Главная › Услуги › Предельно допустимая доза облучения. Опасная норма радиации. В каких единицах измеряются дозы полученной радиации

Предельно допустимая доза облучения. Опасная норма радиации. В каких единицах измеряются дозы полученной радиации

Радиацией в общем смысле называют распространение энергии в виде элементарных частиц и квантовых потоков. Выделяют световое (видимое невооруженным глазом), инфракрасное, ультрафиолетовое и ионизирующее излучение.

Для безопасности жизнедеятельности человека наибольший интерес представляет ионизирующая радиация, которая способствует образованию свободных радикалов в клетках живого организма, что запускает процесс разрушения белков, гибели или перерождения клеток.

Эти процессы могут стать причиной смерти живого организма. Именно поэтому под понятием “радиация” чаще всего подразумевается ионизирующее излучение.

Все ли виды радиации опасны?

Радиационное облучение не всегда смертельно и губительно, как принято полагать. В некоторых случаях нестабильность изотопов различных элементов используется во благо, в частности, в селекции растений и животных, медицине, энергетике и народном хозяйстве.

Радиация и радиоактивность - одно и то же?

Радиация и радиоактивность - понятия схожие, но совсем не тождественные. Радиацией называют свободные потоки энергии, которые существуют в пространстве до тех пор, пока не поглотятся каким-либо предметом. Радиоактивность же - это способность предмета или вещества поглощать излучение, становясь источником радиации.

Виды излучения и проникающая способность

Различают несколько видов радиационного излучения, среди наиболее значимых выделяют следующие:

Альфа-излучение - поток положительных частиц со сравнительно большой массой, они обладают мощной ионизацией и представляют серьезную опасность при попадании в организм через ЖКТ, но при этом задерживаются даже небольшими преградами и не проникают под кожу.
Бета-излучение - мельчайшие частицы с несколько большей проникающей способностью. Защитить от такого излучения может тонкий слой алюминия или несколько сантиметров дерева.
Гамма-излучение и подобное ему рентгеновское - поток нейтрально заряженных частиц, имеющих высокую проникающую способность, представляет наибольшую опасность для человека. Защитить от облучения могут материалы с тяжелыми ядрами, и для этого понадобится слой в несколько метров.

Естественная и искусственная радиация

Излучение может быть как естественным, так и появляться вследствие деятельности человека. В природе мощными источниками радиации являются Солнце и процесс распада некоторых элементов в составе земной коры. Даже в организме человека в норме имеются вещества, которые создают персональный радиационный фон.

Искусственная радиация является следствием деятельности атомных электростанций, разработки и применения любой техники, в которой используются ядерные реакторы, а также использования радиоактивных изотопов в медицине, добычи элементов с нестабильными атомными ядрами, проведения испытаний, захоронения опасных отходов и утечки ядерного топлива.

Внешнее и внутреннее облучение

Естественный радиационный фон обуславливается наличием внешних и внутренних источников радиации. Основные пути проникновения радиации в организм человека:

через пищеварительный тракт, что обусловлено условиями жизни и характером деятельности человека;
через слизистые оболочки и кожу, что также определяется местоположением и может быть связано с особенностями местности проживания (влияют близость искусственных источников радиации, географическая широта и высота над уровнем моря) и строительными материалами, содержащими радиоактивные вещества, из которых построены объекты жилищного фонда и инфраструктуры.

Допустимые и смертельные дозы радиации

Естественный уровень радиации зависит от местности и условий жизни человека. Измеряется величина в дозах, получаемых организмом за определенный промежуток времени (как правило, за один час или год):

Экспозиционная, отражающая степень ионизации при гамма- или рентгеновском излучении, основная единица измерения - рентген.
Поглощенная веществом, предметом или организмом доза измеряется в “греях”.
Эффективная (допустимая) доза определяется индивидуально для каждого органа.
Эквивалентная доза радиационного облучения рассчитывается согласно коэффициентам и зависит от вида излучения.

Нормы радиационного фона

В среднем в норме и не несет опасности для населения величина излучения около двадцати микрорентген в час, но показатель может значительно различаться в зависимости от особенностей исследуемой территории.

Предельная граница радиации (ПДК - предельно допустимая концентрация) - показатель, составляющий примерно 0.5 мкЗв/час (или 50 мкР/ч). Однако при уменьшении сроков воздействия радиоактивного излучения до нескольких часов, человек может вынести и такие дозы облучения, как 10 мкЗв/ч (или 1 мкР в час).

Находясь в зоне радиационного загрязнения или воздействия радиации, например, при медицинских исследованиях, несколько минут максимальный допустимый уровень облучения составляет до нескольких миллизивертов в час.

Проникающая радиация накапливается в организме. Нормы определяют, что для полноценного функционирования организма и сохранения здоровья на должном уровне накопленное количество радиации за всю жизнь не должно превышать предела от 100 до 700 мЗв.

При этом, в поле верхних значений допустимые дозы будут находиться для жителей высокогорных районов и территорий с повышенной радиоактивностью.

Суммарно посчитать воздействие радиации в год поможет таблица примерных доз облучения при различных видах деятельности. Например, при флюорографии полученная доза составляет 0,06 мЗв, а рентгеновский луч дает 30% и 3% облучения от годовой дозы при рентгене (пленочном и цифровом соответственно) органов грудной клетки.

