Радионуклиды и медикаментозная защита от них (радиопротекторы)
ГО объекта > Библиотечка ГО и ЧС 7 > Радионуклиды и радиопротекторы
Радиация - это явление, происходящее в радиоактивных элементах, ядерных реакторах, при ядерных взрывах, сопровождающееся испусканием частиц и различными излучениями, в результате чего возникают вредные и опасные факторы, воздействующие на людей и животных, а также приводящие к радиоактивному заражению воздуха, почвы, воды, растительности и всех окружающих объектов.
Как действует радиация на человека и окружающую среду? Это одна из многих сегодняшних проблем, которая приковывает к себе внимание огромного количества людей.
Радиация действительно опасна: в больших дозах она приводит к поражению тканей, живой клетки, в малых - вызывает раковые заболевания и способствует генетическим изменением.
Однако опасность представляют вовсе не те источники радиации, о которых больше всего говорят.
Радиация, связанная с развитием атомной энергетики, составляет лишь малую долю; существенную часть облучения население получает от естественных источников радиации: из космоса и от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, от применения рентгеновских лучей в медицине, во время полета на самолете, от каменного угля, сжигаемого в бесчисленном количестве различными котельными и т.д.
Радиоактивностью называют самопроизвольный распад неустойчивых ядер с испусканием других ядер или элементарных частиц. Сама по себе радиоактивность - явление не новое, как считают некоторые, связывая ее возникновение со строительством АЭС и появлением ядерных боеприпасов. Она существовала на Земле задолго до зарождения жизни. С тех пор как образовалась Вселенная, радиация постоянно наполняет космическое пространство.
Различают радиоактивность естественную и искусственную.
Естественная радиоактивность встречается у неустойчивых ядер, существующих в природных условиях.
Искусственной называют радиоактивность ядер, образованных в результате различных ядерных реакций. Принципиального различия между естественной и искусственной радиоактивностью нет. Им присущи общие закономерности.
Радиоактивное излучение бывает трех типов:
1) Альфа-распад состоит в самопроизвольном превращении одного ядра в другое ядро с испусканием альфа частицы (ядра атома гелия).
Примером альфа-распада является превращение радона в полоний, а полония в свинец. Альфа-излучение обладает высокой ионизирующей способностью и характеризуется малой проникающей способностью. По своим свойствам альфа-частицы не представляют опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие альфа-частицы, не попадут внутрь организма через рану, с пищей или вдыхаемым воздухом; тогда они становятся чрезвычайно опасными.
2) Бета-распад заключается во внутриядерном взаимном превращении нейтрона и протона. Различают три вида бета-распада:
а) электронный, или бета-минус-распад, который проявляется в вылете из ядра бета-частицы (электрона). Примером может служить превращение трития в гелий.
б) позитронный, или бета плюс-распад. Примером бета-плюс-распада является превращение рубидия в криптон.
в) электронный, или е-захват. Примером е-захвата может быть превращение бериллия в литий. Бета-излучение отклоняется электрическим и магнитным полями. Его ионизирующая способность на два порядка меньше, а проникающая способность гораздо больше, чем у альфа-частиц. Бета-частицы могут проникать в ткани организма на глубину один-два сантиметра.
При альфа- и бета-распадах возможно возникновение гамма-излучения.
3) Гамма-излучение - в отличие от двух предыдущих, не отклоняется электрическим и магнитным полями. Ионизирующая способность невелика. А вот проникающая способность просто колоссальна. Гамма-излучение - это коротковолновое электромагнитное излучение, у которого длина волны не велика, но распространяется она со скоростью света; его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита. Следствием этого являются ярко выраженные корпускулярные свойства. Период полураспада сокращается, приблизительно в два раза. Это время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер.
 
Понятие о радионуклидах.
Ядерные взрывы, выбросы радионуклидов предприятиями ядерной энергетики и широкое использование источников ионизирующих излучений в различных отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, медицине и научных исследованиях привели к глобальному повышению облучения населения Земли.
При ядерных взрывах в окружающую среду поступают радионуклиды деления, наведенной активности и неразделившаяся часть заряда (уран, плутоний). Наведенная активность наступает при захвате нейтронов ядрами атомов элементов, находящихся в конструкции изделия, воздухе, почве и воде. По характеру излучения все радионуклиды деления и наведенной активности относят к бета- и бета- гамма- излучателям.
