Радиация и её вредное влияние на организм человека

Радиационное излучение: виды и свойства

Спонтанное беспричинное изменение химического или внутреннего состава нестабильных нуклидов, атомных ядер, которые распадаются, приводит к образованию новых элементарных радиоактивных частиц, появлению радиации. Какие виды радиоактивного излучения бывают:

• альфа. Частица, которая в химическом виде представлена ядром атома гелия. Скорость движения — 20 км/с. Быстро теряет энергию, поэтому при внешнем облучении риск проникновения радионуклидов отсутствует. Представляет опасность при внутреннем воздействии, проникающая способность — 3-11 см. Попадая в органы пищеварения и дыхания, провоцирует лучевую болезнь и смерть;
• бета. Образуется заряженная частица в результате бета-распада. Распространяется практически со скоростью света. Изотоп вызывает серьезные лучевые ожоги. Может стать причиной лучевой болезни. Длина пробега достигает 20 метров;
• гамма. Электромагнитное излучение, которое обладает большой проникающей способностью, 2×10-10 метра. По своим свойствам близко к рентгеновским лучам. Результатом гамма-излучения для человека становится острая и хроническая формы лучевой болезни, появление онкологических заболеваний;
• нейтронное. Образуется лучи из электрически нестабильной частицы. Бывают сверхбыстрыми. Провоцируют серьезные лучевые поражения;
• рентгеновское. Энергия фотонов. В медицине получают путем ускорителя заряженных частиц, широко используются для диагностики заболеваний.

Провоцируют мутации, лучевую болезнь, ожоги.

Чтобы защититься от альфа-частиц, будет достаточно одежды, которая пропускает через себя 50% излучения бета. Для предупреждения проникновения этого вида радиации следует использовать металлические экраны, подойдут застекленные окна. От нейтронного облучения поможет и обычная вода, полиэтилен, парафин. Но самым и наиболее опасным для человека излучением является поток гамма. Лучшая защита от него — свинец.

Лучевая болезнь

Лучевая болезнь — это состояние, развивающееся при облучении человека в дозах, превышающих порог допустимого и поражающее органы кроветворения, нервной системы, желудочно-кишечного тракта и другие органы, системы.

Выделяют две формы лучевой болезни: острую и хроническую. Хроническая форма развивается при постоянном или частом облучении малой дозы, но все же превышающей допустимый порог. Острая лучевая болезнь развивается при однократном облучении большой дозой. Степень тяжести определяется по индивидуальному дозиметру (какую дозу человек получил) и по симптоматике.

Оказание первой помощи

Понимая, чем опасна радиация человека, при возникновении такой катастрофы с вовлечением в нее людей, первая мысль — оказать скорую помощь пострадавшим. Что же нужно сделать?

Во-первых, входя в очаг поражения, необходимо надеть индивидуальные средства защиты. Это табу, если вы не хотите лечь рядом вместе с пострадавшим Далее выносим пострадавшего из очага поражения и проводим дезактивацию (специальную обработку против радиации).

В нее входит:

1. снятие одежды;
2. механическое удаление всех загрязнений и пыли, впитавшей в себя радиацию;
3. обмывание кожи и видимых слизистых оболочек;
4. Промывание желудка без использования желудочного зонда. Даем пострадавшему принять йодированный сорбент, далее механически вызываем рвоту (два пальца в рот) и снова даем сорбент. Такую процедуру повторяем несколько раз.

Оказываем все вышеперечисленные действия и ждем прибытия врача.

Когда происходит сигнал «Радиационная опасность» и порядок действий

Сигналом «Радиационная опасность» власти предупреждают жителей определенного населенного пункта или района о том, что в воздух попали опасные радиоактивные соединения. На этот случай разработан четкий алгоритм действий, которого неукоснительно необходимо придерживаться после тревоги (рисунок 1).

Рисунок 1. Оповещение населения проводится всеми доступными методами

При радиационном заражении подается особый сигнал по всем доступным техническим калам связи: по радио, телевидению, через интернет и специальные громкоговорители. После его получения начинаются спасательные мероприятия, направленные на защиту населения от заражения.

Что влияет на последствия облучения

Влияние радиации на живые организмы сильно различается от мощности и типа излучения: альфа, бета или Гамма. В зависимости от этого одна и та же доза радиации может оказаться практически безопасной или привести к скоропостижной смерти.

