почему радиация такая опасная
Почему радиация такая опасная
Острое воздействие на здоровье, такое как ожог кожи, может возникнуть, когда доза облучения превышает определенные уровни. Низкие дозы ионизирующего излучения увеличивают риск развития более долгосрочных последствий, таких как рак. Впервые повреждающее действие ионизирующего излучения было описано в 1896, когда у ряда больных, которым делали рентгеновские снимки, а также у врачей, их выполнявших, были обнаружены рентгеновские дерматиты. Такая же картина поражения кожных покровов была выявлена после воздействия радия. Пьер Кюри, желая выяснить действие излучения радия на кожу, облучил собственную руку!
Воздействие ионизирующего излучения на организм человека может быть внутренним (когда радионуклиды попадают во внутренние среды организма) и внешним (когда радиоактивные частицы оседает на коже или одежде). Воздействие может также произойти в результате облучения от внешнего источника (например, от рентгеновского оборудования).
Радиационное повреждение тканей зависит от полученной дозы облучения. Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения его потенциала причинить вред и выражается в Зивертах (Зв). 1 Зв это очень существенная величина (пороговая доза острой лучевой болезни), поэтому обычно применяются меньшие ее единицы, такие как миллизиврет (мЗв) и микрозиверт (мкЗв). Соответственно, 1 Зв = 1000 мЗв, а 1 мЗв = 1000 мкЗв. Скажем, 10 мкЗв это средняя доза облучения космической радиации, которую получит пассажир авиалайнера в течение 3 часов полета. А 10 мЗв – доза от одной компьютерной томографии.
Если доза является низкой или воздействует длительный период времени, риск развития различных патологий существенно снижается, поскольку увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. Тем не менее, долгосрочные эффекты, такие как рак, могут проявиться даже спустя десятилетия. Этот риск выше у детей и подростков, так как они намного более чувствительны к воздействию радиации.
Радиационная безопасность населения достигается путем ограничения воздействия от всех основных видов облучения:
— техногенные источники при их нормальной эксплуатации (различные производственные установки);
— техногенные источники в результате радиационной аварии;
— природные источники;
— медицинские источники (рентгеновские аппараты).
Годовая доза облучения населения не должна превышать основные пределы доз, указанных в Нормах радиационной безопасности (НРБ-99/2009. СанПиН 2.6.1.2523-09). В настоящий момент эта величина равна 1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в один год. Здесь учитывается радиологическая нагрузка на организм от потребляемых продуктов, атмосферного воздуха, условий проживания, а так же медицинские диагностические манипуляции с использованием ионизирующего излучения.
В целом, в условиях повседневности радиация не представляет для нас серьезной опасности. В бытовых условиях человек редко может столкнуться с опасными источниками радиации, а если такое происходит, то, как правило, в силу невежества или халатности работников предприятий, где используются источники ионизирующего излучения.
Помните, что, несмотря на легкодоступные диагностические сервисы, следует проводить радиологические исследования (КТ, рентген, флюорография) ТОЛЬКО по назначению врача.
Вопреки распространенному мнению, нет никаких научных доказательств способности алкоголя выводить радиацию из организма. То же самое касается препаратов йода – его применение оправдано только в случае радиационной аварии при нахождении пострадавших в 30 км зоне ЧС для защиты щитовидный железы от попадания радиоактивного йода. Однако йодопротекторы используются строго по инструкции и при вышеуказанных условиях. Вне зоны поражения пить таблетки или раствор йода, мазать шею может быть опасно!
Важным защитным приемом для укрепления организма при неблагоприятном радиологическом фоне (что актуально для некоторых биогеохимических провинций) является организация оптимального питания. Основными принципами построения рационов питания на загрязненной радиоактивными изотопами территории являются увеличение количества белков до 15% калорийности рациона и повышение в рационе на 20-50% по сравнению с рекомендуемыми возрастными нормами содержания витаминов-антиоксидантов: Е, С, А, биофлавоноидов, а пищевых волокон на 30%. Необходимо также обеспечить повышенное поступление минеральных веществ: кальция, калия, йода, магния, железа, селена. Для достижения этих задач необходимо достаточное содержание в рационе нежирных сортов мяса, птицы, рыбы, молочных продуктов, широкое использование свежих овощей, фруктов и зелени, добытых и выращенных в экологически благоприятных районах, так как сами по себе продукты накапливают радионуклиды, если выращиваются на загрязненной территории.
