состава войск и населения на прилегающих территориях, является РЗМ. Особенностями последнего являются более медленный, чем в случае ядерного взрыва, спад мощности дозы излучения на местности, более сложная конфигурация зараженных участков местности, а также более высокие адгезивность и контаминирующая способность выпадающих на местность радиоактивных веществ. Кроме того, внешнее р- и у-облучение в поражающих человека дозах может происходить в момент прохождения радиоактивного пароаэрозольного облака аварийного радиационного выброса. Масштаб РЗМ определяется типом аварийного ядерного реактора, степенью его разрушения и метеоусловиями (скорость ветра, устойчивость приземного слоя атмосферы, наличие осадков).

При радиационной аварии риск поступления радионуклидов в  организм выше, чем при ядерном взрыве, что обусловлено пребыванием некоторой их части в газообразном состоянии и способностью преодолевать противогазы и респираторы. В ранние сроки (несколько суток) после начала аварии наибольшую опасность представляет инкорпорация смеси радиоактивных изотопов йода. В более поздние сроки (спустя годы после аварии) на первый план выходит внутреннее облучение организма за счет поступивших в него долгоживущих радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr.

Потери личного состава, обусловленные пребыванием в  зоне следа облака аварийного радиационного выброса, так же как и на следе облака ядерного взрыва, определяются дозой внешнего у-облучения. Для удобства ее расчета на местности, подвергшейся радиоактивному загрязнению, выделяют зоны РЗМ. Характеристика зон РЗМ, методика расчета их размеров и показателей уровня облучения находящегося в них личного состава (дозы, мощности дозы) содержатся в соответствующих справочниках.

17.21. Характеристика лучевых  поражений

Лучевые поражения личного  состава как при применении ядерного оружия, так и вследствие техногенных аварий на радиационно-опасных объектах могут стать результатом внешнего облучения и проникновения радионуклидов во внутренние среды организма. При этом выделяют:

1. Лучевые поражения от  внешнего облучения:

• поражения в результате общего (тотального) облучения;

• местные лучевые поражения  от внешнего облучения.

2. Поражения от наружного  заражения покровных тканей радионук- 
лидами.

3. Поражения от внутреннего  радиоактивного заражения.

Формирующаяся при этом патология  характеризуется многообразием клинических форм, закономерностью развития, четкой зависимостью между величиной лучевого воздействия и тяжестью заболевания. Медицинская защита личного состава и лечение пораженных предполагают использование специальных медикаментозных средств. Их разработка, совершенствование и практическое применение основываются на понимании сущности лучевых поражений. 

 

 

 

Глава 18. ЛУЧЕВЫЕ ПОРАЖЕНИЯ  В РЕЗУЛЬТАТЕ ВНЕШНЕГО ОБЛУЧЕНИЯ 

 

Под внешним облучением понимают такое, при котором источник излучения располагается на расстоянии от облучаемого объекта. Результатом внешнего облучения человека являются общие и местные лучевые поражения. Особенности течения лучевых поражений от внешнего облучения определяются видом излучения, дозой, распределением поглощенной дозы в объеме тела и во времени.

18.1. Классификация лучевых  поражений от внешнего облучения  в зависимости от вида и  условий воздействия 

 

По виду воздействия различают  лучевые поражения:

1) от у- или рентгеновского излучения;

2) от нейтронного излучения;

3) от р-излучения (при  внешнем воздействии а-излучения поражение не может возникнуть вследствие очень низкой проникающей способности а-частиц).

Рентгеновы и у-лучи, а также нейтроны высоких энергий характеризуются высокой проникающей способностью и оказывают повреждающее воздействие на все ткани, лежащие на пути пучка. При общем облучении в соответствующей дозе в этом случае развивается острая лучевая болезнь. Острая лучевая болезнь может быть вызвана и воздействием высо-коэнергетичных электронов, генерируемых в специальных ускорителях.

Р-Излучение, исходящее от радиоактивных источников, находящихся вблизи человека, обладает невысокой проникающей способностью и может явиться причиной поражения только кожи и слизистых оболочек. Однако, добавляясь к воздействию у-излучения, эффект р-воздействия может существенно утяжелить общее поражение.

Тяжесть лучевого поражения  зависит в первую очередь от дозы облучения. При общем внешнем у- или нейтронном облучении доза является

 
 

 

 

основным фактором, определяющим развитие той или иной патогенетической формы ОЛБ и степени ее тяжести (табл. 69).

Таблица 69

Патогенетическая классификация  острой лучевой болезни от внешнего облучения 

 

Клиническая форма	Степень тяжести	Доза, Гр (+ 30%)
Костномозговая	1 (легкая)	1-2
Костномозговая	2 (средняя)	2-4
Костномозговая	3 (тяжелая)	4-6
Костномозговая (переходная)	4 (крайне тяжелая)	6-10
Кишечная	-	10-20
Токсемическая (сосудистая)	-	20-50
Церебральная	-	Более 50

Клинические проявления, наблюдающиеся  иногда после облучения в дозах  менее 1 Гр, называют лучевой реакцией.

По характеру распределения  поглощенной дозы в объеме тела различают  общее (тотальное) и местное (локальное) облучение. Общее облучение бывает равномерным и неравномерным. Неравномерность распределения дозы может создаться вследствие экранирования отдельных областей тела, а также в результате внутреннего поглощения при прохождении излучения через толщу тканей. В реальных условиях облучение всегда в той или иной степени неравномерно. Однако, если различия в дозах, поглощенных разными участками тела не превышают 10-15%, такое облучение называют равномерным.

Поражения при общем равномерном  и умеренно неравномерных (Dmax / D_min < 3-5) вариантах облучения укладываются в общее представление об острой лучевой болезни.

При локальном облучении  в дозах, превышающих толерантность  тканей, находящихся на пути пучка, возникают местные лучевые поражения. Такие поражения наиболее характерны для ситуаций, связанных с лучевой терапией злокачественных новообразований, но могут возникнуть и при радиационных авариях и инцидентах.

Если местное повреждение  тканей происходит на фоне общего облучения в дозах (неравномерное облучение с высокой степенью неравномерности), приводящих к развитию острой лучевой болезни, поражение называют сочетанным.

Характеризуя временные  условия, лучевые воздействия подразделяют на однократные и фракционированные. По общей продолжительности набора дозы выделяют кратковременное, пролонгированное и хроническое облучения.

В зависимости от длительности облучения развиваются острые, подо-стрые и хронические формы лучевого поражения. Развитие острого поражения (особенно это относится к острой лучевой болезни) характерно для варианта облучения, при котором продолжительность периода набора поражающей дозы не превышает одной — полутора недель. При более длительном (пролонгированном) облучении развиваются подострые формы поражения. Если же общая продолжительность облучения превышает несколько месяцев, развиваются хронические формы. При этом важна общая длительность облучения, и несущественно, было ли облучение непрерывным или разделенным на фракции.

18.2. Зависимость эффекта  облучения от его продолжительности  

 

Если облучение оказывается  растянутым во времени, за счет снижения мощности дозы или разделения дозы на отдельные фракции, биологический его эффект, как правило, оказывается меньшим по сравнению с тем, каким бы он был, если бы та же доза была получена за меньший срок. Соответственно, в эксперименте, чтобы получить эффект одинаковый с эффектом кратковременного облучения суммарную дозу фракционированного или пролонгированного облучения необходимо увеличить. С увеличением промежутка времени между фракциями устойчивость к повторному облучению увеличивается.