Выпадения подразделяются на местные и глобальные (тропосферные и стратосферные). Местные выпадения, которые могут включать свыше 50% образовавшихся радиоактивных веществ при наземных взрывах, представляют собой крупные аэрозольные частицы, выпадающие на расстоянии около 100км от места взрыва. Глобальные выпадения обусловлены мелкодисперсными аэрозольными частицами. Наибольшую потенциальную опасность в них представляют такие долгоживущие и биологически опасные радионуклиды как 137 Cs и 90 Sr.
Радионуклиды, выпавшие на поверхность земли, становятся источником длительного облучения.
Воздействие на человека радиоактивных выпадений включает внешнее гамма-бета-облучение за счет радионуклидов, присутствующих в приземном воздухе и выпавших на поверхность земли, контактное в результате загрязнения кожных покровов и одежды и внутреннее от поступивших в организм радионуклидов с вдыхаемым воздухом и загрязненной пищей и водой. Критическим радионуклидом в начальный период является радиоактивный йод, а в последующем 137 Cs и 90 Sr.
Природный изотоп йода -127 I. Известны радиоактивные изотопы с массовыми числами 115 -126, 128 -141. Практическое значение имеют 125 I, 129 I, 131 I, 132 I, 133 I. Применяется в физической химии, биологии и медицине.
Особенно широко применяются в медицине для целей диагностики и лечения 131 I и 125 I.
Йод характеризуется высокой миграционной способностью. Поступая во внешнюю среду и включаясь в биологические цепи миграции, он становится источником внешнего и внутреннего облучения. Радиоактивные изотопы йода могут поступать в организм человека через органы пищеварения, дыхания, кожу, раневые и ожоговые поверхности. Основными цепочками являются: растения - человек; растения - животное - молоко - человек; растения - животное - мясо - человек; растения - птица - яйцо - человек; вода - гидробионты - человек. Особенное значение, как источник поступления в организм человека, могут иметь продукты питания растительного происхождения, особенно молоко, свежие молочные продукты и листовые овощи.
Поступивший в организм радиоактивный йод быстро всасывается в кровь и лимфу. В течение первого часа в верхнем отделе тонкого кишечника всасывается 80 - 90 %. Органы и ткани по концентрации йода образуют убывающий ряд: щитовидная железа, почки, печень, мышцы, кости. После облучения щитовидной железы временно нарушается выработка ею гормонов, регулирующих важные стороны жизнедеятельности организма. У некоторых функция щитовидной железы может нарушиться надолго, привести к длительно протекающему заболеванию. Накопление 131 I в щитовидной железе протекает быстро: через 2 и 6 часов после поступления радионуклида составляет 5 -10 и 15 - 20 % соответственно, через сутки - 25 - 30 % введенного количества. При гипертиреозе накопление йода в железе протекает быстрее и через сутки достигает 70 - 80 %. При гипотиреозе, напротив, накопление радионуклида замедляется и составляет лишь 5 -10 %. В нормально функционирующей железе свыше 90 % йода связано с белками. Основным путем выведения йода из организма являются почки.
Обычно в организме содержится очень мало йода - около 25 мг. И весь этот йод щитовидная железа старается заполучить себе. Он нужен ей для нормальной работы. Если вдруг в щитовидной железе вместо обычного накапливается радиоактивный йод, он быстро выводит ее из строя. Чтобы избежать такой опасности, для профилактики в первые часы и после аварии необходимо " насытить" щитовидную железу обычным йодом. Одна из мер - профилактический прием таблеток или жидкостей, содержащих обычный йод, разумеется, в предписанных количествах. Щитовидная железа насыщается стабильным йодом, отчего снижается захват ею радиоактивного.
При поступлении небольших количеств радиоактивного йода отмечается не только нарушение функции щитовидной железы, а также незначительные изменения в картине крови и некоторых показателей обмена и иммунитета. Облучение щитовидной железы в дозах порядка десятков грей вызывает снижение ее функциональной активности с частичным восстановлением в ближайшие месяцы и возможным последующем новым снижением. При дозе несколько грей выявлено повышение функциональной активности железы в ближайший период, которое может сменяться состоянием гипофункции. Функциональные нарушения проявляются не только уменьшением секреции гормонов, но и снижением их биологической активности. Повреждение железы связывают не только с непосредственным действием радиации на тереоидный эпителий, но и повреждение сосудов и особенно радиоиммунными нарушениями.