Радиационное заражение

Радиационным (радиоактивным) заражением считается ситуация, которая являет собой опасность для здоровья и даже жизни людей, проживающих на территориях выпадения радиоактивных веществ, а также в местностях, близких к эпицентру техногенных аварий. Нормальный радиационный фон нарушается при утечках во время транспортировки и хранения радиоактивных отходов, авариях на атомных электростанциях или в результате случайных или преднамеренных утерь радиоисточников.

Основными отравляющими веществами являются йод-131, стронций, цезий, кобальт и америций. Минимальный период полураспада радиоактивных веществ составляет около восьми суток, максимальный – более четырехсот лет. При техногенных авариях дозы облучения снижаются до допустимого уровня в среднем за 30-50 лет, хотя все зависит от характера выброса.

Так, например, нахождение в зоне отчуждения вокруг Чернобыльской АЭС в течение 10 часов сегодня эквивалентно перелету, а в Хиросиме и Нагасаки, которые испытали на себе воздействие ядерной бомбы, на данный момент могут жить люди.

Опасные дозы облучения

50%-ая вероятностью летального исхода наступает при 3-4 Гр проникающей радиации, а при 7 Гр и более смерть наступает в 99% случаев;
Облучение свыше 10 Гр уже может считаться смертельной для человека, лучевая болезнь в этом случае убивает за 2-3 недели.
Смертельная доза радиации для человека составляет 15 Гр (смерть наступает за 1-5 суток);

Симптомы и степени тяжести заражения

В клинической картине лучевой болезни выделяют четыре степени тяжести:

поражение первой степени возникает при облучении в пределах 2 Гр;
средняя тяжесть характерна для дозы до 4 Гр;
при тяжелой (третьей) степени облучение колеблется в пределах 4-6 Гр;
доза радиации при лучевой болезни крайней тяжести составляет более 6 Гр.

Кроме того, врачи говорят о лучевой травме, протекающей без каких-либо характерных симптомов, если пострадавший получил облучение менее 1 Гр.

Симптомы первой степени лучевой болезни проявляются в головных болях, изменении аппетита, раздражительности и нарушениях сна. У пострадавших, как правило, отмечаются раздражение слизистых, расстройства ЖКТ и повышенная потливость. Выздоровление наступает через один-два месяца, если воздействие радиации прекратилось.
Поражение средней степени тяжести характеризуется усугублением существующих симптомов, патологическими изменениями внутренних органов и ЦНС, возникновением трофических язв, а также многочисленными осложнениями, которые связаны с ослаблением иммунитета. Больные часто так и не выздоравливают полностью, а врачам лишь удается добиться ремиссии с периодическими обострениями.
Лучевая болезнь третьей степени отличается необратимыми изменениями в работе большинства органов и систем, деградацией тканей и частыми кровотечениями. Состояние представляет значительную опасность для жизни пациента, быстро прогрессирует и в большинстве случаев заканчивается летальным исходом.
Признаки радиационного поражения крайней тяжести мало изучены в медицинской практике, т.к. настолько серьезная форма лучевой болезни встречается очень редко. Современные методы диагностики и лечения позволяют выявить и остановить болезнь на тех этапах, когда оказывать помощь пострадавшему еще целесообразно. При этом стойкое улучшение состояния пациента наступает, как правило, через два-три года после прекращения воздействия радиации на организм.

В я попробовал внести ясность в путаницу среди обилия дозиметрических единиц измерения. Теперь же я хочу в доступном виде объяснить как расшифровывать показания дозиметра.

В дозиметрии используются только показатели поглощённой эквивалентной эфективной дозы. Она измеряется в зивертах. Среди важных режимов измерений выделяют определение накопленной поглощённой дозы.

Дело в том, что организм способен накоплять всю поглощённую за свою жизнь радиацию в виде необратимых изменений тканей и органов а так же радионуклидов, оседающих во внутренних тканях. Поскольку в природе постоянно присутствует некоторое фоновое излучение, то человек за свою жизнь накопляет дозу от 100 до 700 мЗв (милизивертов). Этот показатель рассчитан на 70 лет жизни. При таком раскладе совсем не трудно рассчитать норму полученой накопленой дозы за год или в сутки. Получается, что в год мы «должны» собрать норму в 1,43 - 10 мЗв, а за сутку, соответственно 0,004 - 0,027 мЗв. Накопленый эквивалент дозы измерятся после включения дозиметра и до тех пор, пока его не выключат или пока не обнулят результаты измерений.

Согласно показаниям моего дозимерта, за 32 часа и 48 минут я поймал 0,005 мЗв (мили зиверта) радиации, что вполне даже соответствует норме.

Но при некоторых «нестандартных ситуациях» бывает, что человек может поймать дозу излучения, во многие разы превышающую естественные фоновые показатели. Эту дозу можно накопить за раз (разовое облучение), кратковременно (облучение до 4-х суток подряд) или на протяжении многих лет.

Облучение малыми дозами но длительное время считается намного опаснее, чем облучение большой дозой, но за короткий промежуток времени.

