Воздействие излучений на организм человека

Воздействие излучений на организм человека

Ученые, изучающие влияние радиации на живые организмы, серьезно обеспокоены ее широким распространением. Как сказал один из исследователей, современное человечество купается в океане радиации. Невидимые глазу радиоактивные частицы обнаруживают в почве и воздухе, воде и пище, детских игрушках, нательных украшениях, строительных материалах, антикварных вещах. Самый безобидный на первый взгляд предмет может оказаться опасным для здоровья.

Наш организм также можно назвать в небольшой степени радиоактивным. В его тканях всегда содержатся необходимые ему химические элементы – калий, рубидий и их изотопы. В это сложно поверить, но каждую секунду в нас происходят тысячи радиоактивных распадов!

В чем суть радиации?

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Их компоновка у некоторых элементов может быть, упрощенно говоря, не совсем удачной, из-за чего они становятся нестабильными. У таких ядер есть лишняя энергия, от которой они стремятся избавиться. Сделать это можно такими способами:

  • Выбрасываются маленькие «кусочки» из двух протонов и двух нейтронов (альфа-распад).
  • В ядре протон превращается в нейтрон, и наоборот. При этом выбрасываются бета-частицы, которые представляют собой электроны или их двойники с противоположным знаком – антиэлектроны.
  • Происходит выброс излишней энергии из ядра в виде электромагнитной волны (гамма-распад).

Кроме этого, ядро может излучать протоны, нейтроны и полностью разваливаться на куски. Таким образом, несмотря на тип и происхождение, любые виды радиации представляют собой высокоэнергетический поток частиц с огромной скоростью (десятки и сотни тысяч километров в секунду). Он очень пагубно действует на организм.

Последствия действия радиации на организм человека

В нашем организме непрерывно продолжаются два противоположных процесса – гибель и регенерация клеток. В нормальных условиях радиоактивные частицы повреждают в молекулах ДНК до 8 тысяч различных соединений за час, которые организм потом самостоятельно восстанавливает. Поэтому медики считают, что малые дозы радиации активизируют систему биологической защиты организма. Но большие – разрушают и убивают.

Так, лучевая болезнь начинается уже при получении 1-2 Зв, когда врачи фиксируют ее 1-ую степень. В этом случае необходимы наблюдения, регулярные последующие обследования на предмет онкологических заболеваний. Доза 2-4 Зв означает уже 2-ую степень лучевой болезни, при которой требуется лечение. Если помощь поступает вовремя, летального исхода не будет. Смертельной считается доза от 6 Зв, когда даже после пересадки костного мозга удается спасти лишь 10-ую часть больных.

Без дозиметра человек никогда не поймет, что подвергается воздействию опасного излучения. Поначалу тело никак на это не реагирует. Лишь через время может появиться тошнота, начинаются головные боли, слабость, поднимается температура.

При высоких дозах облучения радиация в первую очередь воздействует на кроветворную систему. В ней почти не остается лимфоцитов, от количества которых зависит уровень иммунитета. Вместе с этим растет число хромосомных поломок (дицентриков) в клетках.

В среднем, организм человека не должен подвергаться облучению, доза которого более 1 млЗв в год. При облучении в 17 Зв вероятность развития неизлечимого рака приближается к максимальному значению.

Подробнее о том, как радиация влияет на организм человека

Повреждение атомов клеток. Процесс воздействия радиации на организм называется облучением. Это крайне разрушительная сила, которая трансформирует клетки, деформирует их ДНК, приводит к мутациям и генетическим повреждениям. Деструктивный процесс может запустить всего одна частица радиации.

Действие ионизирующего излучения специалисты сравнивают со снежным комом. Начинается все с малого, затем процесс нарастает до тех пор, пока не наступят необратимые изменения. На атомарном уровне это происходит так. Радиоактивные частицы летят с огромной скоростью, выбивая при этом электроны из атомов. В результате последние приобретают положительный заряд. «Черное» дело радиации заключается только в этом. Но последствия таких преобразований бывают катастрофическими.

Свободный электрон и ионизированный атом вступают в сложные реакции, в результате которых образуются свободные радикалы. Например, вода (H2O), составляющая 80 % массы человека, под воздействием радиации распадается на два радикала – H и OH. Эти патологически активные частицы вступают в реакции с важными биологическими соединениями – молекулами ДНК, белков, ферментов, жиров. В результате в организме растет число поврежденных молекул и токсинов, страдает клеточный обмен. Через некоторое время пораженные клетки погибают или их функции серьезно нарушаются.