Также важно понимать, что воздействие радиации на организм человека редко бывает одновременным. Получить дозу в 0.5 Зиверта за один раз – это опасно, а 5-6 – смертельно

Но сделав несколько рентгеновских снимков по 0,3 Зиверта в течение определенного времени, человек дает возможность организму очиститься. Поэтому негативные последствия радиационного облучения просто не проявляются, так как при суммарной дозе в несколько Зиверт, единовременно на тело будет действовать лишь малая часть облучения.

Кроме того, различные последствия действия радиации на человека сильно зависят от индивидуальных особенностей организма. Здоровое тело дольше сопротивляется разрушительному действию облучения. Но лучше всего для обеспечения безопасности радиации для человека, как можно меньше контактировать с излучением для минимизации ущерба.

Что такое радиация простым языком.

Что такое радиация? Насколько опасна радиация?

Радиация – это форма энергии, которая исходит из определенного источника и перемещается в пространстве. Источники могут варьироваться – от солнца, земли, камней и до машин.

Вызываемая ими энергия обычно называется ионизационным излучением. Ионизирующее излучение формируется неустойчивыми атомами, которые имеют как энергию, так и массу, превышающую стабильные атомы, и поэтому могут нанести ущерб.

Излучение может проходить через пространство в виде частиц или волн. Излучение частиц может быть легко заблокировано одеждой, в то время как излучение волны может быть смертельным, и оно также может пройти через бетон.

Излучение измеряется с помощью счетчиков Гейгера и в форме Зивертов (μSv).

Какое обследование самое опасное?

Для сравнения «вредности» различных видов рентгеновской диагностики можно воспользоваться средними показателями эффективных доз, приведенных в таблице. Это данные из методических рекомендаций № 0100/1659-07-26, утвержденных Роспотребнадзором в 2007 году. С каждым годом техника совершенствуется и дозовую нагрузку во время исследований удается постепенно уменьшать. Возможно в клиниках, оборудованных новейшими аппаратами, вы получите меньшую дозу облучения.

Очевидно, что самую высокую лучевую нагрузку можно получить при прохождении рентгеноскопии и компьютерной томографии. В первом случае это связано с длительностью исследования. Рентгеноскопия обычно проводится в течение нескольких минут, а рентгеновский снимок делается за доли секунды. Поэтому при динамичном исследовании вы облучаетесь сильнее. Компьютерная томография предполагает серию снимков: чем больше срезов — тем выше нагрузка, это плата за высокое качество получаемой картинки. Еще выше доза облучения при сцинтиграфии, так как в организм вводятся радиоактивные элементы. Вы можете прочитать подробнее о том, чем отличаются флюорография, рентгенография и другие лучевые методы исследования.

Чтобы уменьшить потенциальный вред от лучевых исследований, существуют средства защиты. Это тяжелые свинцовые фартуки, воротники и пластины, которыми обязательно должен вас снабдить врач или лаборант перед диагностикой. Снизить риск от рентгена или компьютерной томографии можно также, разнеся исследования как можно дальше по времени. Эффект облучения может накапливаться и организму нужно давать срок на восстановление. Пытаться пройти диагностику всего тела за один день неразумно.

Загрязняющие вещества

Радиоактивное загрязнение окружающей среды осуществляется в результате выброса загрязняющих элементов. Каждый радиоактивный имеет свой период полураспада, то есть период, за который вещество полностью утратит свою радиоактивность:

1. Йод – 131, попадая в организм он оседает в щитовидной железе. Период распада – 8 суток.
2. Стронций – 90, он откладывается в костных тканях. Период полураспада составляет 28,8 лет.
3. Цезий – 137 считается наиболее опасным загрязнителем флоры и фауны. Длительность его распада составляет 30 лет.
4. Кобальт – 60 широко используется в промышленности и для научных целей. Он имеет искусственное происхождение. Период полураспада – 5 лет.
5. Америций – 241 один из наиболее опасных радионуклидов. Он высокотоксичен, а период его полураспада составляет 433 года.

Дозировка облучения

Для того чтобы определить мощность облучения и степень воздействия радиации на живые организмы было придумано несколько шкал измерения. В первую очередь измеряется мощность источника излучения в Греях и Радах. Здесь все достаточно просто. 1 Гр=100Р. Именно так определяется уровень облучения с помощью счетчика Гейгера. Также используется шкала Рентген.

Но не стоит считать, что данные показания достоверно указывают на степень опасности для здоровья. Недостаточно знать мощность излучения. Влияние радиации на организм человека меняется также в зависимости от типа излучения. Всего их 3:

1. Альфа. Это тяжелые радиоактивные частицы – нейтроны и протоны, которые несут наибольший вред для человека. Но они обладают малой пробивной силой и не способны проникнуть даже сквозь верхние слои кожи. Но при наличии ран или взвеси частиц в воздухе,
2. Бета. Это радиоактивные электроны. Их пробивная способность – 2 см. кожи.
3. Гамма. Это фотоны. Они свободно пронизывают тело человека, и защититься возможно только с помощью свинца или толстого слоя бетона.

