Человек живет в мире, в котором есть масса предметов, излучающих в той или иной мере радиацию. Она может быть естественной или техногенной. Не всякое облучение может быть опасным для здоровья. Достаточно знать годовую норму и источники радиации, чтобы надежно защитить себя от ее влияния.
Природные источники радиации
Основным источником природного происхождения является газ радон, который в большом количестве присутствует в атмосфере Земли. Этот газ, его продукты полураспада и изотопы являются поставщикам радиационной дозы, которую приходится вдыхать человеку. В обычной обстановке полученный таким образом объем в течение года естественного облучения в среднем составляет 1260 мкЗв. На территории России радиационный фон превышает средние мировые показатели, и естественное облучение составляет 1980 микрозивертов.
Сам газ радон распространяется неравномерно по территории, и его концентрация в тех или иных областях зависит от ряда факторов. Радиационный газ в более концентрированном виде содержится там, где радиоактивный уран наиболее близко залегает к поверхности земли. Продукты распада излучают радиацию, которая попадает в земную атмосферу через горные породы, подземные воды и даже через фундаменты зданий, построенных на таких участках земли.
Человек получает облучение в таких ситуациях, вдыхая воздух. Находящийся в нем радон, попадает в организм через легкие, и радиационные элементы надолго остаются в организме человека. Есть особые зоны на Земле, где ученые фиксируют очень высокую концентрацию природного радиационного фона, и где людям опасно находиться даже в течение ограниченного периода времени. Это области, расположенные на территории США, Скандинавии, Чехии и Ирана, находятся в непосредственной близости от горных цепей. В таких местах природная радиация в воздухе превышает стандартные показатели более чем в 500 раз.
Радиоактивные вещества излучают планеты и звезды, находящиеся в Галактике. Самой близкой звездой, излучающей радиацию в нашей звездной системе, является звезда Солнце. Часть космического радиоактивного излучения задерживается земной атмосферой, а часть просачивается через нее. Чем ближе человек находится к открытому космосу, тем большему облучению он подвергается. Это относится к людям, летающим часто на самолетах.
Земля также является природным источником. Радиационный фон образуется в районах горных массивов, в которых присутствуют урановые залежи, а также месторождения других радиоактивных природных ископаемых. Самый высокий фон радиации земного происхождения обнаружен в горных районах Индии и Бразилии.
Также человек может получать природную дозу облучения вместе с пищей. Ее источником является радиоактивный углерод, изотоп калия и ряд других изотопов, которые могут содержать в своем составе продукты. Животные и растения, как и все живые организмы, также накапливают в себе природную радиацию, которая потом вместе с пищей попадает в человека.
Техногенные источники радиации
Очень часто человек получает облучение в результате прохождения медицинских процедур. Его уровень зависит от качества медицинского оборудования и от специфики терапевтических, диагностических или иных процедур медицинского характера.
Одним из самых распространенных примеров такого техногенного облучения является рентген, которым просвечивают различные органы человеческого тела. Статистика показывает, что больший уровень радиационного фона в таких случаях приходится на американцев. В России он гораздо ниже.
Источником техногенного облучения являются многие потребительские товары, прежде всего сигареты, содержащие радиоактивный полоний. Большое влияние на общий фон радиации оказывает производство ядерного оружия. Проводимые в 20 веке в период с 1940 по 1960 гг. испытания ядерного вооружения привели к существенному повышению радиации во всем мире.
Еще одним опасным источником техногенного характера, появившимся в 20 веке, стали атомные электростанции. Выбросы при аварийных остановках происходили не так часто, но и они, как например, авария на Чернобыльской АЭС или на японской Фукусиме, смогли существенно повлиять на радиационную обстановку во всем мире. Проживающие в районах катастроф люди получили ударную дозу радиации.
В 20 веке происходили аварии и на военных атомных объектах, в результате чего происходила утечка тяжелой воды, как это было в Кыштыме в России, или в американском Уиндскейле.
