Кожний з видів ІВ має певну іонізуючу здатність.

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 4

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Альфа-випромінювання (a) – це потік часток, що є ядрами атома гелію, які мають дві одиниці заряду. Таке випромінювання має велику іонізуючу здатність i незначну довжину пробігу часток у повітрі (10-11 см), у біологічних тканинах – від 30 до 40 мкм, воно безпечне при зовнішньому опроміненні, але найбільш небезпечне із всіх видів ІВ коли потрапляє усередину організму з їжею, водою, повітрям. Швидкість розповсюдження a-часток в повітрі складає близько 20 000 км/с. Іонізуючий вплив a-часток на організм людини в 20 раз більший, ніж у b- і g-випромінювання.

Бета-випромінювання (b) – це потік електронів або позитронів, які утворюються при розпаді ядер радіоактивних речовин і мають меншу іонізуючу та більшу проникаючу здатність у порівнянні з a-випромінюванням. Пробіг у повітрі складає декілька метрів, у живих тканинах – від 1 до 2 см. Швидкість руху b-часток знаходиться в інтервалі 200 000 – 300 000 км/с, вони затримуються одягом, віконним склом. При зовнішньому опроміненні відкритих ділянок тіла b-частки затримуються в шкірному епітелії, викликаючи пігментацію і опіки шкіри. Особливу небезпеку b-частки становлять при внутрішньому опроміненні організму.

Нейтронне випромінювання (n) – нейтральні елементарні частки. Оскільки нейтрони не мають електричного заряду, при проходженні через речовину вони взаємодіють тільки з ядрами атомів. У результаті цих процесів утворюються або заряджені частки (ядра віддачі, протони, нейтрони), або g-випромінювання, що призводить до іонізації. Таке випромінювання має місце тільки при штучно викликаному радіоактивному розпаді і є дуже небезпечним як при зовнішньому, так і при внутрішньому опроміненні. Нейтрони мають високу проникаючу здатність і меншу іонізуючу, ніж b-частки.

Гама-випромінювання (g) – спостерігається при ядерних перетвореннях і являє електромагнітне випромінювання з короткою довжиною хвилі, малою іонізуючою дією, дуже високою проникаючою здатністю (у повітрі – на сотні метрів, речовини та біологічні тканини проходить наскрізь), є дуже небезпечним як при внутрішньому, так і при зовнішньому опроміненні.

Рентгенівське випромінювання є близьким за своїми характеристиками до g-випромінювання, але має більшу довжину і нижчу частоту.

Величина дії іонізуючого випромінювання на будь-яке середовище залежить від його енергетики та характеризується наступними критеріями і одиницями вимірювання:

- вид ІВ – корпускулярне (частки), або фотонне (потік електромагнітних коливань);

- активність – кількість розпадів ядер атомів за одну секунду в радіоактивному зразку. Одиниця вимірювання в системі СІ – беккерель (Бк), тобто одне ядерне перетворення в секунду (розпад/с). Позасистемною одиницею вимірювання активності є кюрі (Кі), 1 Кі=3,7∙10¹⁰ Бк;

- період напіврозпаду радіоактивної речовини Т_1/2 – час, за який розпадається половина ядер даного радіонукліда. Для радону Т_1/2=3,8 діб, для йоду-131 Т_1/2=8,05 діб, для стронцію-90 Т_1/2=26 років, для урану-235 Т_1/2=710 млн. років.

- дози опромінення (характеризують вражаючу дію ІВ).

Доза опромінення – це кількість енергії ІВ, поглинена одиницею маси опромінюваного середовища. Розрізняють експозиційну, поглинену, еквівалентну та ефективну еквівалентну дози опромінення.

Експозиційна доза (D_експ) – характеризує іонізуючу здатність випромінювання у повітрі, її одиницею вимірювання у системі СІ є кулон на кілограм (Кл/кг). Позасистемна одиниця вимірювання – рентген (Р), 1Р=2,58∙10^-4 Кл/кг, 1 Кл/кг=3,88∙10³ Р.

Рентген – одиниця експозиційної дози фотонного випромінювання, при проходженні якого через 0,001293 г повітря в результаті завершення всіх іонізаційних процесів у повітрі створюються іони, що несуть одну електростатичну одиницю кількості електрики кожного знака.

