Вплив радіації на людину

10. Вплив радіації на людину

Ефекти впливу радіації на людину зазвичай діляться на дві категорії (рис. 10):
1) Соматичні (тілесні) - виникають в організмі людини, який піддавався опроміненню.
2) Генетичні - пов'язані з пошкодженням генетичного апарату і проявляються в наступному або подальших поколіннях: це діти, онуки та більш віддалені нащадки людини, яка зазнала опромінення.

Радіаційні ефекти опромінення людини

соматичні ефекти

генетичні ефекти

Променева хвороба

генні мутації

Локальні променеві ураження

хромосомніаберації

лейкози

Пухлини різних органів

Мал. 10. Радіаційні ефекти опромінення людини.

Розрізняють порогові (детерміновані) і стохастичні ефекти. Перші виникають коли число клітин, які загинули в результаті опромінення, які втратили здатність відтворення або нормального функціонування, досягає критичного значення, при якому помітно порушуються функції уражених органів. Залежність тяжкості порушення від величини дози опромінення показана в таблиці 30.

Таблиця 30.

Вплив різних доз опромінення на людський організм

Доза, Гр Причина та результат впливу (0.7 - 2) 10-3 Доза від природних джерел в рік 0.05 Гранично допустима доза професійного опромінення на рік 0.1 Рівень подвоєння ймовірності генних мутацій 0.25 Одноразова доза виправданого ризику в надзвичайних обставинах 1.0 Доза виникнення гострої променевої хвороби 3 - 5 Без лікування 50% опромінених вмирає протягом 1-2 місяців внаслідок порушення діяльності клітин кісткового мозку 10 - 50 Смерть настає через 1-2 тижні внаслідок поразок головним чином шлунково кишкового тракту 100 Смерть на ступає через кілька годин або днів внаслідок ушкодження центральної нервової системи

Хронічне опромінення слабше діє на живий організм в порівнянні з одноразовим опроміненням в тій же дозі, що пов'язано з постійно йдуть процесами відновлення радіаційних ушкоджень. Вважається, що приблизно 90% радіаційних ушкоджень відновлюється.
Стохастичні (ймовірні) ефекти, такі як злоякісні новоутворення, генетичні порушення, можуть виникати при будь-яких дозах опромінення. Зі збільшенням дози підвищується не складністю цих ефектів, а ймовірність (ризик) їх появи. Для кількісної оцінки частоти можливих стохастичних ефектів прийнята консервативна гіпотеза про лінійної безпорогової залежності ймовірності віддалених наслідків від дози опромінення з коефіцієнтом ризику близько 7 * 10-2 / Зв. (Таблиця 31).

Таблиця 31.

Число випадків на 100 000 чоловік при індивідуальній дозі опромінення 10 мЗв. категорії
опромінюються Смертельні
випадки раку Несмертельні
випадки раку Важкі
успадковані
ефекти Сумарний
ефект: Працюючий
персонал 4.0 0.8 0.8 5.6 Все населення * 5.0 1.0 1.3 7.3

* Все населення включає не тільки як правило здоровий працюючий персонал, а й критичні групи (діти, люди похилого віку і т.д.)

Радіонукліди накопичуються в органах нерівномірно. У процесі обміну речовин в організмі людини вони заміщають атоми стабільних елементів у різних структурах клітин, біологічно активних сполуках, що призводить до високих локальних доз. При розпаді радіонукліда утворюються ізотопи хімічних елементів, що належать сусіднім групам періодичної системи, що може призвести до розриву хімічних зв'язків і перебудові молекул. Ефект радіаційного впливу може проявитися зовсім не в тому місці, яке піддавалося опроміненню. Перевищення дози радіації може призвести до пригнічення імунної системи організму і зробити його сприйнятливим до різних захворювань. При опроміненні підвищується також ймовірність появи злоякісних пухлин.
У таблиці 32 наведено дані про накопичення деяких радіоактивних елементів в організмі людини.
Організм при надходженні продуктів ядерного ділення піддається тривалому, убутному по інтенсивності, опромінення.
Найбільш інтенсивно опромінюються органи, через які надійшли радіонукліди в організм (органи дихання і травлення), а також щитовидна залоза і печінка. Дози, поглинені в них, на 1-3 порядки вище, ніж в інших органах і тканинах. За здатністю концентрувати всосавшиеся продукти ділення основні органи можна розташувати в наступний ряд:

щитовидна залоза> печінка> скелет> м'язи.