Радиационное воздействие происходит на молекулярном уровне. Облучение приводит к образованию в клетках тела свободных радикалов, которые начинают разрушать окружающие вещества. Но, учитывая уникальность каждого организма и неравномерную чувствительность органов к действию радиации на человека, ученым пришлось ввести понятие эквивалентной дозы.

Для определения, чем опасна радиация в той или иной дозе, мощность излучения в Радах, Рентгенах и Греях умножается на коэффициент качества.

Чтобы определить степень воздействия эквивалентной дозы на организм человека пришлось ввести еще один коэффициент риска. Для каждого органа он отличается, в зависимости от того как влияет радиация на отдельные ткани тела. Для организма в целом он равен единице. Благодаря этому получилось составить шкалу опасности радиации и ее влияния на человека при однократном воздействии:

• 100 Зиверт. Это быстрая смерть. Через несколько часов, а в лучшем случае дней нервная система организма прекращает свою деятельность.
• 10-50 – это смертельная доза, в результате которой человек умрет от многочисленных внутренних кровоизлияний спустя несколько недель мучений.
• 4-5 Зиверт – -смертность составляет около 50%. Из-за поражения костного мозга и нарушения процесса кроветворения организм погибает спустя пару месяцев или меньше.
• 1 Зиверт. Именно с этой дозы начинается лучевая болезнь.
• 0,75 Зиверта. Кратковременные изменения в составе крови.
• 0,5 – эта доза считается достаточной, чтобы стать причиной развития онкозаболеваний. Но других симптомов обычно не бывает.
• 0,3 Зиверта. Это мощность аппарата при получении рентгеновского снимка желудка.
• 0,2 Зиверта. Это безопасный уровень излучения, допустимого при работе с радиоактивными материалами.
• 0,1 – при данном радиационном фоне добывается уран.
• 0,05 Зиверта. Норма фонового облучения медицинской аппаратурой.
• 0,005 Зиверта. Допустимый уровень радиации возле АЭС. Также это годовая норма облучения для гражданского населения.

Что происходит с человеком при облучении радиацией. Пути и степень облучения

Облучение человека происходит двумя путями – внешним и внутренним.

Внешняя радиация, которую получает организм, исходит от излучающих объектов:

• космос;
• радиоактивные отходы;
• испытания ядерного оружия;
• естественная радиация атмосферы и грунта;
• аварии и утечки на атомных реакторах.

Внутреннее облучение радиацией осуществляется изнутри организма. Радиационные частицы содержатся в пищевых продуктах, которые человек употребляет (до 97%), и в небольшом количестве в воде и воздухе. Для того чтобы понять, что происходит с человеком после облучения радиацией, нужно понимать механизм ее воздействия.

Мощное излучение вызывает в организме процесс ионизации. Это значит, что в клетках образуются свободные радикалы – атомы, у которых не хватает электрона. Чтобы восполнить недостающую частицу, свободные радикалы отбирают ее у соседних атомов. Так возникает цепная реакция. Этот процесс приводит к нарушению целостности молекул ДНК и клеток. Как результат – развитие атипичных клеток (раковых), массовая гибель клеток, генетические мутации.

Дозы облучения в Гр (грей) и их последствия:

• 0,0007-0,002 – норма получения организмом радиации за год;
• 0,05 – предельно допустимая доза для человека;
• 0,1 – доза, при которой риск развития генных мутаций удваивается;
• 0,25 – максимально допустимая однократная доза в чрезвычайных условиях;
• 1,0 – развитие острой лучевой болезни;
• 3-5 – ½ пострадавших от радиации погибает в течение первых двух месяцев из-за поражения костного мозга и, как следствие, нарушения процесса кроветворения;
• 10-50 – летальный исход наступает через 10-14 дней из-за поражения ЖКТ (желудочно-кишечный тракт);
• 100 – смерть наступает в первые часы, иногда через 2-3 дня из-за повреждения ЦНС (центральная нервная система).

Что такое радиация?

