Внешнее и внутреннее облучение человека

Любые объекты на нашей планете, живые и неживые, искусственные и естественные, органические и неорганические, находятся под постоянным воздействием ионизирующих излучений. Ионизирующее излучение может двумя путями оказывать воздействие на человека и животных. Первый путь – внешнее облучение, второй - внутреннее.

Внешнее облучение происходит от источников, расположенных вне ор­ганизма. Основными источниками внешнего облучения являются космическое излучение, естественные радионуклиды почвы и воздуха, радиоактивные про­дукты деления, которые появляются в результате проведения испытаний ядер­ного оружия, сбрасывания отходов атомной промышленности и аварий ядерных реакторов.

Доза внешнего облучения формируется, главным образом, за счет воз­действия гамма-излучения. Альфа- и бета-излучения не вносят существенного вклада в общее внешнее облучение живых организмов, так как они, в основном, поглощаются воздухом или эпидермисом кожи. Радиационное поражение кожных покровов бета-излучением возможно, в основном, при нахождении на открытом пространстве в момент выпадения радиоактивных продуктов ядер­ного взрыва или других радиоактивных осадков.

Контроль внешнего облучения производится дозиметрами, которые мо­гут измерять экспозиционную дозу или чаще всего уровень радиации. Полученные данные сравниваются с естественным фоном, характерным для данной местности.

Отметим, что в настоящее время на территории РБ дополнительное внешнее облучение в связи с аварией на ЧАЭС обусловлено, в основном, при­сутствием цезия-137 в окружающей среде.

Мероприятия по защите от внешнего облучения при радиационных авариях включают укрытие населения в помещениях и убежищах в первые дни после радиационной аварии, удаление верхнего загрязненного радионуклидами слоя почвы после прекращения ра­диоактивных выпадений, отселение и др.

Внутреннее облучение — это облучение организма от находящихся внутри него радиоактивных веществ.

Основным источником поступления радионуклидов в организм являются продукты питания (около 97%), в меньшей степени вода (около 2%) и воздух. По степени биологического действия ионизирующие излучения располагаются в следующий убывающий ряд: a, b, g, что обусловлено их различной ионизирующей способностью.

В первоначальный период (первые 1,5-2 месяца) после радиационной аварии дополнительное как внешнее, так и внутреннее облучение населения обусловлено, главным образом, радионуклидами йода. Йод попадает в организм с воздухом и пищей. Из легких и желудочно-кишечного тракта с кровью он распределяется по всем органам и тканям. Но уже через несколько часов большая часть йода оказывается в щитовидной железе. Значительно уменьшить облучение щитовидной железы можно заполнив ее стабильным йодом (йодная профилактика). Для этого необходимо немедленно принимать препараты, содержащие стабильный йод: йодид калия (ежедневно по 1 таблетке после еды в течение недели), спиртовой раствор йода (3 раза в день после еды 1-2 капли на полстакана воды или молока детям до 2-х лет, остальным 3-5 капель). При этом следует помнить, что передозировка стабильного йода вызывает побочные эффекты.

После распада короткоживущих радионуклидов дополнительное внутреннее облучение населения, главным образом, происходит радионуклидами цезия и стронция.

Для ограничения внутреннего облучения населения республики начиная с 1986 устанавливаются нормативы предельного содержания радионуклидов в продуктах питания. Они периодически пересматриваются в сторону ужесточения требований. С целью дальнейшего снижения доз внутреннего облучения населения Республики Беларусь в 1999 году введены Республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде (РДУ-99) взамен действовавших РДУ-96.

Радиоэкологическая обстановка

В Республике Беларусь

Источники ионизирующих излучений и загрязнения

Окружающей среды

Радиоактивность и сопутствующие ей ионизирующие излучения суще­ствовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовали в космосе до возникновения самой Земли. Все существующие источники радиационного фона делят на 2 основные группы: естественные и искусственные. Основную часть облучения население Земного шара получает от естественных источников радиации (до 78%). Большинство из них таковы, что избежать облучения от них просто невозможно.

В биосфере Земли содержится свыше 80 радионуклидов естественного происхождения. Радиоактивными являются все встречающиеся в природе элементы с Z > 83. Естественные источники ионизирующего излучения можно разделить на две категории: космическое излучение и излучение естественных радиоактивных элементов (земная радиация).

Космическое излучение — это поток частиц и лучей, непрерывно падающих на земную поверхность как из космического пространства (первичное), так и из атмосферы Земли, в результате взаимодействия первичного космического излучения с атмосферой (вторичное). К первичным космическим излучениям относятся те излучения, которые попадают в земную атмосферу из космического пространства и состоят, в основном, из протонов (92%), альфа-частиц (7%), ядер лития, бериллия, углерода, азота, кислорода и других элементов. Вторичные космические излучения состоят из мезонов (70%), электронов и позитронов (26%), небольшого числа первичных протонов (0,05%), остальное составляет гамма-излучение и быстрые нейтроны. Энергия первичного космического излучения очень велика (в среднем, 10⁴ МэВ), поэтому оно губительно для всего живого. Атмосфера служит своеобразным щитом, предохраняющим биологические объекты от воздействия космических частиц. Космический фон зависит лишь от высоты местности и практически постоянен на всей территории нашей республики.