Поглинена доза (D_п) – енергія ІВ, поглинена опроміненим тілом, або тканинами організму конкретного виду ІВ, яка перерахована на одиницю маси тіла, одиницею її вимірювання у системі СІ є грей (Гр).

Грей – одиниця поглиненої дози, при якій 1 кг опроміненої речовини поглинає енергію ІВ в 1 Джоуль (Дж). Позасистемна одиниця вимірювання поглиненої дози – рад, 1 Гр=100 рад=1 Дж/кг, 1 рад=0,01 Гр=0,01 Дж/кг, 1 Р=0,87 рад.

Дозиметричні одиниці Гр і рад використовуються для вимірювання за допомогою дозиметричних приладів випромінювань у різних середовищах.

Еквівалентна (біологічна) доза опромінення (D_ек) – це міра біологічного впливу випромінювання на людину, яка визначається поглиненою організмом в цілому або органом (тканиною) дозою (D_п), помноженою на коефіцієнт W_R, що характеризує конкретний вид випромінювання (див. табл. 1):

D_ек=D_п∙W_R, (Зв). (1)

Одиницею вимірювання, еквівалентної дози опромінення в системі СІ є зіверт (Зв), на честь шведського радіолога Рольфа Зіверта.

Зиверт – еквівалентна доза будь-якого виду випромінювання, поглинена в 1 кг біологічної тканині, що створює такий же біологічний ефект, як і поглинена доза в 1 Гр фотонного випромінювання.

Позасистемною одиницею є бер (біологічний еквівалент рада), 1 Зв=100 бер=1 Гр, 1 бер=0,01 Зв=0,01 Дж/кг.

Бер – енергія будь-якого виду випромінювання, поглинена в 1 г тканині, при якій спостерігається той же біологічний ефект, що і при поглиненій дозі в 1 рад фотонного випромінювання.

Еквівалентна доза є основною дозиметричною величиною у галузі радіаційної безпеки.

Для визначення рівня ризику виникнення наслідків опромінення всього тіла людини та окремих його органів з урахуванням їхньої радіочутливості використовується ефективна еквівалентна доза.

Ефективна еквівалентна доза (D_еф) організму – це сума добутків еквівалентної дози (D_ек) в органах (тканинах) організму помножена на відповідний ваговий коефіцієнт W_т ризику ІВ для цих органів або тканин (див. табл. 2):

D_еф=∑D_ек∙W_т, (Зв). (2)

Таблиця 1

Коефіцієнт відносної біологічної ефективності W_R

для розрахунку еквівалентної дози D_ек

Таблиця 2

Ваговий коефіцієнт ризику тканин (органів) W_т

для розрахунку ефективної еквівалентної дози D_еф

Примітки. 1. * «Інше» включає до себе надниркові залози, головний мозок, екстракторокальний відділ органів дихання, тонкий кишечник, нирки, м’язові тканини, підшлункову залозу, селезінку, виделкову залозу, матку.

2. Вагові коефіцієнти ризику тканин (органів) W_т встановлюють емпірично та розраховують таким чином, щоб їхня сума для всього організму складала 1.

3. ВПЛИВ ІОНІЗУЮЧИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ
НА ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ

Радіація за своєю природою є шкідливою для життя та негативно впливає на здоров’я, починаючи з деякої мінімальної (граничної дози) опромінення. Під впливом ІВ в тканинах людини можуть відбуватися складні фізичні, хімічні та біологічні процеси. В результаті іонізації живої тканини відбувається розрив молекулярних зв’язків і зміна хімічної структури різних сполук, що у свою чергу призводить до загибелі клітин. На формування біологічних наслідків істотно впливають продукти радіолізу води, яка складає 60-70% маси біологічної тканини людини [5, 7, 10].

Процес впливу ІВ починається з розщеплення молекул води і утворення радикалів Н⁺ та ОН^–. В присутності кисню ці іони перетворюються в такі сполуки: гідропероксид (НО₂) і перекис водню (Н₂О₂), які є сильними окислювачами, вступаючи в хімічні реакції з молекулами живих тканин, утворюють не властиві живим організмам сполуки [5, 7].

