Радиация – это невидимое человеческому глазу излучение, которое тем не менее оказывает мощнейшее влияние на организм. К сожалению, последствия облучения для человека исключительно негативные.

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.

Радиоактивные элементы могут проникать с воздухом и водой, через порезы в коже и даже сквозь ткани организма. В этом случае источник облучения действует намного дольше – пока он не будет выведен из тела человека. От него не защититься свинцовой плитой и невозможно уехать подальше, что делает ситуацию еще опаснее.

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.

Для Альфа-излучения он равен 20, а для Бета и Гамма – 1. Рентгеновские лучи также имеют коэффициент 1. Полученный результат измеряется в Бэрах и Зивертах. При коэффициенте равном единице, 1 Бэр равен одному Раду или Рентгену, а 1 Зиверт равен одному Грею или 100 Бэрам.

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.

Последствия радиационного облучения

Опасное влияние радиации на организм человека обуславливается воздействием свободных радикалов. Они образуются на химическом уровне из-за воздействия облучения и поражают в первую очередь быстро делящиеся клетки. Соответственно в большей мере от радиации страдают органы кроветворения и половая система.

Но на этом радиационные эффекты облучения человека не ограничиваются. В случае с нежными тканями слизистых и нервных клеток, происходит их разрушение. Из-за этого могут развиваться разнообразные нарушения психической деятельности.

Часто из-за действия радиации на организм человека страдает зрение. При большой дозе радиации может наступить слепота вследствие лучевой катаракты.

Другие ткани тела претерпевают качественные изменения, что не менее опасно. Именно из-за этого многократно увеличивается риск онкологических заболеваний. Во-первых, меняется структура тканей. А во-вторых, свободные радикалы повреждают молекулу ДНК. Благодаря этому развиваются мутации клеток, что и приводит к раку и опухолям в различных органах тела.

Самое опасное, что данные изменения могут сохраняться и у потомков, из-за повреждения генетического материала половых клеток. С другой стороны, возможно и обратно воздействие радиации на человека – бесплодие. Также во всех без исключения случаях, радиационное облучение приводит к быстрому износу клеток, что ускоряет старение организма.

Мутации

Сюжет многих фантастических историй начинается с того, как радиация приводит к мутации человека или животного. Обычно мутагенный фактор дает главному герою разнообразные сверхспособности. В реальности радиация влияет немного иначе – в первую очередь генетические последствия радиации сказываются на будущих поколениях.

Из-за нарушений в цепочке молекулы ДНК, вызванных свободными радикалами, у плода могут развиваться различные отклонения, связанные с проблемами внутренних органов, внешними уродствами или нарушениями психики. При этом данное нарушение может распространяться и на будущие поколения.

Молекула ДНК участвует не только в размножении человека. Каждая клетка тела делится согласно программе, заложенной в генах. Если данная информация повреждается, клетки начинают делиться неправильно. Это приводит к образованию опухолей. Обычно оно сдерживается за счет иммунной системы, которая пытается ограничить поврежденный участок тканей, а в идеале и избавиться от него. Но из-за иммунодепрессии, вызванной радиацией, мутации могут распространяться бесконтрольно. Из-за этого опухоли начинают пускать метастазы, превращаясь в рак, или разрастаются и давят на внутренние органы, например мозг.

Лейкоз и другие виды рака

Из-за того, что влияние радиации на здоровье человека в первую очередь распространяется на кроветворные органы и кровеносную систему, наиболее частым следствием лучевой болезни является лейкоз. Его еще называют «раком крови». Его проявления затрагивают весь организм:

1. Человек теряет в весе, при этом отсутствует аппетит. Его постоянно сопровождает слабость в мышцах и хроническая усталость.
2. Появляются боли в суставах, они начинают сильнее реагировать на окружающие условия.
3. Воспаляются лимфатические узлы.
4. Увеличиваются печень и селезенка.
5. Затрудняется дыхание.
6. На коже обнаруживаются пурпурные высыпания. Человек часто и обильно потеет, могут открываться кровотечения.
7. Проявляется иммунодефицит. Инфекции свободно проникают в тело, из-за чего часто поднимается температура.

До событий в Хиросиме и Нагасаки, врачи не считали лейкоз болезнью от радиации. Но 109 тысяч обследованных японцев подтвердили связь радиации и онкологических заболеваний. Также выяснилась вероятность поражения тех или иных органов. На первом месте оказался лейкоз.

Затем радиационные эффекты облучения людей чаще всего приводят к:

1. Рак молочной железы. Поражается каждая сотая женщина, пережившая сильное радиационное облучение.
2. Рак щитовидной железы. Им также страдает 1% облученных.
3. Рак легких. Эта разновидность сильнее всего проявляет себя у облучаемых шахтеров урановых рудников.

К счастью, современная медицина вполне может справиться с онкологическими заболеваниями на ранних стадиях, если влияние радиации на здоровье человека было кратковременным и достаточно слабым.

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.

После аварии на АЭС« Фукусима» мир захлестнула очередная волна панической радиофобии. На Дальнем Востоке из продажи исчез йод, а производители и продавцы дозиметров не только распродали все имевшиеся на складах приборы, но и собрали предзаказы на полгода-год вперед. Но так ли страшна радиация? Если вы каждый раз вздрагиваете при этом слове, статья написана для вас.