Что происходит с облученным организмом. Из-за повреждения ДНК и мутации генов клетка не может нормально делиться. Это самое опасное последствие радиационного облучения. При получении большой дозы количество пострадавших клеток настолько велико, что могут отказывать органы и системы. Тяжелее всего воспринимают радиацию ткани, в которых происходит активное деление клеток:

  • костный мозг;
  • легкие,
  • слизистая желудка,
  • кишечник,
  • половые органы.

Причем даже слаборадиоактивный предмет при длительном контакте наносит вред организму человека. Так, миной замедленного действия могут стать для вас любимый кулон или объектив фотоаппарата.

Огромная опасность влияния радиации на живые организмы состоит в том, что долгое время она никак себя не проявляет. «Враг» проникает через легкие, ЖКТ, кожу, а человек даже не подозревает об этом.

В зависимости от степени и характера облучения его результатом становятся:

  • острая лучевая болезнь;
  • нарушения работы ЦНС;
  • местные лучевые поражения (ожоги);
  • злокачественные новообразования;
  • лейкозы;
  • иммунные заболевания;
  • бесплодие;
  • мутации.

К сожалению, природа не предусмотрела для человека органов чувств, которые могли бы подавать ему сигналы об опасности при приближении к радиоактивному источнику. Защититься от такой «диверсии» без всегда присутствующего под рукой бытового дозиметра невозможно.

Как обезопасить себя от излишних доз радиации?

От внешних источников защититься проще. Альфа-частицы задержит обычный картонный лист. Бета-излучение не проникает сквозь стекло. «Прикрыть» от гамма-лучей сможет толстый свинцовый лист или бетонная стена.

Хуже всего обстоит дело с внутренним облучением, при котором источник находится внутри организма, попав туда, к примеру, после вдыхания радиоактивной пыли или ужина с «приправленными» цезием грибочками. В этом случае последствия облучения намного более серьезные.

Самая лучшая защита от бытового ионизирующего излучения – своевременное обнаружение его источников. В этом вам помогут бытовые дозиметры RADEX. С такими приборами под рукой жить гораздо спокойнее: в любой момент вы исследуете на радиационное загрязнение все что угодно.

Контролируйте индикатором радиоактивности свою пищу, проверяйте воду и воздух, которым дышите, и вы создадите надежную преграду для проникновения внутрь микроскопических вредоносных частиц.

Изучение влияния электромагнитных полей, лазерного и ультрафиолетового излучения на организм человека. Источники и область применения ионизирующих излучений, единицы измерения радиоактивности, нормы безопасности, биологическое действие и способы защиты.

Рубрика Безопасность жизнедеятельности и охрана труда
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 21.11.2009
Размер файла 40,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Влияние на организм человека электромагнитных полей, лазерного и ультрафиолетового излучения

2. Ионизирующие излучения и защита от них: нормы радиационной безопасности

2.1 Источники и область применения ионизирующих излучений

2.2 Единицы измерения радиоактивности и доз облучений

2.3 Биологическое действие ионизирующих излучений и способы защиты от них

2.4 Защита от ионизирующих излучений

Список использованной литературы

1. Влияние на организм человека электромагнитных полей, лазерного и ультрафиолетового излучения

Источниками электромагнитных полей могут быть различные электроустановки переменного тока, в том числе воздушные линии и открытые распределительные устройства сверхвысокого напряжения (330 кВ и выше) промышленной частоты.

Токи радиочастот используются в промышленной электротермии — термическая обработка материалов (плавка, ковка, закалка, пайка металлов, а также сушка, склеивание неметаллов).

Применению электротермии в производстве способствует экономичность, отсутствие загрязненностей и вредных выделений. Однако электромагнитные излучения, воздействуя на организм человека в дозах, превышающих допустимые, могут явиться причиной профессиональных заболеваний.

Медицинскими исследованиями установлено, что длительное воздействие переменного электромагнитного поля на организм человека вызывает нарушение деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем. Оно проявляется в быстром утомлении человека, снижении точности движений во время работы, появлении головной боли и болей в области сердца. ВЧ и СВЧ (от 0,1 до 300000 МГц) излучения опасны для глаз, они могут вызвать помутнение хрусталика (катаракту) и потерю зрения.

Опасность облучения человека электромагнитным полем радиочастот можно оценить поглощенной энергией в Ваттах, которая зависит от плотности потока энергии и поглощающей поверхности тела человека.

Читайте также:  Почему моча желтого цвета

Поглощаемая тканями энергия электромагнитного поля превращается в тепловую энергию, что может привести к перегреву тканей и органов человека, особенно со слабовыраженной терморегуляцией (мозг, глаза, почки). Возникает также поляризация макромолекул тканей и ориентация их параллельно электрическим силовым линиям, что может привести к изменениям их свойств.