Естественные радиоактивные элементы распространены на Земле в ничтожных количествах и содержатся в твердых породах земной коры, в воздухе, в воде, а также в растительных и животных организмах. Они вошли в состав Земли с самого ее образования. Их можно разделить на две категории: первичные и космогенные. Первичные подразделяются на две группы. Первая группа включает 43 радионуклида трех семейств (рядов) радиоактивных элементов: 1. семейство урана-238, родоначальником которого является ²³⁸U (Т_1/2 = 4,51×10⁹ лет); 2. семейство урана-235, родоначальником которого является ²³⁵U (Т_1/2 = 7,13×10⁸ лет); 3. семейство тория, родоначальником которого является ²³²Th (Т_1/2 = 1,41×10¹⁰ лет).. Радиоактивные семейства - цепочки элементов, самопроизвольно образующихся один из другого в результате радиоактивного распада. Конечными продуктами распада в каждом семействе является свинец, соответственно семействам ²⁰⁶Pb, ²⁰⁷Pb, ²⁰⁸Pb. Радионуклиды этой группы называют также тяжелыми естественными радионуклидами. В природе ранее существовало четвертое радиоактивное семейство нептуния – ряд ²³⁷Np (Т_1/2 = 2,14^. 10⁶ лет), все члены которого в естественных условиях уже распались.

Вторая группа первичных радионуклидов состоит из 24 долгоживущих (период полураспада от 1,3^. 10⁹ до 1,4^.10²¹ лет) радиоактивных изотопов таких химических элементов, как К, Са, Rb, Sn и др.

В облучении человека и других организмов заметную роль играет калий-40 и радиоактивный газ радон, который состоит из нескольких изотопов (Rn-220, Rn-222 и др.). В природном калии содержится 0,0118% радиоактивного К-40. Изотопы радона являются промежуточными продуктами в рядах распада урана и тория. Согласно оценке Научного Комитета по действию атомной радиации (НКДАР) ООН, радон вместе со своими дочерними продуктами радиоактивного распада ответственен примерно за 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой населением планеты от земных источников радиации. Большую часть этой дозы человек получает с вдыхаемым воздухом, особенно в непроветриваемом и подвальном помещениях.

Космогенные радионуклиды образуются, в основном, в атмосфере в результате взаимодействия космического излучения (нейтронов, протонов и др.) с ядрами атомов O, N, Ar, а затем поступают на земную поверхность с атмосферными осадками. В среднем между процессом образования и радиоактивным распадом этих нуклидов установилось равновесие и запас их в биосфере держится на одном уровне, испытывая лишь изменения, связанные с вариациями скорости образования. Эта группа представлена 20 радионуклидами с периодами полураспада от 37,3 мин (³⁸Cl) до 7,4^. 10⁵ лет (²⁶Al). Наиболее значимые в радиологическом плане радионуклиды этой группы – ³Н, ⁷Ве, ¹⁴С, ²²Na, ²⁴Na, ²⁶Al. К этому перечню можно было бы отнести космогенные изотопы ³²P, ³⁵S, ⁵⁴Mn, ⁵⁹Ni, несколько изотопов кобальта и железа, однако содержание их в природе незначительно, и они не играют большой роли в биосферных процессах.

Радионуклиды искусственного происхождения образуются в результате деятельности человека по использованию атомной энергии, испытаний и применения ядерного оружия, ядерного синтеза с помощью специальных установок и источников излучений, т. д.

Широкомасштабное загрязнение биосферы радионуклидами началось 16 июня 1945 года со взрыва первой в истории человечества атомной бомбы в США. Всего ядерные державы провели более 400 испытательных взрывов на земле, в воде и в атмосфере (не считая подземных). В результате радиоактивными веществами была загрязнена вся планета и естественный фон изменился повсеместно.

С развитием атомной энергетики мы приобрели новый, чрезвычайно опасный фактор загрязнения окружающей среды - техногенные радиоактивные элементы, которые поступают в биосферу либо “вполне легально”, под маркой радиоактивных отходов, либо в результате аварийных ситуаций на атомных реакторах. Чернобыльской катастрофе предшествовали три крупные радиационные аварии (в СССР, Великобритании и США).

К искусственным источникам относится также промышленное производ­ство, связанное с радиоактивными элементами, медицинское оборудование, имеющее источники ионизирующих излучений (например, рент­геновские уста­новки).

Искусственные радионуклиды получают и используют в таких количествах, что возникающее при этом излучение имеет интенсивность, в миллионы раз превосходящую интенсивность естественных источников излучения. Искусственные радионуклиды по различным причинам попадают в окружающую среду, повышая тем самым радиационный фон. Кроме того, они включаются в биологические системы и поступают непосредственно в организм животных и человека. Все это создают опасность для нормальной жизнедеятельности организмов.