Что же такое радиация? Так называют различные виды ионизирующего излучения, то есть того, которое способно отрывать электроны от атомов вещества. Три основных вида ионизирующего излучения принято обозначать греческими буквами альфа, бета и гамма. Альфа-излучение — это поток ядер гелия-4 (практически весь гелий из воздушных шариков когда-то был альфа-излучением), бета — поток быстрых электронов (реже позитронов), а гамма — поток фотонов высокой энергии. Еще один вид радиации — поток нейтронов. Ионизирующее излучение (за исключением рентгеновского) — результат ядерных реакций, поэтому ни мобильные телефоны, ни микроволновые печи не являются его источниками.

Заряженное оружие

Из всех видов искусства для нас важнейшим, как известно, является кино, а из видов радиации — гамма-излучение. Оно обладает очень высокой проникающей способностью, и теоретически никакая преграда не способна защитить от него полностью. Мы постоянно подвергаемся гамма-облучению, оно приходит к нам сквозь толщу атмосферы из космоса, пробивается сквозь слой грунта и стены домов. Обратная сторона такой всепроникаемости — относительно слабое разрушающее действие: из большого количества фотонов лишь малая часть передаст свою энергию организму. Мягкое (низкоэнергетическое) гамма-излучение (и рентгеновское) в основном взаимодействует с веществом, выбивая из него электроны за счет фотоэффекта, жесткое — рассеивается на электронах, при этом фотон не поглощается и сохраняет заметную часть своей энергии, так что вероятность разрушения молекул в таком процессе значительно меньше.

Бета-излучение по своему воздействию близко к гамма-излучению — оно тоже выбивает электроны из атомов. Но при внешнем облучении оно полностью поглощается кожей и ближайшими к коже тканями, не доходя до внутренних органов. Тем не менее это приводит к тому, что поток быстрых электронов передает облученным тканям значительную энергию, что может привести к лучевым ожогам или спровоцировать, например, катаракту.

Альфа-излучение несет значительную энергию и большой импульс, что позволяет ему выбивать электроны из атомов и даже сами атомы из молекул. Поэтому причиненные им «разрушения» значительно больше — считается, что, передав телу 1 Дж энергии, альфа-излучение нанесет такой же ущерб, как 20 Дж в случае гамма- или бета-излучения. К счастью, проникающая способность альфа-частиц чрезвычайно мала: они поглощаются самым верхним слоем кожи. Но при попадании внутрь организма альфа-активные изотопы крайне опасны: вспомните печально известный чай с альфа-активным полонием-210, которым был отравлен Александр Литвиненко.

Нейтральная опасность

Но первое место в рейтинге опасности, несомненно, занимают быстрые нейтроны. Нейтрон не имеет электрического заряда и поэтому взаимодействует не с электронами, а с ядрами — только при «прямом попадании». Поток быстрых нейтронов может пройти через слой вещества в среднем от 2 до 10 см без взаимодействия с ним. Причем в случае тяжелых элементов, столкнувшись с ядром, нейтрон лишь отклоняется в сторону, почти не теряя энергии. А при столкновении с ядром водорода (протоном) нейтрон передает ему примерно половину своей энергии, выбивая протон с его места. Именно этот быстрый протон (или, в меньшей степени, ядро другого легкого элемента) и вызывает ионизацию в веществе, действуя подобно альфа-излучению. В результате нейтронное излучение, подобно гамма-квантам, легко проникает внутрь организма, но там почти полностью поглощается, создавая быстрые протоны, вызывающие большие разрушения. Кроме того, нейтроны — это то самое излучение, которое вызывает наведенную радиоактивность в облучаемых веществах, то есть превращает стабильные изотопы в радиоактивные. Это крайне неприятный эффект: скажем, с транспортных средств после пребывания в очаге радиационной аварии альфа-, бета- и гамма-активную пыль можно смыть, а вот от нейтронной активации избавиться невозможно — излучает уже сам корпус (на этом, кстати, и был основан поражающий эффект нейтронной бомбы, активировавшей броню танков).

Доза и мощность

При измерении и оценке радиации используется такое количество различных понятий и единиц, что обычному человеку немудрено и запутаться.
Экспозиционная доза пропорциональна количеству ионов, которые создает гамма- и рентгеновское излучения в единице массы воздуха. Ее принято измерять в рентгенах (Р).
Поглощенная доза показывает количество энергии излучения, поглощенное единицей массы вещества. Ранее ее измеряли в радах (рад), а сейчас — в греях (Гр).
Эквивалентная доза дополнительно учитывает разницу в разрушительной способности разных типов радиации. Ранее её измеряли в «биологических эквивалентах рада» — бэрах (бэр), а сейчас — в зивертах (Зв).
Эффективная доза учитывает ещё и различную чувствительность разных органов к радиации: например, облучать руку куда менее опасно, чем спину или грудь. Ранее измерялась в тех же бэрах, сейчас — в зивертах.
Перевод одних единиц измерения в другие не всегда корректен, но в среднем принято считать, что экспозиционная доза гамма-излучения в 1 Р принесёт организму такой же вред, как эквивалентная доза 1/114 Зв. Перевод рад в греи и бэров в зиверты очень прост: 1 Гр = 100 рад, 1 Зв = 100 бэр. Для перевода поглощённой дозы в эквивалентную используют т.н. «коэффициент качества излучения», равный 1 для гамма- и бета-излучения, 20 для альфа-излучения и 10 для быстрых нейтронов. Например, 1 Гр быстрых нейтронов = 10 Зв = 1000 бэр.
Природная мощность эквивалентной дозы (МЭД) внешнего облучения обычно составляет 0,06 — 0,10 мкЗв/ч, но в некоторых местах может быть и менее 0,02 мкЗв/ч или более 0,30 мкЗв/ч. Уровень более 1,2 мкЗв/ч в России официально считается опасным, хотя в салоне самолёта во время перелёта МЭД может многократно превышать это значение. А экипаж МКС подвергается облучению с мощностью примерно 40 мкЗв/ч.

