Влияние ионизирующих излучений на живые организмы и защита от них

Приведем ниже поэтапное воздействие всех видов ионизирующих излучений на любой живой организм.

Заряженные частицы:

Проникающие в ткани организма альфа- и бета-частицы теряют энергию вследствие электрических взаимодействий с электронами тех атомов, близ которых они проходят. Гамма-излучение и рентгеновские лучи передают свою энергию веществу несколько иными способами, которые, в конечном счете, также приводят к электрическим взаимодействиям.

Электрические взаимодействия:

За время порядка десяти триллионных секунды после того, как проникающее излучение достигнет соответствующего атома в ткани организма, от этого атома отрывается электрон. Последний заряжен отрицательно, поэтому остальная часть исходно нейтрального атома становится положительно заряженной. Этот процесс называется ионизацией. Оторвавшийся электрон может далее ионизировать другие атомы.

Физико-химические изменения:

И свободный электрон, и ионизированный атом обычно не могут долго пребывать в таком состоянии и в течение следующих десяти миллиардных долей секунды участвуют в сложной цепи реакций, в результате которых образуются новые молекулы, включая и такие чрезвычайно реакционно-способные, как свободные радикалы.

Химические изменения:

В течение следующих миллионных долей секунды образовавшиеся свободные радикалы реагируют как друг с другом, так и с другими молекулами и через цепочку реакций , еще не изученных до конца, могут вызвать химическую модификацию важных в биологическом отношении молекул, необходимых для нормального функционирования клетки.

Биологические эффекты:

Биохимические изменения могут произойти как через несколько секунд, так и через десятилетия после облучения и явиться причиной немедленной гибели клеток или таких изменений в них, которые могут привести к раку.

Поражение людей и животных проникающей радиацией.При воздействии проникающей радиации у людей и животных может возникнуть лучевая болезнь. Степень поражения зависит от экспозиционной дозы излучения, времени, в течение которого эта доза получена, площади облучения тела, общего состояния организма. Также учитывают, что облучение может быть однократным и многократным. Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток. Облучение, полученное за время, превышающее четверо суток, является многократным. При однократном облучении организма человека в зависимости от полученной экспозиционной дозы различают 4 степени лучевой болезни.

Лучевая болезнь первой (легкой) степени возникает при общей экспозиционной дозе излучения 100-200 Р. Скрытый период может продолжаться 2-3 недели, после чего появляется недомогание, общая слабость, чувство тяжести в голове, стеснение в груди, повышение потливости, может наблюдаться периодическое повышение температуры. В крови уменьшается содержание лейкоцитов. Лучевая болезнь первой степени излечима.

Лучевая болезнь второй (средней) степени возникает при общей экспозиционной дозе излучения 200-400 Р. Скрытый период длится около недели. Лучевая болезнь проявляется в более тяжелом недомогании, расстройстве функций нервной системы, головных болях, головокружениях, вначале часто бывает рвота, возможно повышение температуры тела; количество лейкоцитов в крови, особенно лимфоцитов, уменьшается более чем наполовину. При активном лечении выздоровление наступает через 1,5-2 месяца. Возможны смертельные исходы (до 20%).

Лучевая болезнь третьей (тяжелой) степени возникает при общей экспозиционной дозе 400-600 Р. Скрытый период- до нескольких часов. Отмечают тяжелое общее состояние, сильные головные боли, рвоту, иногда потерю сознания или резкое возбуждение, кровоизлияния в слизистые оболочки и кожу, некроз слизистых оболочек в области десен. Количество лейкоцитов, а затем эритроцитов и тромбоцитов резко уменьшается. Ввиду ослабления защитных сил организма появляются различные инфекционные осложнения. Без лечения болезнь в 20-70% случаев заканчивается смертью, чаще от инфекционных осложнений или от кровотечений.

При облучении экспозиционной дозой более 600 Р. развивается крайне тяжелая четвертая степень лучевой болезни, которая без лечения обычно заканчивается смертью в течение двух недель.

