Механізм дії іонізуючих випромінювань на тканини організму
Ураження людини радіацією визначається головним чином іонізуючими діями. Проходячи крізь біологічну тканину людини потік елементарних частинок і гама-квантів порушує її атоми та молекули, які входять до складу живих клітин. В результаті цього порушується нормальний обмін речовин, змінюється склад та характер життєздатності клітин, а також окремих органів та систем організму людини.
Ураження може відбуватися:
- зовнішнє – при попаданні людини під потік нейтронів і гама-квантів;
- внутрішнє – при попаданні радіоактивних речовин в середину організму через органи дихання, шкірні покрови, та зі стравою і питною водою
Найбільшу іонізацію середовища викликають альфа-частинки. Але в наслідок їх слабої проникаючої здібності вони небезпечні лише при попаданні на відкриті частини тіла або в середину організму людини. Основними носіями альфа-частинок є плутоній та уран.
Іонізуюча здібність бета-частинок значно менша ніж альфа-частинок.
А саму найменшу іонізацію викликають гамма-промені. Але за їх занадто високої проникаючої здатності вони утворюють найсерйознішу небезпеку для живих організмів.
Ознаки ураження можуть проявлятися відразу після впливу радіації, або через декілька днів, місяців і навіть років після опромінення. При цьому людина отримує специфічне захворювання – променеву хворобу.
В залежності від дози ураження променева хвороба буває 4-х ступенів:
1 ступінь – виникає при сумарній дозі опромінювання 150-250 бер.
При цьому прихований період захворювання продовжується 2 – 3 тижні, після чого виникає нездужання, слабкість, нудота, запаморочення, періодичне підвищення температури. У крові збільшується наявність білих тілець, що призводить до слабкості імунної системи організму людини. В такому стані люди не здатні боротися з іншими хворобами і, як правило, гинуть.
Променева хвороба 1 ступеню може виліковуватися і без медичного втручання, якщо людина не буде піддаватися подальшому радіаційному опроміненню.
Ступінь –виникає при сумарній дозі опромінювання 250-450 бер.
Прихований період хвороби триває близько тижня. Симптоми захворювання – слабкість, блювота. При активному лікуванні видужування настає через 1,5–2 місяці.
Ступінь –виникає при сумарній дозі опромінювання400-700 бер.
Прихований період хвороби триває декілька годин. Хвороба проходить інтенсивно і тяжко. У найкращих випадках видужування може настати через 6-8 місяців.
Ступінь –виникає при сумарній дозі опромінювання понад700 бер.
Унаслідок такого опромінення у людини дуже тяжкий стан. Якщо не проводити лікування, то настає смерть.
При дозах понад 1000 берлюдина втрачає життєздатність уже через декілька хвилин.
Норми радіаційної безпеки
Усі країни, що використовують атомну енергію, мають норми і правила радіаційної безпеки, що ґрунтуються на рекомендаціях Міжнародної комісії з радіаційного захисту. Їхня мета – запобігти несприятливим наслідкам опромінення людей у процесі застосування, збереження і транспортування радіоактивних речовин та джерел іонізаційних випромінювань.
Порядок захисту населення від радіоактивного опромінення визначений в спеціальному документі “Норми радіаційної безпеки” (НРБУ-97), у якому наводиться ціла система дозових меж та принципи їх застосування.
Цим документом передбачено три категорії людей, які можуть потрапити під опромінення, і для яких установлюється свій порядок дозиметричного контролю:
категорія А –це персонал або люди, що постійно працюють в умовах опромінення;
категорія Б – це обмежена частина населення, яка безпосередньо не працює з опроміненням, але за умовами роботи або проживання може потрапити під дію опромінення;
категорія В – це остання частина населення міста, області, країни.
При визначені норм радіаційної безпеки також враховувалося і те, що різні органи тіла людини мають різну чутливість до опромінення.
Так, Міжнародною комісією з радіаційного захисту визначені коефіцієнти радіаційного ризику для різних тканин і органів людини в наслідок їх рівномірного опромінення. Ці коефіцієнти становлять:
- 0,03 – кісткова тканина;
- 0,04 – щитовидна залоза;
- 0,12 – червоний кістковий мозок;
- 0,12 – легені;
- 0,15 – молочні залози;
- 0,24 – яєчники, або сім’яники;
- 0,30 – інші органи.
Для узагальнення дії радіації на людину, визначається так званий її критичний орган, опромінення якого може нанести найбільшу шкоду для здоров’я даної особи.
Виділяється три групи критичних органів людини:
І – все тіло та червоний кістковий мозок;
ІІ – м’язи, щитовидна залоза, жирові тканини, печінка, нирки, селезінка, шлунково-кишковий тракт, легені, кришталики ока та інші органи крім тих, що належать до першої і третьої груп;
ІІІ – шкіряний покрив, кісткова тканина, передпліччя, гомілки, стопи.
