Радиация – это невидимое человеческому глазу излучение, которое тем не менее оказывает мощнейшее влияние на организм. К сожалению, последствия облучения для человека исключительно негативные.
Изначально излучение влияет на организм извне. Оно исходит от естественных радиоактивных элементов, которые находятся в земле, а также попадает на планету из космоса. Также внешнее облучение исходит в микродозах от стройматериалов, медицинских рентгеновских аппаратов. Большие дозы облучения можно обнаружить на ядерных электростанциях, специальных физических лабораториях и урановых рудниках. Также крайне опасны полигоны испытания ядерного оружия и места захоронения радиационных отходов.
В определенной степени наша кожа, одежда и даже дома защищают от вышеперечисленных источников излучения. Но главная опасность радиации заключается в том, что облучение может быть не только внешним, но и внутренним.
Радиоактивные элементы могут проникать с воздухом и водой, через порезы в коже и даже сквозь ткани организма. В этом случае источник облучения действует намного дольше – пока он не будет выведен из тела человека. От него не защититься свинцовой плитой и невозможно уехать подальше, что делает ситуацию еще опаснее.
Дозировка облучения
Для того чтобы определить мощность облучения и степень воздействия радиации на живые организмы было придумано несколько шкал измерения. В первую очередь измеряется мощность источника излучения в Греях и Радах. Здесь все достаточно просто. 1 Гр=100Р. Именно так определяется уровень облучения с помощью счетчика Гейгера. Также используется шкала Рентген.
Но не стоит считать, что данные показания достоверно указывают на степень опасности для здоровья. Недостаточно знать мощность излучения. Влияние радиации на организм человека меняется также в зависимости от типа излучения. Всего их 3:
- Альфа. Это тяжелые радиоактивные частицы – нейтроны и протоны, которые несут наибольший вред для человека. Но они обладают малой пробивной силой и не способны проникнуть даже сквозь верхние слои кожи. Но при наличии ран или взвеси частиц в воздухе,
- Бета. Это радиоактивные электроны. Их пробивная способность – 2 см. кожи.
- Гамма. Это фотоны. Они свободно пронизывают тело человека, и защититься возможно только с помощью свинца или толстого слоя бетона.
Радиационное воздействие происходит на молекулярном уровне. Облучение приводит к образованию в клетках тела свободных радикалов, которые начинают разрушать окружающие вещества. Но, учитывая уникальность каждого организма и неравномерную чувствительность органов к действию радиации на человека, ученым пришлось ввести понятие эквивалентной дозы.
Для определения, чем опасна радиация в той или иной дозе, мощность излучения в Радах, Рентгенах и Греях умножается на коэффициент качества.
Для Альфа-излучения он равен 20, а для Бета и Гамма – 1. Рентгеновские лучи также имеют коэффициент 1. Полученный результат измеряется в Бэрах и Зивертах. При коэффициенте равном единице, 1 Бэр равен одному Раду или Рентгену, а 1 Зиверт равен одному Грею или 100 Бэрам.
Чтобы определить степень воздействия эквивалентной дозы на организм человека пришлось ввести еще один коэффициент риска. Для каждого органа он отличается, в зависимости от того как влияет радиация на отдельные ткани тела. Для организма в целом он равен единице. Благодаря этому получилось составить шкалу опасности радиации и ее влияния на человека при однократном воздействии:
- 100 Зиверт. Это быстрая смерть. Через несколько часов, а в лучшем случае дней нервная система организма прекращает свою деятельность.
- 10-50 – это смертельная доза, в результате которой человек умрет от многочисленных внутренних кровоизлияний спустя несколько недель мучений.
- 4-5 Зиверт – -смертность составляет около 50%. Из-за поражения костного мозга и нарушения процесса кроветворения организм погибает спустя пару месяцев или меньше.
- 1 Зиверт. Именно с этой дозы начинается лучевая болезнь.
- 0,75 Зиверта. Кратковременные изменения в составе крови.
- 0,5 – эта доза считается достаточной, чтобы стать причиной развития онкозаболеваний. Но других симптомов обычно не бывает.
- 0,3 Зиверта. Это мощность аппарата при получении рентгеновского снимка желудка.
- 0,2 Зиверта. Это безопасный уровень излучения, допустимого при работе с радиоактивными материалами.
- 0,1 – при данном радиационном фоне добывается уран.
- 0,05 Зиверта. Норма фонового облучения медицинской аппаратурой.
- 0,005 Зиверта. Допустимый уровень радиации возле АЭС. Также это годовая норма облучения для гражданского населения.
Последствия радиационного облучения
Опасное влияние радиации на организм человека обуславливается воздействием свободных радикалов. Они образуются на химическом уровне из-за воздействия облучения и поражают в первую очередь быстро делящиеся клетки. Соответственно в большей мере от радиации страдают органы кроветворения и половая система.
Но на этом радиационные эффекты облучения человека не ограничиваются. В случае с нежными тканями слизистых и нервных клеток, происходит их разрушение. Из-за этого могут развиваться разнообразные нарушения психической деятельности.
Часто из-за действия радиации на организм человека страдает зрение. При большой дозе радиации может наступить слепота вследствие лучевой катаракты.