Так, в щитовидній залозі накопичується до 30% всосавшихся продуктів поділу, переважно радіоізотопів йоду.
За концентрації радіонуклідів на другому місці після щитовидної залози знаходиться печінка. Доза опромінення, отримана цим органом, переважно обумовлена ​​радіонуклідами 99Мо, 132Te, 131I, 132I, 140Bа, 140Lа.

Таблиця 32.

Органи максимального накопичення радіонуклідів.

Елемент Найбільш чутливий
орган або тканину. Маса органу або тканини, кг Частка повної дози * Водень H Все тіло 70 1.0 Вуглець C Все тіло 70 1.0 Натрій Nа Все тіло 70 1.0 Калій До М'язова тканина 30 0.92 Стронцій Sr Кость 7 0.7 Йод I Щитовидна залоза 0.2 0.2 Цезій Сs М'язова тканина 30 0.45 Барій Ва Кость 7 0.96 Радій R а Кость 7 0.99 Торий Тh Кость 7 0.82 Уран U Нирки 0.3 0.065 Плутоній Рu Кость 7 0.75

* Що відноситься до даного органу частка повної дози, отриманої всім тілом людини.

Серед техногенних радіонуклідів на особливу увагу заслуговують ізотопи йоду. Вони мають високу хімічну активність, здатні інтенсивно включатися в біологічний круговорот і мігрувати по біологічним ланцюгах, одним з ланок яких може бути людина (рис. 11).
Основним початковою ланкою багатьох харчових ланцюгів є забруднення поверхні грунту і рослин. Продукти харчування тваринного походження - один з основних джерел потрапляння радіонуклідів до людини.
Дослідження, що охопили приблизно 100000 чоловік, які пережили атомні бомбардування Хіросіми і Нагасакі, показують, що рак - найбільш серйозний наслідок опромінення людини при малих дозах. Першими серед ракових захворювань, що вражають населення, стоять лейкози (рис. 12).

Рис.11. Шляхи впливу радіоактивних відходів АЗС на людину.

Мал. 12. Відносна середньостатистична вірогідність захворювання на рак після отримання одноразової дози в 1 рад (0.01 Гр) при рівномірному опроміненні всього тіла.

Поширеними видами раку під дією радіації є рак молочної залози і рак щитовидної залози. Обидві ці різновиди раку виліковні і оцінки ООН показують, що в разі раку щитовидної залози летальний результат спостерігається в однієї людини з тисячі, опромінених при індивідуальній поглиненої дози один Грей.
Дані по генетичним наслідків опромінення дуже невизначені. Іонізуюче випромінювання може породжувати життєздатні клітини, які будуть передавати ту чи іншу зміну з покоління в покоління. Однак аналіз цей утруднений, так як приблизно 10% всіх новонароджених мають ті чи інші генетичні дефекти і важко виділити випадки, зумовлені дією радіації. Експертні оцінки показують, що хронічне опромінення при дозі 1 Грей, отриманої протягом 30 років, призводить до появи близько 2000 випадків генетичних захворювань на кожен мільйон новонароджених серед дітей тих, хто піддавався опроміненню.
В останні десятиліття процеси взаємодії іонізуючих випромінювань з тканинами людського організму були детально вивчені. В результаті вироблені норми радіаційної безпеки, що відображають дійсну роль іонізуючих випромінювань з точки зору їх шкоди для здоров'я людини. При цьому необхідно пам'ятати, що норматив завжди є результатом компромісу між ризиком і вигодою.

Де і які дози ми можемо отримає? Приклади.

20.04.11