В табл. 1 приведен спектр электромагнитных излучений.

Таблица 1 — Электромагнитные излучения (частоты, и длины волн)

3·10 12 — 3,94·10 14

3,94 ·10 14 — 7,7·10 14

7,7·10 14 — 3·10 17

ОНЧ — очень низкие

ОВЧ — очень высокие

Гамма- и космические

Согласно ГОСТ 12.1.006 для электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот от 60 кГц до 300 ГГц установлены предельно допустимые значения напряженности и плотности потока энергии (ППЭ) на рабочем месте персонала, обслуживающего установки, излучающие энергию ЭМП, и требования к проведению контроля.

Напряженность ЭМП в диапазоне частот 60 КГц-300 Мгц на рабочих местах персонала в течение рабочего дня не должна превышать предельно допустимых уровней (ПДУ), его составляющих.

По электрической составляющей, В/м:

50 — для частот от 60 кГц до 3 МГц;

20 — для частот свыше 3 МГц до 30 МГц;

10 — для частот свыше 30 МГц до 50 МГц;

5 — для частот свыше 50 МГц до 300 МГц.

По магнитной составляющей, А/м:

5 — для частот от 60 кГц до 1,5 МГц;

0,3 — для частот от 30 МГц до 50 МГц.

Предельно допустимая плотность потока энергии ЭМП в диапазоне 300 МГц-300 ГГц на рабочих местах персонала определяется, исходя из допустимой энергической нагрузки на организм с учетом времени воздействия, по формуле

где: ППЭпду — предельно допустимое значение плотности потока энергии, Вт/м 2 (мВт/см 2 , мкВт/см 2 );

ЭНпду — нормативная величина энергетической нагрузки за рабочий день, равная: 2 Вт ч/м 2 (200 мкВт ч/см 2 ) для всех случаев облучения, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн; 20 Вт ч/м 2 (2000 мкВт ч/см 2 ) для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 50;

Т — время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч, Максимальное значение ППЭпду не должно превышать 10 Вт/м 2 (1000 мкВт/см 2 ).

К организационным мерам защиты относятся:

· допуск к работе на установках ВЧ и СВЧ лиц не моложе 18 лет, при отсутствии ряда заболеваний (болезней крови, глаз, расстройства нервной системы и др.);

· ограничение времени пребывания человека в рабочей зоне (защита временем);

· предоставление дополнительного отпуска и сокращение рабочего дня при облучении свыше 10 Вт/м;

· увеличение площади помещений: не менее 25 м 2 при мощности установки до 30 кВт и более 40 м 2 при мощности свыше 30 кВт, что уменьшает отражение потока энергии.

К техническим средствам защиты относятся: увеличение расстояния между источником излучения и персоналом (защита расстоянием), уменьшение излучения в самом источнике (поглотители излучения генератора, аттенюаторы), применение экранов и индивидуальных средств защиты.

Для экранирования широко применяются металлы, которые обладают высокими отражательной и поглощательной способностями. Часто применяются сетчатые экраны, но ослабление значительней при сплошном экране.

Глубина проникновения электромагнитной энергии ВЧ и СВЧ мала, например, для меди — десятые и сотые доли мм, поэтому толщина экранов выбирается по конструктивным соображениям. Экраны заземляются. Экранируются как установки, так и рабочие места.

Поглощение энергии электромагнитных излучений обеспечивается применением поглощающих нагрузок (коаксиальных или волноводных), поглотителями, в которых могут быть графитовый или углеродистый состав, а также различные диэлектрики; кроме того, применяются ослабители мощности — аттенюаторы, которые работают на принципе поглощения энергии материалами с большим коэффициентом поглощения (резина, полистирол и др.).

Индивидуальные защитные средства применяются при настройке аппаратуры и в т.п. случаях, это: индивидуальные экраны, защитные очки с металлизированными стеклами (ГОСТ 12.4.013), покрытыми полупроводниковым слоем (двуокись олова), а также капюшоны, халаты или комбинезоны. Последние выполняются из трех слоев: наружный и внутренний — из хлопчатобумажной ткани, а средний — из радиотехнической ткани, имеющей проводящую сетку. Комбинезон заземляется с помощью металлического отвода на талии.

Электромагнитное поле частотой 50 Гц при длительном воздействии оказывает отрицательное биологическое воздействие на человека — головные боли, повышенная утомляемость, одышка; кроме того, под влиянием электростатического поля происходит электризация тела человека как проводника, и возможно возникновение разряда между человеком и другим предметом с меньшим потенциалом (землей), что вызывает болезненные ощущения.

Воздействие ЭМП промышленной частоты можно оценить по величине тока, стекающего с человека в землю, который не должен превышать 50 мкА.