3 мЗв/год - считается абсолютно безопасной нормальной дозой радиационного фона.

20 мЗв/год - предел годовой дозы облучения для работников ядерной и других видов радиационно-опасных работ.

150 мЗв/год - увеличивает вероятность возникновения онкологических заболеваний.

250 мЗв - после достижения этого порога накопленной дозы ликвидатора аварии на ЧАЭС больше не допускали до опасной работы и отправляли из Чернобыля.

Это были варианты получения накопленных доз за длительное время.
При кратковременном облучении граница предельно допустимой накопленой дозы поднимается.

До 0,01 мЗв - эту дозу можно не учитывать.

Если за одну смену рабочий имеет риск превысить порог в 0,2 мЗв , такая работа относится к радиационно опасным и предполагает ношение дозиметра.

До 100 мЗв - допустимое разовое (!) аварийное облучение населения. Медицинскими методами каких-либо заметных отклонений в строении тканей и органов не наблюдается.

Разовое облучение свыше 200 мЗв считается потенциально опасным, критическим для здоровья.

Облучение дозой 500-1000 мЗв вызывает чувство усталости, наблюдаются умеренные изменения в составе крови. Состояние нормализуется через некоторое время. Но появляется вероятность появления в будущем онкологических заболеваний.

1000-1500 мЗв (1-1,5 Зв) за раз могут вызвать симптомы, указывающие на реакцию органов и систем - тошнота, рвота, нарушение работспособности. Возникают различные формы лучевой болезни.

После значения доз 1500 мЗв (1,5 Зв) и выше (высокие уровни облучения) принято измерять поглощённую дозу в грэях (1 Зв = 1 Гр). Очевидно, что облучённый объект уже не воспринимают как «биологический» (вот такой у нас, медиков, чёрный юмор).

1,5-2,5 Гр (1500-2500 мЗв) - наблюдается кратковременная лёгкая форма лучевой болезни, которая появляется в виде выраженной, продолжающейся длительное время лейкопении (снижения числа лейкоцитов). В 30-50% случаев может наблюдаться рвота в первые сутки после облучения. При дозах больше 2 грэй - высок риск летального исхода.

2,5-4 Гр (2500-4000 мЗв) - возникает лучевая болезнь средней степени тяжести. У всех облученных в первые сутки после облучения наблюдается тошнота и рвота, резко снижается содержание лейкоцитов и появляются подкожные кровоизлияния. Такие дозы - вызывают существенный, непоправимый ущерб здоровью, облысение и белокровие.

Смертельные дозы проникающей радиации:

3-4 Гр (3000-4000 мЗв) - повреждение костного мозга, в течение месяца после облучения смертельный исход возможен у 50% облученных (без медицинского вмешательства).

4-7 Гр (4000-7000 мЗв) - развивается тяжелая форма лучевой болезни и высока смертность.

Свыше 7 Гр (7000 мЗв) - крайне тяжелая форма острой лучевой болезни. В крови полностью исчезают лейкоциты. Появляются множественные подкожные кровоизлияния. Смертность 100%. Причиной смерти, чаще всего являются инфекционные заболевания и кровоизлияния.

10Гр (10 зВ) - смерть в течение 2-3 недель.

15 Гр - 1-5 суток и всё.

Таким образом, накопленная эквивалентная эфективная доза является числом "показательным ". Она уже имеется и ничего с ней не сделаешь. Но есть ещё и показатель "предсказательный ". Он называется мощностью дозы эквивалентного эфективного облучения . Он тоже измеряется в зивертах/час, но показывает «будущее».

На моём дозиметре состоянием на 21:42 (29.01.2012) видно, что мощность эквивалентной эфективной дозы гамма-излучения на текущий момент составляет 0,16 мкЗв/час (микро зиверта в час) с погрешностью 20% (измерить настолько непостоянную величину, как радиоактивный распад можно лишь с погрешностью). Порог срабатывания сигнализации установлен на значение 0,3 мкЗв/час. Это значит, что можно быть увереным в том, что при текущем положении дел через один час я поймаю дозу в 0,16 мкЗв = 0,00016 мЗв . Этот показатель является в пределах допустимого фонового излучения.

0,2 мкЗв/час (~20 микрорентген/час) - наиболее безопасный уровень мощности фонового излучения.

0,3 мкЗв/час (~30 мкР/час) - предел безопасного фонового излучения, установленый санитарными нормами в Укранине.

0,5 мкЗв/час (~50 мкР/час) - верхний предел допустимой безопасной мощности дозы фонового излучения.

Сократив время непрерывного нахождения до нескольких часов - люди могут без особого вреда своему здоровью перенести излучение мощностью в 10 мкЗв/час , а при времени экспозиции до нескольких десятков минут - относительно безвредно облучение с интенсивностью до нескольких миллизивертов в час (при медицинских исследованиях - флюорография, небольшие рентгеновские снимки и др.).

В качестве базовой использовалась эта статья. В ней ещё очень много интересного. Описаны методы защиты от радиации а так же способ создания радиометра «из подручных средств».

Спасибо за внимание.

