Опасность радиации для жизни и ее угроза для здоровья человека

Профилактика радиационного поражения

Защита от радиационного воздействия состоит в предупреждении загрязнения радиактивными материалами и минимизации продолжительности воздействия, увеличении расстояния от источника радиации и экранирование источника. При проведении процедур визуализации с использованием ионизирующей радиации и особенно при лучевой терапии наиболее чувствительные части тела (например, грудь у женщин, половые органы, щитовидная железа), которые не подлежат обследованию или лечению, должны быть защищены свинцовым фартуком или экраном.

Хотя экранирование персонала с помощью свинцового фартука или коммерчески доступных экранов эффективно снижает воздействие низкоэнергетических рассеянных рентгеновских лучей при выполнении диагностического визуализирующего исследования, эти фартуки и экраны почти бесполезны для уменьшения воздействия высокоэнергетических гамма-лучей, продуцированных радионуклидами, которые будут, вероятно, использоваться при террористических актах или при выбросах во время аварий на атомных электростанциях

В таких случаях мероприятия, которые могут минимизировать радиационное заражение, включают использование стандартных мер предосторожности, проведение мер деконтаминации, изоляцию загрязненных пациентов, когда им не оказывается экстренная помощь. Весь персонал, работающий вблизи источников радиации, должен носить дозиметр, если есть риск излучения >10% максимальной разрешенной дозы (0,05 Зв)

Реакция общественности. После высокого радиактивного загрязнения, воздействие может быть снижено посредством следующих мер:

• экранирования на месте;
• эвакуации из пораженной зоны.

Лучший подход зависит от многих специфических составных, включая время, прошедшее после первого выброса, факт прекращения или продолжения выброса, погодные условий, доступность и тип убежища, условия эвакуации (например, транспорт, доступность транспортировки). Население должно следовать советам местных органов здравоохранения, передаваемым по радио или ТВ. Если рекомендовано укрытие, то бетонные или металлические сооружения, особенно подземные, являются лучшими (например, подвал).

Постоянные и четкие сообщения руководителей здравоохранения могут помочь уменьшить панику и снизить число неоправданных посещений отделения неотложной помощи и избежать его перегрузки. Такой план общения с населением следует разработать до любого происшествия. Также рекомендуется разработать план по снятию напряжения у населения.

Люди, живущие в зоне 16 км от атомной электростанции должны быть готовы принять таблетки калия иодида. Эти таблетки можно получить в местных аптеках или некоторых учреждениях здравоохранения.

Профилактические препараты. Показано, что препараты, защищающие от радиации, такие как соединения тиола с радикалсвязывающими свойствами, снижают смертность, если принимаются до или во время облучения. В этой категории препаратов амифостин является мощным инъекционным радиозащитным средством: он предупреждает ксеростомию (сухость во рту) у больных, получающих лучевую терапию. Хотя соединения тиола обладают хорошей эффективностью в защите от радиационного воздействия, они вызывают такие побочные эффекты, как снижение АД, тошнота, рвота и аллергические реакции. Другие экспериментальные препараты и химические соединения, как показано, также повышают выживаемость у животных, если даются до или во время облучения. Однако эти препараты могут быть очень токсичны в дозах, необходимых для обеспечения должной защиты, и в настоящее время ни одно из них не рекомендуется к использованию.

Прогноз радиационного поражения

Срок смертельного исхода снижается по мере увеличения дозы. Смертельный исход может произойти в течение часа или нескольких дней у пациентов с церебральным синдромом, и обычно в течение периода от 2 дней до нескольких недель у пациентов с гастроинтестинальным синдромом. У больных с гемопоэтическим синдромом смерть возможна в течение 4-8 нед из-за вторичной инфекции или массивного кровотечения. Больные, получившие облучение всего тела в дозе <2 Гр должны полностью выздороветь в течение 1 мес, хотя у них могут возникнуть отдаленные последствия (например, рак).

При медицинском лечении, ЛД5о/бо составляет 6 Гр, и иногда пациенты выживают после облучения вплоть до 10 Гр. Прогноз ухудшают серьезные сопутствующие заболевания, травмы и ожоги.

Нормы для человека

За длительные годы исследования радиации были определены безопасные и максимальные дозы. К сожалению, не только опытным путём, но и на практике. Такие события, как Хиросима и Чернобыль не прошли даром для планеты. Годы наблюдений за излучением показали, что превышение допустимой дозы радиации оставляет отпечаток на всех последующих поколениях.