В природе нейтронное излучение весьма незначительно. По сути, риск подвергнуться ему существует лишь при ядерной бомбардировке или серьезной аварии на АЭС с расплавлением и выбросом в окружающую среду большей части активной зоны реактора (да и то лишь в первые секунды).

Газоразрядные счетчики

Радиацию можно обнаружить и измерить с помощью различных датчиков. Самые простые из них — ионизационные камеры, пропорциональные счетчики и газоразрядные счетчики Гейгера-Мюллера. Они представляют собой тонкостенную металлическую трубку с газом (или воздухом), вдоль оси которой натянута проволочка — электрод. Между корпусом и проволочкой прикладывают напряжение и измеряют протекающий ток. Принципиальное отличие между датчиками лишь в величине прикладываемого напряжения: при небольших напряжениях имеем ионизационную камеру, при больших — газоразрядный счетчик, где-то посередине — пропорциональный счетчик.

Сфера из плутония-238 светится в темноте, подобно одноваттной лампочке. Плутоний токсичен, радиоактивен и невероятно тяжел: один килограмм этого вещества умещается в кубике со стороной 4 см.

Ионизационные камеры и пропорциональные счетчики позволяют определить энергию, которую передала газу каждая частица. Счетчик Гейгера-Мюллера только считает частицы, зато показания с него очень легко получать и обрабатывать: мощность каждого импульса достаточна, чтобы напрямую вывести ее на небольшой динамик! Важная проблема газоразрядных счетчиков — зависимость скорости счета от энергии излучения при одинаковом уровне радиации. Для ее выравнивания используют специальные фильтры, поглощающие часть мягкого гамма- и всё бета-излучение. Для измерения плотности потока бета- и альфа-частиц такие фильтры делают съемными. Кроме того, для повышения чувствительности к бета- и альфа-излучению применяются «торцевые счетчики»: это диск с донышком в качестве одного электрода и вторым спиральным проволочным электродом. Крышку торцевых счетчиков делают из очень тонкой (10−20 мкм) пластинки слюды, через которую легко проходит мягкое бета-излучение и даже альфа-частицы.

Полупроводники и сцинтилляторы

Вместо ионизационной камеры можно использовать полупроводниковый датчик. Простейшим примером служит обычный диод, к которому приложено запирающее напряжение: при попадании ионизирующей частицы в p-n-переход она создает дополнительные носители заряда, которые приводят к появлению импульса тока. Чтобы повысить чувствительность, используют так называемые pin-диоды, где между слоями p- и n-полупроводников есть относительно толстый слой нелегированного полупроводника. Такие датчики компактны и позволяют измерять энергию частиц с высокой точностью. Но объем чувствительной области у них мал, а потому чувствительность ограничена. Кроме того, они куда дороже газоразрядных.

Еще один принцип — подсчет и измерение яркости вспышек, которые возникают в некоторых веществах при поглощении частиц ионизирующего излучения. Увидеть невооруженным глазом эти вспышки нельзя, но специальные высокочувствительные приборы — фотоэлектронные умножители — на это способны. Они даже позволяют измерять изменение яркости во времени, что характеризует потери энергии каждой отдельной частицей. Датчики на этом принципе называют сцинтилляторными.

Щит от радиации

Для защиты от гамма-излучения наиболее эффективны тяжелые элементы, такие как свинец. Чем больше номер элемента в таблице Менделеева, тем сильнее в нем проявляется фотоэффект. Степень защиты зависит и от энергии частиц излучения. Даже свинец ослабляет излучение от цезия-137 (662 кэВ) лишь в два раза на каждые 5 мм своей толщины. В случае кобальта-60 (1173 и 1333 кэВ) для двукратного ослабления потребуется уже более сантиметра свинца. Лишь для мягкого гамма-излучения, такого как излучение кобальта-57 (122 кэВ), серьезной защитой будет и достаточно тонкий слой свинца: 1 мм ослабит его раз в десять. Так что противорадиационные костюмы из фильмов и компьютерных игр в реальности защищают лишь от мягкого гамма-излучения.

Бета-излучение полностью поглощается защитой определенной толщины. Например, бета-излучение цезия-137 с максимальной энергией 514 кэВ (и средней 174 кэВ) полностью поглощается слоем воды толщиной в 2 мм или всего 0,6 мм алюминия. А вот свинец для защиты от бета-излучения использовать не стоит: слишком быстрое торможение бета-электронов приводит к образованию рентгеновского излучения. Чтобы полностью поглотить излучение стронция-90, нужно менее 1,5 мм свинца, но для поглощения образовавшегося при этом рентгеновского излучения требуется еще сантиметр!