Сегодня очень остро встал вопрос радиационного фона. Огромное количество приборов, которые окружают человека, способны нанести ему вред. Именно поэтому сотрудники санитарных инспекций, а также работники службы радиационной безопасности часто проверяют дома, улицы, предприятия, потому что норма радиации превышает допустимые значениия.

Нормы для человека

Норма радиации – это те значения, которые применяются учеными для обозначения безопасной среды в условиях воздействия на него различных приборов. Нормы радиации устанавливаются вышестоящими органами власти, которые и стараются регулировать четкость соблюдения их на том или ином предприятий, а также в обыденной жизни.

Нередко можно услышать, как обсуждается уровень радиации. Норма иногда превышает допустимые значения. В основном завышенные показатели наблюдаются на предприятиях химической промышленности, где работники носят специальные костюмы, чтобы избежать облучения.

Допустимые нормы

Нельзя точно сказать, какова норма радиации для человека. Учеными лишь были выявлены некоторые соответствия излучения с повседневными моментами жизни. Прежде всего, нужно отметить, что все показатели измеряются в микрозивертах в час (в этом определяется уровень воздействия гамма-излучения и радиационного фона).

Считается, что норма радиации, которая является допустимой для простого обывателя, не должна быть больше 5 мЗв в год. Причем показатели рассчитываются в совокупности за пять лет. Если же уровень повышен, то радиологи будут выяснять причину, и прежде всего искать ее в воздухе, проверять работающие химические предприятия в городе.

Примеры некоторых показателей

Итак, норма радиации (допустимая) для человека:

Как видно, человек на протяжении всей жизни поддается облучению. В зависимости от того, какой образ жизни он ведет и где работает, оно будет больше или меньше.

Эффекты при различных дозах облучения

Отдельно нужно сказать о том, какое воздействие окажет та или иная доза облучения:

11 мкЗв в час – именно такая доза считается опасной и увеличивает во много раз вероятность появления раковых опухолей в организме человека.
10000 мЗв в час – при таком облучении человек сразу же заболевает и умирает в течение двух или трех недель.
1000 мЗв в год – при такой дозе облучения человек ощущает временное недомогание, которое проявляется симптомами лучевой болезни. Но она не приводит к летальному исходу и ухудшению состояния настолько, что человек не может вести нормальный образ жизни. Главная опасность состоит в том, что риск онкологических заболеваний становится настолько большим, что потребуются ежегодные осмотры для контроля за мутациями клеток.
0,73 Зв в час – при таком кратковременном облучении наступает изменение состава крови, которое со временем пройдет. Но, как правило, это скажется на самочувствии человека в будущем.

Норма радиации для человека и последствия ее превышения

В том случае, если радиационный фон повышен, пусть даже ненамного, это может привести к таким последствиям для человека, как:

онкологические заболевания, причем в разы увеличивается скорость метастазирования;
проблемы с развитием плода во время беременности;
бесплодие как у женщин, так и у мужчин;
потеря зрения;
снижение защитной функции организма, а затем – постепенное ее уничтожение.

Что делать в случае повышения радиационного фона

Главной причиной того, что допустимая норма радиации завышена, являются окружающие человека предметы. На сегодняшний день все бытовые приборы облучают жителей земного шара. Если радиационный фон значительно повышен, необходимо обратить внимание и проверить:

батареи в доме, особенно те, которые были произведены еще в СССР;
мебель;
плитку, которую обычно выкладывают в туалете и ванной;
некоторые продукты питания, особенно привезенную рыбу (даже сейчас через границу перевозится рыба, побывавшая в отравленных водах).

Норма радиации – настолько важный показатель, что нельзя его игнорировать. Правда, сегодняшний темп и стиль жизни многих людей, а также всеобщая распространенность техники не позволяют его понизить. А происходит это потому, что ни один человек не может обойтись без сотового телефона, компьютера, интернета, так как на этом построена вся наша жизнь! Вот и приходится слышать в новостях о том, что стало умирать больше людей от онкологических заболеваний!

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер плотности потока водяного пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 микрорентген в час [мкР/ч] = 0,01 микрозиверты в час [мкЗв/час]

Исходная величина

Преобразованная величина

грей в секунду эксагрей в секунду петагрей в секунду терагрей в секунду гигагрей в секунду мегагрей в секунду килогрей в секунду гектогрей в секунду декагрей в секунду децигрей в секунду сантигрей в секунду миллигрей в секунду микрогрей в секунду наногрей в секунду пикогрей в секунду фемтогрей в секунду аттогрей в секунду рад в секунду джоуль на килограмм в секунду ватт на килограмм зиверт в секунду миллизиверты в год миллизиверты в час микрозиверты в час бэр в секунду рентген в час миллирентген в час микрорентген в час

Коэффициент теплоотдачи

Подробнее о мощности поглощенной дозы и суммарной мощности дозы ионизирующего излучения

Общие сведения

Излучение - природное явление, которое проявляется в том, что электромагнитные волны или элементарные частицы с высокой кинетической энергией движутся внутри среды. В этом случае среда может быть либо материей, либо вакуумом. Излучение - вокруг нас, и наша жизнь без него немыслима, так как выживание человека и других животных без излучения невозможно. Без излучения на Земле не будет таких необходимых для жизни природных явлений как света и тепла. В этой статье мы обсудим особый тип излучения, ионизирующее излучение или радиацию, которая окружает нас везде. В дальнейшем в этой статье под излучением мы подразумеваем именно ионизирующее излучение.

