Влияние радиоактивного загрязнения на организм человека.

При изучении действия излучения на организм были определены следующие особенности:

1. Высокая эффективность поглощенной энергии. Малые количества поглощенной энергии излучения могут вызвать глубокие биологические

изменения в организме.

2. Наличие скрытого или инкубационного периода проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах.

3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией.

4. Излучение влияет не только на данный живой организм, а и на его потомство. Это так называемый генетический эффект.

5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0, 02…0, 05 Р уже наступают изменения в крови.

6. Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.

7. Облучение зависит от частоты. Однократное облучение большой дозой вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное (многократное облучение с интервалами от нескольких часов до нескольких дней).

8. Действующие сегодня инструкции по радиационной защите основаны на положении, согласно которому риск рака увеличивается пропорционально дозе излучения. Эта пропорция была установлена исключительно после исследования животных и людей, получивших высокие или средние дозы облучения – например, выживших после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки. Результаты новейших экспериментальных и статистических исследований свидетельствуют: лучевая нагрузка в небольших дозах вызывает защитные реакции организма, она может предотвращать или полностью устранять повреждения ДНК, а также восстанавливать её – например, статистические исследования рабочих канадской атомной промышленности, постоянно подвергающихся воздействию незначительных (превышающих фоновое не более чем в 20 раз) доз радиоактивного излучения, показали значительное уменьшение у них риска рака. У рабочих, длительный период получавших дозы, превышающие фоновое излучение более чем в 40 раз, риск рака увеличивался.

Поглощенная энергия от ионизирующих излучений различных видов вызывает ионизацию атомов и молекул веществ, в результате чего молекулы и клетки ткани разрушаются.

Известно, что 2/3 общего состава ткани человека составляет вода и углерод.

Процесс образования ионов длится всего около 10^-12 с, после чего наступают физико-химические изменения ткани.

Исходя из такого соотношения между количеством молекул белка и воды, вероятность попадания ионизированной доли в молекулу воды в 10⁴ раз больше, чем в молекулу белка. Поэтому эффективность воздействия на организм человека достигается не прямым воздействием на белковое вещество клетки, а косвенным путем, через продукты разложения воды.

Под действием излучения в воде образуется положительно заряженный ион молекулы воды (Н₂О):

излучение

↓

Н₂О → Н₂О⁺ + е.

Электрон, который освободился, может соединиться с другой молекулой воды, которая получает в этом случае отрицательный заряд

Н₂О + е → Н₂О^-.

Этот этап радиолиза воды называется прямым влиянием ионизирующего излучения на организм человека.

Образовавшиеся ионы молекулы воды, химически не устойчивы и испытывают такие преобразования:

Н₂О⁺ → Н⁺+ ОН⁰.

Н₂О → ОН^- + Н⁰.

ОН⁰ + ОН⁰ → Н₂О₂.

Н⁰ + О₂ → НО₂⁰.

Образовавшиеся вещества: перекись водорода (Н₂О₂); радикал гидроперекиси водорода (НО₂⁰) радикал гидроксильной группы (ОН⁰), радикал водорода (Н⁰), обладая большой химической активностью, взаимодействуют с биологическими веществами и вызывают их изменения. Этот этап биологического действия ионизирующего излучения (образование продуктов радиолиза воды) называется косвенным воздействием ионизирующего излучения, который по своим последствиям является доминирующим и определяет особенности и эффективность влияния этого вида энергии на организм человека.

Никакой другой вид энергии в том же количестве при воздействии на человека не приводит к таким тяжелым последствиям, как энергия ионизирующего излучения.

Например, энергия в 5 Дж на 1 кг массы человека в виде тепловой энергии повышает температуру тела человека на 0, 001°С, а в виде ионизирующего излучения составит:

5 Дж/кг = 5 Гр = 500 рад

и вызовет тяжелую форму лучевой болезни человека.

Зависимость тяжести лучевой болезни от дозы облучения человека указана в таблице 3.

Таблица 3. Зависимость тяжести лучевой болезни от дозы облучения человека.

Процент радиационных потерь определяется по таблицам 4 и 5.

Таблица 4. Радиационные потери при различных дозах излучения.

Таблица 5. Радиационное поражение людей (%) при облучении дозой выше 100 рад.