Народные средства

Существует устоявшийся миф о «защитном» действии спиртного, однако он не имеет под собой никакого научного обоснования. Даже если красное вино содержит природные антиоксиданты, которые теоретически могли бы выступать в роли радиопротекторов, их теоретическая польза перевешивается практическим вредом от этанола, который повреждает клетки и является нейротоксическим ядом.
Чрезвычайно живучая народная рекомендация пить йод, чтобы не «заразиться радиацией» оправдана разве что для 30-километровой зоны вокруг свежевзорвавшейся АЭС. В этом случае используется йодид калия, чтобы «не пустить» в щитовидку радиоактивный йод-131 (период полураспада — 8 суток). Используется тактика меньшего зла: пусть лучше щитовидная железа будет «забита» обычным, а не радиоактивным йодом. И перспектива получить расстройство функций щитовидки меркнет перед раком или даже летальным исходом. Но вне зоны заражения глотать таблетки, пить спиртовой раствор йода или мазать им шею спереди не имеет никакого смысла — профилактического значения это не имеет, а вот заработать йодное отравление и превратить себя в пожизненного пациента эндокринолога можно легко.

От внешнего альфа-облучения защититься проще всего: для этого достаточно листа бумаги. Впрочем, большая часть альфа-частиц не проходит в воздухе и пяти сантиметров, так что защита может потребоваться разве что в случае непосредственного контакта с радиоактивным источником. Куда важнее защититься от попадания альфа-активных изотопов внутрь организма, для чего используется маска-респиратор, а в идеале — герметичный костюм с изолированной системой дыхания.

Наконец, от быстрых нейтронов лучше всего защищают богатые водородом вещества. Например, углеводороды, самый лучший вариант — полиэтилен. Испытывая столкновения с атомами водорода, нейтрон быстро теряет энергию, замедляется и вскоре становится неспособен вызывать ионизацию. Однако такие нейтроны все еще могут активировать, то есть преобразовывать в радиоактивные, многие стабильные изотопы. Поэтому в нейтронную защиту часто добавляют бор, который очень сильно поглощает такие медленные (их называют тепловыми) нейтроны. Увы, толщина полиэтилена для надежной защиты должна быть как минимум 10 см. Так что она получается ненамного легче, чем свинцовая защита от гамма-излучения.

Таблетки от радиации

Человеческий организм более чем на три четверти состоит из воды, так что основное действие ионизирующего излучения — радиолиз (разложение воды). Образующиеся свободные радикалы вызывают лавинный каскад патологических реакций с возникновением вторичных «осколков». Кроме того, излучение повреждает химические связи в молекулах нуклеиновых кислот, вызывая дезинтеграцию и деполимеризацию ДНК и РНК. Инактивируются важнейшие ферменты, имеющие в своем составе сульфгидрильную группу — SH (аденозинтрифосфатаза, сукциноксидаза, гексокиназа, карбоксилаза, холинэстераза). При этом нарушаются процессы биосинтеза и энергетического обмена, из разрушенных органелл в цитоплазму высвобождаются протеолитические ферменты, начинается самопереваривание. В группе риска в первую очередь оказываются половые клетки, предшественники форменных элементов крови, клетки желудочно-кишечного тракта и лимфоциты, а вот нейроны и мышечные клетки к ионизирующему излучению довольно устойчивы.

Препараты, способные защитить от последствий облучения, стали активно разрабатываться в середине XX века. Более-менее эффективными и пригодными для массового использования оказались лишь некоторые аминотиолы, такие как цистамин, цистеамин, аминоэтилизотиуроний. По сути они являются донорами — SH групп, подставляя их под удар вместо «родных».

Радиация вокруг нас

Чтобы столкнуться с радиацией «лицом к лицу», аварии вовсе не обязательны. Радиоактивные вещества широко применяются в быту. Природной радиоактивностью обладает калий — очень важный для всего живого элемент. Из-за малой примеси изотопа K-40 в природном калии «фонит» диетическая соль и калийные удобрения. В некоторых старых объективах использовалось стекло с примесью оксида тория. Этот же элемент добавляют в некоторые современные электроды для аргоновой сварки. До середины ХХ века активно использовали приборы с подсветкой на основе радия (в наше время радий заменили на менее опасный тритий). В некоторых датчиках дыма используется альфа-излучатель на основе америция-241 или высокообогащенного плутония-239 (да-да, того самого, из которого делают ядерные бомбы). Но волноваться не стоит — вред здоровью от всех этих источников значительно меньше вреда от беспокойства по этому поводу.

Ионизирующие излучение или радиация вредна для здоровья, это знаю все. Но какие болезни возникают под действием облучения, какая доза может быть безопасной для человека, а какая может его убить?

Радиация – невидимая опасность

Безопасная доза облучения

Где человек получает дозы радиации? Не стоит забывать о естественной радиации. В разных точках планеты радиационный фон может отличаться в разы. Так, на горных вершинах радиация выше, т. к. там у атмосферы защитные свойства ниже. Повышенная радиация может быть и в местах, где в воздухе много пыли и песка с торием и ураном.

Какая же доза излучения может быть безопасной, предельно допустимой, и организм не пострадает? Оно не должно превышать 0,3- 0,5 мкЗв в час. Но если находиться в этом помещении недолго, то организм человека без вреда для здоровья переносит излучение мощностью в 10 мкЗ в час, это предельно допустимый уровень радиации.

Опасная доза облучения

Если предельно допустимый уровень излучения превышен, в организме пострадавшего происходят изменения. Как действует на человека радиация, что может быть в организме под ее влиянием? В таблице ниже приведены дозы облучения и их воздействие на человека.