Источники излучения и его использование

Ионизирующее излучение в среде может возникнуть благодаря либо естественным, либо искусственным процессам. Естественные источники излучения включают солнечное и космическое излучения, а также излучение некоторых радиоактивных материалов, таких как уран. Такое радиоактивное сырье добывают в глубине земных недр и используют в медицине и промышленности. Иногда радиоактивные материалы попадают в окружающую среду в результате аварий на производстве и в отраслях, где используют радиоактивное сырье. Чаще всего это происходит из-за несоблюдения правил безопасности по хранению радиоактивных материалов и работе с ними или из-за отсутствия таких правил.

Стоит заметить, что до недавнего времени радиоактивные материалы не считались опасными для здоровья, и даже наоборот, их использовали как целебные препараты, а также они ценились за их красивое свечение. Урановое стекло - пример радиоактивного материала, используемого в декоративных целях. Это стекло светится флюоресцентным зеленым светом благодаря тому, что в него добавлен оксид урана. Процент содержания урана в этом стекле относительно мал и количество выделяемой им радиации невелико, поэтому урановое стекло на данный момент считают безопасным для здоровья. Из него даже изготавливают стаканы, тарелки, и другую посуду. Урановое стекло ценится за его необычное свечение. Солнце излучает ультрафиолет, поэтому урановое стекло светится и в солнечном свете, хотя это свечение намного более выражено под лампами ультрафиолетового света.

У радиации множество применений - от производства электроэнергии до лечения больных раком. В этой статье мы обсудим, как радиация влияет на ткани и клетки людей, животных и биоматериала, уделяя особое внимание тому, как быстро и насколько сильно происходит поражение облученных клеток и тканей.

Определения

Вначале рассмотрим некоторые определения. Существует множество способов измерять радиацию, в зависимости от того, что именно мы хотим узнать. Например, можно измерить общее количество радиации в среде; можно найти количество радиации, которое нарушает работу биологических тканей и клеток; или количество радиации, поглощенной телом или организмом, и так далее. Здесь мы рассмотрим два способа измерения радиации.

Общее количество радиации в среде, измеряемое на единицу времени, называют суммарной мощностью дозы ионизирующего излучения . Количество радиации, поглощенное организмом за единицу времени, называют мощностью поглощенной дозы . Суммарную мощность дозы ионизирующего излучения легко найти с помощью широко распространенных измерительных приборов, таких как дозиметры , основной частью которых обычно являются счетчики Гейгера . Работа этих приборов более подробно описана в статье об экспозиционной дозе радиации . Мощность поглощенной дозы находят, используя информацию о суммарной мощности дозы и о параметрах предмета, организма, или части тела, которая подвергается излучению. Эти параметры включают массу, плотность и объем.

Радиация и биологические материалы

У ионизирующего излучения очень высокая энергия, и поэтому оно ионизирует частицы биологического материала, включая атомы и молекулы. В результате электроны отделяются от этих частиц, что приводит к изменению их структуры. Эти изменения вызваны тем, что ионизация ослабляет или разрушает химические связи между частицами. Это повреждает молекулы внутри клеток и тканей и нарушает их работу. В некоторых случаях ионизация способствует образованию новых связей.

Нарушение работы клеток зависит от того, насколько радиация повредила их структуру. В некоторых случаях нарушения не влияют на работу клеток. Иногда работа клеток нарушена, но повреждения невелики и организм постепенно восстанавливает клетки в рабочее состояние. В процессе нормальной работы клеток нередко случаются подобные нарушения и клетки сами возвращаются в норму. Поэтому если уровень радиации низок и нарушения невелики, то вполне возможно восстановить клетки до их рабочего состояния. Если же уровень радиации высок, то в клетках происходят необратимые изменения.

При необратимых изменениях клетки либо работают не так, как должны, либо перестают работать вовсе и отмирают. Повреждение радиацией жизненно важных и незаменимых клеток и молекул, например молекул ДНК и РНК, белков или ферментов вызывает лучевую болезнь. Повреждение клеток может также вызвать мутации, в результате которых у детей пациентов, чьи клетки поражены, могут развиться генетические заболевания. Мутации могут также вызвать чрезмерно быстрое деление клеток в организме пациентов - что, в свою очередь, увеличивает вероятность заболевания раком.

Условия, которые усугубляют влияние радиации на организм

Стоит отметить, что некоторые исследования влияния радиации на организм, которые проводили в 50-х - 70-х гг. прошлого века, были неэтичны и даже бесчеловечны. В частности, это исследования, проводимые военными в США и в Советском Союзе. Большая часть этих экспериментов была проведена на полигонах и в специально отведенных зонах для тестирования ядерного оружия, например на полигоне в Неваде, США, на ядерном полигоне на Новой Земле на нынешней территории России, и на Семипалатинском испытательном полигоне на нынешней территории Казахстана. В некоторых случаях эксперименты проводили во время военных учений, как например, во время Тоцких войсковых учений (СССР, на нынешней территории России) и во время военных учений Дезерт Рок в штате Невада, США.