Для оценки ионизирующего излучения приняты следующие единицы измерения:

• активность радиоактивного вещества А = dN/dt - число спонтанных ядерных превращений dN за промежуток времени dt (измеряется в беккерелях [Бк = 1/с]);

• поглощенная доза D = dE/dm - средняя энергия dE, переданная излучением веществу в некотором малом объеме, отнесенная к массе вещества dm в этом объеме (измеряется в джоулях на килограмм или в специальных единицах системы СИ - греях [Дж/кг = Гр]);

• эквивалентная доза Н_TR = W_RD - произведение поглощенной биологической тканью дозы D на безразмерный взвешивающий коэффициент для данного вида излучения W_R - введена для оценки опасности облучения биологических тканей ионизирующим излучением произвольного состава (измеряется в зивертах [Зв]). Коэффициент W_R характеризует зависимость неблагоприятных биологических последствий облучения организма от поглощенной дозы. Для рентгеновского, гамма-излучения и электронов любых энергий W_R = 1, для протонов с энергией до 2 МэВ W_R = 5, для нейтронов с энергией 0,01-0,1 и 2-20 МэВ - W_R = 10, для альфа-частиц, тяжелых ядер отдачи и нейтронов с энергией (0,1-2) МэВ W_R=20;

_Т

· эффективная ожидаемая дозаН_Тt =ò Н_Т(t)dt,

⁰

где Н_Т(t) - мощность эквивалентной дозы (H_Т(t)=dН_Т/dt) в биологической ткани Т, t - продолжительность воздействия. Если продолжительность воздействия неизвестна, то она принимается равной 50 годам для взрослых и 70 годам для детей. Применяется для оценки дозовой нагрузки организма при проживании человека на зараженной местности или ликвидации радиационной аварии (измеряется в зивертах);

· эффективная доза Е_Т = å WТ НТt ,

где Н_Тt - эквивалентная доза в биологической ткани Т за время t, a W_Т - взвешивающий коэффициент для этой ткани. Применяется для оценки риска возникновения отдаленных последствий облучения тела человека или его отдельных органов с учетом их радиочувствительности, измеряется в зивертах;

· коллективная эффективная дозаS = å E_i N_i , где E_i-средняя эффективеая доза для i-ой группы людей, а N_i - число людей в этой группе. Применяется для оценки степени риска облучения групп людей.(измеряется в чел*Зв).

Кроме единиц системы СИ для оценки ионизирующего излучения ранее применялись внесистемные единицы, изъятые из употребления, но иногда встречающиеся в литературе:

· кюри - единица активности - 1 Ки = 3,7*10¹⁰ Бк;

· рентген - единица экспозиционной дозы - 1P = 2,58*10^-4 Кл/кг;

· рентген/с (Р/ч, Р/год) - единица мощности экспозиционной дозы;

· рад - единица поглощенной дозы - 1 рад = 0,01 Гр;

· бэр - единица эквивалентной дозы - 1 бэр = 0,01 Зв.

Предельно допустимые уровни облучения людей задаются "Нормами радиационной безопасности НРБ-96" и "Основными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87".

Для защиты населения от природных источников излучения среднегодовая объемная активность изотопов радона и торона должна быть

А_Rn +4,6А_Tn <100 Бк/м³ в воздухе вновь строящихся помещений и менее 200 Бк/м³ в существующих, а мощность дозы гамма-излучения не должна превышать мощность дозы на открытой местности более чем на 0,3 мкЗв/ч. Вопрос о переселении жильцов (с их согласия) рассматривается, если практически невозможно снизить это превышение до значений менее 0,6 мкЗв/ч. При облучении населения в медицинских целях не устанавливаются предельные дозовые значения и используются принципы обоснования по показаниям медицинских радиологических процедур. При проведении профилактических медицинских и научных исследований для лиц, не имеющих медицинских противопоказаний, эффективная доза облучения не должна превышать 1 мЗв.