Другие ткани тела претерпевают качественные изменения, что не менее опасно. Именно из-за этого многократно увеличивается риск онкологических заболеваний. Во-первых, меняется структура тканей. А во-вторых, свободные радикалы повреждают молекулу ДНК. Благодаря этому развиваются мутации клеток, что и приводит к раку и опухолям в различных органах тела.
Самое опасное, что данные изменения могут сохраняться и у потомков, из-за повреждения генетического материала половых клеток. С другой стороны, возможно и обратно воздействие радиации на человека – бесплодие. Также во всех без исключения случаях, радиационное облучение приводит к быстрому износу клеток, что ускоряет старение организма.
Мутации
Сюжет многих фантастических историй начинается с того, как радиация приводит к мутации человека или животного. Обычно мутагенный фактор дает главному герою разнообразные сверхспособности. В реальности радиация влияет немного иначе – в первую очередь генетические последствия радиации сказываются на будущих поколениях.
Из-за нарушений в цепочке молекулы ДНК, вызванных свободными радикалами, у плода могут развиваться различные отклонения, связанные с проблемами внутренних органов, внешними уродствами или нарушениями психики. При этом данное нарушение может распространяться и на будущие поколения.
Молекула ДНК участвует не только в размножении человека. Каждая клетка тела делится согласно программе, заложенной в генах. Если данная информация повреждается, клетки начинают делиться неправильно. Это приводит к образованию опухолей. Обычно оно сдерживается за счет иммунной системы, которая пытается ограничить поврежденный участок тканей, а в идеале и избавиться от него. Но из-за иммунодепрессии, вызванной радиацией, мутации могут распространяться бесконтрольно. Из-за этого опухоли начинают пускать метастазы, превращаясь в рак, или разрастаются и давят на внутренние органы, например мозг.
Лейкоз и другие виды рака
Из-за того, что влияние радиации на здоровье человека в первую очередь распространяется на кроветворные органы и кровеносную систему, наиболее частым следствием лучевой болезни является лейкоз. Его еще называют «раком крови». Его проявления затрагивают весь организм:
- Человек теряет в весе, при этом отсутствует аппетит. Его постоянно сопровождает слабость в мышцах и хроническая усталость.
- Появляются боли в суставах, они начинают сильнее реагировать на окружающие условия.
- Воспаляются лимфатические узлы.
- Увеличиваются печень и селезенка.
- Затрудняется дыхание.
- На коже обнаруживаются пурпурные высыпания. Человек часто и обильно потеет, могут открываться кровотечения.
- Проявляется иммунодефицит. Инфекции свободно проникают в тело, из-за чего часто поднимается температура.
До событий в Хиросиме и Нагасаки, врачи не считали лейкоз болезнью от радиации. Но 109 тысяч обследованных японцев подтвердили связь радиации и онкологических заболеваний. Также выяснилась вероятность поражения тех или иных органов. На первом месте оказался лейкоз.
Затем радиационные эффекты облучения людей чаще всего приводят к:
- Рак молочной железы. Поражается каждая сотая женщина, пережившая сильное радиационное облучение.
- Рак щитовидной железы. Им также страдает 1% облученных.
- Рак легких. Эта разновидность сильнее всего проявляет себя у облучаемых шахтеров урановых рудников.
К счастью, современная медицина вполне может справиться с онкологическими заболеваниями на ранних стадиях, если влияние радиации на здоровье человека было кратковременным и достаточно слабым.
Что влияет на последствия облучения
Влияние радиации на живые организмы сильно различается от мощности и типа излучения: альфа, бета или Гамма. В зависимости от этого одна и та же доза радиации может оказаться практически безопасной или привести к скоропостижной смерти.
Также важно понимать, что воздействие радиации на организм человека редко бывает одновременным. Получить дозу в 0.5 Зиверта за один раз – это опасно, а 5-6 – смертельно. Но сделав несколько рентгеновских снимков по 0,3 Зиверта в течение определенного времени, человек дает возможность организму очиститься. Поэтому негативные последствия радиационного облучения просто не проявляются, так как при суммарной дозе в несколько Зиверт, единовременно на тело будет действовать лишь малая часть облучения.
Кроме того, различные последствия действия радиации на человека сильно зависят от индивидуальных особенностей организма. Здоровое тело дольше сопротивляется разрушительному действию облучения. Но лучше всего для обеспечения безопасности радиации для человека, как можно меньше контактировать с излучением для минимизации ущерба.
Ионизирующие излучение или радиация вредна для здоровья, это знаю все. Но какие болезни возникают под действием облучения, какая доза может быть безопасной для человека, а какая может его убить?
Радиация – невидимая опасность
Безопасная доза облучения
Где человек получает дозы радиации? Не стоит забывать о естественной радиации. В разных точках планеты радиационный фон может отличаться в разы. Так, на горных вершинах радиация выше, т. к. там у атмосферы защитные свойства ниже. Повышенная радиация может быть и в местах, где в воздухе много пыли и песка с торием и ураном.