Потенциалы электрического поля (ЭП) различны в различных точках и зависят от емкости и напряжения проводника относительно земли и расстояния от провода до рассматриваемой точки. Например, на высоте роста человека (1,7 м) под фазой 500 кВ потенциал равен 10 кВ.

ГОСТ 12.1.002 устанавливает предельно допустимые уровни напряженности электрического поля (ЭП) частотой 50 Гц для персонала, обслуживающего электроустановки в зависимости от времени пребывания в ЭП (в пределах 8 ч) и требования к проведению контроля на рабочих местах.

Пребывание в ЭП напряженностью до 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается. Пребывание в ЭП напряженностью до 5 кВ/м включительно допускается в течение рабочего дня, а при напряженности свыше 20 до 25 кВ/м — не более 10 мин.

Допустимое время Т пребывания в ЭП напряженностью свыше 5 до 20 кВ/м включительно вычисляется по формуле

где: Е — напряженность воздействующего ЭП в контролируемой зоне, кВ/м.

При заданном времени (от 0,5 до 8 ч) пребывания в ЭП уровень напряженности ЭП в кВ/м вычисляется по формуле

где Т- время пребывания в ЭП, ч.

ГОСТ 12.1.045 устанавливает допустимые уровни напряженности электростатических полей в зависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах и требования к проведению контроля.

Предельно допустимый уровень напряженности электростатических полей (Епред) установлен равным 60 кВ/м в течение 1 ч. При напряженности электростатических полей менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.

В диапазоне напряженности от 20 до 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в электростатическом поле без средств защиты tдоп в часах определяется по формуле

где: Ефакт — фактическое значение напряженности электростатического поля, кВ/м (в диапазоне от 0,3 до 300 кВ/м).

Предельно допустимые напряженности магнитных полей примышленной частоты установлены санитарными нормами СН 3206-85 в зависимости от времени и прерывистости воздействия.

Для защиты человека в установках и сетях высокого напряжения применяются экраны, экранирующие козырьки и тросы, которые заземляются [ГОСТ 12.4.154, 12.4.124].

В качестве индивидуальной защиты применяется защитный костюм (рис. 39)из металлизированной ткани: комбинезон, каска и ботинки с проводящими подошвами. Все части костюма соединяются гибкими проводниками. Металлический экран изменяет картину электрического поля: линии емкостного тока направляются к экрану, а емкостный ток стекает в землю по заземляющему проводнику.

Стационарные козырьки, навесы и перегородки выполняются из металлической сетки с ячейками 50×50 мм и заземляются. Козырьки устанавливают над шкафами аппаратуры управления и щитами. Ширина козырька 1 м.

Световое излучение — это электромагнитные колебания в оптической области спектра; наряду с видимой частью дает невидимую — ультрафиолетовую (длина волны 0,1 — 0,38 мкм) и инфракрасную (0,78-3,4 мкм). Ультрафиолетовое излучение является носителем, в основном, химической энергии, инфракрасное — тепловой.

Ультрафиолетовое излучение (УФ) оказывает биологически положительное воздействие на организм человека, одновременно вызывая потемнение кожи — эритемный эффект (загар).

Однако при высоких интенсивностях УФ может вызвать ожоги кожи, ожог сетчатки глаз, что может привести к потере зрения. УФ излучение возникает при: работе кварцевых ламп, электрической дуги, работе лазерных установок, электро- и газовой сварках.

Защита от УФ — одежда, ткань, очки с обычным стеклом.

Инфракрасное излучение (ИК) проявляется в основном тепловым влиянием и при длительном воздействии может быть причиной теплового и солнечного удара.

Источники теплового излучения в промышленности — пламенные печи, паропроводы, теплоагрегаты.

Защита от теплового излучения:

· устранение источников тепловыделения;

· экранирование (отражающие экраны из кирпича, алюминия, жести, асбеста);

Читайте также:  Лайм боррелиоз симптомы

· поглощающие экраны (водяные и цепные завесы);

· индивидуальная защита (спецодежда, шляпы из войлока, теплостойкие обувь и рукавицы, защитные очки с синим стеклом).

2. Ионизирующие излучения и защита от них: нормы радиационной безопасности

2.1 Источники и область применения ионизирующих излучений

Быстрое развитие ядерной энергетики и широкое применение источников ионизирующих излучений (ИИИ) в различных областях науки, техники и народного хозяйства создали потенциальную угрозу радиационной опасности для человека и загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами. Поэтому вопросы защиты от ионизирующих излучений (радиационная безопасность) превращаются в одну из важнейших проблем.