Порядок хранения, транспортировки и захоронения радиоактивных веществ установлен санитарными нормами ОСП-72/87. Сбор отходов, их удаление для небольших предприятий производится централизованно специализированными службами. Крупные потребители радиоактивных веществ осуществляют захоронение и утилизацию отходов самостоятельно. Перед утилизацией изотопы разделяют по степени активности, периоду полураспада и т.п. Для сокращения объема отходов их упаривают, сжигают, прессуют и т.п. Для предотвращения миграции радиоактивных изотопов с грунтовыми водами малоактивные отходы фиксируют с помощью битума или цемента в блоки, подлежащие дальнейшему захоронению. Высокоактивные отходы остекловывают. Сброс радиоактивных веществ в составе сточных вод запрещен. Для захоронения радиоактивных веществ используются специальные могильники. Пункт захоронения должен располагаться не ближе 20 км от городов в районе, не подлежащем застройке, с санитарно-защитной зоной не менее 1 км от населенных пунктов и мест постоянного пребывания скота.

На территориях, подвергшихся загрязнению вследствие аварии, при эффективной дозе до 1 мЗв/год производится обычный контроль радиоактивного загрязнения среды и сельхозпродукции. Эта зона не относится к зоне радиоактивного загрязнения. Зона с эффективной дозой 1-5 мЗв/год считается зоной радиационного контроля. В этой зоне помимо контроля должны осуществляться и меры по защите населения. Зона с эффективной дозой 5-20 мЗв/год считается зоной ограниченного проживания. Зона с эффективной дозой 20-50 мЗв/год считается зоной добровольного отселения. Людям, проживающим в этой зоне, помимо контроля получаемых ими доз и защитных мероприятий, должна предоставляться помощь в добровольном переселении за пределы зоны. Зона с эффективной дозой более 50 мЗв/год считается зоной отселения. На восстановительной стадии радиационной аварии въезд людей для постоянного проживания на территорию зоны ограниченного проживания не разрешен. В этой зоне запрещается постоянное проживание людей репродуктивного возраста и детей. Зона отселения превращается в зону отчуждения, в которой не допускается постоянное проживание, а временное нахождение должно предусматривать меры защиты работающих и их обязательный индивидуальный дозиметрический контроль.

Дозиметрический контроль осуществляется на основе сцинтилляционных счетчиков, счетчиков Гейгера, ионизационных камер и т.п.

Индивидуальные средства защиты при работе с фиксированными радиоактивными веществами - халаты, комбинезоны, полукомбинезоны, шапочки из х/б ткани. При опасности значительного загрязнения х/б одежды поверх нее надеваются пленочные нарукавники, брюки, фартук, халат, костюмы, сапоги. В качестве материалов для такой спецодежды Применяются некоторые виды пластиков и резины. Для защиты рук при работе с препаратами активностью свыше 10⁸ Бк применяются перчатки с нарукавниками из просвинцованной резины. Воздух под пленочный костюм подается по шлангу.

Негатииавные факторы при работе на ВДТ и ПЭВМ

Компьютеры широко входят в нашу повседневную жизнь. Но несмотря на коллоссальное расширение человеческих возможностей с помощью компьютеров, при неправильном исполььзовании его, он может оказать слежуюющие негативные фействия на человека :

1. Нагрузка на глаза;

2. Длительные статические нагрузки.

3. Гиподинамия;

4. Психологические нагрузки;

5. Электрические поля;

6. Элекромагнитные излучения;

7. Радиоактивные излучения.

В результате таких действий

возможны:

1. Костно-мышечные нарушения;

2. Нарушения зрения;

3. Заболевания кожи лица;

4. Нервные и психические заболевания;

5. Нарушения в функционировании биологических систем организма;

6. Нарушение течения и исхода беременности.

Постоянные пользователи ПК жалуются на костно-мышечные болезни, быструю утомляемость глаз, головные боли, стенокардию, стрессовые состояния, головокружения, тошноту, легкую возбудимость и депрессии, невозможность долго концентрировать внимание, снижение трудоемкости и нарушение сна.