Какая же доза излучения может быть безопасной, предельно допустимой, и организм не пострадает? Оно не должно превышать 0,3- 0,5 мкЗв в час. Но если находиться в этом помещении недолго, то организм человека без вреда для здоровья переносит излучение мощностью в 10 мкЗ в час, это предельно допустимый уровень радиации.
Опасная доза облучения
Если предельно допустимый уровень излучения превышен, в организме пострадавшего происходят изменения. Как действует на человека радиация, что может быть в организме под ее влиянием? В таблице ниже приведены дозы облучения и их воздействие на человека.
| Доза облучения (в год) | Влияние на человека |
| 0,05 мЗв | Допустимый уровень радиации, который должен быть около ядерных объектов. |
| 0,3 — 0,6 мЗв | Излучают искусственные источники излучения (медицинские аппараты) |
| 3 мЗв | Излучают природные источники, норма |
| 3 — 5 мЗв | Получают шахтеры на урановых рудниках |
| 10 мЗв | Предельно допустимый уровень излучения, получаемый шахтерами при добыче урана |
| 20 мЗв | Предельно допустимый уровень проникающего облучения для людей, работающих радиацией |
| 50 мЗв | Это допустимый (самый низкий) уровень облучения, после которого уже возникают онкологические заболевания |
| 1 Зв (1000 мЗв) | Последствия не такие серьезные. Если облучение недолгое, организм может отреагировать недомоганием, которое не грозит жизни человека. Но через несколько лет есть вероятность заболеть раком. |
| 2-10 Зв | Кратковременное облучение приведет к развитию лучевой болезни, это не смертельная доза, но последствия могут быть серьезными: может быть фатальный исход |
| 10 Зв | Поражающее излучение. Это смертельная доза, которую организм человека не вынесет. Болезнь и смерть в течение нескольких недель. |
Заболевания, которые появляются из-за радиации
Есть химические элементы (плутоний, радий, уран и т.д.), которые способны к спонтанным превращениям. Они сопровождаются потоком излучения. Впервые его обнаружили у радия, поэтому назвали радиоактивным распадом, а излучение радиоактивным. Другое его название проникающая радиация.
Генетические последствия проникающего излучения плохо изучены
Мутации
Ученые знают, что из-за радиации бывают мутации. Поражающее излучение вызывает изменения. Но пока генетические последствия, мутации проникающего излучения плохо изучены. Дело в том, что мутации дают о себе знать только через поколения, и понадобится немало сотен лет, чтобы мутации проявились. Да и непонятно, связано ли их возникновение с радиацией или же мутации вызваны другими причинами.
Также трудность заключается в том, что большинство детей с аномалиями не успевают родиться, у женщин происходит спонтанный аборт, ребенок с отклонениями может не родиться. Мутации бывают доминантными (сразу дают о себе знать), и рецессивными, которые проявляются только тогда, если у папы и мамы ребенка один и тот же ген мутантный. Тогда мутации могут не проявляться несколько поколений или же вообще не повлияют на жизнь человека и его потомков.
После трагедии в Хиросиме и Нагасаки изучили 27 тыс. детей. Их родители на себе почувствовали воздействие существенных доз радиации. У них обнаружили всего две мутации в организме. А такое же количество детей, чьи отец и мать подверглись не такому сильному облучению, вообще не было мутации. Однако это еще ни о чем не говорит. Изучение влияния излучения на человека, мутации началось не так давно, и возможно нас ждут и другие «сюрпризы».
Лучевая болезнь
Возникает или при однократном сильном облучении или же при постоянном облучении сравнительно небольшими дозами. Поражающее излучение опасно для жизни человека. Это самое часто встречающееся заболевание, связанное с проникающей радиацией.
Лейкоз
Причиной возникновения лейкоза становится проникающая радиация
Статистика показывает, что часто причиной возникновения лейкоза становится проникающая радиация. Еще в 40-х годах прошлого века заметили, что рентгенологи часто умирали после лейкозов, организм не выдерживал излучения. Позже влияние проникающей радиации на развитие лейкоза подтвердили наблюдения за жителями Хиросимы и Нагасаки.
О точных дозах облучения в этот раз речь не шла, брали приблизительные цифры, ориентируясь на эпицентр взрыва и симптомы острого лучевого поражения. Только через 5 лет после бомбардировки стали регистрировать случаи возникновения лейкоза. Обследовали 109 тыс. человек, переживших бомбардировку:
- Группа облученных (доза более 1 Гр) с 1950 по 1971 – 58 случаев заболевания, что больше в 7 раз той цифры, что ожидали ученые.
- Группа облученных (доза меньше 1 Гр) – заболели 64 человека, хотя ожидалось, что 71.
В последующие года количество заболевших снижалось. Последствия в виде лейкоза опасны для людей, которые пережили облучение в возрасте до 15 лет. Болезнь после проникающей радиации не сразу дает о себе знать. Чаще всего проходит 4-10 лет после того, как поражающее излучение нанесло свой удар. Нет единого мнения, какое количество излучения вызывает такие последствия, все приводят разные допустимые дозы (50, 100, 200 р). Патогенез лучевого лейкоза пока также полностью не понятен, но ученые работают в том направлении и предлагают свои теории.