Физические величины в которых измеряется радиация

Радиационный фон

С момента зарождения земли прошло 4,5 миллиарда лет, за это время радиоактивность, которая во время её формирования была просто гигантской, сошла почти на нет. Существующий естественный фон, который в нашей стране составляет 4–15 мкР в час, складывается из нескольких составляющих. Это:

• Природный, до 83%. Остаточная радиация от природных источников — газов, минералов.
• Космическое излучение — 14%. Мощнейшим источником излучения является солнце. При уменьшении магнитного поля земли общий фон увеличится, что может привести к увеличению раковых заболеваний и мутаций. Второй фактор, снижающий излучение – это атмосфера. Летающие на самолётах и альпинисты получают повышенную дозу.
• Техногенное – от 3 до 13%. С первого атомного взрыва прошло 75 лет. За время испытаний атомного оружия в атмосферу было выброшено огромное количество радиоактивных веществ. Кроме этого, техногенные аварии — Чернобыль, Фукусима. Добыча и транспортировка таких веществ, а также работающие АЭС. Всё вносит вклад в общий фон.

Доза радиации которую получает человек в течении года

Норма радиационного фона является значение до 0,20 мкЗв/час или 20 мкР/час. Допустимый фон считается уровень до 60 мкР/час или 0,6 мЗв. Для каждой страны он устанавливается свой, например, в Бразилии безопасный радиоактивный фон составляет 100 мкР в час.

Безопасная доза

Безопасной дозой радиации для человека является уровень, при котором можно жить и работать без последствий для организма. Этот уровень определён до 30 мкР/ч (0,3 мкЗв/час).

Допустимая доза

Допустимая доза радиации несколько больше безопасной и показывает уровень, при котором на организм оказывается воздействие радиации, но без негативных последствий для здоровья.

Допустимый уровень в год предполагает до 1 мЗв. Если это значение поделить на часы, то получим 0,57 мкЗв/ч.

Эта доза применяется и для расчёта среднего значения полученного излучения за несколько лет. Например, человек за 5 лет подряд должен получить 5 мЗв, но работая на вредном производстве, получил годовую в 3 мЗв. Следующие 4 года он не должен получить более 1 мЗв, чтобы выровнять значения и уменьшить риск заработать лучевую болезнь.

При полётах на высоте выше 10 км уровень излучения будет до 3 мкЗв/ч, что превышает норму в 10 раз. Получается, что за 4 часа можно получить максимальную, суммарную дозу до 12 мкЗв.

Излучение которое можно полечить в полёте

Смертельный уровень облучения

Опасной дозой можно принять уровень в 0,75 Зв. При таком значении происходит изменение в крови человека и хоть не бывает смертельных исходов сразу, но в будущем вероятность раковых заболеваний довольно высока.

Как уже было замечено выше органы (печень, лёгкие, желудок, кожа) неравномерно воспринимают излучение. Лучевая болезнь начинается с дозы в 1–2 Зиверт и для некоторых это уже смертельная доза. Другие с лёгкостью перенесут заражение и выздоровеют.

Если исходить из статистики, то смертельной будет доза выше 7 Зиверт или 700 рентген.

Когда происходит сигнал «Радиационная опасность» и порядок действий

Сигналом «Радиационная опасность» власти предупреждают жителей определенного населенного пункта или района о том, что в воздух попали опасные радиоактивные соединения. На этот случай разработан четкий алгоритм действий, которого неукоснительно необходимо придерживаться после тревоги (рисунок 1).

Рисунок 1. Оповещение населения проводится всеми доступными методами

При радиационном заражении подается особый сигнал по всем доступным техническим калам связи: по радио, телевидению, через интернет и специальные громкоговорители. После его получения начинаются спасательные мероприятия, направленные на защиту населения от заражения.

Действие ионизирующей радиации

Под ионизирующим излучением понимают разновидность энергии, которую высвобождают атомы. Эта энергия представляет собой электромагнитные волны двух видов:

• гамма-излучение;
• рентгеновское излучение;
• частицы (в виде альфа-, бета-частиц и нейтронов).

Собственно, радиоактивность — не что иное как результат спонтанного распада атомов. При распаде атомов всегда возникает избыток энергии или форма ионизирующего излучения. Уже упоминалось о нестабильности атомного ядра. Те его элементы, которые являются нестабильными, возникают при ядерном распаде и обладают ионизирующим излучением, получили название радионуклидов. В свою очередь, радионуклиды принято идентифицировать на основании типа излучения, испускаемого ими, его энергии и периода полураспада.