Радиоактивные выбросы во время этих экспериментов принесли вред здоровью военных, а также мирных жителей и животных в окрестных районах, так как меры по защите от облучения были недостаточны или полностью отсутствовали. Во время этих учений исследователи, если можно их так назвать, изучали воздействие радиации на организм человека после атомных взрывов.

С 1946 по 1960-е эксперименты по влиянию радиации на организм проводили также в некоторых американских больницах без ведома и согласия больных. В некоторых случаях такие эксперименты проводили даже над беременными женщинами и детьми. Чаще всего радиоактивное вещество вводили в организм больного во время приема пищи или через укол. В основном главной целью этих экспериментов было проследить, как радиация влияет на жизнедеятельность и на процессы, происходящие в организме. В некоторых случаях исследовали органы (например, мозг) умерших больных, которые при жизни получили дозу облучения. Такие исследования проводили без согласия родных этих больных. Чаще всего больные, над которыми проводили эти эксперименты, были заключенными, смертельно больными пациентами, инвалидами, или людьми из низших социальных классов.

Доза радиации

Нам известно, что большая доза радиации, называемая дозой острого облучения , вызывает угрозу для здоровья, и чем выше эта доза - тем выше риск для здоровья. Нам также известно, что радиация влияет на разные клетки в организме по-разному. Наиболее сильно страдают от радиации клетки, которые подвергаются частому делению, а также те, что не специализированы. Так, например, клетки в зародыше, кровяные клетки, и клетки репродуктивной системы больше всего подвержены отрицательному влиянию радиации. Кожа, кости, и мышечные ткани менее подвержены воздействию, а самое малое влияние радиации - на нервные клетки. Поэтому в некоторых случаях общее разрушительное воздействие радиации на клетки, менее подверженные влиянию радиации меньше, даже если на них действует большее количество радиации, чем на клетки, более подверженные влиянию радиации.

Согласно теории радиационного гормезиса малые дозы радиации, наоборот, стимулируют защитные механизмы в организме, и в результате организм становится крепче, и менее подвержен заболеваниям. Необходимо заметить, что эти исследования на данный момент на начальной стадии, и пока неизвестно, удастся ли получить такие результаты за пределами лаборатории. Сейчас эти эксперименты проводят на животных и неизвестно, происходят ли эти процессы в организме человека. Из этических соображений трудно получить разрешение на такие исследования с участием людей, так как эти эксперименты могут быть опасны для здоровья.

Мощность дозы излучения

Многие ученые считают, что общее количество радиации, которому подвергся организм - не единственный показатель того, насколько сильно облучение влияет на организм. Согласно одной теории, мощность излучения - также важный показатель облучения и чем выше мощность излучения, тем выше облучение и разрушительное влияние на организм. Некоторые ученые, которые исследуют мощность излучения, считают, что при низкой мощности излучения даже длительное воздействие радиации на организм не несет вреда здоровью, или что вред для здоровья незначителен и не нарушает жизнедеятельность. Поэтому в некоторых ситуациях после аварий с утечкой радиоактивных материалов, эвакуацию или переселение жителей не проводят. Эта теория объясняет невысокий вред для организма тем, что организм адаптируется к излучению низкой мощности, и в ДНК и других молекулах происходят восстановительные процессы. То есть, согласно этой теории, воздействие радиации на организм не настолько разрушительно, как если бы облучение происходило с таким же общим количеством радиации но с более высокой мощностью, в более короткий промежуток времени. Эта теория не охватывает облучение на рабочем месте - при облучении на рабочем месте радиацию считают опасной даже при низкой мощности. Стоит также учесть, что исследования в этой области начались сравнительно недавно, и что будущие исследования могут дать совсем другие результаты.

Стоит также отметить, что согласно другим исследованиям, если у животных уже есть опухоль, то даже малые дозы облучения способствуют ее развитию. Это очень важная информация, так как если в будущем будет обнаружено, что такие процессы происходят и в организме человека, то вероятно, что тем, у кого уже есть опухоль, облучение приносит вред даже при малой мощности. С другой стороны, на данный момент мы, наоборот, используем облучение высокой мощности для лечения опухолей, но при этом облучают только участки тела, в которых имеются раковые клетки.

В правилах безопасности при работе с радиоактивными веществами нередко указывают максимально допустимую суммарную дозу радиации и мощность поглощенной дозы излучения. Например, ограничения по облучению, выпущенные Комиссией по ядерному надзору США (United States Nuclear Regulatory Commission) рассчитаны по годовым показателям, а ограничения некоторых других подобных агентств в других странах рассчитаны на помесячные или даже почасовые показатели. Некоторые из этих ограничений и правил разработаны на случай аварий с утечкой радиоактивных веществ в окружающую среду, но часто основной их целью является создание правил безопасности на рабочем месте. Их используют, чтобы ограничить облучение работников и исследователей на атомных электростанциях и на других предприятиях, где работают с радиоактивными веществами, пилотов и экипажей авиакомпаний, медицинских работников, включая врачей радиологов, и других. Более подробную информацию об ионизирующем излучении можно найти в статье поглощенной дозе радиации .