Доза облучения (в год)	Влияние на человека
0,05 мЗв	Допустимый уровень радиации, который должен быть около ядерных объектов.
0,3 — 0,6 мЗв	Излучают искусственные источники излучения (медицинские аппараты)
3 мЗв	Излучают природные источники, норма
3 — 5 мЗв	Получают шахтеры на урановых рудниках
10 мЗв	Предельно допустимый уровень излучения, получаемый шахтерами при добыче урана
20 мЗв	Предельно допустимый уровень проникающего облучения для людей, работающих радиацией
50 мЗв	Это допустимый (самый низкий) уровень облучения, после которого уже возникают онкологические заболевания
1 Зв (1000 мЗв)	Последствия не такие серьезные. Если облучение недолгое, организм может отреагировать недомоганием, которое не грозит жизни человека. Но через несколько лет есть вероятность заболеть раком.
2-10 Зв	Кратковременное облучение приведет к развитию лучевой болезни, это не смертельная доза, но последствия могут быть серьезными: может быть фатальный исход
10 Зв	Поражающее излучение. Это смертельная доза, которую организм человека не вынесет. Болезнь и смерть в течение нескольких недель.

Заболевания, которые появляются из-за радиации

Есть химические элементы (плутоний, радий, уран и т.д.), которые способны к спонтанным превращениям. Они сопровождаются потоком излучения. Впервые его обнаружили у радия, поэтому назвали радиоактивным распадом, а излучение радиоактивным. Другое его название проникающая радиация.

Генетические последствия проникающего излучения плохо изучены

Мутации

Ученые знают, что из-за радиации бывают мутации. Поражающее излучение вызывает изменения. Но пока генетические последствия, мутации проникающего излучения плохо изучены. Дело в том, что мутации дают о себе знать только через поколения, и понадобится немало сотен лет, чтобы мутации проявились. Да и непонятно, связано ли их возникновение с радиацией или же мутации вызваны другими причинами.

Также трудность заключается в том, что большинство детей с аномалиями не успевают родиться, у женщин происходит спонтанный аборт, ребенок с отклонениями может не родиться. Мутации бывают доминантными (сразу дают о себе знать), и рецессивными, которые проявляются только тогда, если у папы и мамы ребенка один и тот же ген мутантный. Тогда мутации могут не проявляться несколько поколений или же вообще не повлияют на жизнь человека и его потомков.

После трагедии в Хиросиме и Нагасаки изучили 27 тыс. детей. Их родители на себе почувствовали воздействие существенных доз радиации. У них обнаружили всего две мутации в организме. А такое же количество детей, чьи отец и мать подверглись не такому сильному облучению, вообще не было мутации. Однако это еще ни о чем не говорит. Изучение влияния излучения на человека, мутации началось не так давно, и возможно нас ждут и другие «сюрпризы».

Лучевая болезнь

Возникает или при однократном сильном облучении или же при постоянном облучении сравнительно небольшими дозами. Поражающее излучение опасно для жизни человека. Это самое часто встречающееся заболевание, связанное с проникающей радиацией.

Лейкоз

Причиной возникновения лейкоза становится проникающая радиация

Статистика показывает, что часто причиной возникновения лейкоза становится проникающая радиация. Еще в 40-х годах прошлого века заметили, что рентгенологи часто умирали после лейкозов, организм не выдерживал излучения. Позже влияние проникающей радиации на развитие лейкоза подтвердили наблюдения за жителями Хиросимы и Нагасаки.

О точных дозах облучения в этот раз речь не шла, брали приблизительные цифры, ориентируясь на эпицентр взрыва и симптомы острого лучевого поражения. Только через 5 лет после бомбардировки стали регистрировать случаи возникновения лейкоза. Обследовали 109 тыс. человек, переживших бомбардировку:

• Группа облученных (доза более 1 Гр) с 1950 по 1971 – 58 случаев заболевания, что больше в 7 раз той цифры, что ожидали ученые.
• Группа облученных (доза меньше 1 Гр) – заболели 64 человека, хотя ожидалось, что 71.

В последующие года количество заболевших снижалось. Последствия в виде лейкоза опасны для людей, которые пережили облучение в возрасте до 15 лет. Болезнь после проникающей радиации не сразу дает о себе знать. Чаще всего проходит 4-10 лет после того, как поражающее излучение нанесло свой удар. Нет единого мнения, какое количество излучения вызывает такие последствия, все приводят разные допустимые дозы (50, 100, 200 р). Патогенез лучевого лейкоза пока также полностью не понятен, но ученые работают в том направлении и предлагают свои теории.

Другие раковые заболевания

Проникающая радиация влияет на возникновение рака

Ученые изучают воздействие радиации на человека, в том числе пытаются понять, влияет ли проникающая радиация на возникновение рака. Но нельзя говорить о точных сведениях, т. к. ученые не могут проводить эксперименты над людьми. Проводятся опыты с животными, но по ним нельзя судить, как влияет поражающее излучение на организм людей. Чтобы сведения были достоверными, важно соблюдать следующие условия.

• Надо знать величину поглощаемой дозы.
• Необходимо, чтобы излучение равномерно попадало или на все тело, или конкретный орган.
• Обследовать подопытную группу нужно регулярно, и делать это в течение десятилетий.
• Должна иметься другая «контрольная» группа людей, чтобы можно было сопоставить уровень заболевания.
• Обе группы должны включать огромное количество людей.