В своей жизни мы постоянно сталкиваемся с влиянием ионизирующего излучения, но волноваться не стоит — вред здоровью от «повседневных» природных источников значительно меньше вреда от беспокойства по этому поводу.
Признаки и последствия радиации и радиационного облучения
Воздействие ионизирующих частиц бывает разное. В небольших дозах радиоактивное излучение применяют в медицине для борьбы с онкологией. Но почти всегда оно негативно влияет на здоровье. Малые дозы атомных частиц являются катализаторами (ускорителями) развития рака и поломки генетического материала. Большие дозы приводят к частичной или полной гибели клеток, тканей и всего организма. Сложность в контроле и отслеживании патологических изменений заключается в том, что при получении малых доз радиации симптомы отсутствуют. Последствия могут проявляться через годы и даже десятилетия.
Радиационные эффекты облучения людей имеют такие последствия:
Пути и степень облучения
Облучение человека происходит двумя путями – внешним и внутренним.
Внешняя радиация, которую получает организм, исходит от излучающих объектов:
Внутреннее облучение радиацией осуществляется изнутри организма. Радиационные частицы содержатся в пищевых продуктах, которые человек употребляет (до 97%), и в небольшом количестве в воде и воздухе. Для того чтобы понять, что происходит с человеком после облучения радиацией, нужно понимать механизм ее воздействия.
Мощное излучение вызывает в организме процесс ионизации. Это значит, что в клетках образуются свободные радикалы – атомы, у которых не хватает электрона. Чтобы восполнить недостающую частицу, свободные радикалы отбирают ее у соседних атомов. Так возникает цепная реакция. Этот процесс приводит к нарушению целостности молекул ДНК и клеток. Как результат – развитие атипичных клеток (раковых), массовая гибель клеток, генетические мутации.
Дозы облучения в Гр (грей) и их последствия:
Классификация поражений при радиационном облучении
Облучение радиаций приводит к повреждению внутриклеточного аппарата и функций клеток, что впоследствии вызывает их гибель. Наиболее чувствительны клетки, которые быстро делятся – лейкоциты, эпителий кишечника, кожа, волосы, ногти. Более устойчивы к радиации гепатоциты (печень), кардиоциты (сердце) и нефроны (почки).
Радиационные эффекты облучения
Симптомы радиационного поражения
Симптомы облучения радиацией зависят в первую очередь от радиоактивной дозы, а также от площади поражения и продолжительности однократного воздействия. Дети более восприимчивы к радиации. Если у человека есть такие внутренние болезни, как сахарный диабет, аутоиммунные патологии (ревматоидный артрит, красная волчанка), это усугубит влияние радиоактивных частиц.
Однократная радиационная доза наносит большую травму, чем такая же доза, но полученная в течение нескольких дней, недель или месяцев.
При однократном воздействии большой дозы или при поражении обширной площади кожи развиваются патологические синдромы.
Цереброваскулярный синдром
Это признаки облучения радиацией, связанные с поражением сосудов головного мозга и нарушением мозгового кровообращения. Просвет сосудов сужается, поступление кислорода и глюкозы в мозг ограничивается.
Гастроинтестинальный синдром
Возникает, если человека облучить дозой не 8-10 Гр. Это характерно для пациентов с 4-й степенью острой лучевой болезни. Проявляется не ранее чем на 5 сутки.
Впоследствии развивается некроз – омертвение слизистой кишечника, далее сепсис.
Синдром инфекционных осложнений
Это состояние развивается из-за нарушения формулы крови, как следствие, снижение естественного иммунитета. Возрастает риск экзогенной (внешней) инфекции.
Осложнения при лучевой болезни:
Орофарингеальный синдром
Это язвенное кровоточащее поражение мягких тканей ротовой и носовой полости. У пострадавшего отечная слизистая, щеки, язык. Десны становятся рыхлыми.
Геморрагический синдром
Определяет степень тяжести и исход лучевой болезни. Нарушается свертываемость крови, стенки сосудов становятся проницаемыми.