Другие раковые заболевания
Проникающая радиация влияет на возникновение рака
Ученые изучают воздействие радиации на человека, в том числе пытаются понять, влияет ли проникающая радиация на возникновение рака. Но нельзя говорить о точных сведениях, т. к. ученые не могут проводить эксперименты над людьми. Проводятся опыты с животными, но по ним нельзя судить, как влияет поражающее излучение на организм людей. Чтобы сведения были достоверными, важно соблюдать следующие условия.
- Надо знать величину поглощаемой дозы.
- Необходимо, чтобы излучение равномерно попадало или на все тело, или конкретный орган.
- Обследовать подопытную группу нужно регулярно, и делать это в течение десятилетий.
- Должна иметься другая «контрольная» группа людей, чтобы можно было сопоставить уровень заболевания.
- Обе группы должны включать огромное количество людей.
Провести подобный эксперимент нельзя, поэтому ученым приходится изучать последствия, связанные с воздействием проникающей радиации после случайного облучения. Пока полученные данные неточны. Так, ученые считают, что допустимые дозы проникающей радиации не существует, любая доза увеличивает риск развития рака и может вызвать это заболевание. Чаще всего у людей после проникающей радиации появляется:
- Лейкоз – на первом месте.
- Рак молочной железы. У 10 женщин из 1000 развивается это заболевание.
- Рак щитовидной железы. После облучения у 10 человек из 1000 появляется заболевание. Оно сейчас излечимо, смертность очень низка.
- Последствие облучения – рак легких. Сведения о том, что проникающая радиация влияет на частоту появления этого заболевания, на организм человека, появились не только по данным, собранным после бомбардировки Японии, но и после обследования шахтеров урановых рудников в Канаде, США и Чехословакии.
- Хотите узнать, что такое ?
- и окружающей среды
Радиация представляет собой ионизирующее излучение, наносящее непоправимый вред всему окружающему. Страдают люди, животные, растения. Самая большая опасность заключается в том, что она не видима человеческим глазом, поэтому важно знать об ее главных свойствах и воздействии, чтобы защититься.
Радиация сопровождает людей всю жизнь. Она встречается в окружающей среде, а также внутри каждого из нас. Огромнейшее воздействие несут внешние источники. Многие наслышаны об аварии на Чернобыльской АЭС, последствия которой до сих пор встречаются в нашей жизни. Люди оказались не готовы к такой встрече. Это лишний раз подтверждает, что в мире есть события неподвластные человечеству.
Виды радиации
Не все химические вещества устойчивы. В природе существуют определенные элементы, ядра которых трансформируются, распадаясь на отдельные частички с выделением огромного количества энергии. Это свойство называется радиоактивностью. Ученые в результате исследований обнаружили несколько разновидностей излучения:
- Альфа излучение — это поток тяжелых радиоактивных частиц в виде ядер гелия, способных нанести наибольший вред окружающим. К счастью, им свойственна низкая проникающая способность. В воздушном пространстве они распространяются всего на пару сантиметров. В ткани их пробег составляет доли миллиметра. Таким образом, внешнее излучение не несет опасности. Можно защититься, используя плотную одежду или лист бумаги. А вот внутреннее облучение – внушительная угроза.
- Бета излучение – поток легких частичек, перемещающихся в воздухе на пару метров. Это электроны и позитроны, проникающие в ткань на два сантиметра. Оно несет вред при соприкосновении с кожей человека. Однако большую опасность дает при воздействии изнутри, но меньшую, чем альфа. Для предохранения от влияния этих частиц, используются специальные контейнеры, защитные экраны, определенное расстояние.
- Гамма и рентгеновское излучение – это электромагнитные излучения, пронизывающие тело насквозь. Защитные средства от такого воздействия включает создание экранов из свинца, возведение бетонных конструкций. Наиболее опасное из облучений при внешнем поражении, так как оказывает влияние весь на организм.
- Нейтронное излучение состоит из потока нейтронов, обладающих более высоким показателем проникающей способности, чем гамма. Образуется в результате ядерных реакций, протекающих в реакторах и специальных исследовательских установках. Появляется во время ядерных взрывов и находится в отходах утилизированного топлива от ядерных реакторов. Броня от такого воздействия создается из свинца, железа, бетона.
Всю радиоактивность на Земле можно поделить на два основных вида: естественную и искусственную. К первой относятся излучения из космоса, почвы, газов. Искусственная же появилась благодаря человеку при использовании атомных электростанций, различного оборудования в медицине, ядерных предприятий.
Естественные источники
Радиоактивность естественного происхождения всегда находилась на планете. Излучение присутствует во всем, что окружает человечество: животные, растения, почва, воздух, вода. Считается, что этот небольшой уровень радиации, не оказывает вредного воздействия. Хотя, некоторые ученые придерживаются иного мнения. Так как люди не имеют возможности повлиять на эту опасность, следует избегать обстоятельств, увеличивающих допустимые значения.