Враховуючи дію радіації на ці критичні органи, для кожної категорії населення установлюються наступні межі доз опромінення:
1. Межа річного надходження (МРН) – це таке щорічне опромінення людини, при якому на протязі 70 років вона отримає таку еквівалентну дозу опромінення, що не перевищує значення так званої межі дози опромінення
2. Межа дози (МД) – це основна межа опромінення для категорії Б.Вона встановлює таке значення річного опромінення, при якому рівномірне опромінення людини на протязі 70 років не може привести до значних змін у стані її здоров’я, що можуть бути виявлені сучасними методами.
3. Гранично допустима доза (ГДД) – це межа опромінення категорії А. ЇЇ поняття аналогічні поняттям межі дози (МД), але для категорії А.
| Дозові межі сумарного внутрішнього і зовнішнього опромінення, (бер за календарний рік) | Групи критичних органів | ||
| І | ІІ | ІІІ | |
| Категорія А (ГДД) | |||
| Категорія Б (МД) | 0,5 | 1,5 | |
| Категорія В | Не більше ніж для категорії Б |
Під час виникнення радіаційної аварії крім термінових робіт зі стабілізації радіаційної обстановки мають бути вжиті заходи, спрямовані на:
- зведення до мінімуму кількості осіб з населення, які зазнають аварійного опромінення;
- запобігання опроміненню чи зниження індивідуальних і колективних доз опромінення;
- запобігання чи зниження рівнів радіоактивного забруднення продуктів харчування, питної води, об’єктів навколишнього середовища (повітря, води, грунту, рослин та ін.), а також будинків і споруд.
Ступінь радіаційної небезпеки для населення визначається залежно від кількості і складу радіонуклідів, викинутих у довкілля, метеорологічних умов, відстані від місця аварії і пори року під час аварії.
Серед радіонуклідів, викинутих в атмосферу, бувають коротко житні (йод-131) і довго житні (цезій-437 та стронцій-90). Потрібно мати на увазі, що йод-131 небезпечний протягом перших восьми діб, довго житні – шкідливо діють на людину протягом кількох десятиліть.
Радіаційні аварії
Аварія з викидом (виливом) радіоактивних речовин – це аварія на радіаційно небезпечному об’єкті, яка спричинила викид (розлив) радіоактивних речовин за межі встановлених захисних бар'єрів, і /чи потужність дози іонізаційного випромінювання перевищує встановлені норми та загрожує довкіллю.
Радіаційне забруднення - забруднення поверхні землі, атмосфери, води, продуктів харчування, харчової сировини, кормів та різних предметів радіоактивними речовинами у кількості, що перевищує рівень, встановлений стандартами, нормами і правилами радіаційної безпеки.
Виникнення аварій (катастроф) на транспортних підприємствах та енергетичних установках з викидом радіоактивних речовин становить серйозну небезпеку. Фактори небезпеки викиду (виливу) радіоактивних речовин: забруднення навколишнього середовища, небезпека для всього живого, що опинилося у забрудненій місцевості (загибель людей, тварин, знищення посівів тощо), крім того, унаслідок можливого атомного вибуху виникнення сильних руйнувань на значній території.
Особливе місце у забруднені довкілля посідає радіоактивне забруднення. Чорнобильська катастрофа стала наслідком радіоактивного забруднення території України, Білорусі, Росії. Загальна площа радіоактивного забруднення становить понад 30 тис кв. км.
Випадання радіоактивних речовин простежувалось і в державах Західної Європи, підвищився радіоактивний фон у Скандинавії, Японії, США.
Слід зазначити, що атомна енергетика на сьогодні є екологічно чистіша і дешевша, ніж теплова. У розвинутих країнах вона забезпечує від 15 до 70% усієї електроенергії, що виробляється. Однак у разі аварії атомні станції становлять дуже серйозну небезпеку для людей та довкілля. За час експлуатації АЕС у світі сталися 4 значні аварії: 1961 р – в Айдахо-Фолсі (США); 1979 р. – на АЕС "Тримайл-Айленд" у Гарисберзі (США); 1986 р. – на Чорнобильській АЕС; 2011р – в Японії.
Радіоактивне забруднення довкілля діє на людину шляхом зовнішнього і внутрішнього опромінення. Унаслідок Чорнобильської катастрофи на території України радіацією забруднені місцевості 12 областей, 86 адміністративних районів, 2 311 населених пунктів, де загалом мешкає близько 2 млн 600 тис жителів, у тому числі – 600 тис. дітей. Забруднено радіонуклідами понад 7 млн га землі. У результаті потрапляння радіоактивних речовин в організм у багатьох людей була уражена щитоподібна залоза, виникла променева хвороба. Нині спостерігається тенденція до збільшення онкологічних захворювань, захворювань ендокринної системи, систем кровообігу, травлення, розлади імунної системи. У зв’язку з тим що в продуктах викиду переважають стійкі радіонукліди – цезій -137 (30 років), стронцій-90 (28 років), плутоній-239 (20 000 років), зараження буде тривалим.