Симптомы – в легких случаях мелкие, точечные кровоизлияния во рту, в области заднего прохода, с внутренней стороны голеней. В тяжелых случаях радиационное облучение вызывает массивные кровотечения из десен, матки, желудка легких.
Радиационное поражение кожи
При небольших дозах развивается эритема – выраженное покраснение кожи из-за расширения кровеносных сосудов, позже наблюдаются некротические изменения. Спустя полгода после облучения появляется пигментация, разрастание соединительной ткани, появляются стойкие телеангиэктазии – расширение капилляров.
Кожа человека после радиации атрофируется, становится тонкой, легко повреждается при механическом воздействии. Лучевые ожоги кожи не поддаются лечению. Кожные покровы не заживают и очень болезненны.
Генетические мутации от воздействия радиации
Еще одни признаки радиационного облучения – это генные мутации, нарушение структуры ДНК, а именно одно его звена. Такое ничтожное, на первый взгляд, изменение приводит к серьезным последствиям. Генные мутации необратимо изменяют состояние организма и в большинстве случаев приводят к его гибели. Мутантный ген вызывает такие заболевания – дальтонизм, идиопатия, альбинизм. Проявляются в первом поколении.
Хромосомные мутации – изменение размеров, количества и организации хромосом. Происходит перестройка их участков. Они напрямую влияют на рост, развитие и функциональность внутренних органов. Носители хромосомных поломок погибают в детском возрасте.
Последствия облучения радиацией в глобальном масштабе:
Значительная часть изменений, вызванная влиянием радиоактивных частиц, является необратимой.
Риск возникновения рака после облучения прямо пропорционален дозе облучения. Радиация даже в минимальных дозах негативно сказывается на самочувствии и работе внутренних органов. Люди часто списывают свое состояние на синдром хронической усталости. Поэтому после диагностических или лечебных мероприятий, связанных с облучением, необходимо принимать меры по ее выведению из организма и укреплять иммунитет.
Чем грозят человеку большие дозы радиации?
Радиация – постоянный спутник человека. В малых дозах она почти безвредна, а в больших – смертельно опасна. Воздействие больших доз ионизирующего облучения хорошо изучено российскими и зарубежными учеными. Как показали исследования, человеческий организм способен дать адаптивный ответ на повреждения радиационными агентами. Соматическая клетка, получившая облучение в 50 мГр, приобретает устойчивость к последующему радиоактивному воздействии, доза которого превышает инициирующую на 1-2 порядка. И все же люди погибают от радиации. Почему это происходит?
Безопасная доза ионизирующего облучения, которую человек может получить в течение года за счет естественных и искусственных источников радиации, не должна превышать 1 мЗв.
Степень воздействия облучения
Тяжесть полученного человеком облучения зависит от нескольких факторов:
Внешнее облучение альфа- и бета-частиц, не так вредно, поскольку они задерживаются кожей или проникают в ткани на небольшие расстояния. Обычно эти радионуклиды не достигают внутренних органов и костного мозга, отвечающего за кроветворение, облучая находящиеся вокруг себя клетки на расстоянии до 2 см.
Более опасны нейроны и гамма-частицы, которые обладают большим проникающим воздействием и разрушающе воздействуют на весь организм. Чувствительность тканей и органов к такому облучению неодинакова. В первую очередь страдают лимфатические ткани и узлы, затем в порядке уменьшения – селезенка, щитовидная железа, костный мозг, зародышевые клетки.
Виды лучевого воздействия
Радиация вызывает соматические, когда страдает непосредственно облученный, и генетические, то есть влияющие на развитие потомства, поражения. Соматические эффекты в свою очередь делятся на две группы:
К стохастическим поражениям относятся канцерогенные опухоли, новообразования, поражения крови и генетические мутации (врожденные психические и физические уродства), которые из-за длительности латентного периода облучения, длящегося иногда десятки лет, трудно обнаружить. Вероятность их возникновения мало зависит от мощности полученного облучения, а определяется суммарной накопленной дозой радиации.