Кроме этого человек может подвергаться дополнительному облучению на рабочем месте, если он работает в зоне особых промышленных предприятий, использующих атомную энергию, а также проживает в непосредственной близости от ТЭЦ, АЭС, и других крупных объектов, работающих на углеродном топливе, которое может быть источником радиационного фона.
Безопасный уровень медицинского радиационного облучения
Наука доказала, что в течение короткого времени люди могут без особого вреда для своего здоровья переносить облучение в 10 микрозивертов, хотя безопасной считается доза в 0,5 мЗв, получаемых в один час. Повышенный уровень облучения не должен превышать 72 часов в течение одного месяца. Поэтому полеты на самолетах не могут принести большого вреда, так как большинство так часто не пользуется ими.
Такой же безопасной является доза, полученная от медицинского рентгена. В среднем человеку приходится не более двух раз в месяц проходить рентгеновское обследование. Поэтому такой уровень не может быть опасным. Современное рентгеновское оборудование обеспечивает повышенную защиту человека от облучения. К тому же, можно с помощью специальных препаратов выводить из организма накапливающиеся радиоактивные вещества. Помещения с повышенным природным фоном облучения рекомендуется чаще проветривать.опубликовано
Космическое излучение Земли, а также техногенные и природные радионуклиды, участвуют в формировании радиационного фона. Радиационный фон – это излучение от техногенных и природных источников, под воздействием которого находится человек.
После Чернобыльской катастрофы в атмосферу было выброшено около 40 видов искусственных радионуклидов. Наибольшую опасность для человека представляют такие вещества, как стронций, цезий, плутоний, йод. Период полураспада некоторых из них достигает 25 тысяч лет.
По данным организации, которая занимается проблемами окружающей среды, радионуклиды признаны самыми токсичными веществами. На территории бывшего СССР длительное время существовали ядерные полигоны, где проводились испытания ядерного оружия, а также хранились опасные отходы. Наиболее известными считаются «Маяк» и полигон в городе Семипалатинске.
Человек получает дозу облучения из внешних, космических источников, также под воздействием внутренних радионуклидов, находящихся в организме. Средняя доза радиации от внешнего и внутреннего воздействия источников составляет порядка 200 мбэр/год.
Промышленная деятельность человека напрямую влияет на образование в атмосфере радионуклидов и изотопов. Они извлекаются из недр земли в процессе добывания угля, нефти, газа, минеральных удобрений.
Подвергнуться воздействию природных радионуклидов возможно даже у себя дома. Такие материалы, как кирпич, дерево, бетон, выделяют небольшое количество радона.
Находясь длительное время в непроветриваемом помещении, человек рискует получить большую дозу этого радионуклида. Негативное влияние на здоровье оказывают калий-40, радий-226, полоний-210, радон-222, -220.
Степень воздействия космического излучения на человека зависит от того, в какой местности он проживает. Люди, живущие в горах, имеют более высокий риск облучения, чем те, кто живет в низине. Известно, что те, кто проживают низко над уровнем моря, получают порядка 300 мкЗв/год. Причина тому – экранизирующие свойства воды. Средний объем излучения, поступающего из космоса, которому подвергается человек за год, равен 350 мкЗв.
В состав радиационного фона природного происхождения входит космическое излучение, а также природные радионуклиды, которыми заполнена водная поверхность, земная кора, атмосфера в целом. Его величина оставалась неизменной много тысяч лет. Существует несколько районов, где величина воздействия радиации на человека значительно выше. Это объясняется тем, что неглубоко в почве залегает ториевая или урановая руда, выходят родоновые источники.
Естественный радиационный фон составляет излучение, которое попадает из космоса, вследствие переработки радиоактивных элементов, находящихся в недрах Земли, в стройматериалах, пище. Наибольшую опасность представляют собой радионуклиды 40К и 222Rn. Природный радиационный фон образовался и развивался одновременно с развитием биосферы. Космогенные радионуклиды участвовали в процессе формирования коры Земли. Сдвиги и впадины в ней – места, где радионуклиды были высвобождены на земную поверхность, мощность ионизирующего излучения повышалась. С течением времени степень радиоактивности снижалась.