Радиация (от латинского radiatio — излучение) характеризуется лучистой энергией. Ионизирующим излучением (ИИ) называют потоки частиц и электромагнитных квантов, образующихся при ядерных превращениях, т.е. в результате радиоактивного распада. Чаще всего встречаются такие разновидности ионизирующих излучений, как рентгеновское и гамма-излучения, потоки альфа-частиц, электронов, нейтронов и протонов. Ионизирующее излучение прямо или косвенно вызывает ионизацию среды, т.е. образование заряженных атомов или молекул — ионов.

Источниками ИИ могут быть природные и искусственные радиоактивные вещества, различного рода ядерно-технические установки, медицинские препараты, многочисленные контрольно-измерительные устройства (дефектоскопия металлов, контроль качества сварных соединений). Они используются также в сельском хозяйстве, геологической разведке, при борьбе со статическим электричеством и др.

Некоторые характеристики основных радиоактивных элементов представлены в табл. 2.

Таблица 2 — Характеристики основных радиоактивных элементов

Характеристика элемента и меры предосторожности

Газ, испускающий альфа-частицы. Постоянно образуется в горных породах. Опасен при накоплении в шахтах, подвалах, на 1 этаже. Необходима вентиляция (проветривание).

Газообразные изотопы. Постоянно образуются и распадаются в процессе работы атомного реактора. В качестве защиты используют изоляцию.

Испускает бета-частицы и гамма-излучение. Образуется при работе атомного реактора. Вместе с зеленью усваивается жвачными животными и переходит в молоко. Накапливается в щитовидной железе человека. В качестве защиты от внутреннего облучения применяют "йодную диету", т.е. вводят в рацион человека стабильный йод.

Тяжёлый газ, испускающий бета-частицы и гамма-излучение. Входит в состав отработанного топливного элемента реактора. Выделяется при их хранении. Защита — изолированное помещение.

Металл, испускающий бета-частицы. Основной продукт деления в радиоактивных отходах. Накапливается в костных тканях человека.

Металл, испускающий бета-частицы и гамма-излучение. Накапливается в клетках мышечной ткани.

Металл, испускающий гамма-излучение, альфа и бета-частицы. Защита — укрытия и убежища.

Испускает бета-частицы. Естественный природный изотоп углерода. Используется при определении возраста археологического материала.

Испускает альфа-частицы. Содержится в радиоактивных отходах. Защита — качественное захоронение радиоактивных отходов.

Испускает бета-частицы и гамма-излучение. Содержится и замещается (выводится) во всех растениях и животных.

Геодезисты могут сталкиваться с ионизирующими излучениями при выполнении работ на ускорителях заряженных частиц (синхрофазотронах, синхротронах, циклотронах), а также на атомных электростанциях, на урановых рудниках и др.

Альфа-частицы представляют собой положительно заряженные ядра атомов гелия. Эти частицы испускаются при радиоактивном распаде некоторых элементов с большим атомным номером, в основном это трансурановые элементы с атомными номерами более 92. Альфа-частицы распространяются в средах прямолинейно со скоростью около 20 тыс. км/с, создавая на своём пути ионизацию большой плотности. Альфа-частицы, обладая большой массой, быстро теряют свою энергию и поэтому имеют незначительный пробег: в воздухе — 20-110 мм, в биологических тканях — 30-150 мм, в алюминии — 10-69 мм.

Бета-частицы — это поток электронов или позитронов, обладающий большей проникающей и меньшей ионизирующей способностью, чем альфа-частицы. Они возникают в ядрах атомов при радиоактивном распаде и сразу же излучаются оттуда со скоростью, близкой к скорости света. При средних энергиях пробег бета-частиц в воздухе составляет несколько метров, в воде — 1-2 см, в тканях человека — около 1 см, в металлах — 1 мм.

Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение высокой частоты и с короткой длиной волны, возникающее при бомбардировке вещества потоком электронов. Важнейшим свойством рентгеновского излучения является его большая проникающая способность. Рентгеновские лучи могут возникать в рентгеновских трубках, электронных микроскопах, мощных генераторах, выпрямительных лампах, электронно-лучевых трубках и др.

Гамма-излучение относится к электромагнитному излучению и представляет собой поток квантов энергии, распространяющихся со скоростью света. Они обладают более короткими длинами волн, чем рентгеновское излучение. Гамма-излучение свободно проходит через тело человека и другие материалы без заметного ослабления и может создавать вторичное и рассеянное излучение в средах, через которые проходит. Интенсивность облучения гамма-лучами снижается обратно пропорционально квадрату расстояния от точечного источника.