Порушення біологічних процесів можуть бути або зворотними, коли нормальна робота кліток опроміненої тканини повністю відновлюється, або незворотними, які призводять до ураження окремих органів або всього організму та виникнення променевої хвороби [10].

При опроміненні організму розрізняють гостре, пролонговане одноразове та багаторазове опромінення. Під гострим розуміють короткочасне опромінення за високої потужності дози. Одноразове опромінення – опромінення, одержане протягом 1-4 діб (незалежно від кількості отриманих доз). Ураження організму людини розвиваються при короткочасному рівномірному g-опроміненні всього тіла і поглиненій дозі D_п більше 0,25 Гр [4, 7, 10].

При поглиненій дозі D_п=0,25-0,5 Гр спостерігаються тимчасові зміни в крові, помутніння кришталика ока і тимчасова стерильність чоловіків (від 0,15 Зв).

При поглиненій дозі D_п=0,5-1 Гр вражаються кістковий мозок і елементи кровотворної системи. Вони втрачають здатність нормально функціонувати. На щастя, ці органи мають здатність до регенерації за даної поглиненої дози.

Граничною поглинутою дозою на кістковий мозок (самий критичний орган організму людини) вважається доза до 1 Гр.

Поглинена доза в діапазоні 1-10 Гр призводить до гострої променевої хвороби. За важкістю розрізняють 4 ступеня гострої променевої хвороби.

Гостра променева хвороба І ступеню (легка) – короткочасна доза опромінення 1-2 Гр. Первинна реакція до 1-2 діб – слабкість, головний біль, нудота, однократне блювання через 2-3 год. Далі наступає прихований період 4-5 тижнів. Стан задовільний. У розпал хвороби спостерігаються: слабкість, запаморочення, нудота, стомлюваність, головний біль, порушення сну.

Гостра променева хвороба II ступеню (середня) – короткочасна доза опромінення 2-4 Гр. Первинна реакція до 48 год, через кожні 1-2 год спостерігається блювання, постійний, сильний головний біль, емоційне збудження, слаба гіперемія (значний приплив крові до органу або ділянки тканини, або утруднений її відтік, що спричиняє запальні процеси) шкіри і слизових оболонок. Прихований період 15-25 діб. В цей період загальний стан у потерпілого покращується. В період хвороби (2-2,5 місяці) загальний стан потерпілого погіршується, слабкість зростає, температура тіла підвищується до 38-39°С, що може свідчити про розвиток інфекційних захворювань. Артеріальний тиск знижується, можливе випадіння волосся, відбуваються зміни показників крові, крововиливи шкіри, ясен. Смертність коливається в межах від 20 до 40% в залежності від дози опромінення.

Гостра променева хвороба III ступеню (важка) – короткочасна доза опромінення 4-6 Гр. Первинна реакція різко виражена (2-4 діб). Через кожні 10-40 хв. сильне блювання, нудота, постійний, сильний головний біль, загальна слабкість, температура тіла підвищується до 38-39°С, виражене порушення центральної нервової системи. Прихований період становить 7-10 діб, стан потерпілого дещо поліпшується, наявні слабкість, головний біль, порушення сну, зниження апетиту. Смертність серед хворих людей становить 40-70%. Видужання продовжується 3-5 місяців і зазвичай буває неповним.

Однократна доза опромінення у межах 3,5-6,0 Гр призводе до повної стерильності чоловіків, доза 2,5-6,0 Гр призводе до безпліддя у жінок, доза 5,0 Гр – до прогресуючої катаракти.

Гостра променева хвороба IV ступеню (надважка) – короткочасна доза опромінення 6-10Гр. Первина реакція (2-3 діб), через 10-15хв – нестримне блювання, запаморочення свідомості, температура вище 39°С. Прихований період відсутній. У розпал хвороби виявляються всі клінічні симптоми, характерні для гострої променевої хвороби ІІІ ступеня. При відсутності відповідного медичного лікування в 100% випадків спостерігається летальний результат внаслідок внутрішнього крововиливу та інфекційних захворювань. Хворі з гострою променевою хворобою IV ступеня при дозах 10-50 Гр гинуть, незважаючи на будь-які лікувальні заходи, внаслідок внутрішніх крововиливів.

Ступінь впливу ІВ залежить від виду опромінення.