Естественный радиационный фон может стать технологически измененным по причине трансформации ионизирующего излучения. Искусственный радиационный фон является следствием распада ядерных отходов энергетики.
Владимир
61 год
Степень воздействия искусственных источников радиации проиллюстрирована в таблице:
Начиная с середины XX века уровень радиации от техногенного воздействия возрос до отметки 15 мкР/ч. Это произошло по ряду причин:
К техногенным относятся различные источники проникающей радиации:
Вследствие ядерных реакций образуются трансурановые радионуклиды. Они отличаются повышенной токсичностью. Наиболее опасными являются плутоний, америций.
По степени токсичности радионуклиды подразделяются на 4 группы:
Понятие «норма радиационного фона» появилось еще в 20-х годах прошлого века. Уровень допустимого облучения находился на отметке 600 мЗв/год. К середине XX века это значение опустилось до 50 мЗв/год, а в 1996 году 20 мЗв/год. Показатель нормы вводился для обследования медперсонала, в особенности врачей-рентгенологов.
Человек испытывает на себе влияние излучения повсеместно. Радиоактивная доза в определенном количестве присутствует в организме всегда. Когда норма излучения в организме превышена во много раз, может наступить смерть.
Допустимая норма радиации для человека (воздействие естественного фона) составляет от 0,05 мкЗв/час до 0,5 мкЗв/час. Особо опасно подвергаться воздействию техногенного излучения в большом объеме. Радионуклиды и изотопы накапливаются в теле человека, провоцируя заболевания, в первую очередь онкологические.
Уровень радиации – это максимально допустимая дозировка фонового уровня ионизирующего излучения (измеряется в микрозивертах). Допустимый уровень радиации в закрытом помещении составляет 25 мкР/ч. Единица излучения радиации – микрозиверты в час. Вероятность развития рака резко повышается, если человек облучился дозой радиации свыше 11.42 МкЗв/час. Более половины людей, облучившихся дозой свыше 570.77 МкЗв за один раз, умирает за 3-4 недели. Предельно допустимый уровень излучения от источников естественного происхождения считается нормальным в пределах до 0,57 мкЗв/час. Нормальный радиационный фон, исключая влияние радона, составляет 0,07 мк/час.
Особую опасность излучение представляет для лиц, чья профессиональная деятельность предполагает постоянное столкновение с облучением. Мероприятия по предупреждению облучения среди медперсонала сводятся к установлению допустимого предела излучения.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) радиоактивного излучения рассчитывается исходя из данных о виде и периоде распада ионизирующих частиц.
Если человек регулярно соприкасается с радиоактивными элементами, ему необходимо знать о том, как себя защитить. Разработаны и внедрены в практику допустимые уровни загрязнения одежды и средств защиты после дезинфекции. Максимально допустимый уровень загрязнения отражен в таблице ниже.
Существует средняя суточная норма для человека. Она равна 0,0027 млЗв / в сутки.
Нормальный радиационный фон не наносит ущерба жизни и здоровью человека. К наиболее пагубным последствиям облучения радиацией относятся соматические заболевания, а также генетические, которые отражаются на уровне ДНК.
Установлено, что систематическое облучение оказывает на организм человека более щадящее действие, чем однократное, поскольку радиационное повреждение имеет свойство восстанавливаться.
Опасные вещества накапливаются в организме неравномерно. Иммунная система угнетается под воздействием радионуклидов, что отражается на повышенной восприимчивости человека к определенным заболеваниям, в особенности онкологическим. Пищеварительная и дыхательная системы страдают больше всего.
Через них в первую очередь поступают радионуклиды. Концентрация поглощенных вредных веществ в них в 2-3 раза выше, чем в других органах. В норме безопасный уровень радиационного фона составляет 50 мкР/час.
