Ионизирующие излучения. Внешнее и внутреннее облучение

Физико-химические изменения  сопровождают возникновение в организме  чрезвычайно опасных "свободных  радикалов".

Кроме прямого ионизирующего  облучения выделяют также косвенное  или непрямое действие, связанное  с радиолизом воды. При радиолизе  возникают свободные радикалы - определенные атомы или группы атомов, обладающие высокой химической активностью. Основным признаком свободных радикалов являются избыточные или неспаренные электроны. Такие электроны легко смещаются со своих орбит и могут активно участвовать в химической реакции. Важно то, что весьма незначительные внешние изменения могут привести к значительным изменениям биохимических свойств клеток. К примеру, если обычная молекула кислорода захватит свободный электрон, то она превращается в высокоактивный свободный радикал -- супероксид. Кроме того, имеются и такие активные соединения, как перекись водорода, гидрооксил и атомарный кислород. Большая часть свободных радикалов нейтральна, но некоторые из них могут иметь положительный или отрицательный заряд.

Если число свободных  радикалов мало, то организм имеет  возможность их контролировать. Если же их становится слишком много, то нарушается работа защитных систем, жизнедеятельность  отдельных функций организма. Повреждения, вызванные свободными радикалами, быстро увеличиваются по принципу цепной реакции. Попадая в клетки, они нарушают баланс кальция и кодирование  генетической информации. Такие явления  могут привести к сбоям в синтезе  белков, что является жизненно важной функцией всего организма, т.к. неполноценные  белки нарушают работу иммунной системы. Основные фильтры иммунной системы -- лимфатические узлы работают в  перенапряженном режиме и не успевают их отделять. Таким образом, ослабляются  защитные барьеры и в организме  создаются благоприятные условия  для размножения вирусов микробов и раковых клеток.

Свободные радикалы, вызывающие химические реакции, вовлекают в  этот процесс многие молекулы, не затронутые излучением. Поэтому производимый излучением эффект обусловлен не только количеством  поглощенной энергии, а и той  формой, в которой эта энергия  передается. Никакой другой вид энергии, поглощенный биообъектом в том  же количестве, не приводит к таким  изменениям, какие вызывает ионизирующее излучение. Однако природа этого  явления такова, что все процессы, в том числе и биологические, уравновешиваются. Химические изменения  возникают в результате взаимодействия свободных радикалов друг с другом или со "здоровыми" молекулами Биохимические изменения происходят как в момент облучения, так и  на протяжении многих лет, что приводит к гибели клеток.

 

Наш организм в противовес описанным выше процессам вырабатывает особые вещества, которые являются своего рода "чистильщиками".

Эти вещества (ферменты) в  организме способны захватывать  свободные электроны, не превращаясь  при этом в свободные радикалы. В нормальном состоянии в организме  поддерживается баланс между появлением свободных радикалов и ферментами. Ионизирующее излучение нарушает это  равновесие, стимулирует процессы роста  свободных радикалов и приводит к негативным последствиям. Активизировать процессы поглощения свободных радикалов  можно, включив в рацион питания  антиокислители, витамины А, Е, С или  препараты, содержащие селен. Эти вещества обезвреживают свободные радикалы, поглощая их в больших количествах.

Радиочувствительность организма  зависит от его возраста. Небольшие  дозы при облучении детей могут  замедлить или вовсе остановить у них рост костей. Чем меньше возраст ребенка, тем сильнее  подавляется рост скелета. Облучение  мозга ребенка может вызвать  изменения в его характере, привести к потере памяти. Кости и мозг взрослого человека способны выдержать гораздо большие дозы. Чем моложе организм, тем при прочих равных условиях, он более чувствителен к воздействию радиации.

Видовая радиочувствительность возрастает по мере усложнения организма. Это объясняется тем, что в сложных организмах больше слабых звеньев, вызывающих цепные реакции выживания. Этому способствуют и более сложные системы управления (нервная, иммунная), которые частично или полностью отсутствуют в более примитивных особях. Для микроорганизмов дозы, вызывающие 50% смертности, составляют тысячи Гр, для птиц - десятки, а для высокоорганизованных млекопитающих – единицы.

