Біологічна дія іонізуючих випромінювань
Під впливом іонізаційного випромінювання атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні процеси, які впливають на характер подальшої життєдіяльності людини.
Згідно з одними поглядами, іонізація атомів і молекул, що виникає під дією випромінювання, веде до розірвання зв'язків у білкових молекулах, що призводить до загибелі клітин і поразки всього організму.
Згідно з іншими уявленнями, у формуванні біологічних наслідків іонізуючих випромінювань відіграють роль продукти радіолізу води, яка, як відомо, становить до 70% маси організму людини. При іонізації води утворюються вільні радикали Н+ та ОН-, а в присутності кисню — пероксидні сполуки, що є сильними окислювачами. Останні вступають
у хімічну взаємодію з молекулами білків та ферментів, руйнуючи їх, в результаті чого утворюються сполуки, не властиві живому організму. Це призводить до порушення обмінних процесів, пригноблення ферментних і окремих функціональних систем, тобто порушення життєдіяльності всього організму.
Вплив радіоактивного випромінювання на організм людини можна уявити в дуже спрощеному вигляді таким чином. Припустімо, що в організмі людини відбувається нормальний процес травлення, їжа, що надходить, розкладається на більш прості сполуки, які потім надходять через мембрану усередину кожної клітини і будуть використані як будівельний матеріал для відтворення собі подібних, для відшкодування енергетичних витрат на транспортування речовин і їхню переробку.
Під час потрапляння випромінювання на мембрану відразу ж порушуються молекулярні зв'язки, атоми перетворюються в іони. Крізь зруйновану мембрану в клітину починають надходити сторонні (токсичні) речовини, робота її порушується. Якщо доза випромінювання невелика, відбувається рекомбінація електронів, тобто повернення їх на свої місця.
Молекулярні зв'язки відновлюються, і клітина продовжує виконувати свої функції. Якщо ж доза опромінення висока або дуже багато разів повторюється, то електрони не встигають рекомбінувати; молекулярні зв'язки не відновлюються; виходить з ладу велика кількість клітин; робота органів розладнується; нормальна життєдіяльність організму стає неможливою.
Специфічність дії іонізуючого випромінювання полягає в тому, що інтенсивність хімічних реакцій, індуційованих вільними радикалами, підвищується, й у них втягуються багато сотень і тисячі молекул, не порушених опроміненням.
Таким чином, ефект дії іонізуючого випромінювання зумовлений не кількістю поглинутої об'єктом, що опромінюється, енергії, а формою, в якій ця енергія передається. Ніякий інший вид енергії (теплова, електрична та ін.), що поглинається біологічним об'єктом у тій самій кількості, не призводить до таких змін, які спричиняє іонізуюче випромінювання.
Також необхідно відзначити деякі особливості дії іонізуючого випромінювання на організм людини:
· органи чуття не реагують на випромінювання;
· малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);
· випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але і на його, спадкоємців (генетичний ефект);
· різні організми мають різну чутливість до випромінювання.
Найсильнішого впливу зазнають клітини червоного кісткового мозку, щитовидна залоза, легені, внутрішні органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень поділу. При одній і тій самій дозі випромінювання у дітей вражається більше клітин, ніж у дорослих, тому у дітей всі клітини перебувають у стадії поділу.
Небезпека різних радіоактивних елементів для людини визначається спроможністю організму їх поглинати і накопичувати.
Радіоактивні ізотопи надходять всередину організму з пилом, повітрям, їжею або водою і поводять себе по-різному: *деякі ізотопи розподіляються рівномірно в організмі людини (тритій, вуглець, залізо, полоній), * деякі накопичуються в кістках (радій, фосфор, стронцій), *інші залишаються в м'язах (калій, рубідій, цезій), * накопичуються в щитовидній залозі (йод), у печінці, нирках, селезінці (рутеній, полоній, ніобій) тощо.
Ефекти, викликані дією іонізуючих випромінювань (радіації), систематизуються за видами ушкоджень і часом прояву. За видами ушкоджень їх поділяють на три групи: соматичні, соматико-стохатичні (випадкові, ймовірні), генетичні. За часом прояву виділяють дві групи —' ранні (або гострі) і пізні. Ранні ураження бувають тільки соматичні. Це призводить до смерті або променевої хвороби. Постачальником таких часток є в основному ізотопи, що мають коротку тривалість життя, y - випромінювання, потік нейтронів.