Разновидности источников естественного происхождения
- Космическое излучение и солнечная радиация — мощнейшие источники, способными ликвидировать все живое на Земле. К счастью, планета защищена от этого воздействия атмосферой. Однако люди постарались исправить это положение, развивая деятельность, приводящую к образованию озоновых дыр. Не стоит надолго попадать под прямые солнечные лучи.
- Излучение земной коры опасно вблизи месторождений различных минералов. Сжигая уголь или используя фосфорные удобрения, радионуклиды активно просачиваются внутрь человека с вдыхаемым воздухом и употребляемой им едой.
- Радон – это радиоактивный химический элемент, присутствующий в строительных материалах. Представляет собой бесцветный газ без запаха и вкуса. Этот элемент активно накапливается в почвах и выходит наружу вместе с добычей полезных ископаемых. В квартиры он попадает вместе с бытовым газом, а также с водопроводной водой. К счастью, его концентрацию легко уменьшить, постоянно проветривая помещения.
Искусственные источники
Данный вид появился благодаря людям. Его действие увеличивается и распространяется с их помощью. Во время начала ядерной войны не так страшна сила и мощность оружия, как последствия радиоактивного излучения после взрывов. Даже если вас не зацепит взрывная волна или физические факторы — вас добьет радиация.
К искусственным источникам относятся:
- Ядерное оружие;
- Медицинское оборудование;
- Отходы с предприятий;
- Определенные драгоценные камни;
- Некоторые старинные предметы, вывезенные из опасных зон. В том числе из Чернобыля.
Норма радиоактивного излучения
Ученым удалось установить, что радиация по-разному оказывает влияние на отдельные органы и весь организм в целом. Для того чтобы оценить ущерб, возникающий при хроническом облучении ввели понятие эквивалентной дозы. Она рассчитывается по формуле и равна произведению полученной дозы, поглощенной организмом и усредненной по конкретному органу или всему организму человека, на весовой множитель.
Единицей измерения эквивалентной дозы есть соотношение Джоуля к килограммам, которое получило название – зиверт (Зв). С её использованием была создана шкала, позволяющая понять о конкретной опасности излучения для человечества:
- 100 Зв. Моментальная смерть. У пострадавшего есть несколько часов, максимум пару дней.
- От 10 до 50 Зв. Получивший повреждения такого характера погибнет через несколько недель от сильного внутреннего кровотечения.
- 4-5 Зв. При попадании данного количества, организм справляется в 50% случаев. В остальном печальные последствия приводят к смерти спустя пару месяцев из-за повреждений костного мозга и нарушения кровообращения.
- 1 Зв. При поглощении такой дозы лучевая болезнь неизбежна.
- 0,75 Зв. Изменения в системе кровообращения на небольшой промежуток времени.
- 0,5 Зв. Данного количества достаточно, чтобы у больного развились онкологические заболевания. Остальные симптомы отсутствуют.
- 0,3 Зв. Такое значение присуще аппарату для проведения рентгена желудка.
- 0,2 Зв. Допустимый уровень для работы с радиоактивными материалами.
- 0,1 Зв. При таком количестве происходит добыча урана.
- 0,05 Зв. Данное значение – норма облучения медицинских аппаратов.
- 0,0005 Зв. Допустимое количество уровня радиации около АЭС. Также это значение годового облучения населения, которое приравнивается к норме.
К безопасной дозе радиации для человека относится значения до 0,0003-0,0005 Зв в час. Предельно допустимым считается облучение в 0,01 Зв в час, если такое воздействие непродолжительно.
Влияние радиации на человека
Радиоактивность оказывает огромное влияние на население. Вредному воздействию подвергаются не только люди, столкнувшиеся лицом к лицу с опасностью, но и последующее поколение. Такие обстоятельства вызваны действием радиации на генетическом уровне. Различают два вида влияния:
- Соматический. Заболевания возникают у пострадавшего, получившего дозу радиации. Приводит к появлению лучевой болезни, лейкозу, опухоли разнообразных органов, локальные лучевые поражения.
- Генетический. Связан с дефектом генетического аппарата. Проявляется в последующих поколениях. Страдают дети, внуки и более далекие потомки. Возникают генные мутации и хромосомные изменения
Помимо отрицательного воздействия, есть и благоприятный момент. Благодаря изучению радиации, ученым удалось создать на ее основе медицинское обследование, позволяющее спасать жизни.
Мутация после радиации
Последствия облучения
При получении хронического облучения в организме происходят восстановительные мероприятия. Это приводит к тому, что пострадавший приобретает меньшую нагрузку, чем получил бы при разовом проникновении одинакового количества радиации. Радионуклиды размещаются внутри человека неравномерно. Чаще всего страдают: дыхательная система, пищеварительные органы, печень, щитовидка.
Враг не дремлет даже спустя 4-10 лет после облучения. Внутри человека может развиться рак крови. Особую опасность он представляет у подростков, не достигших 15 лет. Замечено, что смертность людей, работающих с оборудованием для проведения рентгена, увеличена из-за лейкоза.
Самым частым результатом облучения проявляется лучевая болезнь, возникающая как при однократном получении дозы, так и при длительном. При большом количестве радионуклидов приводит к смерти. Распространен рак молочной и щитовидной желез.