Крупные российские города и мегаполисы отличаются повышенным фоном радиации. Это объясняется последствиями аварии в Чернобыле, перемещением радиоактивной пыли, непрерывной работой крупных промышленных предприятий, выбросов транспорта и ТЭЦ. Пагубными последствиями от воздействия радиации для человека становятся ухудшение самочувствия, развитие онкологических заболеваний, различные мутации на генном уровне, которые приводят к общему снижению качества жизни.
Сколько рентгенов в одном зиверте
Вадим Шулман , инженер-метролог
Таблица соответствия, соотношения микрорентген в час (мкр/ч) и микрозиверт в час (мкЗв/час):
Если радиация только гамма-радиация, т.е. рентгеновское излучение, то
1 Sv == 1 Gy ≈ 115 R (при такой дозе облучения обычно вылечивают)
1 мкЗв == 1 мкГр ≈ 115 мкР (70 мЗв считается дозой облучения гражданского населения за всю жизнь)
1 микро-Зиверт/час == 1 микро-Грэй/час ≈ 115 микрорентген/час
1 миллиЗиверт/час ≈ 100 миллирентген/час
1 миллиЗиверт (mSv, мЗв) = 1000 микрозиверт (µSv, mkSv, мкЗв).
Понятно, что интерес к радиации - отнюдь не академический, а в связи с техногенными катастрофами и неуверенности в правдивости государственной и корпоративной информации.
Скажу так: если радиация пахнет озоном, ногти и волосы светятся в темноте, то как боевая/рабочая единица человек пофункционирует еще часов или суток несколько в зависимости от I-IV степени острай лучевой болезни (ОЛБ). Именно такими критериями оперирует радиология, а вовсе не:
здоровый образ жизни, не болеть
успешное развитие и образование ребенка
возможность произвести здоровое, жизнерадостное потомство и иметь внуков-правнуков
и вообще быть красивым, успешным, жить долго и счастливо.
Какая радиация допустима, а какая нет - вопрос философский. Кому-то для запуска болезни из скрытого состояния достаточно выйти на 5 минут голым на улицу, а кто-то после бани может с удовольствием 10 минут валяться в снегу.
Я живу при радиации 5-15 микрорентен в час почти полвека, и ничего. Видел, что около радоновых источников тоже живут, при радиации в 35 мкр/ч. Не заметил, что намного счастливее. Но и заживо-гниющих светящихся местных жителей около радона тоже не встречал. Слухи "про повышенную онкологию" - встречал.
Но если я поднесу радиометр (к которым приклеилось ошибочное название "дозиметр") к образцу со цезием-137 (аппетитному грибу-маслёнку), и измеритель радиации покажет 35 мкр/ч, а потом унесу радиометр на 5 метров, и там показание будет 10 мкр/час, то... Выкину этот образец куда подальше, вопреки тому, что уровень радиации в 35 мкр/ч (0,35 мкЗиверт в час - вполне приемлем как фоновая радиоактивность )
Потому что грамм этого образца скорее всего фонит в 1000 раз больше, чем окружающая меня местность - телесные углы излучения образца и размеры датчика прибора, расстояние считайте сами. :)
Поэтому цифры радиации - это очень условные цифры с точки зрения здоровья. Если радиоактивность воды выше естественного фона, не пейте ее. Вдруг в воде вместо неусваиваемого радона окажется соль радионуклида с длинным периодом полураспада, и организм "эту радиацию" усвоит и расположит где-нибудь в жировых запасах. И будет потом этот радионуклид облучать всю укороченную жизнь, так сказать - "собственная радиация - всегда с тобой".
Тяжелые радионуклиды носятся в воздухе десятилетиями, в очень малой концентрации, но выпасть они могут очень концентрированно, а еще более концентрированно попасть в организм человека с едой. Хрестоматийные примеры: сало, грибы, молоко.
Так что если после ядерной катастрофы фон радиации повысился в пару раз в городе или селе N, расположенном в 3 тысячах километров от места катастрофы, а потом почти вернулся в норму... Лично я бы не спеша переехал в другое место. Но как узнать, а не прошло ли радиоактивное облако и там?