Человек сталкивается с радиацией на протяжении всей жизни. Его организм, в первую очередь, подвержен естественной радиоактивности, которая наблюдается в природных процессах. Радиоактивностью называют такие явления в природе, при которых ядра атомов распадаются произвольно, что становится причиной возникновения излучений. Обладая выраженной энергией, эти излучения характеризуются тем, что способны ионизировать среду, в которой распространяются. Ионизация приводит к изменениям физических и химических свойств вещества. Такая способность несет поражающее влияние на живой организм, так как в биологических тканях нарушается жизнедеятельность.

Если ионизирующая способность в излучении высока, то она проникает в организм меньше. Если же ионизация обладает низким уровнем, она способна проникать более глубоко. Это становится важным, когда речь заходит о радиации, и ее влиянии на человека.

Радиоактивное действие на человека проводится внешним и внутренним способами. Вещества, которые находятся вне границ организма, создают внешнее облучение. Если же организм получает радиоактивные элементы, которые проникли внутрь вместе с воздухом, пищей, водой, так возникает облучение внутреннее. Высокое проникающее свойство излучения влияет более мощно при внешнем воздействии. Внутреннее влияние усугубляется, если излучению характерна высокая ионизация.

Облучение, которое изнутри получает организм, считается более опасным, так как радиация влияет на ткани и органы, которые ничем не защищены. Этот процесс происходит на молекулярном, клеточном уровне.  Защитным барьером при внешнем облучении служит кожа, одежда, защитные средства, стены помещений.

Радиоактивные излучения разделяются на несколько видов, которые отличаются свойствами и влиянием на человека.

Подробнее о видах радиации и их влиянии

• Альфа-излучение
• Бета-излучение
• Гамма-излучение
• Инфракрасное излучение
• Рентген-излучение
• Лазерное излучение
• Солнечная радиация
• Самое опасное излучение
• Источники радиации
• Лучевая болезнь

Что такое альфа-излучение и какова его опасность?

Потоки альфа-частиц образовываются при распаде радиоактивных химических элементов. Они не проникают через кожу человека, но очень опасны при попадании в организм (с едой, водой, воздухом или через раны). Здесь, вступая в контакт с молекулами в составе клетки, альфа-частицы ионизируют их. Это запускает цепочку химических реакций, конечным результатом которых является разрушение тканевых структур или ДНК. Но чтобы это произошло, радиоактивный изотоп должен попасть прямо в организм.

Площадь поражения при альфа-излучении невелика (до 10 см от источника), поскольку тяжелые частицы быстро оседают. Дозиметры не фиксируют альфа-излучение, его сложно обнаружить. Но от него легко защититься, нужна плотная одежда, перчатки и респиратор – достаточно закрыть всю поверхность тела и дыхательные пути.

Краткая характеристика

Радиация — это определение потоков частиц, которые образовываются в процессе ядерной реакции. Эти элементы оказывают мощнейшее влияние на человеческий организм, вызывая всевозможные отклонения в его работе вплоть до смерти.

Выясняя, откуда берётся радиация, стоит выделить несколько источников. Она исходит как от природных радиоактивных элементов, расположенных в недрах Земли или на её поверхности, так и из космоса. Облучение может выделяться в незначительных количествах из некоторых строительных материалов и рентгеновских аппаратов, используемых в медицине. В больших дозах оно присутствует в урановых рудниках, на повсюду распространённых ядерных электростанциях, в специализированных лабораториях. Немалую опасность представляют также полигоны для проведения испытаний ядерного оружия и радиоактивные «могильники».

Сначала частицы излучения действуют на ткани извне. Кожные покровы человека, его одежда и дом в некоторой мере могут защитить от источников радиации. Однако основная опасность кроется в её способности облучать изнутри. Попадая в организм с водой и воздухом, через раны на коже, радиоактивные элементы долгое время вплоть до их полного выведения оказывают своё негативное влияние на все органы. От них невозможно уехать или скрыться за свинцовым колпаком, что только усугубляет ситуацию.

Виды излучения

Изначально излучение влияет на организм извне. Оно исходит от естественных радиоактивных элементов, которые находятся в земле, а также попадает на планету из космоса. Также внешнее облучение исходит в микродозах от стройматериалов, медицинских рентгеновских аппаратов. Большие дозы облучения можно обнаружить на ядерных электростанциях, специальных физических лабораториях и урановых рудниках. Также крайне опасны полигоны испытания ядерного оружия и места захоронения радиационных отходов.

В определенной степени наша кожа, одежда и даже дома защищают от вышеперечисленных источников излучения. Но главная опасность радиации заключается в том, что облучение может быть не только внешним, но и внутренним.

Фон ионизирующего излучения

Фон ионизирующего излучения (или радиационный фон) — суммарное излучение от природных и техногенных источников.