Опасность для здоровья, вызванная радиацией

Мощность дозы излучения, мкЗв/ч	Опасно для здоровья
>10 000 000	Смертельно опасно: недостаточность органов и смерть в течение нескольких часов
1 000 000	Очень опасно для здоровья: рвота
100 000	Очень опасно для здоровья: радиоактивное отравление
1 000	Очень опасно: немедленно покиньте зараженную зону!
100	Очень опасно: повышенный риск для здоровья!
20	Очень опасно: опасность лучевой болезни!
10	Опасно: немедленно покиньте эту зону!
5	Опасно: как можно быстрее покиньте эту зону!
2	Повышенный риск: необходимо принять меры безопасности, например в самолете на крейсерских высотах

Радиация представляет собой ионизирующее излучение микроскопических частиц и физических полей. К не относятся ультрафиолетовые лучи и диапазон видимого света. Способностью ионизировать встречное вещество не обладают радиоволны и микроволны, это не радиация. Смертельная доза для человека не создается искусственно при помощи химических процессов, радиация относится к физическому действию.

Мощность и доза

Мощностью радиационного излучения называется количество ионизации за определенный временной промежуток. Для мощности существует единица измерения - микрорентген в час.

Полученная доза измеряется суммарной дозой, определяемой мощностью излучения, умноженной на время действия микрочастиц, таким образом, высчитывается смертельная доза радиация для человека, которая приводит к летальному исходу. Для измерения эквивалентной дозы используется зиверт (Зв), мощность для расчета определяется в зивертах в час (Зв/ч).

Для расчета эквивалентной дозы от воздействия лучей различных типов принимают во внимание интенсивность искомого излучения по отношению к зиверту. Например, при определении суммарной дозы от действия гамма-лучей приравнивают 100 рентген к 1 Зв. Мелкие дозы, меньше 1 Зв высчитывают в отношении:

1 мЗв (миллизиверт) равен 1/1000 зиверта;
1 мкЗв (микрозиверт) равен 1/1000 миллизиверта или 1/1000000 зиверта.

Прибор для измерения излучения

Стандартным распространенным устройством для определения мощности дозы или мощности, направленной на прибор и на оператора прибора, является дозиметр. Дозиметрия проводится за время подверженности радиации, например, рабочая смена или время выполнения спасательных работ.

Смертельная доза радиации для человека в рентгенах зависит от интенсивности излучения в месте нахождения работника, если суммарный показатель насчитывает более 600 единиц, то такое облучение опасно для жизни. Обследуются перевозимые грузы, предметы, измеряется фон от построек и зданий. Каждый человек, посещающий места с опасностью радиационного загрязнения, приобретает дозиметр в постоянное личное пользование.

Собираясь в незнакомую местность, например, горы, озера, отправляясь в поход или за ягодами и грибами, берут прибор для обследования местности перед длительным нахождением. Определяется интенсивность излучения участка перед строительством или при покупке земли. Радиационный фон не понижается и не удаляется со стен зданий и предметов, поэтому предварительно выявляется опасность с помощью дозиметра.

Понятие радиоактивности

Некоторые атомы содержат неустойчивые ядра, способные превращаться или распадаться. Этот процесс способствует освобождению свободных ионов. Возникает энергетически мощное, способное воздействовать на окружающее вещество и провоцировать появление новых ионов отрицательного и положительного заряда. Смертельная доза радиации в рад возникает при облучении человека 600 рад, при этом 100 рад (внесистемная единица) = 100 рентгенам.

Причины радиоактивного заражения

Действие различных факторов и обстоятельств вызывает повышенный радиационный фон:

выпадение вещества радиоактивного характера из ядерного облака при взрыве;
при возникновении наведенной радиации, полученной образованием изотопов радиоактивного вида при мгновенном действии гамма-лучей и нейтронов, высвободившихся при ядерном взрыве;
действием внешнего излучения гамма и бета-лучей;
смертельная проявляется при внутреннем облучении после попадания радиоактивных изотопов внутрь человеческого организма из воздуха или с продуктами питания;
провоцируется в мирное время техногенными катастрофами на атомных объектах, неправильной транспортировкой и утилизацией ядерных отходов.

Разновидность излучения

Опасными для человека является излучение микрочастиц, приводящее к заболеваниям организма и смертельным случаям. Величина воздействия зависит от разновидности лучей, продолжительности действия и частоты:

тяжелые альфа-частицы, положительно заряженные после распада ядер (к ним относят торон, кобальт-60, уран, радон);
бета-частицы являются обычными электронами стронция-90, калия-40, цезия-137;
гамма-излучение представлено частицами с большой проникающей способностью (цезия-137, кобальта-60);
жесткое рентгеновское излучение, напоминающее гамма-частицы, но менее энергичное, обеспечивает америций-241, постоянным источником возникновения является солнце;
нейтроны возникают в результате распада ядер плутония, их скопление наблюдается в окружении атомных реакторов.

Разновидности доз

Эквивалентная фиксированная эффективная доза представляет собой определение доз радиации на организм в результате поступления некоторого количества вредного вещества. Этот показатель учитывает чувствительность внутренних органов и время нахождения радиоактивного вещества в теле (иногда в течение всей жизни). В некоторых случаях смертельная доза радиации в рентгенах измеряется для одного выбранного органа.