Провести подобный эксперимент нельзя, поэтому ученым приходится изучать последствия, связанные с воздействием проникающей радиации после случайного облучения. Пока полученные данные неточны. Так, ученые считают, что допустимые дозы проникающей радиации не существует, любая доза увеличивает риск развития рака и может вызвать это заболевание. Чаще всего у людей после проникающей радиации появляется:

1. Лейкоз – на первом месте.
2. Рак молочной железы. У 10 женщин из 1000 развивается это заболевание.
3. Рак щитовидной железы. После облучения у 10 человек из 1000 появляется заболевание. Оно сейчас излечимо, смертность очень низка.
4. Последствие облучения – рак легких. Сведения о том, что проникающая радиация влияет на частоту появления этого заболевания, на организм человека, появились не только по данным, собранным после бомбардировки Японии, но и после обследования шахтеров урановых рудников в Канаде, США и Чехословакии.

Радиоактивное излучение (или ионизирующее) – это энергия, которая высвобождается атомами в форме частиц или волн электромагнитной природы. Человек подвергается такому воздействию как через природные, так и через антропогенные источники.

Полезные свойства излучения позволили успешно использовать его в промышленности, медицине, научных экспериментах и исследованиях, сельском хозяйстве и других областях. Однако с распространением применения этого явления возникла угроза здоровью людей. Малая доза радиоактивного облучения способна повысить риск приобретения серьёзных заболеваний.

Отличие радиации от радиоактивности

Радиация, в широком смысле, означает излучение, то есть распространение энергии в виде волн или частиц. Радиоактивные излучения делят на три вида:

• альфа-излучение – поток ядер гелия-4;
• бета-излучение – поток электронов;
• гамма-излучение – поток высокоэнергетических фотонов.

Характеристика радиоактивных излучений основана на их энергии, пропускных свойствах и виде испускаемых частиц.

Альфа-излучение, которое представляет собой поток корпускул с положительным зарядом, может быть задержано толщей воздуха или одеждой. Этот вид практически не проникает через кожный покров, но при попадании в организм, например, через порезы, очень опасен и пагубно действует на внутренние органы.

Бета-излучение обладает большей энергией – электроны движутся с высокой скоростью, а их размеры малы. Поэтому данный вид радиации проникает через тонкую одежду и кожу глубоко в ткани. Экранировать бета-излучение можно при помощи алюминиевого листа в несколько миллиметров или толстой деревянной доски.

Гамма-излучение – это высокоэнергетическое излучение электромагнитной природы, которое обладает сильной проникающей способностью. Для защиты от него нужно использовать толстый слой бетона или пластину из тяжёлых металлов таких, как платина и свинец.

Феномен радиоактивности был обнаружен в 1896 году. Открытие сделал французский физик Беккерель. Радиоактивность – способность предметов, соединений, элементов испускать ионизирующее изучение, то есть радиацию. Причина явления заключается в нестабильности атомного ядра, которое при распаде выделяет энергию. Существует три вида радиоактивности:

• естественная – характерна для тяжёлых элементов, порядковый номер которых больше 82;
• искусственная – инициируется специально с помощью ядерных реакций;
• наведённая – свойственна объектам, которые сами становятся источником радиации, если их сильно облучить.

Элементы, обладающие радиоактивностью, называют радионуклидами. Каждый из них характеризуется:

• периодом полураспада;
• видом испускаемой радиации;
• энергией радиации;
• и другими свойствами.

Источники радиации

Человеческий организм регулярно подвергается действию радиоактивного излучения. Приблизительно 80% ежегодно получаемого количества приходится на космические лучи. В воздухе, воде и почве содержатся 60 радиоактивных элементов, являющихся источниками естественной радиации. Основным природным источником излучения считается инертный газ радон, высвобождающийся из земли и горных пород. Радионуклиды также проникают в организм человека с пищей. Часть ионизирующего облучения, которому подвергаются люди, исходит от антропогенных источников, начиная от атомных генераторов электричества и ядерных реакторов до используемой для лечения и диагностики радиации. На сегодняшний день распространёнными искусственными источниками излучения являются:

• медицинское оборудование (основной антропогенный источник радиации);
• радиохимическая промышленность (добыча, обогащение ядерного топлива, переработка ядерных отходов и их восстановление);
• радионуклиды, применяющиеся в сельском хозяйстве, лёгкой промышленности;
• аварии на радиохимических предприятиях, ядерные взрывы, радиационные выбросы
• строительные материалы.

Радиационное облучение по способу проникновения в организм делится на два типа: внутреннее и внешнее. Последнее характерно для распылённых в воздухе радионуклидов (аэрозоль, пыль). Они попадают на кожу или одежду. В таком случае источники радиации можно удалить, смыв их. Внешнее же облучение вызывает ожоги слизистых оболочек и кожных покровов. При внутреннем типе радионуклид попадает в кровоток, например, введением в вену или через раны, и удаляется путём экскреции или с помощью терапии. Такое облучение провоцирует злокачественные опухоли.

Радиоактивный фон существенно зависит от географического положения – в некоторых регионах уровень радиации может превышать средний в сотни раз.

Влияние радиации на здоровье человека

Радиоактивное излучение из-за ионизирующего действия приводит к образованию в организме человека свободных радикалов – химически активных агрессивных молекул, которые вызывают повреждение клеток и их гибель.

Особенно чувствительны к ним клетки ЖКТ, половой и кроветворной систем. Радиоактивное облучение нарушает их работу и вызывает тошноту, рвоту, нарушение стула, температуру. Воздействуя на ткани глаза, оно может привести к лучевой катаракте. К последствиям ионизирующего излучения также относят такие повреждения, как склероз сосудов, ухудшение иммунитета, нарушение генетического аппарата.