Страдает огромное количество органов. Нарушается зрение и психическое состояние потерпевшего. У шахтеров, участвующих в добыче урана, часто встречается рак легких. Внешние облучения вызывают страшные ожоги кожных и слизистых покровов.
Мутации
После воздействия радионуклидов возможно проявление двух типов мутаций: доминантной и рецессивной. Первая возникает сразу же после облучения. Второй тип обнаруживается спустя большой промежуток времени не у пострадавшего, а у его последующего поколения. Нарушения, вызванные мутацией, приводят к отклонениям в развитии внутренних органов у плода, внешним уродствам и изменением психики.
К сожалению, мутации достаточно плохо изучены, так как обычно проявляются не сразу. Спустя время сложно понять, что именно оказало главенствующее влияние на её возникновение.
Радиация может повреждать клетки. Защита организма справляется с этим, пока дозы облучения не превысят природный фон в сотни и тысячи раз. Более высокие дозы ведут к острой лучевой болезни и увеличивают на несколько процентов вероятность заболевания раком. Дозы в десятки тысяч раз выше фона смертельны. Таких доз в повседневной жизни не бывает.
Гибель и мутации клеток нашего тела - еще одно естественное явление, сопровождающее нашу жизнь. В организме, состоящем примерно из 60 триллионов клеток, клетки стареют и мутируют по естественным причинам. Ежедневно гибнет несколько миллионов клеток. Множество физических, химических и биологических агентов, включая природную радиацию, также «портят» клетки, но в обычных ситуациях организм легко справляется с этим.
По сравнению с другими повреждающими факторами ионизирующее излучение (радиация) изучено лучше всего. Как радиация действует на клетки? При делении атомных ядер высвобождается большая энергия, способная отрывать электроны от атомов окружающего вещества. Этот процесс называется ионизаций, а несущее энергию электромагнитное излучение - ионизирующим. Ионизированный атом меняет свои физические и химические свойства. Следовательно, изменяются свойства молекулы, в которую он входит. Чем выше уровень радиации, тем больше число актов ионизации, тем больше будет поврежденных клеток.
Для живых клеток наиболее опасны изменения в молекуле ДНК. Поврежденную ДНК клетка может «починить». В противном случае она погибнет или даст измененное (мутировавшее) потомство.
Погибшие клетки организм замещает новыми в течение дней или недель, а клетки-мутанты эффективно выбраковывает. Этим занимается иммунная система. Но иногда защитные системы дают сбой. Результатом в отдаленном времени может быть рак или генетические изменения у потомков, в зависимости от типа поврежденной клетки (обычная или половая клетка). Ни тот, ни другой исход не предопределен заранее, но оба имеют некоторую вероятность. Самопроизвольные случаи рака называют спонтанными. Если установлена ответственность того или иного агента за возникновение рака, говорят, что рак был индуцированным.
Если доза облучения превышает природный фон в сотни раз , это становится заметным для организма. Важно не то, что это радиация, а то, что защитным системам организма труднее справляться с возросшим числом повреждений. Из-за участившихся сбоев возникает дополнительные «радиационные» раки. Их количество может составлять несколько процентов от числа спонтанных раков.
Очень большие дозы, это - в тысячи раз выше фона. При таких дозах основные трудности организма связаны не с измененными клетками, а с быстрой гибелью важных для организма тканей. Организм не справляется с восстановлением нормального функционирования самых уязвимых органов, в первую очередь, красного костного мозга, который относится к системе кроветворения. Появляются признаки острого недомогания - острая лучевая болезнь. Если радиация не убьет сразу все клетки костного мозга, организм со временем восстановится. Выздоровление после лучевой болезни занимает не один месяц, но дальше человек живет нормальной жизнью.
Вылечившись после лучевой болезни, люди несколько чаще, чем их необлученные сверстники болеют раком. Насколько чаще? На несколько процентов.
Это следует из наблюдений за пациентами в разных странах мира, прошедшими курс радиотерапии и получившими достаточно большие дозы облучения, за сотрудниками первых ядерных предприятий, на которых еще не было надежных систем радиационной защиты, а также за пережившими атомную бомбардировку японцами, и чернобыльскими ликвидаторами. Среди перечисленных групп самые высокие дозы были у жителей Хиросимы и Нагасаки. За 60 лет наблюдений у 86,5 тысяч человек с дозами в 100 и более раз выше природного фона было на 420 случаев смертельного рака больше, чем в контрольной группе (увеличение примерно на 10 %). В отличие от симптомов острой лучевой болезни, которые проявляются через часы или дни, рак возникает не сразу, может быть, через 5, 10 или 20 лет. Для разных локализаций рака скрытый период разный. Быстрее всего, в первые пять лет, развивается лейкоз (рак крови). Именно это заболевание считается индикатором радиационного воздействия при дозах облучения в сотни и тысячи раз выше фона .
Почему рак возникает не сразу? Чтобы клетка с поврежденной ДНК стала раковой, с ней должна произойти целая цепь редких событий. После каждой новой трансформации ей снова нужно «проскочить» защитный барьер. Если иммунная защита эффективна, даже сильно облученный человек может не заболеть раком. А если заболеет, то будет вылечен.