Природный цезий состоит из одного стабильного изотопа -133 Cs. Известно 23 радиоактивных изотопов с массовыми числами 123 -132, 134 -144. Наибольшее практическое применение имеет 137 Cs.
Цезий применяется в химических и радиобиологических исследованиях, в гамма-дефектоскопии, в радиационной технологии. 137 Cs используют в качестве источника гамма-излучения для контактной и дистанционной лучевой терапии, а также для радиационной стерилизации. Токсическое действие цезия при подкожном введении крысам: одышка, слабость, потеря аппетита, кровавый понос, кровянистые выделения из носа, снижение массы тела на 12 -19 %. Наблюдалась также лейкопения, снижалось число лимфоцитов и нейтрофилов.
В природный стронций входят семь стабильных изотопов: 84 Sr ( 0,56 % ), 86 Sr ( 9,86 % ), 87 Sr ( 7,02 % ), 88 Sr ( 82,56 % ). Также присутствуют радиоактивные изотопы с массовыми числами 77 - 83, 89 -99.
Как токсилогические компоненты внимание привлекают 85Sr, 89Sr, 90 Sr.
Стронций применяют для решения различных задач, так, например его применяют в методе меченных атомов. Как аппликатор при лечении кожных и глазных болезней его используют в медицине.
При поступлении в организм растворимых соединений радиоактивного стронция не имеет значение как, по какому пути и с какой скоростью он поступает в организм. Он все равно скапливается в скелетной ткани. Было замечено, что в тканях задерживается менее 1 % этого радиоактивного вещества.
Существенное влияние на воздействие стронция на организм оказывают факторы как: вид влияния, пол, возраст подопытного, наличие или отсутствие беременности, лактации и еще внушительный список других факторов. Примером может служить то, что в скелете у самцов отложения выше, чем в скелете самок.
Ионизирующее излучение - это любое излучение, вызывающее ионизацию среды, т.е. протекание электрических токов в том числе и в организме человека, что часто приводит к разрушению клеток, изменению состава крови, ожогам и другим тяжелым последствиям.
Человек подвергается двум видам облучения:
Любой вид ионизирующих излучений вызывает изменения в организме как при внешнем (источник находится вне организма ), так и при внутреннем облучении ( радиоактивные вещества, т.е. частицы, попадают внутрь организма с пищей, через органы дыхания ). Степень воздействия ионизирующих излучений на живой организм зависит от мощности дозы облучения, продолжительности этого воздействия и вида излучения и радионуклида, попавшего внутрь организма. Вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми и протекать в хронической форме лучевой болезни.
Для количественной оценки ионизирующего действия рентгеновского и гамма-излучения в сухом атмосферном воздухе используется понятие экспозиционной дозы. За единицу экспозиционной дозы принимают кулон на килограмм ( Кл/кг). Применяется также внесистемная единица - рентген ( Р ).
Количество энергии излучения, поглощенное дозой и измеряется в системе СИ в Греях. Применяется также прежняя единица рад ( 1рад=0,01Гр ). Но этот критерий не учитывает того, что при одинаково поглощенной дозе альфа-частицы гораздо опаснее бета-частиц и гамма-излучения.
Поэтому введена величина эквивалентной дозы, измеряемая в Зивертах (13в=1 Дж/кг). Зиверт представляет собой единицу поглощенной дозы, умноженную на коэффициент, учитывающий неодинаковую радиоактивную опасность для организма разных видов ионизирующего излучения.
Для оценки эквивалентной дозы применяется также единица БЭР
( биологический эквивалент рада): 1 БЭР= 0,01 Зв.
Эффективная эквивалентная доза - эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий чувствительность различных тканей к облучению; она также измеряется в зивертах.
В 1996 году, в соответствии с Законом РФ " О радиационной безопасности населения, введены дозовые пределы: для персонала - 20 мЗв (миллизиверт) в год при производственной деятельности с источниками ионизирующих излучений и 1 мЗВ для населения.
 
Публикация материалов возможна при ссылке на http://gochs.info
© Сергей Кульпинов 2003
Яндекс.Метрика