Нейтронное излучение — это поток нейтральных частиц. Эти частицы вылетают из ядер атомов при некоторых ядерных реакциях, в частности, при реакциях деления ядер урана и плутония. Вследствие того, что нейтроны не имеют электрического заряда, нейтронное излучение обладает большой проникающей способностью. В зависимости от кинетической энергии нейтроны условно делятся на быстрые, сверхбыстрые, промежуточные, медленные и тепловые. Нейтронное излучение возникает при работе ускорителей заряженных частиц и реакторов, образующих мощные потоки быстрых и тепловых нейтронов. Отличительной особенностью нейтронного излучения является способность превращать атомы стабильных элементов в их радиоактивные изотопы, что резко повышает опасность нейтронного облучения.

2.2 Единицы измерения радиоактивности и доз облучений

Вещества, способные создавать ионизирующие излучения, различаются активностью (А), т.е. числом радиоактивных превращений в единицу времени. В системе СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду (распад/с). Эта единица получила название беккерель (Бк). Внесистемной единицей измерения активности является кюри (Ки), равная активности нуклида, в котором происходит 3,7 · 10 10 актов распада в одну секунду, т.е.

1 Ки = 3,7·10 10 Бк.

Единице активности кюри соответствует активность 1 г радия (Rа).

Для характеристики ионизирующих излучений введено понятие дозы облучения. Различают три дозы облучения: поглощённая, эквивалентная и экспозиционная.

Степень, глубина и форма лучевых поражений, развивающихся среди биологических объектов при воздействии на них ионизирующего излучения, в первую очередь зависят от величины поглощённой энергии излучения или поглощённой дозы (Дпогл).

Поглощённая доза — энергия, поглощённая единицей массы облучаемого вещества.

За единицу поглощённой дозы облучения принимается грей (Гр), определяемый как джоуль на килограмм (Дж/кг). Соответственно

В радиобиологии и радиационной гигиене широкое применение получила внесистемная единица поглощённой дозы — рад. Рад — это такая поглощённая доза, при которой количество поглощённой энергии в 1г любого вещества составляет 100 эрг независимо от вида и энергии излучения. Соразмерность грея и рада следующая:

В связи с тем, что одинаковая поглощённая доза различных видов ионизирующего излучения вызывает в единице массы биологической ткани различное биологическое действие, введено понятие эквивалентной дозыэкв), которая определяется как произведение поглощённой дозы на средний коэффициент качества действующих видов ионизирующих излучений.

Коэффициент качества (Ккач) характеризует зависимость неблагоприятных биологических последствий облучения человека от способности ионизирующего излучения различного вида передавать энергию облучаемой среде (табл. 3).

По существу, биологические эффекты, вызываемые любыми ионизирующими излучениями, сравниваются с эффектом от рентгеновского и гамма-излучения.

В качестве единицы измерения эквивалентной дозы в системе СИ принят зиверт (Зв). Зиверт — эквивалентная доза любого вида ионизирующего излучения, поглощённая 1 кг биологической ткани и приносящая такой же биологический эффект (вред), как и поглощённая доза фотонного излучения в 1 Гр. Существует также внесистемная единица эквивалентной дозы ионизирующего излучения — бэр (биологический эквивалент рентгена). При этом соразмерность следующая:

или 1 Зв = 1 Гр · Ккач;

1 Зв = 100 рад · Ккач = 100 бэр.

Таблица 3 — Значения Ккач для разных видов ионизирующего излучения

Радиация – это невидимое человеческому глазу излучение, которое тем не менее оказывает мощнейшее влияние на организм. К сожалению, последствия облучения для человека исключительно негативные.

Виды излучения

Изначально излучение влияет на организм извне. Оно исходит от естественных радиоактивных элементов, которые находятся в земле, а также попадает на планету из космоса. Также внешнее облучение исходит в микродозах от стройматериалов, медицинских рентгеновских аппаратов. Большие дозы облучения можно обнаружить на ядерных электростанциях, специальных физических лабораториях и урановых рудниках. Также крайне опасны полигоны испытания ядерного оружия и места захоронения радиационных отходов.

В определенной степени наша кожа, одежда и даже дома защищают от вышеперечисленных источников излучения. Но главная опасность радиации заключается в том, что облучение может быть не только внешним, но и внутренним.

Радиоактивные элементы могут проникать с воздухом и водой, через порезы в коже и даже сквозь ткани организма. В этом случае источник облучения действует намного дольше – пока он не будет выведен из тела человека. От него не защититься свинцовой плитой и невозможно уехать подальше, что делает ситуацию еще опаснее.