Шарик-то круглый... А я люблю дикие грибы.
(в статье исползованы собственные знания и опыт, а также цифры из Википедии - со всеми вытекающими последствиями)
последние изменения статьи 15мар2011, 22мар2011
Нас, наверное, Бог бережет, - неожиданно обмолвился Валентин Сергиенко, председатель Дальневосточного отделения Российской академии наук. Согласитесь, не часто услышишь такие слова от ученого. – Но нам, несмотря на близость к Японии, практически ничего не угрожает.
Главная опасность, по словам ученых, - это отработанное топливо, попавшее в морскую воду. Но здесь, как уже отметил Валентин Иванович, благодаря вмешательству высших сил мы защищены течениями, которые уносят загрязненную воду от нашего побережья. Если и есть тяжелые металлы в море, то все они крутятся в районе острова Хонсю. То же самое и с Охотским морем.
Загрязненная вода скорее дойдет до Гавайев и Калифорнии, чем до Дальнего Востока. То же касается и перемещения воздушных масс. Во-первых, в воздух попал йод-131, а он быстро распадается, уже через 80 дней не останется и следа. Во-вторых, опять же в силу климатических особенностей до нас он не дошел – ветер унес все вредные примеси в противоположную сторону. Да, во Владивостоке фиксировали повышение радиационного фона, но оно было настолько незначительным, что его уловили только специальные приборы.
Развеяли ученые и другой повод для беспокойства: перелетные птицы радиоактивные загрязнения в Приморье занести не могут.
Согласитесь, сложно представить, что все птицы разом сели в районе «Фукусимы», а потом направились в сторону Приморья, - озадачил присутствующих орнитолог Александр Назаренко. – Но если допустить, что кто-то поймал радиацию, то облученная птица просто не сможет долететь до Дальнего востока. Болезнь в организме птицы развивается гораздо быстрее, и больной пернатой просто не хватит сил мигрировать. К тому же основное место зимовки на японской территории – остров Хонсю. Оттуда пернатые улетают на север Хабаровского края и в Магаданскую область. А наши птички зимуют в Южном Китае и Индонезии.
Благодаря Богу и такой замудренной схеме течений вероятность, что до нас дойдет зараженная вода, очень мала.
Так что ни одна зараженная птица не долетит до середины Японского моря!
Но, даже несмотря на все это, ученые не собираются расслабляться.
Минимум два - три года мы будем регулярно брать пробы морской воды и воздуха, следить за промысловыми рыбами, в частности красной. Она, правда, «гуляет» далеко от рискованной зоны, но береженого Бог бережет, - снова сослались на высшие силы ученые.
Наконец-то объяснили и загадочную ситуацию с японскими авто, которые спокойно выпускали наши восточные соседи, но в России машинки показывали повышенный радиационный фон.
- Просто в Японии нормой считается излучение в 30 мкр/ч, а в России – 15, - рассказывает Валентин Сергиенко.
Интересен и такой факт, что, по мнению специалистов ДВО РАН, взрывов и этой угрозы легко можно было избежать, будь японцы подготовлены к нештатной ситуации.
Да, они специалисты высокого класса, но в условиях отлаженной работы. Но вот быстро реагировать на непредвиденное они не умеют. Можно было потихоньку «стравливать» из реакторов газ, они же дотянули до того состояния, когда сорвало клапаны. Соприкосновение с кислородом привело к взрыву и тем последствиям, что мы сейчас имеем, - объясняет Валентин Иванович. – Но все равно нельзя сравнивать «Фукусиму» и Чернобыль. Все-таки массового выброса компонентов топлива не было.
Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер паропроницаемости и скорости переноса пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
1 микрорентген в час [мкР/ч] = 0,01 микрозиверты в час [мкЗв/час]
Исходная величина
Преобразованная величина
грей в секунду эксагрей в секунду петагрей в секунду терагрей в секунду гигагрей в секунду мегагрей в секунду килогрей в секунду гектогрей в секунду декагрей в секунду децигрей в секунду сантигрей в секунду миллигрей в секунду микрогрей в секунду наногрей в секунду пикогрей в секунду фемтогрей в секунду аттогрей в секунду рад в секунду джоуль на килограмм в секунду ватт на килограмм зиверт в секунду миллизиверты в год миллизиверты в час микрозиверты в час бэр в секунду рентген в час миллирентген в час микрорентген в час
Излучение - природное явление, которое проявляется в том, что электромагнитные волны или элементарные частицы с высокой кинетической энергией движутся внутри среды. В этом случае среда может быть либо материей, либо вакуумом. Излучение - вокруг нас, и наша жизнь без него немыслима, так как выживание человека и других животных без излучения невозможно. Без излучения на Земле не будет таких необходимых для жизни природных явлений как света и тепла. В этой статье мы обсудим особый тип излучения, ионизирующее излучение или радиацию, которая окружает нас везде. В дальнейшем в этой статье под излучением мы подразумеваем именно ионизирующее излучение.
Ионизирующее излучение в среде может возникнуть благодаря либо естественным, либо искусственным процессам. Естественные источники излучения включают солнечное и космическое излучения, а также излучение некоторых радиоактивных материалов, таких как уран. Такое радиоактивное сырье добывают в глубине земных недр и используют в медицине и промышленности. Иногда радиоактивные материалы попадают в окружающую среду в результате аварий на производстве и в отраслях, где используют радиоактивное сырье. Чаще всего это происходит из-за несоблюдения правил безопасности по хранению радиоактивных материалов и работе с ними или из-за отсутствия таких правил.
Стоит заметить, что до недавнего времени радиоактивные материалы не считались опасными для здоровья, и даже наоборот, их использовали как целебные препараты, а также они ценились за их красивое свечение. Урановое стекло - пример радиоактивного материала, используемого в декоративных целях. Это стекло светится флюоресцентным зеленым светом благодаря тому, что в него добавлен оксид урана. Процент содержания урана в этом стекле относительно мал и количество выделяемой им радиации невелико, поэтому урановое стекло на данный момент считают безопасным для здоровья. Из него даже изготавливают стаканы, тарелки, и другую посуду. Урановое стекло ценится за его необычное свечение. Солнце излучает ультрафиолет, поэтому урановое стекло светится и в солнечном свете, хотя это свечение намного более выражено под лампами ультрафиолетового света.
У радиации множество применений - от производства электроэнергии до лечения больных раком. В этой статье мы обсудим, как радиация влияет на ткани и клетки людей, животных и биоматериала, уделяя особое внимание тому, как быстро и насколько сильно происходит поражение облученных клеток и тканей.
Вначале рассмотрим некоторые определения. Существует множество способов измерять радиацию, в зависимости от того, что именно мы хотим узнать. Например, можно измерить общее количество радиации в среде; можно найти количество радиации, которое нарушает работу биологических тканей и клеток; или количество радиации, поглощенной телом или организмом, и так далее. Здесь мы рассмотрим два способа измерения радиации.
Общее количество радиации в среде, измеряемое на единицу времени, называют суммарной мощностью дозы ионизирующего излучения . Количество радиации, поглощенное организмом за единицу времени, называют мощностью поглощенной дозы . Суммарную мощность дозы ионизирующего излучения легко найти с помощью широко распространенных измерительных приборов, таких как дозиметры , основной частью которых обычно являются счетчики Гейгера . Работа этих приборов более подробно описана в статье об экспозиционной дозе радиации . Мощность поглощенной дозы находят, используя информацию о суммарной мощности дозы и о параметрах предмета, организма, или части тела, которая подвергается излучению. Эти параметры включают массу, плотность и объем.