В России радиационный мониторинг окружающей среды осуществляют федеральная служба Росгидромет и государственная корпорация Росатом. На международном уровне сбором информации и оценкой влияния радиоактивного излучения на человека и окружающую среду занимается Научный комитет по действию атомной радиации (НКДАР) при Организации объединённых наций.

Основными составляющими естественного (природного) радиационного фона являются космические лучи и излучение от радионуклидов земного происхождения, повсеместно содержащихся в земной коре.

Согласно данным НКДАР среднемировая мощность эффективной дозы от действия космических лучей (включая вторичное нейтронное излучение) на поверхности земли вне укрытий составляет 0,036 мкЗв/ч. С увеличением высоты над уровнем моря это значение существенно меняется и в зоне полётов гражданской авиации (9—12 км) может составлять 5—8 мкЗв/ч. Исходя из этого эффективная доза от действия космических лучей при трансатлантическом перелёте из Европы в Северную Америку достигает 30—45 мкЗв. Кроме того мощность дозы рассматриваемого излучения зависит от геомагнитной широты и состояния 11-летнего цикла солнечной активности. Вклад каждого из двух факторов в мощность дозы излучения составляет около 10 % .

Второй существенной составляющей естественного радиационного фона является γ-излучение от радионуклидов земного происхождения таких как 40K и продуктов распада урана-238 и тория-232 (226Th, 228Ac, 214Pb, 214Bi). Средняя мощность эффективной дозы от внешнего облучения этими радионуклидами в зависимости от региона находится в диапазоне от 0,030 до 0,068 мкЗв/ч. Как исключения, в мире имеются регионы с повышенным естественным радиационным фоном, обусловленным наличием монацитового песка с большим содержанием тория (города Гуарапари в Бразилии, Янцзян в Китае, штаты Керала и Мадрас в Индии, дельта Нила в Египте), вулканическими почвами (штат Минас-Жерайс в Бразилии, остров Ниуэ в Тихом океане) или наличием радия-226 в пресной воде (город Рамсар в Иране).

По данным Росгидромета на территории Российской Федерации мощность экспозиционной дозы γ-излучения (МЭД) находится в основном в пределах колебаний естественного радиационного фона (9—16 мкР/ч).

Превышение значений МЭД зафиксировано на загрязнённых после аварии на ЧАЭС территориях в Брянской, Калужской, Курской, Орловской и Тульской областях в диапазоне 19—25 мкР/ч. В 100-км зонах радиохимических предприятий и АЭС наблюдаются кратковременные повышения МЭД до 20 мкР/ч, однако среднегодовые значения находятся в пределах колебания фона — 9—14 мкР/ч.

Средняя годовая эффективная доза, получаемая человеком и обусловленная природными факторами, составляет 2400 мкЗв, в эту цифру кроме внешнего облучения от источников рассмотренных выше, входит внутренне облучение от радионуклидов попадающих в организм человека с воздухом, пищей и водой (суммарно 1500 мкЗв). В последнее время техногенное облучение в развитых странах приближается к вкладу от естественных источников. При этом доза от медицинских исследований и терапии с использованием источников ионизирующего излучения составляет 95 % всего антропогенного радиационного воздействия на человека.

Источники и причины радиоактивного загрязнения

Радиоактивное загрязнение – это заражение радиоактивными частицами не только территории, на которой произошел выброс, но и предметов и живых организмов на ней.

Загрязнение окружающей среды подразделяется на две группы:

1. Естественное – это загрязнение, которое происходит в природе без участия человека. К естественным причинам относятся: образование радиоизотопов в земной коре и излучения космоса.
2. Антропогенное – это загрязнение, возникшее вследствие активной научно – промышленной деятельности человека.

Основными источниками загрязнения окружающей среды являются антропогенные источники. Это атомная и тепловая промышленность, техногенные катастрофы, полигоны для испытания ядерного оружия, научно-медицинские исследования.

Однако самый большой вред для всего человечества и окружающей среды наносили ядерные взрывы. Радиация развеивалась потоками ветра на большие расстояния от эпицентра взрыва, в результате этого почва, атмосфера, вода, продукты питания подвергались заражению активными радиоизотопами. Аварии на атомных электростанциях также являются причинами подобного загрязнения.

К источникам радиоактивного загрязнения относятся:

1. Добыча полезных ископаемых.
2. Применение каменного угля.
3. Атомные реакторы.
4. Теплоэлектростанции.
5. Атомные корабли.
6. Ядерные боеприпасы.
7. Радиоактивные отходы.
8. Научные приборы.
9. Медицинское оборудование.