Гостра форма виникає в результаті опромінення великими дозами за короткий проміжок часу. При дозах порядку тисяч рад ураження організму може бути миттєвим. Хронічна форма розвивається в результаті тривалого опромінення дозами, що перевищують ліміти дози (ЛД). Більш віддаленими наслідками променевого ураження можуть бути променеві катаракти, злоякісні пухлини та інше.
Для вирішення питань радіаційної безпеки населення передусім викликають інтерес ефекти, що спостерігаються при малих дозах опромінення — порядку декілька сантизиверів на годину, що реально трапляються при практичному використанні атомної енергії.
У нормах радіаційної безпеки НРБУ-97, введених 1998 p., як одиниці часу використовується рік або поняття річної дози опромінення. Це викликано, як зазначалося раніше, ефектом накопичення "малих" доз і їхнього сумарного впливу на організм людини.
Існують різноманітні норми радіоактивного зараження: разові, сумарні, гранично припустимі та інше. Всі вони описані в спеціальних довідниках.
ЛД загального опромінення людини вважається доза, яка у світлі /сучасних знань не повинна викликати значних ушкоджень організму протягом життя.
Форми променевої хвороби: гостра і хронічна. ГПД для - людей, які постійно працюють з радіоактивними речовинами, становить 2 бер на рік. При цій дозі не спостерігається соматичних уражень, проте достовірно поки невідомо, яким чином реалізуються канцерогенний і генетичний ефекти дії. Цю дозу слід розглядати як верхню межу, до якої не варто наближатися.
Висновок
У вступі вказувався той факт, що одним із найбільш серйозних недоглядів сьогодні є відсутність об'єктивної інформації. Проте, уже пророблена величезна робота з оцінки радіаційного забруднення, і результати досліджень час від часу публікуються як у спеціальній літературі, так і в пресі. Але для розуміння проблеми необхідно володіти не уривчастими даними, а ясно представляти цілісну картину.
А вона така.
Ми не маємо права і можливості знищити основне джерело радіаційного випромінювання, а саме природу, а також не можемо і не повинні відмовлятися від тих переваг, що нам дає наше знання законів природи й уміння ними скористатися.
Людина - коваль свого щастя, і тому, якщо вона хоче жити і виживати, то вона повинна навчитися безпечно використовувати цього “джина з пляшки” за назвою радіація. Людина ще молода для усвідомлення дарунка, даного природою йому. Якщо вона навчиться керувати їм без шкоди для себе й усього навколишнього світу, то вона досягне небувалого світанку цивілізації. А поки нам необхідно прожити перші боязкі кроки, у вивченні радіації і залишитися в живих, зберегти накопичені знання для наступних поколінь.
Використані матеріали
1. Лисичкин В.А., Шелепин Л.А., Боїв Б.В. Захід чи цивілізації рух до ноосфери (екологія з різних сторін). М.; “ІЦ-Гарант”, 1997. 352 с.
2. Міллер Т. Життя у навколишньому середовищі/Пер. с англ. У 3 т. Т.1. М., 1993; Т.2. М., 1994.
3. Небілий Б. Наука про навколишнє середовище: Як влаштований світ. У 2 т./Пер. с англ. Т. 2. М., 1993.
4. Пронін М. Бійтеся! Хімія і життя. 1992. №4. С.58.
5. Ревелль П., Ревелль Ч. Середовище нашого життя. У 4 кн. Кн. 3. Енергетичні проблеми людства/Пер. с англ. М.; Наука, 1995. 296с.
6. Екологічні проблеми: що відбувається, хто винуватий і що робити?: Навчальний посібник/Під ред. проф. В.І. Данилова-Данильяна. М.: Вид-во МНЕПУ, 1997. 332 с.
7. Екологія, охорона природи й екологічна безпека.: Навчальний посібник/Під ред. проф. В.И.Данилова-Данильяна. У 2 кн. Кн. 1. М.: Вид-во МНЕПУ, 1997. – 424 с.
8. Т.Х.Маргулова “Атомна енергетика сьогодні і завтра” Москва: Вища школа, 1996 р.