Ежедневно мы подвергаемся как естественному, так и искусственному радиационному излучению. Под естественными источниками следует понимать больше 60 веществ, средой обитания для которых служат почва, воздух и вода. Например, образование газа радона в естественных условиях происходит в горных породах. Каждый день мы получаем определённое количество радионуклидов, которые находятся в пище, воде и воздухе.

Если человек находится на слишком большой высоте, на него начинают воздействовать космические лучи. В целом, около 80% дозы радиации, получаемой нами каждый год — это фоновое излучение в виде наземных и космических источников. Уровни радиации в них различны. Иногда они могут составлять в 100 или 200 раз больше средней величины.

Кроме естественных источников ионизирующего излучения, на нас могут воздействовать и источники искусственного происхождения. Прежде всего, это производство ядерной энергии на атомных электростанциях. Медицинская аппаратура, применяемая в диагностических и лечебных целях, тоже является искусственным радиационным источником.

Степень повреждения живого организма радиационным воздействием определяется полученной дозой облучения либо поглощённой дозой. Её выражают в единицах, называемых греями (Гр). Что касается эффективной дозы, применяемой с целью измерения показателей излучения и уровня его вреда, её измеряют в зивертах (Зв). При этом учитывают тип радиационного воздействия и степень чувствительности того или иного органа либо ткани. Измерение уровня радиации в зивертах помогает определить, насколько серьёзным будет нанесённый ею урон.

Зиверт — большая единица, поэтому в целях измерения часто применяют милли- и микрозиверты. Кроме основного показателя радиации (её дозы), с помощью зивертов обозначают и скорость, с которой эта доза выделяется в окружающую среду (к примеру, микрозиверты в час или год).

Различают:

• внутреннее воздействие излучения;
• внешнее воздействие излучения.

Внутреннее воздействие происходит при вдыхании радионуклидов либо их поглощении любым путём. Например, они могут попасть в организм через рану или инъекцию. Прекращение внутреннего воздействия радионуклидов происходит при их самопроизвольном выведении из организма или в процессе лечения.

Внешнее радиационное воздействие происходит при попадании радиации из воздуха на кожные покровы или предметы одежды. Радионуклиды могут попасть через пылевые частицы, аэрозоль или любую жидкость.

Кроме того, воздействие может быть:

• запланированным, например, в результате применения медицинского оборудования в лечебных или диагностических целях. Также к запланированному воздействию относят применение излучения в сферах промышленности и науки;
• в результате действия уже существующих источников. Это радон, обнаруживаемый в жилых домах, либо фоновое излучение. В таких случаях необходимо принимать соответствующие контрольные меры.

И, наконец, последний тип воздействия — при чрезвычайной ситуации, возникшей в результате непредвиденного события. Такие ситуации требуют безотлагательных и экстренных мероприятий, так как речь может идти о ядерном ЧП либо намеренном действии злоумышленников.

Особо опасные виды облучения

Центральной угрозой, исходящей от радиации, является проникающая способность. Она основывается на процессе излучения и последующего поглощения энергии. Процесс производится благодаря квантам – определенным порциям энергии. Если длина посылаемой волны отличается маленьким показателем, то воздействие квантов будет максимально сильным.

Изучая, какой вид излучения обладает наибольшей проникающей способностью, исследователи пришли к выводу, что их существует два:

• гамма-излучение,
• рентгеновское.

Коварства добавляет тот факт, что в момент облучения пострадавший вообще может ничего не чувствовать. Радиация работает на перспективу. Пагубное воздействие зачастую дает о себе знать через время. Степень и тяжесть поражения полностью зависят от типа и глубины луча, а также времени облучения.

Помимо такого варианта влияния кванты несут в себе еще одну потенциальную опасность. Их способность ионизировать атомы провоцирует различные генные мутации. Они передаются по наследству, и исправить их практически не представляется возможным. Наследственная мутация способна развиться даже при минимальной дозе облучения.

Из-за всей этой информации некоторые люди начинают паниковать, отказываясь от рентгенологического обследования при острой необходимости. Но все аппараты в медицинских учреждениях настроены так, чтобы пациент получал лишь минимально вынужденную дозу радиации. Тут бояться нечего.

В общей сложности за всю жизнь накопленное облучение в организме не должно превысить предельно допустимую нормы в 32 Рентгена. На практике это эквивалентно сотням рентгеновским снимкам, которые делаются с маленькими временными интервалами.