Проблемы выявления вероятностных поражений
Генетические мутации – хромосомные аберрации и изменения в генах, могут как спровоцировать возникновение наследственных заболеваний у последующих поколений, так не проявиться вовсе. Известны данные НКДАР ООН о тяжелых патологиях, обнаруженных у более 27 тысяч детей, родители которых получивших большие дозы радиации по время атомных бомбардировок Нагасаки и Хиросимы. У них были найдены лишь две вероятные мутации, в то время у детей, родители которых облучились меньше, нарушения генетического аппарата не были обнаружены.
Поэтому выявить, тем более предсказать появление стохастического эффекта у отдельного человека практически невозможно. Лишь длительные наблюдения на протяжении за большими группами людей, получившими немалую дозу радиации, позволяют установить показатели заболеваемости или смертности, обусловленные действием ионизирующего облучения. В этом случае выход определяется коллективной дозой, если она составляет не менее 1000 чел.Зв.
Мутагенное воздействие радиации на живые клетки установили русские ученые Р.А. Надсон и Р.С. Филиппов в 1925 году, проводя опыты на дрожжевых грибках. В 1927 году Р. Меллер подтвердил выводы ученых на классическом объекте для генетических исследований – мушке дрозофиле.
Биологические проявления радиации в больших дозах
Большие дозы – весьма широкая область значений (от 1 Гр и до 10 Гр) широкий ряд радиобиологических, эпидемиологических и медицинских последствий облучения, начиная от адаптивного ответа и гормезиса, заканчивая тяжелой формой лучевой болезни на верхней границе диапазона. В первую очередь высокие дозы радиации вызывают послучевую гибель клеток, в результате чего они теряют способность репродуктивному делению. Особенность повреждения в том, что клетка гибнет не сразу, а после 1-5 делений и не воспроизводит полноценных клеток из-за разрывов ДНК. Это происходит на всех уровнях организма:
1. Красный костный мозг теряет способность продуцировать лейкоциты, в результате чего снижаются защитные силы организма в борьбе с инфекционными заболеваниями. Снижает количество эритроцитов и тромбоцитов, отвечающих за свертываемость крови, повреждаются стенки сосудов и происходит кровоизлияния. Если облучению подверглась его часть, то уцелевших клеток мозга, как правило, достаточно для полного возмещения поврежденных клеток.
2. Хрусталик глаза – еще один орган, чувствительный к облучению. Под воздействием ионизирующего облучения в 2 Гр его клетки становятся непрозрачными, вызывая развитие катаракты. Доза около 5 Гр приводит к прогрессирующей катаракте – тяжелому заболеванию, приводящему к потере зрения.
3. Половые органы перестают временно или постоянно продуцировать яйцеклетки и сперматазоиды. Длительное воздействие больших доз радиации в 3,5–6 Гр при условии, что за год накопилась доза порядка 2 Гр, ведет к постоянной стерилизации. Однократная доза 0,5 Гр подавляет сперматогенез до 8 месяцев, лишь спустя многие годы семенники смогут возобновить продуцирование полноценных сперматозоидов. Женские яичники более стойки к радиации и перестают вырабатывать полноценные яйцеклетки при однократной дозе в 3 Гр, а однократное облучение в 0,1 Гр ведет к временной стерилизации.
При этом у облученного человека не наблюдаются лучевых ожогов, но может привести к эритемам, временному или постоянному облысению.
Острая лучевая болезнь
Наиболее тяжелым последствием облучения в больших дозах является острая (ОЛБ)и хроническая лучевая болезнь. Легкая степень наступает после однократного воздействия дозы 1 Гр, а при более высоких развивается ОЛБ:
В четвертой стадии ОЛБ выделяют переходную, кишечную, церебральную и токсемическую формы. Две последние из них развиваются при дозах в несколько десятков грей, вызывая гибель организма в течение двух суток от тяжелого капилляротоксикоза.
Известен случай полного излечения человека, получившего во время взрыва ЧАЭС дозу внешнего гамма-излучения в 9,8 Гр. Пострадавший выжил, хоть и стал инвалидом, и умер спустя 24 годы из-за печеночной недостаточности, развившейся на фоне хронического алкоголизма.
Воздействие на человека очень больших доз радиации
Стоит отметить, что чем меньше возраст облученного на момент поступления радионуклидов в организм, тем выше вероятность увеличения частоты образования у него злокачественных опухолей гипофиза, надпочечников и щитовидной железы. У молодых в 3-5 раз чаще развиваются раковые опухоли, чем у взрослых людей.
