Контрольная работа: Радиационно-опасные объекты
Поглощенная доза облучения, вызывающая поражение отдельных частей тела, а затем смерть, превышает смертельную поглощенную дозу облучения всего тела. Смертельные поглощенные дозы для отдельных частей тела следующие: голова-2000, нижняя часть живота-3000, верхняя часть живота-5000, грудная клетка-10 000, конечности-20 000 рад.
Степень чувствительности различных тканей к облучению неодинакова. Если рассматривать ткани органов в порядке уменьшения их чувствительности к действию излучения, то получим следующую последовательность: лимфатическая ткань, лимфатические узлы, селезенка, зобная железа, костный мозг, зародышевые клетки. Большая чувствительность кроветворных органов к радиации лежит в основе определения характера лучевой болезни. При однократном облучении всего тела человека поглощенной дозой 50 рад через день после облучения может резко сократиться число лимфоцитов , продолжительность жизни которых и без того незначительна - менее одного дня. Уменьшится также и количество эритроцитов (красных кровяных телец) по истечении двух недель после облучения (продолжительность жизни эритроцитов примерно 100 суток). У здорового человека насчитывается порядка 1014 красных кровяных телец при ежедневном воспроизводстве 1012 , у больного лучевой болезнью такое соотношение нарушается.
Важным фактором при воздействии ионизирующего излучения на организм является время облучения. С увеличением мощности дозы поражающее действие излучения возрастает. Чем более дробно излучение по времени, тем меньше его поражающее действие.
Степень поражения организма зависит от размера облучаемой поверхности. С уменьшением облучаемой поверхности уменьшается и биологический эффект. Так, при облучении фотонами поглощенной дозой 450 рад участка тела площадью 6 см2 заметного поражения организма не наблюдалось, а при облучении такой же дозой всего тела было 50% смертельных случаев.
Индивидуальные особенности организма человека проявляются лишь при небольших поглощенных дозах. Чем моложе человек, тем выше его чувствительность к облучению, особенно высока она у детей. Взрослый человек в возрасте 25 лет и старше наиболее устойчив к облучению.
При попадании РВ внутрь организма поражающее действие оказывают в основном α – источники, а затем β– и γ -источники. Альфа - частицы, имеющие небольшую плотность ионизации, разрушают слизистую оболочку, которая является слабой защитой внутренних органов по сравнению с наружным кожным покровом.
РВ могут попасть внутрь организма при вдыхании воздуха, зараженного радиоактивными элементами, с зараженной пищей или водой и, наконец, через кожу, а также при заражении открытых ран.
Попадание твердых частиц в дыхательные органы зависит от степени дисперсности частиц. Из проводившихся над животными опытов установлено, что частицы пыли размером менее 0.1 мкм ведут себя так же, как и молекулы газа, т. е. при вдохе они попадают вместе с воздухом в легкие, а при выдохе вместе с воздухом удаляются. В легких может оставаться только самая незначительная часть твердых частиц. Крупные частицы размером более 5 мкм почти все задерживаются носовой полостью.
Основные особенности биологического действия ионизирующих излучений:
1. Действие ионизирующих излучений на организм не ощутимы человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы ионизирующее излучение. Поэтому человек может проглотить, вдохнуть радиоактивное вещество без всяких первичных ощущений. Дозиметрические приборы являются как бы дополнительным органом чувств, предназначенным для восприятия ионизирующего излучения.
2. Видимые поражения кожного покрова, недомогание, характерные для лучевого заболевания, появляются не сразу, а спустя некоторое время.
3. Суммирование доз происходит скрыто. Если в организм человека систематически будут попадать РВ, то со временем дозы суммируются, что неизбежно приводит к лучевым заболеваниям.
Действие ионизирующего излучения на любое вещество, в том числе и на живую ткань, сопровождается образованием ионов и возбужденных атомов.
Процесс образования ионов длится всего около 10-13 с, после чего наступают физико-химические изменения ткани.
Большой интерес представляет решение вопроса о том, возникают ли физико-химические изменения в живой ткани (например, в белках) в результате ионизации молекул этого вещества. Последующие физико-химические изменения происходят сначала в среде, в которой находятся белковые вещества, а уже продукты разложения раствора (воды) действуют на белки, вызывая соответствующие изменения в них.
Вероятность попадания ионизированной частицы в молекулу воды в 104 раз больше, чем в молекулу белка, так как в отдельных тканях организма содержится до 80% воды.
До недавнего времени преобладала теория, утверждавшая, что излучение действует непосредственно на белковое вещество клетки, на так называемую мишень. Мишенью называется вычисленный из сопоставления дозы облучения и биологического эффекта чувствительный объем, действие на который ведет к его поражению.
Но теория мишени оказалась неудовлетворительной для объяснения биологического действия излучения на сложные соединения, на которые влияют не только доза излучения, но и физиологическое состояние объекта, изменение температуры и водной среды и т.д. Поэтому имеется мнение, что излучение действует косвенным путем, через продукты разложения воды. Рассмотрим процесс радиолиза воды.
Под действием излучения в воде образуется положительно заряженный ион воды (Н2 О):
Н2 О → Н2 О+ +е –
Освободившийся электрон может соединяться с другой молекулой воды, которая приобретает в этом случае отрицательный заряд:
Н2 О + е – →Н2 О - + Н/ .
Расположение положительного иона воды можно записать так:
Н2 О+ Н/ + ОН/ .
Водород (Н/ ) и гидроксильная группа ОН/ , обладая большой химической активностью, взаимодействуют с биологическими веществами и вызывают их изменение. При наличии кислорода в воде могут образовываться радикалы НО2 и перекись водорода Н2 О2 , которые также являются сильными окислителями.
Наличие промежуточного этапа в биологическом действии ионизирующего излучения (образование продуктов разложения воды) не означает, что это действие не может быть вызвано и прямой ионизацией биологически важных веществ, например белков, ферментов и др. Очевидно, отношение прямого и косвенного действий ионизирующего излучения будет меняться в зависимости от конкретных условий облучения, в частности от поглощенной дозы и содержания воды в облучаемом объекте. Оно может быть однократным, фиксированным и хроническим.
Фракционированное (дробное) облучение приводит к менее тяжелым последствиям, чем однократное в той же суммарной дозе, так как в интервалах между облучениями многие повреждения восстанавливаются благодаря работе репаративных систем организма.
Хроническое облучение (длительное, малыми дозами) может привести к развитию хронической лучевой болезни, снижению устойчивости организма к вредным воздействиям и отдаленным последствиям облучения.
Степень поражения организма зависит от размеров облучаемой поверхности. С ее сокращением уменьшается и биологический эффект. Так при облучении фотонами в дозе 4-5 Зв участка тела площадью 6 см2 заметного поражения организма не наблюдается, а при облучении в такой же дозе всего тела – 50% пострадавших погибает.