Ионизирующие излучения – континуальный вечный фактор, разрушающий фундаментальные структуры вещества.

По данным академика А. М. Кузина, эти излучения составляют природный радиационный фон (ПРФ), то есть постоян­ный поток высокоэнер­ге­тичес­ких частиц, в котором существует все живое. Он включает:

- космические излучения (16,1 %). Их интенсивность зависит от географической широты и состояния озонового слоя атмосферы;

- гамма-излучения земного происхождения (21,9 %). Обширные исследования В. И. Вернадс­кого, А. Г. Виноградова и многих других показали: радиоактивные элементы (радионуклиды) - уран, торий, радий и продукты их радио­активного распада, помимо скопления в рудных месторождениях, находятся в мелкодисперсном состоянии во всех породах земной коры, в почвах, в водах рек, морей и океанов;

- внутренние излучатели (19,5 %) - живые организ­мы, поглощаю­щие микроколичества радио­нуклидов из окружающей среды. В пер­вую очередь, химически необходимый элемент калий ³⁹К, существующий всегда вместе со своим радиоактивным изотопом ⁴⁰К. Поглощаются также радионуклиды уранU, радийRa, тритийT, радиоизотоп углерода ¹⁴С и другие;

- излучения радонаRn и торонаTn (42, 5 %).

Средняя величина ПРФ для земного шара - 5·10^-8 Гр/ч, или 0,011мБэр/ч, в различных регио­нах мира она широко варьируется.

На земном шаре имеются районы, где мощность поглощенной дозы в воздухе вне помещений значительно превышает среднее значение, ха­рактерное для районов с «нормальным» радиационным фоном. (Разумов А. Н., Матюхин В. А. «Методологические основы оценки состояния здоровья человека в условиях неблагоприятного радиационного окружения»). Авторами предложено введе­ние региональной нормы естественного радиационного фона для данной природно-экологической ниши.

Энергия каждой ионизирующей частицы, будучи поглощена веществом клетки, достаточна, чтобы вызвать распад или возбуждение любой ее молекулы. За один час в клетках организма человека происходит от 200 млн. до 6 млрд. подобных микрособытий.

Сам человек радиоактивен, в его тканях присутствуют в следовых количествах радиоактивные вещества.

В результате я д е р н ы х п р е в р а щ е н и й происходит самопроизвольное испускание атомами ионизирующих излучений. По характеру излучаемых частиц различают три основных вида ядерных превращений.

1. Альфа - распад (α-распад) сопровождается излучением α-частицы, которая представляет собой ядро атома гелия (²₄He) и состоит из двух протонов и двух нейтронов. Он задерживается листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками эпидермиса. Поэтому не представляет опасности до тех пор, пока не попадет внутрь организма через открытую рану, с пищей или при вдыхании воздуха.

2. Бета - распад (β-распад). В неустойчивом ядре нейтрон превращается в протон, при этом ядро испускает электрон (β-частицу). Бета - излучения обладают большей проникающей способностью. В тканях организма на глубине 1-2 см они оставляют за собой шлейф радикалов (ионизированных атомов).

3. Гамма - распад (γ-распад). Возбужденное ядро испускает электромагнитное излучение с очень малой длиной волны и очень высокой частотой (γ-излучение). Проникающая способность гамма-излучения очень велика. Его может ослабить лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

Проникающая способность ионизирующих излучений.

К о с м и ч е с к и е л у ч и также относятся к естественным источникам радиоактивных излучений. Они приходят к нам из глубин Вселенной. Большая их часть рождается на Солнце в результате ядерных распадов и превращений, протекающих в недрах и у поверхности нашей звезды. Повышение активности таких процессов с Земли наблюдается в виде солнечных вспышек.

Уровень радиации растет с высотой, поскольку уменьшается экранирующий слой воздуха. Наиболее интенсивному облучению подвергаются экипажи и пассажиры самолетов (до 40 мкЗв в час).

Находясь на дне воздушного океана, живые организмы наиболее защищены от воздействий космических лучей.

В почве, воде и пище всегда присутствуют радиоактивные вещества – радионуклиды. У некоторых распад ядер активируется под действием космических излучений. Проходя через сложную систему биологических цепочек, такие радионуклиды попадают в организм и облучают внутренние ткани. К ним относятся изотопы ⁴⁰К (Калий-40) и ⁸⁷Rb (Рубидий-87) и радиоактивные элементы семейств, берущих начало соответственно от ²³⁸U (Урана-238) и ²³²Th (Тория-232) - долгоживущих изотопов, включившихся в состав Земли с самого ее рождения.

На их долю приходится менее 20% общей эффективной дозы облучения. Путей проникновения радионуклидов в организм несколько.

При воздействии излучений на живой организм поглощается энергия, достаточная для разрыва химических связей в клетках с образованием высокоактивных в химическом отношении соединений, так называемых свободных радикалов.

Процесс этот называется ионизацией,так как атом, поглотивший энергию гамма - кванта, возбуждается, и для возврата в стационарное состояние он должен излучить часть своей энергии в виде одного или нескольких электронов, гамма – квантов и других элементарных частиц.

Явление потери электрона было обнаружено Комптоном при изучении катодных лучей и получило название комптоновского рассеяния. С потерей электронов теряются отрицательные заряды. Увеличивается количество положительно заряженных радикалов, протонов (ионизированных атомов водорода). Водородный показатель pH растворов уменьшается. В цитоплазме клеток развивается а ц и д о з.

Комптоновское рассеяние.