Дозировка облучения

Для того чтобы определить мощность облучения и степень воздействия радиации на живые организмы было придумано несколько шкал измерения. В первую очередь измеряется мощность источника излучения в Греях и Радах. Здесь все достаточно просто. 1 Гр=100Р. Именно так определяется уровень облучения с помощью счетчика Гейгера. Также используется шкала Рентген.

Читайте также:  Стадии фиброза печени при гепатите с

Но не стоит считать, что данные показания достоверно указывают на степень опасности для здоровья. Недостаточно знать мощность излучения. Влияние радиации на организм человека меняется также в зависимости от типа излучения. Всего их 3:

  1. Альфа. Это тяжелые радиоактивные частицы – нейтроны и протоны, которые несут наибольший вред для человека. Но они обладают малой пробивной силой и не способны проникнуть даже сквозь верхние слои кожи. Но при наличии ран или взвеси частиц в воздухе,
  2. Бета. Это радиоактивные электроны. Их пробивная способность – 2 см. кожи.
  3. Гамма. Это фотоны. Они свободно пронизывают тело человека, и защититься возможно только с помощью свинца или толстого слоя бетона.

Радиационное воздействие происходит на молекулярном уровне. Облучение приводит к образованию в клетках тела свободных радикалов, которые начинают разрушать окружающие вещества. Но, учитывая уникальность каждого организма и неравномерную чувствительность органов к действию радиации на человека, ученым пришлось ввести понятие эквивалентной дозы.

Для определения, чем опасна радиация в той или иной дозе, мощность излучения в Радах, Рентгенах и Греях умножается на коэффициент качества.

Для Альфа-излучения он равен 20, а для Бета и Гамма – 1. Рентгеновские лучи также имеют коэффициент 1. Полученный результат измеряется в Бэрах и Зивертах. При коэффициенте равном единице, 1 Бэр равен одному Раду или Рентгену, а 1 Зиверт равен одному Грею или 100 Бэрам.

Чтобы определить степень воздействия эквивалентной дозы на организм человека пришлось ввести еще один коэффициент риска. Для каждого органа он отличается, в зависимости от того как влияет радиация на отдельные ткани тела. Для организма в целом он равен единице. Благодаря этому получилось составить шкалу опасности радиации и ее влияния на человека при однократном воздействии:

  • 100 Зиверт. Это быстрая смерть. Через несколько часов, а в лучшем случае дней нервная система организма прекращает свою деятельность.
  • 10-50 – это смертельная доза, в результате которой человек умрет от многочисленных внутренних кровоизлияний спустя несколько недель мучений.
  • 4-5 Зиверт – -смертность составляет около 50%. Из-за поражения костного мозга и нарушения процесса кроветворения организм погибает спустя пару месяцев или меньше.
  • 1 Зиверт. Именно с этой дозы начинается лучевая болезнь.
  • 0,75 Зиверта. Кратковременные изменения в составе крови.
  • 0,5 – эта доза считается достаточной, чтобы стать причиной развития онкозаболеваний. Но других симптомов обычно не бывает.
  • 0,3 Зиверта. Это мощность аппарата при получении рентгеновского снимка желудка.
  • 0,2 Зиверта. Это безопасный уровень излучения, допустимого при работе с радиоактивными материалами.
  • 0,1 – при данном радиационном фоне добывается уран.
  • 0,05 Зиверта. Норма фонового облучения медицинской аппаратурой.
  • 0,005 Зиверта. Допустимый уровень радиации возле АЭС. Также это годовая норма облучения для гражданского населения.

Последствия радиационного облучения

Опасное влияние радиации на организм человека обуславливается воздействием свободных радикалов. Они образуются на химическом уровне из-за воздействия облучения и поражают в первую очередь быстро делящиеся клетки. Соответственно в большей мере от радиации страдают органы кроветворения и половая система.

Но на этом радиационные эффекты облучения человека не ограничиваются. В случае с нежными тканями слизистых и нервных клеток, происходит их разрушение. Из-за этого могут развиваться разнообразные нарушения психической деятельности.

Часто из-за действия радиации на организм человека страдает зрение. При большой дозе радиации может наступить слепота вследствие лучевой катаракты.

Другие ткани тела претерпевают качественные изменения, что не менее опасно. Именно из-за этого многократно увеличивается риск онкологических заболеваний. Во-первых, меняется структура тканей. А во-вторых, свободные радикалы повреждают молекулу ДНК. Благодаря этому развиваются мутации клеток, что и приводит к раку и опухолям в различных органах тела.

Самое опасное, что данные изменения могут сохраняться и у потомков, из-за повреждения генетического материала половых клеток. С другой стороны, возможно и обратно воздействие радиации на человека – бесплодие. Также во всех без исключения случаях, радиационное облучение приводит к быстрому износу клеток, что ускоряет старение организма.