Гораздо сложнее обстоит ситуация с гамма-облучением. Оно происходит по причине распада некоторых радиоактивных элементов.

Жесткая составляющая ультрафиолетовых лучей «умеет» не только производить ионизацию молекул. Она также генерирует значительные поражения глазной сетчатки. После ряда исследований стало понятно, что органы зрения больше всего страдают от волн, длина которых соответствует светло-салатному цветовому спектру. Это эквивалентно параметрам от 555 нм до 565 нм.

При наступлении сумерек чувствительность человеческого зрения несколько смещается в сторону коротких волн. Они соответствуют длине в радиусе 500 нм (синий цвет).

Влияние радиации на человека

Радиация и ее влияние на человека может вызывать серьезные нарушения в здоровье. Поражение касается не только организма того, кто подвергся облучению, но и следующих поколений, так как радиация влияет на генетический аппарат. Поэтому радиоактивное влияние имеет два эффекта:

• Соматический – возникают такие заболевания, как лейкозы, онкологические образования органов, локальные лучевые поражения и лучевая болезнь.
• Генетический – приводит к генным мутациям и изменениям структуры хромосом.

Облучение хронического характера несет меньшую нагрузку на организм, чем разовое в той же дозе, ведь успевают происходить восстановительные процессы. Скапливание радионуклидов в организме происходит неравномерно. Более всего страдают дыхательные и пищеварительные органы, через которые в организм проникают радионуклиды, печень и щитовидная железа. Среди онкологий, вызванных радиацией, наиболее распространены рак щитовидки и молочной железы.

Лучевой лейкоз, то есть рак крови, может обнаружиться по прошествии четырех-десяти лет после облучения. Он особо опасен для тех, кто еще не достиг пятнадцатилетнего возраста. То, что радиация может приводить к этой болезни, свидетельствует ее рост у жителей Хиросимы и Нагасаки. Кроме того, было подмечено, что смертность среди рентгенологов увеличена именно по причине лейкоза.

Облучение радиацией также чревато онкологией легких. В частности, диагноз распространен среди шахтеров, работающих на урановых рудниках.

Самым известным последствием радиационного действия является лучевая болезнь. Ее провоцируют как разовые облучения, так и хронические. Большие дозы могут привести к летальному исходу.

Мутации, которые проходят в генетическом аппарате в следствие облучения, на данный момент изучены не достаточно. Это обусловлено тем, что они способны проявляться через многие годы в разных поколениях. Тогда становится трудно доказать, по какой именно причине произошла та или иная мутация.

Иногда они проявляются сразу. Такие мутации называют доминантными. Существуют рецессивные мутации, дающие знать о себе через поколения. Хотя они могут не выявиться в новых поколениях вообще. Мутации выявляются физическими или психическими нарушениями в здоровье потомков. Для этого поврежденному гену нужно соединиться с геном, обладающим одинаковым с ним повреждением.

При внешних облучениях появляются ожоги кожных и слизистых покровов, разные по степеням тяжести.

Оптимальный выбор дозиметра

Все приборы подразделяются на 2 группы:

• для профессионального использования,
• индивидуальные (бытовые).

Между собой они отличаются по 2 параметрам:

величине погрешности измерения,

Профессиональные дозиметры работают в диапазоне измерений от 0,05 до 999 мкЗв в час, тогда как индивидуальные в основном определяют дозы облучения не более 100 мкЗв в час.

Дополнительной функцией дозиметров каждого типа является режим поиска и звуковой сигнализации. На панели прибора задается определенное значение уровня радиации и при его обнаружении он издает звуковой сигнал, что очень удобно для большинства ситуаций, в том числе и для поиска опасных радиоактивных предметов.

Патогенез (что происходит?) во время Лучевой болезни:

Лучевая болезнь подразделяется на острую (подострую) и хроническую формы в зависимости от временного распределения и абсолютной величины лучевой нагрузки, определяющих динамику развивающихся изменений. Своеобразие механизма развития острой и хронической лучевой болезни исключает переход одной формы в другую. Условным рубежом, отграничивающим острые формы or хронических, является накопление в течение короткого срока (от 1 ч до 1–3 дней) общей тканевой дозы, эквивалентной таковой от воздействия 1 Гр внешнего проникающего излучения.

