Радиация и ее воздействие на человека
Способы измерения
В воздействии радиации на организм человека следует различать поглощенную, эффективную и эквивалентную дозы.
- Поглощенная доза — это энергия излучения, которая поглощена единицей массы. Она выражается в джоулях на кг, но имеет при этом название грей (Гр).
- Эффективная и эквивалентная дозы выражаются в зивертах (Зв).
- Эквивалентная доза характеризует биологический эффект облучения организма.
Чтобы получить эквивалентную дозу, надо умножить поглощенную дозу на взвешивающий коэффициент данного вида излучения. Дело в том, что степень поражения органа или ткани зависит от типа излучения. Так, 1 Гр альфа-излучения в 20 раз опаснее, чем 1 Гр бета- или гамма-излучения. Взвешивающий коэффициент для гамма-излучения принимается равным единице, поэтому 1 Зв при таком виде излучения равен 1 Гр. А для альфа-излучения он в 20 раз больше.
Эффективная доза учитывает различную чувствительность органов и тканей к излучению. Так, костный мозг гораздо более чувствителен, чем мышечная ткань. И чтобы получить эффективную дозу, берут эквивалентную дозу и умножают на взвешивающий тканевый коэффициент. Этот коэффициент зависит от того вклада, который вносит тот или иной орган в общий ущерб, наносимый организму радиацией.
Зиверт — это очень большое количество, поэтому эквивалентную и эффективную дозу принято измерять в миллизивертах.
При дозе 50 мЗв в год появляется немалый риск заболевания раком, а однократная доза в 300 мЗв может вызвать лучевую болезнь.
Максимальный уровень радиации, который был зафиксирован у реактора Фукусимы-1, составлял 1000 мЗв/ч. Таким образом, достаточно было провести 18 минут рядом с реактором, чтобы заболеть лучевой болезнью.
Воздействия и дозы
- Нормальный радиационный фон — 1—10 мЗв в год.
- При флюорографии мы получаем около 0,5 мЗв.
- Час полета на самолете дает нам 0,1 мЗв.
Радиация и живой организм
Что же происходит при облучении? Поскольку живая клетка на 60—70% состоит из воды, когда поток ионизирующего излучения проникает в организм, он прежде всего взаимодействует с водой, подвергая ее радиационному разложению — радиолизу.
Этот процесс заключается в следующем. Излучение вырывает электрон из молекулы воды. Этот электрон соединяется с другой молекулой воды, а потерявшая его молекула становится положительно заряженной. Образуются свободные радикалы — соединения, которые имеют высокую химическую активность. Продукты радиолиза воздействуют на биологические молекулы — белки и нуклеиновые кислоты, изменяют их структуру или полностью разрушают, в результате чего нормальное течение клеточных процессов нарушается. Клетки могут погибнуть или переродиться.
При сильных превышениях нормы облучения постепенно могут развиться онкологические заболевания. Было доказано также, что хроническое облучение при дозе 1 Гр, полученное в течение 30 лет, вызывает появление около 2000 случаев генетических заболеваний на каждый миллион новорожденных среди детей тех, кто был подвергнут облучению.
Но клетки человеческого организма обладают способностью залечивать радиационные повреждения. Ведь люди постоянно подвергаются воздействию естественной радиации. В некоторых странах и регионах радиационный фон превышает средние значения в разы и даже десятки раз. Это Финляндия, Швеция, некоторые районы Франции, Индии, Бразилии, Алтайский край. Однако не нужно забывать о том, что разные источники ионизирующего излучения по-разному воздействуют на организм. Поэтому аварии на АЭС всегда представляют немалую опасность.
В последние десятилетия процессы взаимодействия ионизирующих излучений с тканями человеческого организма исследовались очень подробно, и были выработаны нормы радиационной безопасности, которые отражают роль ионизирующих излучений с точки зрения их вреда для здоровья человека.