У ионизирующего излучения очень высокая энергия, и поэтому оно ионизирует частицы биологического материала, включая атомы и молекулы. В результате электроны отделяются от этих частиц, что приводит к изменению их структуры. Эти изменения вызваны тем, что ионизация ослабляет или разрушает химические связи между частицами. Это повреждает молекулы внутри клеток и тканей и нарушает их работу. В некоторых случаях ионизация способствует образованию новых связей.
Нарушение работы клеток зависит от того, насколько радиация повредила их структуру. В некоторых случаях нарушения не влияют на работу клеток. Иногда работа клеток нарушена, но повреждения невелики и организм постепенно восстанавливает клетки в рабочее состояние. В процессе нормальной работы клеток нередко случаются подобные нарушения и клетки сами возвращаются в норму. Поэтому если уровень радиации низок и нарушения невелики, то вполне возможно восстановить клетки до их рабочего состояния. Если же уровень радиации высок, то в клетках происходят необратимые изменения.
При необратимых изменениях клетки либо работают не так, как должны, либо перестают работать вовсе и отмирают. Повреждение радиацией жизненно важных и незаменимых клеток и молекул, например молекул ДНК и РНК, белков или ферментов вызывает лучевую болезнь. Повреждение клеток может также вызвать мутации, в результате которых у детей пациентов, чьи клетки поражены, могут развиться генетические заболевания. Мутации могут также вызвать чрезмерно быстрое деление клеток в организме пациентов - что, в свою очередь, увеличивает вероятность заболевания раком.
Стоит отметить, что некоторые исследования влияния радиации на организм, которые проводили в 50-х - 70-х гг. прошлого века, были неэтичны и даже бесчеловечны. В частности, это исследования, проводимые военными в США и в Советском Союзе. Большая часть этих экспериментов была проведена на полигонах и в специально отведенных зонах для тестирования ядерного оружия, например на полигоне в Неваде, США, на ядерном полигоне на Новой Земле на нынешней территории России, и на Семипалатинском испытательном полигоне на нынешней территории Казахстана. В некоторых случаях эксперименты проводили во время военных учений, как например, во время Тоцких войсковых учений (СССР, на нынешней территории России) и во время военных учений Дезерт Рок в штате Невада, США.
Радиоактивные выбросы во время этих экспериментов принесли вред здоровью военных, а также мирных жителей и животных в окрестных районах, так как меры по защите от облучения были недостаточны или полностью отсутствовали. Во время этих учений исследователи, если можно их так назвать, изучали воздействие радиации на организм человека после атомных взрывов.
С 1946 по 1960-е эксперименты по влиянию радиации на организм проводили также в некоторых американских больницах без ведома и согласия больных. В некоторых случаях такие эксперименты проводили даже над беременными женщинами и детьми. Чаще всего радиоактивное вещество вводили в организм больного во время приема пищи или через укол. В основном главной целью этих экспериментов было проследить, как радиация влияет на жизнедеятельность и на процессы, происходящие в организме. В некоторых случаях исследовали органы (например, мозг) умерших больных, которые при жизни получили дозу облучения. Такие исследования проводили без согласия родных этих больных. Чаще всего больные, над которыми проводили эти эксперименты, были заключенными, смертельно больными пациентами, инвалидами, или людьми из низших социальных классов.
Нам известно, что большая доза радиации, называемая дозой острого облучения , вызывает угрозу для здоровья, и чем выше эта доза - тем выше риск для здоровья. Нам также известно, что радиация влияет на разные клетки в организме по-разному. Наиболее сильно страдают от радиации клетки, которые подвергаются частому делению, а также те, что не специализированы. Так, например, клетки в зародыше, кровяные клетки, и клетки репродуктивной системы больше всего подвержены отрицательному влиянию радиации. Кожа, кости, и мышечные ткани менее подвержены воздействию, а самое малое влияние радиации - на нервные клетки. Поэтому в некоторых случаях общее разрушительное воздействие радиации на клетки, менее подверженные влиянию радиации меньше, даже если на них действует большее количество радиации, чем на клетки, более подверженные влиянию радиации.
