Действие радиации на организм человека
Действие ИИ не ощутимое человеком, ни один орган ощущений человека не фиксирует влияние этих излучений. Человек может поддаваться облучению, поглотить, вдохнуть радиоактивное вещество без любых первичных ощущений.
При изучении действия ИИ на организм человека были обнаружены следующие особенности:
- высокая разрушительная эффективность поглощенной энергии ИИ. Даже малые количества энергии могут вызывать глубокие биологические изменения в организме;
- наличие скрытого периода действия ИИ, (период мнимого благополучия) он может быть достаточно длительным при облучении в малых дозах;
- влияние от малых доз может складываться или накапливаться, этот эффект называется кумуляцией;
- излучение влияет не только на данный живой организм, но и не его потомков; этот эффект называется генетическим;
- разные органы живого организма имеют определенную чувствительность к облучению. Наиболее чувствительные: красный костный мозг, щитовидная железа, внутренние, особенно кроветворные органы, молочные железы, половые органы;
- разные организмы имеют существенные отличные особенности реакции на дозы облучения; наиболее чувствительный к радиации плод ребенка на 8…15-ом неделях беременности, существенно подданные влияния радиации деть;
- эффект облучения зависит от частоты влияния ИИ; одноразовое излучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционное.
Многолетними исследованиями, проведенными Научным комитетом по влиянию атомной радиации, созданным в рамках ООН, установлены следующие предельные значения доз, которые вызывают разные изменения в организме.
Очень большая доза – 100 Гр (10000 рад) вызывает настолько серьезные поражения в организме, что смерть, как правило, наступает в течение нескольких часов или суток.
При дозах облучения от 10 до 50 Гр (1000.5000 рад) облучен человек скорее умрет через один-два недели от кровоизлияния в желудочно-кишечном тракте. При меньших дозах смерть может наступить через один-два месяцы от разрушения клеток красного костного мозга – основного элемента кроветворной системы организма.
От дозы облучения 3.5 Гр (300.500 рад) умирает почти половина всех облученных (пятидесяти процентная смертельна доза).
Кроветворная система организма наиболее уязвима и прекращает нормальное функционирование при дозах облучения 0,5.1 Гр (50.100 рад) – эти органы, однако, должны высокую способность возобновляться, и если доза не достаточно большая, кроветворная система может полностью возобновить свои функции.
Репродуктивные органы и глаза имеют также высокую чувствительность к облучению. Одноразовое облучение семьяников при дозе лишь 0,1 Гр (10 рад) приводит к временной стерильности мужчин, доза свыше 2 Гр (200 рад) может привести к постоянной стерильности (или на долгие годы). Яичники менее чувствительны, однако дозы свыше 3 Гр (300 рад) могут привести к бесплодию.
Для этих органов суммарная доза, полученная за несколько раз, больше опасна, чем одноразовая в отличие от других органов человека.
В мире накоплен достаточно большой опыт оценки последствий влияния радиации на организм человека. Благодаря усилиям ученых и международных организаций (Научный комитет ООН по действия атомной радиации, Международная комиссия по радиологической защите, Всемирная организация здравоохранения) влияние радиации изучено значительно лучше, чем действие многих других вредных факторов. Однако выводы и мнения ученых существенно противоречивы от полного возражения негативных последствий малых доз радиации к категорической рекомендации избегать любого облучения.
Поэтому, во-первых, стоит помнить, что любое дополнительное облучение (кроме природного повседневного радиационного фона) может вызывать нежелательные последствия даже в отдаленном будущем.
С другой стороны, пока не обнаружено существенного влияния на здоровье человека одноразового облучения в дозах до 50 бэр или многолетнего облучения с интенсивностью до 15 бэр в год.
Поэтому стоит помнить, что здоровью человека может быть нанесен, намного больший убыток от психоэмоционального напряжения – стресса, обусловленного необоснованным страхом.
Есть следующие объективные данные. Повышено беспокойство о состоянии здоровья, своевременном лечении острых хронических заболеваний, зубов, неуклонном выполнении советов врача, соблюдения личной гигиены, позволило в Японии повысить продолжительность жизни лиц, облученных от атомных взрывов (в 1945 году) при дозе до 50.100 бэр, что только не уменьшилось, а даже превышает в это время среднюю продолжительность жизни по стране.
Не обнаружены достаточно убедительных данных, что после облучения в дозах до 20 бэр увеличивается число опухолевых заболеваний, сокращается продолжительность жизни и увеличивается общая смертность населения. В Японии, благодаря принятым мерам, среди облученных частица раковых больных порядком ниже, чем в других регионах.