Суммарная доза около 10 Гр, полученная детьми в течение нескольких недель, вызывает аномалии опорно-двигательной системы. Чем младше ребенок, тем сильнее подавляется рост костей, приводя к частичной или полной остановке развития хрящевой ткани и развитию аномалий скелета.
Максимальная доза облучения, полученная человеком
Самую большую дозу радиации получил в 1959 году сотрудник К., работающий в Национальной лаборатории Лос-Аламос, в результате вышедшей из строя установке по добыче плутония – 39000-49000 мЗв. Верхняя половина его тела подверглась большему облучению, чем нижняя, поэтому наиболее сильные патологические изменения затронули кроветворную и мочевыводящую системы. Вот как описывают документы состояние облученного: по истечении восьмого часа у пациента полностью отсутствовали лимфоциты в крови, а мочевыводящие пути не смотра на введение большого количества жидкости, практически полностью отказали. Несмотря на принятые терапевтические меры, он скончался спустя 34 часа 45 минут после внезапной остановки сердца.
Опасная доза для человека
Впервые опасная доза облучения была установлена в 1952 году и составила 15 мЗв/год. Спустя семь лет допустимый предел уменьшили до 5 мЗв/ год, а в 1990 году – до 1 мЗв/год. Сегодня многие специалисты настаивают на уменьшении этого значения до 0,25 мЗв/год, исходя из того, что принятый предел соответствует генетическому поражению лишь 35 человек на 1000000 новорожденных, тогда как в действительности эта цифра составляет 450-3400 случаев. Конечно, величина в 0,25 мЗв/год выглядит нереально, но учитывая ужесточение радиационных мер, в конечном итоге, она может быть принята.
Где можно получить высокую дозу облучения?
В природе не существует мест, где за короткое время можно получить большую дозу радиации. Исключения составляют провинции, где население получает среднегодовые дозы, превышающие установленный предел в 5-10 раз.
Например, в индийском штате Керала доза составляет 5 мЗв, в бразильском городе Гуарапари – 5,5 мЗв. Но проживающие в этих районах люди приспособились в повышенной дозе радиации, среди них не наблюдается повышенной смертности или частоты заболевания онкологическими патологиями.
Для остальных граждан главные источники потенциальной опасности получения облучения в высоких (свыше 1000 мЗв) дозах – техногенные: аварии и взрывы на АЭС, атомные испытании, приборы и устройства, которые содержат радиоактивные вещества.
Влияние радиации на организм человека
Радиация – это особая, невидимая человеческому глазу материя, которая на протяжении всего срока существования планеты Земля распространялась на ее поверхности и в космосе, ее окружающем. Следует сказать о том, что подавляющее количество жителей планеты мало что знают об этом веществе и о влиянии радиации на организм человека. Однако познания эти иметь следует каждому, потому что радиационное поле находится с нами в постоянном взаимодействии, и так или иначе влияние радиации на организм человека оказывается.
Ученые на протяжении многих десятилетий пытались найти ответы на вопросы о том, какое воздействие радиации на организм человека, чем же является радиация на самом деле и каково ее негативное влияние на человеческий организм. Справедливо будет отметить, что в ходе таких изучений и экспериментов погиб в неравной борьбе не один ученый и научный деятель.
Вредна ли радиация для человека? На сегодняшний день известен тот факт, что радиационное влияние может вредить и угрожать практически каждому. Это связано со стремительным техническим прогрессом, постоянными экспериментами и разработками ядерного характера.
Помимо природных источников и постоянного слабого радиационного поля на планете, человеческая деятельность также не малым образом угрожает ионизирующими атаками.
Зачем нужно знать о том, как влияет на организм радиация?
Как уже говорилось выше, поскольку человечество сегодня находится под постоянной угрозой ядерного взрыва или техногенного выброса ионизирующих веществ, иметь определенный багаж знаний о влиянии ионизирующего излучения на организм человека и выживании в таких условиях важно иметь каждому человеку, независимо от возраста и рода деятельности.