Мутации

Сюжет многих фантастических историй начинается с того, как радиация приводит к мутации человека или животного. Обычно мутагенный фактор дает главному герою разнообразные сверхспособности. В реальности радиация влияет немного иначе – в первую очередь генетические последствия радиации сказываются на будущих поколениях.

Из-за нарушений в цепочке молекулы ДНК, вызванных свободными радикалами, у плода могут развиваться различные отклонения, связанные с проблемами внутренних органов, внешними уродствами или нарушениями психики. При этом данное нарушение может распространяться и на будущие поколения.

Молекула ДНК участвует не только в размножении человека. Каждая клетка тела делится согласно программе, заложенной в генах. Если данная информация повреждается, клетки начинают делиться неправильно. Это приводит к образованию опухолей. Обычно оно сдерживается за счет иммунной системы, которая пытается ограничить поврежденный участок тканей, а в идеале и избавиться от него. Но из-за иммунодепрессии, вызванной радиацией, мутации могут распространяться бесконтрольно. Из-за этого опухоли начинают пускать метастазы, превращаясь в рак, или разрастаются и давят на внутренние органы, например мозг.

Лейкоз и другие виды рака

Из-за того, что влияние радиации на здоровье человека в первую очередь распространяется на кроветворные органы и кровеносную систему, наиболее частым следствием лучевой болезни является лейкоз. Его еще называют «раком крови». Его проявления затрагивают весь организм:

  1. Человек теряет в весе, при этом отсутствует аппетит. Его постоянно сопровождает слабость в мышцах и хроническая усталость.
  2. Появляются боли в суставах, они начинают сильнее реагировать на окружающие условия.
  3. Воспаляются лимфатические узлы.
  4. Увеличиваются печень и селезенка.
  5. Затрудняется дыхание.
  6. На коже обнаруживаются пурпурные высыпания. Человек часто и обильно потеет, могут открываться кровотечения.
  7. Проявляется иммунодефицит. Инфекции свободно проникают в тело, из-за чего часто поднимается температура.

До событий в Хиросиме и Нагасаки, врачи не считали лейкоз болезнью от радиации. Но 109 тысяч обследованных японцев подтвердили связь радиации и онкологических заболеваний. Также выяснилась вероятность поражения тех или иных органов. На первом месте оказался лейкоз.

Затем радиационные эффекты облучения людей чаще всего приводят к:

  1. Рак молочной железы. Поражается каждая сотая женщина, пережившая сильное радиационное облучение.
  2. Рак щитовидной железы. Им также страдает 1% облученных.
  3. Рак легких. Эта разновидность сильнее всего проявляет себя у облучаемых шахтеров урановых рудников.

К счастью, современная медицина вполне может справиться с онкологическими заболеваниями на ранних стадиях, если влияние радиации на здоровье человека было кратковременным и достаточно слабым.

Что влияет на последствия облучения

Влияние радиации на живые организмы сильно различается от мощности и типа излучения: альфа, бета или Гамма. В зависимости от этого одна и та же доза радиации может оказаться практически безопасной или привести к скоропостижной смерти.

Также важно понимать, что воздействие радиации на организм человека редко бывает одновременным. Получить дозу в 0.5 Зиверта за один раз – это опасно, а 5-6 – смертельно. Но сделав несколько рентгеновских снимков по 0,3 Зиверта в течение определенного времени, человек дает возможность организму очиститься. Поэтому негативные последствия радиационного облучения просто не проявляются, так как при суммарной дозе в несколько Зиверт, единовременно на тело будет действовать лишь малая часть облучения.

Кроме того, различные последствия действия радиации на человека сильно зависят от индивидуальных особенностей организма. Здоровое тело дольше сопротивляется разрушительному действию облучения. Но лучше всего для обеспечения безопасности радиации для человека, как можно меньше контактировать с излучением для минимизации ущерба.

Ссылка на основную публикацию
Воздействие компьютера на человека
По сути дела только длительная работа за компьютером может оказать существенное влияние на здоровье человека. Рассмотрим основные аспекты длительной работы...
Виды тампонов оби
Даже во время месячных любая девушка хочет ощущать себя защищённой и уверенной. Тампоны O. b с лёгкостью справляются с задачей...
Визанна или дюфастон при эндометриозе что лучше
По данным ВОЗ около 10% всех женщин детородного возраста подвержены эндометриозу. В развитых странах заболевание проявляется в наиболее оптимальный для...
Воздействие излучений на организм человека
Ученые, изучающие влияние радиации на живые организмы, серьезно обеспокоены ее широким распространением. Как сказал один из исследователей, современное человечество купается...
Adblock detector