Теоретически кроме рака могут быть и другие последствия облучения в высоких дозах.
Если радиация повредила молекулу ДНК в яйцеклетке или в сперматозоиде, есть риск, что повреждение будут передано по наследству. Этот риск может дать небольшую добавку к спонтанным наследственным нарушениям, Известно, что самопроизвольно возникающие генетические дефекты, начиная с дальтонизма и кончая синдромом Дауна, встречаются у 10 % новорожденных. Для человека радиационная добавка к спонтанным генетическим нарушениям очень мала. Даже у переживших бомбардировку японцев с высокими дозами облучения, вопреки ожиданиям ученых, выявить ее не удалось. Не было добавочных радиационно-индуцированных дефектов после аварии на комбинате «Маяк» в 1957 году, не выявлено и после Чернобыля.
Радиационные аварии в СССР и РФ с клинически значимыми последствиями:
1949-2005
| Вид аварии
|
Количество аварий |
Число пострадавших | |
| Всего | в т.ч. умерли | ||
| Радиоизотопные установки и их источники | 92 | 170 | 16 |
| Рентгеновские установки и ускорители | 39 | 43 | - |
| Реакторные инциденты и потеря контроля над критичностью | 33 | 82 | 13 |
| Случаи с местными лучевыми поражениями на ПО «Маяк» в 1949/56 гг. | 168 | 168 | - |
| Аварии на атомных подводных лодках | 4 | 133 | 12 |
| Другие инциденты | 12 | 17 | 2 |
| Чернобыльская авария | 1 | 134 | 28 |
| ИТОГО |
176 | 747 | 71 |
Последствия облучения в зависимости от дозы
Люди, погибшие от облучения в Хиросиме и Нагасаки, а также в Чернобыле, получили дозы в десятки тысяч раз выше фона. При таких дозах организм уже не справляется с огромным числом погибших клеток, и человек умирает в течение дней или недель. В Хиросиме и Нагасаки в результате атомных бомбардировок погибли 210 тыс. человек. Это суммарное число потерь от действия ударной волны, разрушения зданий и сооружений, тепловых ожогов и радиации. При аварии на Чернобыльской АЭС в первые сутки около 300 сотрудников станции и пожарных получили очень высокие дозы. 28 спасти не удалось, но 272 человека врачи вылечили.
Правообладатель иллюстрации BBC World Service Image caption Пока специалисты полагают, что угроза здоровью японского населения невелика
Японские власти сообщили, что во вторник уровень радиации на атомной электростанции "Фукусима-1" на короткий промежуток времени поднялся до отметки, на которой он способен нанести вред здоровью людей.
Всем жителям населенных пунктов в радиусе 20 км от АЭС было предписано немедленно покинуть эту зону. Тем, кто живет на расстоянии от 20 до 30 км от станции, рекомендовали не выходить из дома и провести изоляцию жилищ, чтобы сократить риск попадания в них зараженного воздуха.
Специалисты говорят, что эти действия, если они предприняты незамедлительно, позволяют свести любое негативное воздействие на человеческий организм к минимуму.
Каковы первые последствия воздействия радиоактивного излучения на здоровье человека?
Дозы поглощенного облучения измеряется в греях (один грей равен одному джоулю энергии на один килограмм массы облученного вещества).
Доза облучения больше одного грея считается умеренной, однако уже при такой дозе проявляются симптомы лучевой болезни.
В первые часы после облучения часто начинаются тошнота и рвота, затем следует понос, головные боли и повышение температуры.
Эти явления через некоторое время исчезают, но в течение нескольких недель могут появиться новые и более серьезные симптомы.
При более высоких дозах облучения симптомы лучевой болезни могут проявиться сразу, наряду с множественными и потенциально смертельными поражениями внутренних органов.
Дозы радиации в 4 Гр смертельны для примерно половины здоровых взрослых людей.
Для сравнения, при лечении раковых опухолей радиотерапией пациенты получают несколько доз от 1 Гр до 7 Гр, однако при радиотерапии воздействие оказывается на строго ограниченные участки тела.
Различные ткани организма по-разному реагируют на радиоактивное излучение. Усредненное воздействие на биологические ткани измеряется в зивертах, один зиверт – это количество энергии, поглощенное килограммом биологической ткани, равное по воздействию 1 Гр.
| Дозы радиации | |
|---|---|
| Доза радиации (миллизиверты в год, если не указано иное) | Эффект |
| 2 | Средняя фоновая радиация (в Австралии в среднем 1,5 мЗв, в Северной Америке - 3 мЗв) |
| 9 | Облучение, которому подвергается экипаж авиарейса Нью-Йорк-Токио через северный полюс |
| 20 | Средний лимит для работников атомной энергетики |
| 50 | Бывшая норма радиации для работников атомной энергетики. Также встречается естественно в некоторых районах Ирана, Индии и Европы |
| 100 | Порог, с которого отчетливо заметно повышение заболеваемости раком |
| 350 мЗв в течение жизни | Порог для переселения людей после Чернобыльской аварии |
| Разовая доза в 1000 мЗв | Вызывает кратковременную (не смертельную) лучевую болезнь с тошнотой и уменьшением содержания лейкоцитов в крови. Тяжесть болезни возрастает вместе с дозой |
| Разовая доза в 5000 мЗв | До половины получивших такую дозу радиации умирают в течение месяца. |
Как можно лечить лучевую болезнь?