Система передачи наследственных данных имеет тонкую организацию. Свободные радикалы и их производные способны нарушать структуру ДНК – носителя генетической информации. Это приводит к возникновению мутаций, которые сказываются на здоровье последующих поколений.

Характер воздействия радиоактивного излучения на организм определяется рядом факторов:

• вид излучения;
• интенсивность радиации;
• индивидуальные особенности организма.

Результаты радиоактивного излучения могут проявиться не сразу. Иногда его последствия становятся заметны через значительный промежуток времени. При этом большая однократная доза радиации более опасна, чем долговременное облучение малыми дозами.

Поглощённое количество радиации характеризуется величиной, называемой Зиверт (Зв).

• Нормальный радиационный фон не превышает 0,2 мЗв/ч, что соответствует 20 микрорентгенам в час. При рентгенографии зуба человек получает 0,1 мЗв.

• Смертельная разовая доза составляет 6-7 Зв.

Применение ионизирующих излучений

Радиоактивное излучение широко применяется в технике, медицине, науке, военной и атомной промышленности и других сферах человеческой деятельности. Явление лежит в основе таких устройств, как датчики задымления, генераторы электроэнергии, сигнализаторы обледенения, ионизаторы воздуха.

В медицине радиоактивное излучение используется в лучевой терапии для лечения онкологических заболеваний. Ионизирующая радиация позволила создать радиофармацевтические препараты. С их помощью проводят диагностические обследования. На базе ионизирующего излучения устроены приборы для анализа состава соединений, стерилизации.

Открытие радиоактивного излучения было без преувеличения революционным – применение этого явления вывело человечество на новый уровень развития. Однако это также стало причиной возникновения угрозы экологии и здоровью людей. В связи с этим поддержание радиационной безопасности является важной задачей современности.

Радиационное острое или хроническое отравление, причиной которого является действие ионизирующего электромагнитного излучения, получило название радиоактивного облучения. Под его воздействием в организме человека образуются свободные радикалы, радионуклиды, которые изменяют биологические и метаболические процессы. В результате радиационного облучения разрушается целостность структур белка и нуклеиновых кислот, изменяется последовательность ДНК, появляются мутации, злокачественные новообразования и увеличивается ежегодное количество онкологических заболеваний на 9%.

Источники радиоактивного излучения

Распространение радиации не ограничивается современными атомными станциями, ядерными энергетическими объектами и линиями электропередач. Излучение находится во всех без исключения природных ресурсах. Даже организм человека уже содержит в себе радиоактивные элементы калий и рубидий. Где еще встречается естественная радиация:

1. вторичное космическое излучение. В виде лучей входит в состав фоновой радиации в атмосфере, достигает поверхности Земли;
2. солнечная радиация. Направленный поток электронов, протонов и ядер в межпланетном пространстве. Появляются после сильных солнечных вспышек;
3. радон. Бесцветный инертный радиоактивный газ;
4. природные изотопы. Уран, радий, свинец, торий;
5. внутреннее облучение. В продуктах питания чаще всего встречаются радионуклиды, как стронций, цезий, радий, плутоний и тритий.

Деятельность людей постоянно направлена на поиски источников мощной энергии, прочных и надежных материалов, способов точной ранней диагностики и интенсивного эффективного лечения тяжелых заболеваний. Результатом длительных научных исследований и воздействия человека на окружающую среду стала искусственная радиация:

1. атомная энергетика;
2. медицина;
3. ядерные испытания;
4. строительные материалы;
5. излучение бытовых приборов.

Широкое применение радиоактивных веществ и химических реакций привело к новой проблеме радиационного облучения, которая ежегодно становится причиной онкологических заболеваний, лейкемии, наследственных и генетических мутаций, снижения продолжительности жизни населения и источником экологических катастроф.

Дозы опасного радиационного облучения

Для предупреждения возникновения последствий, к которым приводит радиация, необходимо постоянно контролировать радиационный фон и его уровень на производстве, в жилых помещениях, в составе продуктов питания и воды. С целью оценки степени возможного поражения живых организмов, воздействия на людей радиационного облучения используются следующие величины:

• . Воздействие ионизирующего гамма и рентгеновского излучения с воздушной средой. Имеет обозначение кл/кг (кулон, разделенный на килограмм);
• поглощённая доза. Степень воздействия облучения на физико-химические свойства вещества. Значение выражается единицей измерения — грей (Гр). При этом 1 Кл/кг = 3876 Р;
• эквивалентная, биологическая доза. Проникающее воздействие на живые организмы исчисляется величиной зиверт (Зв). 1 Зв = 100 бэр = 100 Р, 1бэр=0,01 Зв;
• эффективная доза. Уровень радиационного поражения с учетом радиочувствительности определяется с помощью зиверта (Зв) или бэра (бэр);
• групповая доза. Коллективная, суммарная единица в Зв, бэр.

Применяя эти условные показатели, можно легко определить уровень и степень опасности для здоровья и жизни человека, подобрать соответствующее лечение радиационного облучения и восстановить функции пораженного радиацией организма.