 

 

 

 

 

 

6. Сравнительная оценка всех источников облучения человека

Таблица 1

Источники радиации                                                    Годовая доза,

                                                                                        мЗв/год % к итогу

 Естественные источники  радиации всего                         3,847 25,0

1) Внешние источники радиации                                       1,437 9,4

 а) внеземные (космические)  источники радиации           0,584 3,9

 б) земные источники  радиации                                          0,853 5,5

2) Внутриорганизменные источники радиации               2,4 15,6

 а) поступающие с  питьевой водой и пищей                      0,4 2,6

 б) поступающие с  радоном с вдыхаемым воздухом         

 в том числе в  закрытых помещениях                                   2 13,0

(из строительных материалов  и грунта под зданием)        1,71 11,1

  Антропогенные источники радиации всего                     11,558 75,0

1) Атомная технология  и энергетика (АЭС и ТЭС)           0,11 0,7

2) Радиоактивные осадки  из атмосферы                              0,2 1,3

3) Источники радиации, используемые в медицине         11,1 72,1

4) Источники радиации, используемые  в быту и др.         0,148 1,0

     Итого  общая  доза облучения от всех источников        15,405 100

 Таким образом, как  видно из таблицы 1, для оцениваемого человека самый большой ("75% общей дозы) вклад дают антропогенные (в том числе 72% медицинские процедуры - диагностика и лечение) и 25% - естественные (в том числе "2/3 - внутриорганизменные) источники радиации. Атомная технология и энергетика (АЭС и ТЭС) и радиоактивные осадки из атмосферы в сумме дают 2% общей дозы. В расчете на среднего жителя Земли (а более 95% населения Земли проживает в районах с нормальным - не повышенным радиационным фоном) среднегодовая доза облучения распределяется так: основную (82%) часть дозы люди получают от естественнных источников, около 15% - от медицинских процедур, 0,8% - от радиоактивных осадков, вызванных взрывами атомного оружия, и лишь 0,04% - от атомной энергетики . Анализ фактических данных показал, что распределение людей, работающих с ИИ, по величине полученной дозы соответствует лога-рифмически нормальному распределению, то есть очень немного людей получают дозу, близкую к предельной (50 мЗв/год), средняя арифметическая доза равна 0,1 предельной (то есть 5 мЗв/год), а у 98% персонала АЭС доза составдяет 10-15 мЗв/год). Рекомендуемый предел дозы для "ограниченной части населения" (ПД=5 мЗв/год) в 3-4 раза ниже естественного фона, наблюдаемого в ряде районов Земли, где проживает людей в тысячи раз больше, чем "ограниченная часть населения".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучая различную литературу о радиационной безопасности, можно  прийти к выводу, что малые дозы облучения не представляют серьезной  опасности для населения.

Многие легко мирятся  с факторами, связанными с гораздо  большим риском для жизни и  здоровья, такими, например, как курение  или езда на автомобиле. Для гражданина какой-либо промышленно развитой страны, получающего сполна всю среднюю  индивидуальную дозу облучения как  от естественных, так и от техногенных  источников радиации, вероятность погибнуть  в автомобильной катастрофе в  пять раз, а вероятность преждевременной  смерти из-за курения (при выкуривании 20 сигарет в день) более чем  в 100 раз превышает вероятность  умереть от рака вследствие облучения.