Амбидентный эквивалент дозы определяется величиной, которую мог бы получить человек, если бы присутствовал на территории, где делается дозиметрия, показатель измеряется в зивертах.

Воздействие радиационного загрязнения на организм человека

Любое излучение, приводящее к образованию в окружающей среде электрических частиц с различными знаками, считается ионизирующим. Рассеянный радиационный фон постоянно сопровождает человека, его создает космическое излучение, влияние солнца, природные источники радионуклидов, другие составляющие биосферы.

Для работы в опасных условиях персонал защищают специальными костюмами, соблюдают нормы безопасности. Облучение организм получает на рабочем месте при физических и химических опытах, проведении дефектоскопии, медицинских исследованиях, геологических изысканиях и др.

Мутация от облучения

Смертельная доза радиации для человека в рад составляет свыше 600 единиц и приводит к летальному исходу. Облучение в дозе от 400 до 600 рад способствует появлению лучевой болезни и может вызвать мутацию генов. Действие ионизированного преображения организма мало изучено, мутации проявляют себя через поколения. Разброс времени дает право сомневаться, появилась мутация от радиоактивного влияния или вызвана другими причинами.

Мутации по виду делят на доминантные, появляющиеся в короткий период после действия облучения и рецессивными. Второй вид проявляет себя, если мать и ребенок имеют один мутантный ген. Мутация не просыпается несколько поколений или не беспокоит человека совсем. Перерождение плода трудно определяется в случае преждевременных родов, если мутация не дает возможности зародышу достичь родового возраста.

Лучевая болезнь. Лейкоз

В постановке болезни большое влияние оказывает радиация. Смертельная доза облучения приводит к летальному исходу, но не менее опасны уровни облучения от 200 до 600 р, вызывающие лучевую болезнь. Радиация поражает человека после однократного мощного воздействия или при постоянном проникновении радиационного излучения небольшой мощности. Примером служит работа рентгенологов, не выдерживающих постоянного облучения и заболевающих характерными заболеваниями.

Наиболее опасным является действие радиации на неокрепший организм до 15 лет. О размере дозы единого мнения нет, исследователи приводят разные дозы допуска в 50, 100 и 200 р. Патогенез изучается в исследовательских институтах, лучевой лейкоз становится более доступным для лечения.

Онкологические заболевания

Изучение действия радиации на человека затруднено тем, что для появления обобщенных данных исследуются большие группы людей, что невозможно без специального эксперимента. Какая смертельная доза радиации является летальной, а какие уровни вызывают онкологические опухоли человека нельзя судить по эксперименту над животными.

В смысле выделения опасной дозы, вызывающей раковые опухоли, нет определенных данных. Любая доза полученной радиации дает толчок организму для начала деления агрессивных клеток. По частоте проявления болезни подразделяют следующим образом:

наиболее частым является проявление лейкоза;
из 1000 женщин, попавших в группу риска, раком молочной железы заболевают 10 пациенток;
такая же статистика заболевания раком щитовидки.

Степени тяжести лучевой болезни

Являются постоянная головная боль, нарушение движения, координации жестов, тошнота, рвота, головокружение, расстройства желудка и кишечника. Какая доза радиации смертельна для человека:

первая степень проявляется после латентного периода в две недели, заболевание вызывается облучением от 100 до 200 рентген;
для проявления второй степени после облучения дозой от 200 до 400 рентген, смерть наступает у четвертой части подвергшихся облучению;
третья стадия лучевой болезни - это смертность в 50% случаев, для возникновения достаточно дозы облучения от 400 до 600 рентгенов;
четвертую, самую опасную стадию, также вызывает радиация. Смертельная доза составляет более 600 рентген, летальный исход наступает в 100% случаев.

Способы индивидуальной защиты в случае радиационного загрязнения местности

Определены стандартные действия для населения, если на территории радиация. Смертельная доза облучения опасна для жизни, поэтому для уменьшения летальных исходов организовывается эвакуация людей в сооружения, которые по степени защиты делят на капитальные бомбоубежища, подвалы, деревянные строения и автомобили. Лучше всего защищает первый тип строения, остальные рассматриваются как экстренные временные пристанища.

К эффективным мерам относят защиту органов дыхания, воды и продовольственных припасов. Укрытие предметов первой необходимости делают заранее, если существует опасность выброса или взрыва. Употребляют противорадиационные медикаменты, не применяют для питания молоко в свежем виде.

Производится регулярная и обеззараживание местности, при любом удобном случае люди эвакуируются за пределы зараженного района. Уменьшение внутреннего облучения за счет исключения захвата пыли обеспечивается респираторами, эффективными в 80% случаев. Меньший показатель дает марлевая повязка из четырех слоев, но используют все имеющиеся под рукой средства защиты. В качестве накидки применяют в крайнем случае, полиэтиленовую пленку.

В заключение следует упомянуть, что радиационная загрязненность местности не уменьшается, опасность заражения человека сводится к минимуму применением индивидуальных средств защиты и контролем полученной дозы облучения с помощью дозиметров.