Признаки облучения радиацией

Поражающая способность невидимого связана с воздействием на человека частиц альфа, бета и гамма, рентгеновских лучей и протонов. В связи с латентной, промежуточной стадией радиационного облучения не всегда удается вовремя определить момент начала лучевой болезни. Симптомы радиоактивного отравления появляются постепенно:

1. лучевая травма. Действие излучения кратковременное, доза радиации не превышает 1 Гр;
2. типичная костномозговая форма. Показатель облучения — 1-6 Гр. Смерть от радиации наступает у 50% людей. В первые минуты наблюдается недомогание, понижение артериального давления, рвота. Сменяется видимым улучшением после 3 суток. Длится до 1 месяца. Через 3-4 недели состояние резко ухудшается;
3. желудочно-кишечная стадия. Степень облучения достигает 10-20 Гр. Осложнения в виде сепсиса, энтерита;
4. сосудистая фаза. Нарушение кровообращения, изменение скорости кровотока и структуры сосудов. Скачки артериального давления. Доза полученной радиации — 20-80 Гр;
5. церебральная форма. Радиационное тяжелое отравление при дозе более 80 Гр вызывает отек головного мозга и летальный исход. Пациент умирает от 1 до 3 суток с момента заражения.

Самые распространенные формы радиоактивного отравления — костномозговая и желудочно-кишечная степени поражения, последствиями которых становятся тяжелые изменения в организме. Появляются и характерные симптомы после облучения радиацией:

• температура тела от 37 °C до 38 °C, в тяжелой форме показатели выше;
• артериальная гипотония. Источником низких показателей артериального давления является нарушение сосудистого тонуса и работы сердца;
• лучевой дерматит или гиперемия. Поражения кожного покрова. Выражаются покраснениями и аллергической сыпью;
• диарея. Частый жидкий или водянистый стул;
• облысение. Выпадение волосяного покрова является характерным признаком радиационного облучения;
• анемия. Недостаток гемоглобина в крови связан с уменьшением эритроцитов, кислородным клеточным голоданием;
• гепатит или цирроз печени. Разрушение структуры железы и изменение функций желчевыводящей системы;
• стоматит. Реакция иммунной системы на появление инородных тел в организме в виде поражения слизистой оболочки ротовой полости;
• катаракта. Частичная или полная потеря зрения, связана с помутнением хрусталика;
• лейкемия. Злокачественное заболевание системы кроветворения, рак крови;
• агранулоцитоз. Снижение уровня лейкоцитов.

Истощение организма воздействует и на центральную нервную систему. У большинства пациентов после лучевого поражения отмечают астению или синдром патологической усталости. Сопровождается нарушением сна, спутанностью сознания, эмоциональной нестабильностью и неврозами.

Хроническая лучевая болезнь: степени и симптомы

Течение заболевания продолжительное. Осложняет диагностику и слабо выраженный характер медленно возникающих патологий. В некоторых случаях развитие изменений и нарушений в организме проявляется от 1 года и до 3 лет. Хронические лучевые поражения нельзя охарактеризовать одним признаком. Симптомы интенсивного облучения радиацией формируют ряд осложнений в зависимости от степени воздействия:

• легкая. Нарушается работа желчного пузыря и желчевыводящих путей, у женщин нарушается менструальный цикл, мужчины страдают от полового бессилия. Наблюдаются эмоциональные изменения и расстройства. Сопутствующими признаками выступают отсутствие аппетита, гастрит. Поддается лечению при своевременном обращении к специалистам;
• средняя. Люди, подверженные радиационному отравлению, страдают от вегето-сосудистых заболеваний, которые выражаются стойким низким артериальным давлением и периодическими кровотечениями из носа и десен, подвержены астеническому синдрому. Средняя степень сопровождается тахикардией, дерматитами, выпадением волос и ломкостью ногтей. Уменьшается количество тромбоцитов и лейкоцитов, начинаются проблемы со сворачиваемостью крови, повреждается костный мозг;
• тяжелая. Прогрессирующие изменения в организме человека, как интоксикация, инфицирование, сепсис, выпадение зубов и волос, некроз и множественные кровоизлияния в результате приводят к летальному исходу.

Длительный процесс облучения в суточной дозе до 0,5 Гр, суммарном количественном показателе более 1 Гр и провоцирует хроническое лучевое поражение. Приводит к смерти от радиоактивного в тяжелой степени отравления нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной системы, дистрофии и дисфункции органов.

Радиоактивное воздействие на человека

Чтобы обезопасить себя и своих близких от тяжелых осложнений и негативных последствий радиационного облучения, необходимо избегать проникновения высокого количества ионизирующего излучения. С этой целью лучше запомнить, где радиация чаще всего встречается в повседневной жизни и насколько велико ее воздействие на организм за один год в мЗв:

1. воздух — 2;
2. потребляемая пища — 0,02;
3. вода — 0,1;
4. естественные источники (космические и солнечные лучи, природные изотопы) — 0,27 — 0,39;
5. инертный газ радон — 2;
6. жилые помещения — 0,3;
7. просмотр телевизора — 0, 005;
8. потребительские товары — 0,1;
9. рентгенография — 0,39;
10. компьютерная томография — от 1 до 11;
11. флюорография — 0,03 — 0,25;
12. авиаперелет — 0,2;
13. курение — 13.

Допустимой безопасной дозой облучения, которая не станет причиной радиоактивного отравления, является показатель 0,03 мЗв за один год. Если же разовая доза ионизирующего излучения превышает значение 0, 2 мЗв, уровень радиации становится опасным для человека и может вызвать онкологические заболевание, генетические мутации последующих поколений, нарушение работы органов эндокринной, сердечно-сосудистой, центральной нервной системы, спровоцировать расстройство работы желудка и кишечника.