Тема 6 – Радиоактивность и её влияние на пищевую безопасность

110 лет назад человечество впервые узнало о существовании ионизирующего излучения и радиоактивности. В 1895 г. Немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген открыл неизвестные ранее Х-лучи, которые впоследствии в его честь были названы рентгеновскими лучами. Анри Беккерель в 1896 г., работая с солями урана, первым в истории человечества установил факт его естественной радиоактивности. Уже через год английский физик Эрнст Резерфорд показал, что излучение урана состоит из альфа- и бета-частиц.

Следующим большим шагом вперёд были исследования физиков Пьера Кюри и Марии Складовской-Кюри. Они получили около 1 г нового химического элемента, радиоактивность которого оказалась в миллион раз выше, чем у урана. Новый элемент получил название “радий” (от лат. radium-лучистый). За последующие 20 лет учёные обнаружили большинство химических элементов, обладающих естественной радиоактивностью.

Позже О. Ганн и Ф. Штрассман обнаружили в 1938 г., что атом урана при бомбардировке его нейтронами распадается на более лёгкие ядра, а К.А.Петржак и Г.Н.Флеров установили, что процесс деления ядер урана может происходить и самопроизвольно, без внешних воздействий. В дальнейшем эти положения легли в основу создания ядерных реакторов – специальных установок для осуществления цепной реакции деления.

Изучать биологическое действие невидимых радиоактивных излучений стали много позже. Первыми это испытали на себе исследователи, работавшие с радиоактивными веществами, не зная об их разрушительном биологическом действии. Так, А.Беккерель не только установил факт естественной радиоактивности, но и первым ощутил повреждающее действие радиации. Он в течение 6 ч носил в кармане жилета стеклянную пробирку с солями радия, подготовленную для демонстрации его свойств на конференции, а спустя 2 недели у него на коже под карманом образовалась длительно не заживающая язва. Это было первым столкновением человека с действием ионизирующего излучения. Уже через год после открытия В.К.Рентгена, в 1896 г., русский учёный И.Р.Тарханов писал: “Х-лучами можно не только фотографировать, но и влиять на ход жизненных функций”.

На основе таких открытий возникла ещё одна новая наука – радиобиология. Одним из основоположников радиобиологии по праву считается русский учёный Е.С.Лондон, который уже в 1903 г. описал смертельное действие лучей радия на организм некоторых животных, а впоследствии продемонстрировал высокую чувствительность кроветворных органов и половых желез к этому излучению. В 1904 г. Г.Петерсом обнаружено повреждение хромосом при облучении делящихся клеток радием, а в 1908 г. А.Бенжамином и А.Слюком установлено угнетение под воздействием ионизирующих излучений защитных сил организма – иммунитета.

История познания человеком радиоактивных свойств материи окрашена в трагические тона. Человечество дорогой ценой заплатило за получение сведений – ценой здоровья и жизни первых исследователей и первых врачей-рентгенологов. За первые 40 лет развития рентгенологии погибло более 200 врачей и рентгенотехников от так называемого рентгеновского рака, вызванного рентгеновским облучением. В 1959 г. в Германии издана “Книга почёта”, куда занесены фамилии 360 врачей, физиков, лаборантов и медицинских сестёр разных наций, в том числе 13 наших соотечественников, умерших от отдалённых последствий профессионального облучения. Люди никогда не забудут трагедии Хиросимы, Нагасаки, Чернобыля, не только унёсших одновременно жизни сотен тысяч людей, но продолжающие и сегодня творить своё чёрное дело – вызывать у облучённых людей заболеваемость лейкозами и злокачественными опухолями.

Радиоактивное излучение и её воздействие на человека стали в последние десятилетия для многих регионов планеты одним из основных токсикантов окружающей среды.

Радиоактивные вещества обладают радиоактивностью только, пока в них происходят ядерные превращения. По истечении определённого времени они становятся нерадиоактивными, превращаясь в стабильные изотопы. Для оценки продолжительности жизни радионуклида введено понятие – период полураспада – время, в течение которого радиоактивность вещества (или число радиоактивных ядер) в среднем уменьшается вдвое. Период полураспада различных радионуклидов колеблется в широких пределах – от долей секунды до многих миллионов лет.

Периоды полураспада некоторых радионуклидов, внесших значительный вклад в облучение населения и загрязнение территории после чернобыльской приведены ниже: йод-133 – 20,8 ч; йод-131 – 8,05 сут; цезий-144 – 284 сут; рутений-106 – 1 год; цезий-134 – 2,1 год; цезий-137 – 30 лет; стронций-90 – 28 лет; плутоний-239 – 20 000 лет.

Принято считать, что вещество становится нерадиоактивным по истечении 10 периодов полураспада.

Для измерения радиации существуют старые единицы – бэр, рад, кюри – и новые – беккерель, грей, зиверт. Однако эти единицы используются с приставками - кило (одна тысяча), милли (одна тысячная), микро (одна миллионная) или нано (одна миллиардная), так как даже новые единицы слишком малы или велики для определения доз радиации, которые с их помощью приходится измерять.

Бэр –биологический эквивалент рентгена. Эта единица служит для измерения степени биологического повреждения, вызываемым ионизирующим излучением. Бэр учитывает относительную биологическую эффективность энергии, поглощенной живой тканью. Один бэр приблизительно равен одному рентгену (1р=0,88 бэра) и производит то же биологическое действие. Для бета-, гамма- и рентгеновского излучения один рад равен приблизительно одному бэру. Для альфа-излучения рад эквивалентен 10…20 бэрам.

Кюри (Ки) –единица непосредственного измерения радиактивности, т.е. активности заданного количества определенного вещества. Один кюри равен 37 миллиардам распадов в секунду. Измеряя активность разных веществ можно определить, какое из них является радиоактивным. Один грамм радия – 226 имеет активность, равную одному кюри, а грамм прометия-145 – активность, равную 940 кюри.

Беккерель (Бк) –единица радиоактивности, равная одному ядерному превращению (или распаду) в секунду.

Грей (Гр) –единица измерения поглащенной дозы излучения, т.е. величина энергии, поглощенной единицей массы облучаемого вещества. В соответствии с системой СИ 1 Гр=1 Дж/кг=100рад.

Зиверт (Зв) –единица измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения. 1 Зв=100бэр.