Многолетние наблюдения (больше 50 лет) не обнаружили генетические дефекты в более чем 30 тыс. детей, облученных в Хиросиме и Нагасаки.
Однако не следует относиться к радиации слишком беззаботно, человеческий опыт еще слишком малый, а выводы могут быть преждевременные.
Официальная точка зрения ученых: любое дополнительное облучение (кроме природного повседневного радиационного фона) может вызывать нежелательные последствия даже в отдаленном будущем.
Международная комиссия по радиологической защите допускает, что годовая доза облучения один бэр может привести к сокращению срока жизни до пяти дней. Ввиду того, что средняя продолжительность жизни составляет около 25000 дней, эта величина (0,02%) может быть признана незначительной. Она существенно меньше убытка от курения (2500.4000 дней – около 15%), от алкоголя и других вредных повседневных привычек.
Ученые рекомендуют не допускать облучения от любых источников сверх одного бэра в год.
Предполагаемая годовая доза облучения рассчитывается при условии, что уровень радиации будет меняться медленно (наихудшие условия):
(8.4)
где Рн – уровень радиации в это время; Тг – количество часов в году (8736).
Для того чтобы избрать верную линию поведения, необходимо представить величину возможного убытка и оценить степень риска, связанных с последствиями аварии.
Доза за всю жизнь от всех нуклидов может быть рассчитана по следующей формуле (рекомендации комитета ООН):
(8.5)
где Дж – ожидаемая за 70 лет после аварии доза внешнего и внутреннего облучения без мер защиты; Пн – начальная плотность загрязнения местности; К – коэффициент, величина которого зависит от скорости миграции радионуклидов у растительных и мясомолочных продуктов потребления в зависимости от типа почв средняя величина До=0,6; для черноземных почв До=0,8 (слабая миграция), для песчаных почв До=0,2 (быстрая миграция).
Возможную (связанную с дозой облучения) среднюю потерю жизни человека (СПЖ) можно определить за формулой, заказной комитетом ООН:
(8.6)
Эта формула отбивает выше приведено положение, что доза в один бэр вызывает возможную потерю жизни до пяти суток.
Пример.
При плотности загрязнения местности, вызванного аварией на АЭС, 40 Ки/км. кв. ожидаемая при жизни доза равняется 0,6 × 40 = 24 бэр, а средняя потеря времени жизни 5 × 24 = =120 суток. Эта потеря сравнена с убытком от других факторов риска и много меньше убытка от курения.
Потеря жизни от ежедневного выкуривания 20 сигарет отвечает вреду от хронического облучения дозой около 500 бэр.
При оценке влияния радиационных загрязнений на организм человека и принятии решения о способе защиты нужно руководствоваться следующими рекомендациями:
- соответственно закону Украины 1991 года “О статусе и социальной защите граждан, которые пострадали от последствий Чернобыльской катастрофы” трудовая деятельность осуществляется без ограничений, если дополнительная доза за счет загрязнения радионуклидами территории не превышает 0,1 бэр в год (сверх доз до аварийного облучения);
- безусловное обязательное отселение людей осуществляется из загрязненных территорий, при обитании на которой эквивалентная доза облучения человека может превысить на 0,5 бэр в год дозу до аварийного периода;
- добровольное отселение людей осуществляется из территории, где человек может получить дополнительную дозу свыше 0,1 бэра в год (сверх до аварийного фона);
- гражданин может самостоятельно покинуть загрязненную территорию, если при обитании на ней он может получить дополнительную эквивалентную дозу больше семи бэр при жизни.
В условиях Одессы человек получает ежегодно дозу в пределах от 250 до 450 мбер.
Ключевые вопросы
1. Какая цель мониторинга радиоактивных загрязнений?
2. Виды ионизирующих излучений.
3. Единицы измерения активности излучения.
4. Что такое уровень радиации? Единицы его измерения.
5. Что такое поглощена доза излучения?
6. Как рассчитать величину поглощенной дозы?
7. Какие особенности действия ИИ на организм человека?
8. Как определить допустимый срок пребывания человека на загрязненной местности?
9. Как оценить величину возможного повреждения здоровью?
10. Какие меры защиты от влияния радиационных загрязнений?
Домашнее задание
1. Теоретически подготовится за литературой с видами ИИ, единицами их измерения и действием ИИ, на организм человека.
2. Подготовится к обсуждению по ключевым вопросам.
Практическое задание
В процессе занятия студенты должны получить навыки расчета доз ИИ во время пребывания человека на загрязненной местности и дать оценку их влияния на здоровье человека.
Решение заданий осуществляется согласно отмеченных в таблице 8.1 исходных данных. В ходе занятия должно быть решено не менее одного ситуационного задания и не менее двух других типов заданий.