Чем опасна радиация для человека? Наглядным примером результата человеческого незнания о радиации стала катастрофа на Чернобыльской АЭС. Из-за того, что багажом знаний об ионизирующих веществах владело узкое количество первых специалистов, остальные люди, которые столкнулись с катастрофой, не имели ни малейшего понятия о том, как действует радиация на человека, как им следует спасаться, что принимать от радиации и когда эвакуироваться.
После взрыва на четвертом ядерном реакторе жителей Чернобыля и Припяти эвакуировали только на второй день после аварии, когда большинство людей уже успело получить высокую радиоактивную дозу. В Киеве, который находится в нескольких сотнях километров от места аварии, в это время проводился парад, который никто не отменил. Ликвидаторы, которые первыми отправились на место взрыва реактора, хватали максимально зараженные элементы и механизмы голыми руками, тем самым принимая на себя несовместимые с жизнью дозы радиации.
После катастрофы на ЧАЭС многие люди не покидали своих мест жительства, а также не знали о вреде радиации на организм человека, влиянии на человеческий организм вторичной радиации. Люди употребляли потенциально зараженные продукты и постоянно подвергались повышенным дозам ионизирующего влияния. О Чернобыльской катастрофе и о том, какое влияние радиации на организм человека произошло как ее следствие, говорили на протяжении многих лет. Это стало своеобразным уроком всему человечеству о том, что нужно знать об опасности, если хочешь от нее защититься.
Какой бывает радиации и ее влияние?
Радиационный поток – это не однородная масса, состоящая из одинаковых элементов. Эта материя в зависимости от источника своего появления может быть нескольких типов:
В чем заключается опасность радиации?
По результатам проведенных научных экспериментов и исследований, опасность радиации и вред ионизирующего излучения на человека заключается в следующем: заряженные ионы, которые проникают в ткани и части человеческого организма, вступают в постоянное взаимодействие с молекулами, из-за чего последние приобретают положительный заряд и разрывают естественные природные химические связи и крепления. Почему ионизирующие излучения вредны для человека? По этой причине измененные ионным путем молекулы и ткани человеческого организма могут мутировать, видоизменять свою биологическую структуру, увеличиваться в размерах, провоцировать кровотечения и другие побочные процессы.
По причине усиленного воздействия на человеческий организм ионизирующих веществ у человека могут развиваться онкологические проблемы, множественные опухоли. У женщин нередко случаются выкидыши или преждевременные роды при радиации, у мужчин может временно или навсегда диагностироваться бесплодие. Также из-за облучения радиацией выпадают волосы, сжигается критическая масса тела, наступает анемия, повреждается костный мозг.
В чем измеряется радиация?
Радиационное излучение по общепринятым нормам принято измерять в рентгенах. Доза радиации и ее влияние на человека – это общее количество ионизирующих веществ, которое воздействует на человеческий организм и поглощается им. Данный вид ионизирующего вещества способен наносить серьезные повреждения тканям и элементам организма, видоизменять их биологическое строение и функционирование.
Максимально опасной принято считать такую радиацию и действие ионизирующего излучения на организм человека, которая проникает изначально внутрь организма и называется внутренней. Этот феномен связан с тем, что некоторые составляющие части ионизирующего потока могут иметь плохую проходимость и слабо проникать через кожу и твердые ткани человеческого организма, однако при внутреннем взаимодействии начинают максимально негативно взаимодействовать с молекулами и тканями и видоизменять их структуру.
Из-за того, что радиация бывает внутренней и наружной, природа действия радиации на организм человека требует более обширного и длительного изучения и исследования. Многие люди не знают о том, что в ходе своего развития и процесса распада радиация также может иметь вторичные признаки реакции, которые оказывают более негативное влияние на организм.
Уровень максимального распада всех ионизирующих веществ насчитывает примерно 40-50 лет. За этот период большинство радиационных элементов успевает истратить всю свою энергетическую активность и перестает оказывать на организм человека большое влияние. По этой причине сегодня на территории Чернобыля считаются разрешенными временные посещения, за период которых уровень ионизирующих веществ не успевает навредить человеку и не проникает в глубину тканей. Однако многие ученые говорят о том, что несмотря на относительно слабый уровень окружающей радиации, стоит постоянно принимать профилактические меры и употреблять в пищу продукты, насыщенные йодом и железом, благодаря которым укрепляется щитовидная железа, способная бороться с радиационными элементами.