Биологический эффект воздействия ионизирующих излучений на человека
Биологический эффект воздействия ионизирующих излучений на человека определяется дозой и продолжительностью облучения, степенью ионизации вещества тканей, зависящей от количества поглощенной энергии, периодом полураспада и химической природой изотопа, размерами облучаемой поверхности организма, а также скоростью выведения радиоактивного вещества из организма.
Ионизирующие вещества обладают свойством задерживаться инакапливаться в организме. Часть из них, имея незначительный период полураспада, выводится изорганизма через органы выделения. При этом вредное воздействие радиации прекращается.
Наибольшую опасность представляют радиоактивные изотопы с длительным периодом полураспада и обладающие избирательным свойством накапливаться в определенных, жизненно важных, так называемых критических органах человека. Так, радиоактивный кобальт задерживается в кроветворных органах (в селезенке, костном мозге), фосфор – в костных тканях и т.д. При этом длительность непрерывного облучения организма будет зависеть от периода полураспада накапливающегося изотопа и скорости выведения его из организма. Под критическим понимается орган, облучение которого обусловливает наибольшее поражение всего организма.
Ионизация биологических тканей приводит к изменению их химической структуры, в результате чего в организме образуются химические соединения не свойственные живым тканям. Под влиянием этих соединений, в организме возбуждаются сложные биохимические процессы, приводящие к острым или хроническим лучевым заболеваниям.
Большая доза облучения может вызвать тяжелое поражение всего организма и немедленную смерть человека.
Лучевая болезнь может протекать остро или хронически. Острые поражения наступают при облучении значительными дозами радиации в течение небольшого отрезка времени. Болезненные явления проявляются циклично. При квалифицированном лечении через 20…25 дней после начала болезни может наступить выздоровление. К сожалению, не всегда выздоровление позволяет вернуть человека к активной жизни. Часто отмечаются случаи тяжелых последствий лучевой болезни (полная потеря трудоспособности, раннее старение, необратимые изменения в клетках костного мозга и пр.). Хронические поражения, являющиеся результатом систематического облучения небольшими дозами, развиваются постепенно по мере накопления радиоактивного материала в организме.
Для лучевой болезни характерны: тяжелые поражения критических органов, нарушение нормальной свертываемости крови, потеря эластичности кровеносных сосудов, расстройство сердечно-сосудистой и центральной нервной системы, нарушение деятельности половых желез, внутренние кровоизлияния и пр.Тяжелыми последствиями лучевой болезни являются склонность к раковым заболеваниям и необратимые изменения в генной структуре человека.
Лучевая болезнь может развиваться как под влиянием внешнего, так и внутреннего облучения.
При внешнем облучении источник ионизирующей радиации находится вне организма. В этом случаев попадание радиоактивных веществ внутрь организма исключено. Внешнее облучение может произойти при работах с ускорителями элементарных частиц, рентгеновскими аппаратами, с разгерметизированными контейнерами радиоактивных источников и пр. При внешнем облучении наибольшую опасность представляют гамма-, рентгеновское, а также нейтронное излучения.
Жесткие рентгеновское и гамма излучения, глубоко проникая в ткани, могут привести к тяжелому поражению жизненно важных органов человека.
Альфа и бета частицы, обладающие низкой проникающей способностью, при внешнем облучении представляют меньшую опасность. Ихвоздействие выражаетсяв поражении глаз и кожных покровов.
Действие радиоактивного источника при внешнем облучении человека ограничивается временем непосредственного контакта или работы с ним. Облучение немедленно прекращается после удаления источника.
Внутреннее облучение может произойти при попадании ионизирующих веществ внутрь организма через органы дыхания, пищеварительный тракт и через кожу. При этом наибольшую опасность представляет их проникновение через органы дыхания. Опасность внутреннего облучения заключается в том, что в этом случае человек подвержен вредному воздействию радиоактивного вещества постоянно до егополного распада или выведения изорганизма.
Короткоживущие изотопы, полученные человеком в результате внутреннего облучения, а также ионизирующие вещества естественных источников радиации и космического излучения, попадающие в организм с пищей, водой и воздухом, выводятся из него вследствие сложных радиационных и химико-биологических реакций, обусловленных непрерывным обменом веществ между человеком и внешней средой.
Под воздействием излучений естественного фона, приобретенная человеком суммарная доза безопасного для здоровья облучения составляет около 125 мбэр/год. Кроме ионизирующих излучений естественных источников радиации, человек получает радиоактивные заряды в результате рентгеноскопии внутренних органов (от 0,1 до 5 Р), при нахождении вблизи экранов действующих радиолокационных и телевизионных установок (до 0,5 мР/ч) и пр.
Начальные признаки лучевой болезни появляются при дозах облучения, составляющих 80…120 бэр.
При некоторой дозе облучения в организме не происходит необратимых изменений, обнаруживаемых современными методами исследований. Такие дозы, называемые предельно допустимыми дозами ионизирующих облучений (ПДД), определяются нормами радиационной безопасности НРБУ-97.
Для работников, связанных с постоянной работой с радиоактивными источниками, предельно допустимая доза (бэр) рассчитывается по формуле
D <5(N-18) ,
где: N- возраст человека.
Максимально допустимая суммарная доза всех видов облучения для человека 30 летнего возраста составляет 60 бэр. Допустимая максимальная единичная доза облучения для мужчин определена в 2.3 бэр, а для женщин – 1.3 бэр.
Длительное воздействие на организм ионизирующих излучений в дозах, превышающих предельно допустимые уровни, может привести к лучевой болезни. Однократное облучение дозой в 250…300 бэр вызывает лучевое заболевание с возможным смертельным исходом.