В первую очередь необходимо ограничить возможность дальнейшего заражения, сняв одежду и обувь. После этого надо помыться с мылом.
Существуют препараты, которые повышают образование лейкоцитов; это помогает в борьбе с воздействием радиации на костный мозг и снижает риск возникновения инфекционных заболеваний в результате ослабления иммунной системы.
Кроме того, возможно применение лекарств для снижения воздействия радиации на внутренние органы человека.
Как радиация влияет на организм человека?
Правообладатель иллюстрации BBC World Service Image caption Важно не допустить к употреблению в пищу зараженные радиацией продуктыРадиоактивные материалы, подвергающиеся спонтанному распаду, испускают ионизирующее излучение, которое может нанести серьезный ущерб внутренним процессам в организме человека. В частности, нарушаются химические связи между молекулами, составляющими человеческую ткань.
Организм пытается восстановить эти связи, но зачастую масштаб ущерба не позволяет это сделать. Кроме того, в процессе естественного восстановления могут возникнуть ошибки.
Наиболее подвержены воздействию радиации клетки желудка и желудочно-кишечного тракта, а также клетки костного мозга, отвечающие за производство белых кровяных тел.
Ущерб организму зависит от уровня и продолжительности воздействия радиации.
Каков долговременный эффект воздействия радиации на организм?
Более всего возрастает риск заболевания раком. Обычно клетки организма просто отмирают, дойдя до своего предельного возраста. Однако когда клетки теряют это свойство и продолжают бесконтрольно размножаться, возникает раковое заболевание.
Здоровый организм обычно не дает клеткам дойти до такого состояния. Однако радиоактивное облучение нарушает эти процессы, резко повышая риск развития рака.
Воздействие радиации приводит также к необратимым изменениям – мутациям – генетического фонда, что, в свою очередь, может передаваться будущим поколениям, вызывая пороки и отклонения от нормального развития: уменьшение размеров мозга и головы, неправильное формирование глаз, задержки роста и трудности в обучении.
Подвержены ли дети большему риску?
Теоретически, да, так как в молодом организме активно продолжается процесс роста и размножения клеток. Соответственно, возрастает и возможность отклонений от нормы в случае нарушения нормальной работы клеток.
Правообладатель иллюстрации BBC World Service Image caption Для детей с их растущими организмами радиация представляет особую опасностьПосле чернобыльской катастрофы 1986 года, Всемирная организация здравоохранения зарегистрировала резкое увеличение случаев заболевания рака щитовидной железы у детей, которые проживали неподалеку от АЭС.
Причиной тому было выделение радиоактивного йода, который скапливается в щитовидной железе.
Насколько опасна ситуация, сложившаяся на АЭС Фукусима?
На самой АЭС было зарегистрировано ионизирующее излучение в 400 миллизиверт в час.
По мнению специалиста по облучению, профессора Манчестерского университета Ричарда Уэйкфорда, воздействие облучения такой мощности вряд ли может привести к развитию лучевой болезни. Для этого, по его словам, мощность облучения должна быть в два раза выше.
Однако даже такое облучение может стать причиной замедления образования лейкоцитов костным мозгом и на 2-4% повышает риск развития ракового заболевания. В среднем риск заболевания раком в Японии составляет 20-25%.
При этом профессор Уэйкфорд отмечает, что такому воздействию радиации подверглись лишь те, кто участвовал в аварийных работах на атомном реакторе. Кроме того, для снижения уровня облучения эти работники могли привлекаться к работам на АЭС лишь на краткий период времени.
Уровень облучения населения, включая и тех, кто живет недалеко от АЭС, был гораздо меньше.
Что могут сделать японские власти для снижения негативных последствий для здоровья людей?
Как полагает профессор Уэйкфорд, при быстрых и правильных действиях властей последствия облучения для населения могут быть минимальны.
Главной задачей, по мнению Уэйкфорда, должны стать эвакуация населения из близлежащих районов и недопущение употребления пищевых продуктов, подвергнувшихся воздействию радиации.
Для снижения риска накопления радиоактивного йода в щитовидной железе населению могут выдать таблетки с йодом.
Кроме того, диета японцев богата йодом, поэтому это также может способствовать борьбе с последствиями облучения.
Можно ли сравнить аварию на АЭС Фукусима с Чернобыльской катастрофой?
Как заявил профессор Джерри Томас, изучавший последствия чернобыльской аварии, вряд ли произошедшее в Японии сможет сравниться с Чернобылем.
"На Чернобыльской АЭС произошел взрыв, в результате которого был полностью разрушен реактор, и в окружающую среду попало огромное количество радиоактивных веществ", – говорит Джерри Томас.
Профессор Томас подчеркивает, что в основном последствия Чернобыльской аварии наблюдались у тех, кто проживал недалеко от АЭС и, главным образом, у детей.