Развитие ведущих клинических синдромов острой лучевой болезни зависит от доз внешнего облучения, обусловливающих разнообразие наблюдающихся поражений. Кроме того, играет немаловажную роль и вид излучения, каждому из которых свойственны определенные особенности, с которыми связаны различия в их повреждающем действии на органы и системы. Так, для а-излучения характерны высокая плотность ионизации и низкая проникающая способность, в связи с чем данные источники вызывают ограниченное в пространстве повреждающее действие.

Бета-излучения, обладающие слабой проникающей и ионизационной способностью, вызывают поражения тканей непосредственно на участках тела, прилегающих к радиоактивному источнику. Напротив, у-излучение и рентгеновское излучение вызывают глубокое поражение всех тканей в зоне своего действия. Нейтронное излучение вызывает значительную неоднородность поражения органов и тканей, так как их проникающая способность, равно как и линейные потери энергии по ходу нейтронного пучка в тканях, различны.

В случае облучения дозировкой 50-100 Гр поражение ЦНС определяет ведущую роль в механизме развития заболевания. При этой форме болезни смерть отмечается, как правило, на 4-8-й день после воздействия радиации.

При облучении в дозах от 10 до 50 Гр на первый план в механизме развития основных проявлений лучевой клинической картины заболевания выходят симптомы поражения желудочно-кишечного тракта с отторжением слизистой тонкого кишечника, приводящие к смерти в течение 2 недель.

Под влиянием меньшей дозы облучения (от 1 до 10 Гр) четко прослеживаются симптомы, типичные для острой лучевой болезни, главным проявлением которой является гематологический синдром, сопровождающийся кровотечениями и всевозможными осложнениями инфекционной природы.

Повреждение органов желудочно-кишечного тракта, различных структур как головного, так и спинного мозга, а также органов кроветворения является характерным для воздействия вышеуказанных доз облучения. Степень выраженности таких изменений и быстрота развития нарушений зависят от количественных параметров облучения.

Шкала измерения влияния

Облучаясь радиоактивными элементами, человеческое тело подвергается существенным молекулярным изменениям. При этом в клетках образуются свободные радикалы, разрушающие в процессе собственной жизнедеятельности окружающие вещества, из которых те состоят. Так как каждому организму свойственна уникальность строения, учёными была разработана концепция эквивалентной дозы.

Для выявления радиоактивной угрозы, исходящей от каждой порции облучения, специалисты умножили его показатели в Гр, Р и Рентгенах на так называемый коэффициент качества. Для протонов и нейтронов этот показатель равен двадцати, а у радиоактивных электронов и фотонов он составляет всего единицу. Коэффициент рентгеновского облучения также равен 1. Полученные результаты обозначаются Бэрами и Зивертами. Если коэффициент равняется 1, то один Бэр составит 1 Рад или Рентген, а один Зиверт соответствует 1 Грею либо ста Бэрам.

Помимо всего прочего, чтобы определить, чем опасна радиация для человека в зависимости от дозы облучения, был введён ещё и эквивалент риска, показатели которого отличаются для каждого отдельного органа. Это связано с особенностями влияния радиоактивного излучения на различные ткани тела. Для организма как такового этот показатель составляет единицу. Благодаря всем исчислениям была создана общая шкала радиоактивной опасности при однократном воздействии на человека:

• Пять тысячных Зиверта является допустимым уровнем радиации, излучаемой около АЭС. Помимо этого, такая доза вполне безопасна для гражданских лиц при получении указанного объёма за год.
• Пять сотых Зиверта обычно используется для фонового облучения с помощью медицинского оборудования.
• При одной десятой Зиверта производится добыча урана.
• Две десятых Зиверта допустимы во время работы с радиоактивными материалами.
• Три десятых Зиверта излучает оборудование для рентгена желудка.
• Пять десятых Зиверта способно оказаться причиной формирования онкологического заболевания.
• При одноразовом облучении семьюдесятью пятью сотыми Зиверта может произойти непродолжительное изменение состава крови.
• Один Зиверт уже способен причинить лучевую болезнь.
• В случае воздействия на организм четырьмя — пятью Зивертами поражается костный мозг и нарушаются процессы кровообразования. В половине случаев после такого облучения люди умирают.
• Десяти — пятидесяти Зивертов достаточно, чтобы говорить о стопроцентной смертности от многочисленных кровоизлияний во внутренних органах. Причём лучевая болезнь может продлиться не одну неделю, вызывая сильнейшие мучения у больного.
• Сто Зивертов быстро убивают в течение считаных часов, провоцируя остановку деятельности нервной системы.