Согласно теории радиационного гормезиса малые дозы радиации, наоборот, стимулируют защитные механизмы в организме, и в результате организм становится крепче, и менее подвержен заболеваниям. Необходимо заметить, что эти исследования на данный момент на начальной стадии, и пока неизвестно, удастся ли получить такие результаты за пределами лаборатории. Сейчас эти эксперименты проводят на животных и неизвестно, происходят ли эти процессы в организме человека. Из этических соображений трудно получить разрешение на такие исследования с участием людей, так как эти эксперименты могут быть опасны для здоровья.
Многие ученые считают, что общее количество радиации, которому подвергся организм - не единственный показатель того, насколько сильно облучение влияет на организм. Согласно одной теории, мощность излучения - также важный показатель облучения и чем выше мощность излучения, тем выше облучение и разрушительное влияние на организм. Некоторые ученые, которые исследуют мощность излучения, считают, что при низкой мощности излучения даже длительное воздействие радиации на организм не несет вреда здоровью, или что вред для здоровья незначителен и не нарушает жизнедеятельность. Поэтому в некоторых ситуациях после аварий с утечкой радиоактивных материалов, эвакуацию или переселение жителей не проводят. Эта теория объясняет невысокий вред для организма тем, что организм адаптируется к излучению низкой мощности, и в ДНК и других молекулах происходят восстановительные процессы. То есть, согласно этой теории, воздействие радиации на организм не настолько разрушительно, как если бы облучение происходило с таким же общим количеством радиации но с более высокой мощностью, в более короткий промежуток времени. Эта теория не охватывает облучение на рабочем месте - при облучении на рабочем месте радиацию считают опасной даже при низкой мощности. Стоит также учесть, что исследования в этой области начались сравнительно недавно, и что будущие исследования могут дать совсем другие результаты.
Стоит также отметить, что согласно другим исследованиям, если у животных уже есть опухоль, то даже малые дозы облучения способствуют ее развитию. Это очень важная информация, так как если в будущем будет обнаружено, что такие процессы происходят и в организме человека, то вероятно, что тем, у кого уже есть опухоль, облучение приносит вред даже при малой мощности. С другой стороны, на данный момент мы, наоборот, используем облучение высокой мощности для лечения опухолей, но при этом облучают только участки тела, в которых имеются раковые клетки.
В правилах безопасности при работе с радиоактивными веществами нередко указывают максимально допустимую суммарную дозу радиации и мощность поглощенной дозы излучения. Например, ограничения по облучению, выпущенные Комиссией по ядерному надзору США (United States Nuclear Regulatory Commission) рассчитаны по годовым показателям, а ограничения некоторых других подобных агентств в других странах рассчитаны на помесячные или даже почасовые показатели. Некоторые из этих ограничений и правил разработаны на случай аварий с утечкой радиоактивных веществ в окружающую среду, но часто основной их целью является создание правил безопасности на рабочем месте. Их используют, чтобы ограничить облучение работников и исследователей на атомных электростанциях и на других предприятиях, где работают с радиоактивными веществами, пилотов и экипажей авиакомпаний, медицинских работников, включая врачей радиологов, и других. Более подробную информацию об ионизирующем излучении можно найти в статье поглощенной дозе радиации .
| Мощность дозы излучения, мкЗв/ч | Опасно для здоровья |
|---|---|
| >10 000 000 | Смертельно опасно: недостаточность органов и смерть в течение нескольких часов |
| 1 000 000 | Очень опасно для здоровья: рвота |
| 100 000 | Очень опасно для здоровья: радиоактивное отравление |
| 1 000 | Очень опасно: немедленно покиньте зараженную зону! |
| 100 | Очень опасно: повышенный риск для здоровья! |
| 20 | Очень опасно: опасность лучевой болезни! |
| 10 | Опасно: немедленно покиньте эту зону! |
| 5 | Опасно: как можно быстрее покиньте эту зону! |
| 2 | Повышенный риск: необходимо принять меры безопасности, например в самолете на крейсерских высотах | .