Мало кто обращает внимание на естественную радиацию, вклад от которой в среднегодовую эффективную  эквивалентную дозу облучения населения  земного шара составляет примерно 4/5. Много ли людей переселяется, к  примеру, из мест с повышенным естественным радиационным фоном в места с  более низким уровнем естественной радиации с целью уменьшения риска  заболевания раком? Почти не привлекают к себе внимания и такие аспекты, как последствия экономии энергии  и чрезмерного облучения при  рентгенологических обследованиях, - два  основных фактора, ведущие к неоправданному облучению населения. Создается  впечатление, что все внимание общественности и все опасения по поводу радиационной опасности сосредоточились главным  образом на атомной энергетике, вклад  от которой в суммарную дозу облучения  населения один из самых скромных.

При этом атомная энергетика является той  экологически чистой индустрией, на которую возлагает  свои надежды все передовое человечество. Маяки на трассе Северного морского пути и кардиостимуляторы сердца, АЭС и  ледоколы, системы пожарной охраны и g-дефектоскопы... вот, лишь далеко не полный список благ, где атомная  энергетика успешно себя проявила. А сколько еще ждет впереди  атомную энергетику трудно представить.

Источники радиации и их фактическое воздействие на человека и окружающую среду – наименее известная тема для значительной части населения. Это обусловлено той опасностью, которую таят под собой такие понятия как «радиация», «излучение», «облучение».

 

Данная работа посвящена  детальному описанию различных видов  излучения, их предельно допустимых уровней воздействия на человека. По моему мнению, именно такой информации недостает широкому кругу общественности для полного понимания оценки того риска, который несет каждый человек, живущий в современном  мире.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ  ИСТОЧНИКОВ

1.     Федеральный  закон от 09 января 1996 г. № 3-ФЗ  «О радиационной безопасности  населения».

2.     Безопасность  жизнедеятельности: Учебник / Под  ред. Проф. Э.А. Арустамова. – М.: Издательско-торговая корпорация  «Дашков и К°», 2006. – 476 с.

3.     Булдаков  Л.А. Радиоактивные вещества и  человек. - М.: Энергоатомиздат, 1990.- 160с.

4.     Оборин, В. А. Безопасность жизнедеятельности [Текст] : краткий курс лекций для студентов факультета физической культуры / В. А. Оборин. – Киров : Изд-во ВятГГУ, 2007. – 53 с.

5.     Основы безопасности жизнедеятельности и первой медицинской помощи: Учеб. пособие / Под ред. Р. И. Айзмана, С. Г. Кривощекова. – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2010. – 271 с.

6.    Радиация. Дозы, эффекты, риск: Пер. с англ. - М.: Мир, 2008.-79 с, ил.

7. Козлов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности. -М.: Энергоатомиздат,2009, -352с.

8. Крыленко В.И. Источники радиации, действие радиации на человека (справочные материалы).-Макеевка: МакИСИ,2008. -80с.

9. Крыленко В.И., Крыленко И.В., Крыленко В.В., Дзагания Е.В. Сравнительная оценка степени опасности и вредности источников радиации. -Донецк: ООО "Экотехнология", 2006. -47с. -Деп. в ГНТБ Украины

10. http://www.urteks.ru

11. http://www.AllRadiation.ru

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

 

Рис. 1. Три вида излучений  и их проникающая способность

 

Приложение 2

 

Рис. 2. Средние годовые  эффективные эквивалентные дозы облучения от естественных и техногенных  источников радиации (цифры указывают  величину дозы в миллизивертах)

Приложение 3

Рис. 3. Средние годовые  эффективные эквивалентные дозы облучения от естественных источников радиации (цифры указывают дозу в  миллизивертах)

 

Приложение  4

Значения взвешивающих коэффициентов (WT для оценки эффективной дозы в  различных органах и тканях (НРБ-99)

Органы и ткани                WT, Зв/Гр             Органы и ткани           WT, Зв/Гр            

 

Гонады                                   0,20                       Печень                          0,05

Костный мозг (красный)      0,12                       Пищевод                       0,05

Толстый кишечник               0,12                       Щитовидная железа    0,05

Легкие                                    0,12                       Кожа                             0,01

Желудок                                0,12                        Остальное                    0,05

Мочевой пузырь                   0,05

Грудная железа                     0,05