Реферат на тему:

Поняття про радіоактивність, радіаційний фон, вплив радіації на живі організми

Поняття про радіоактивність, радіаційний фон

На кожного мешканця Землі постійно діє так званий при­родний радіаційний фон, який формується з космічної радіації та випромінювань радіоактивних речовин, що містяться в земній корі. Сумарна річна доза природного опромінення дорівнює 70—200 мілірентгенів (мР) і не становить загрози для здоров'я людини. Навіть додаткова доза опромінення, яку людина дістає під час медичних обстежень, цілком безпечна. Робота у специфічних умовах, наприклад на атомних електро­станціях, хоч і пов'язана з деяким ризиком, але особливої небезпеки для здоров'я також не становить, оскільки суворо регламентована санітарно-гігієнічними вимогами.

Небезпека дії йонізуючого випромінювання виникає під час опромінень у набагато більших дозах. Подібні ситуації мають місце у випадку аварій на ядерних установках, коли відбу­вається забруднення води, ґрунту, повітря радіоактивними ізотопами, внаслідок ядерних вибухів під час випробувань ядерної зброї чи завдавання ядерного удару.

Радіоактивність — це розпад ядер деяких елементів та ізо­топів, що мають надлишок нейтронів або протонів. Природна радіоактивність є довільним процесом. На Землі чимало місць із підвищеним радіаційним фоном. Це, як правило, родо­вища урану, радіоактивних сланців, торієві піски, радонові мінеральні джерела. Ь У країні до таких місць належать міста Хмільник, Миронівка, Жовті Води.

Космічне випромінювання складається з галактичного та со­нячного. Його досить мала енергія зростає в стратосфері та йоносфері Землі. Це випромінювання складається в основному з протонів і важких ядер. Потрапивши в атмосферу, вони, стика­ючись з різними атомами і молекулами елементів повітря, спричиняють появу радіонуклідів (Тритій, Карбон-14, Бери­лій-7, Натрій-22 та ін.), що разом з опадами випадають на землю.

Штучна радіоактивність — це радіоактивність, спри­чинена діяльністю людини. Зміст такої діяльності полягає в добуванні енергії під час ядерної реакції (взаємодії ядер з еле­ментарними частинками, що супроводжується перетворенням ядер і виділенням величезної кількості енергії). Радіоактивний розпад не залежить від таких зовнішніх фізичних факторів, як тиск, температура, склад повітря тощо. Під час цього процесу і виникає радіація.

Радіація — виділення елементарних частинок чи електро­магнітної енергії атомними ядрами під час їх поділу. Нині широко використовують термін йонізуюче випромінювання, під яким розуміють промені різних типів і походження, які в результаті проходження крізь речовину йонізують атоми і молекули. Так, йонізація може бути спричинена електромагнітними коливаннями (рентгенівським, синхро­тронним, гамма-випромінюванням) та частинками (елек­тронами, позитронами, протонами, альфа-частинками, π-мезо-нами, прискореними ядрами, нейтронами). Найважливішим для людини і в той же час небезпечним є а-, (3-і у-випромінювання.

α-промені — це потік позитивно заряджених ядер Гелію. Вони мають найкоротший радіус дії (кілька сантиметрів у повітрі і 0,1 мм у живій тканині). Небезпечні тільки під час прямого контакту зі шкірою чи слизовими оболонками, але мають надзвичайну руйнівну силу, спричинюють сильні опіки.

β-промені складаються з негативно заряджених електронів, що рухаються з величезною швидкістю. В повітрі вони поширюються на кілька метрів, у живій тканині — на кілька міліметрів.

γ-промені мають електромагнітну природу і становлять найнебезпечніше явище. Діють на відстані сотень метрів.

Крім типу випромінювання, важливе значення має фізич­ний стан та хімічні властивості речовин, що містять радіоак­тивні ізотопи (радіонукліди). Це визначає їх надходження в організм людини і локалізацію в тканинах. З трьох шляхів надходження радіонуклідів у організм (через шкіру, повітря, їжу) найнебезпечнішим є потрапляння їх з їжею.

У тканинах організму радіонукліди розподіляються по-різному. У кістках накопичуються Стронцій, Кальцій, Барій, Радій, у печінці затримуються Церій, Лантан, Прометій, у м'язах залишаються Калій, Рубідій, Цезій, в селезінці та лімфатичних вузлах утримуються Ніобій, Рутеній, щитовидною залозою поглинається Іод. Рівномірно по всьому тілу розподіляються Тритій, Карбон, Ферум, Полоній.

Радіонукліди, що потрапили в організм людини, а також ті, що впливають ззовні, йонізують речовини, що входять до складу живих тканин, діючи на молекулярному рівні і спричинюючи різні зміни залежно від дози опромінення.

Доза опромінення є кількісною оцінкою йонізації. Визна­чається кількістю енергії радіації, поглинутої одиницею маси

тіла. Одиницею виміру є грей (табл. 3). Користуються також поняттям ефективна еквівалентна доза (Зв), або біологічний еквівалент радіації (Бер).

ТаблицяЗ. Одиниці вимірювання йонізуючого випромінювання

Для вимірювання ступеня йонізації повітря, потужності до­зи рентгенівського та гамма-випромінювання, загального рівня радіації користуються старою одиницею вимірювання — рентгеном. Кінцевий результат опромінення залежить перш за все від часу, протягом якого діяла радіація певної потужності.

Біологічна дія йонізуючого випромінювання

Розрізняють пряму дію радіації (наприклад, розрив молеку­ли ДНК в результаті проходження елементарної частинки) та непряму, коли, наприклад, йонізується вода, що входить до складу клітин (відбувається радіоліз). Ці первинні фізнко-хімічні процеси діють паралельно й призводять до складних взаємопов'язаних змін, що порушують функціонування систем організму. У разі дії обох видів радіації головними об'єктами опромінення є великі білкові молекули.

Під час проходження елементарної частинки крізь живу клітину руйнуються хімічні зв'язки молекул (пряма дія). З ут­ворених вільних радикалів виникають нові хімічні сполуки і непряма дія). Непряма дія йонізуючого випромінювання наба­гато більша, тому що утворені вільні радикали надзвичайно «агресивні», а під час проходження елементарних частинок крізь клітину утворюється цілий трек з таких радикалів.

Дуже небезпечний радіоліз води, під час якого утворюється супероксидний оксиген О2, який завдає значних пошкоджень оточуючим органічним молекулам. Пошкоджуються також окремі ділянки ДНК внаслідок дезамінування основ амінокис­лот чи розривів карбонових зв'язків. Це призводить до гене­тичних та соматичних ефектів. Якщо радіація діє на білки, спостерігається їх часткова денатурація, вони втрачають свої функції. Таким чином, навіть дуже незначна кількість енергії, що потрапила в організм, призводить до значних змін у ньому. Це явище дістало назву радіобіологічного парадоксу — невідповідності між експозиційною дозою та ефектом її дії.

Найвищою радіочутливістю характеризуються клітини, що мають велику швидкість поділу. До них належать кліти­ни кісткового мозку, лімфоїдної тканини, статеві, епітелій шлунково-кишкового тракту. Найменш уразливі нервові волокна, кістки, хрящі. Неоднакова чутливість до радіації організмів різного віку. Чим молодший організм — тим він чутливіший.

Виділяють три групи органів за їх чутливістю до дії радіації:

1) все тіло, статеві органи, червоний кістковий мозок;

2) м'язи, щитовидна залоза, жирові тканини, печінка, селезінка, шлунково-кишковий тракт, легені, кришталик ока

3) кісткова тканина, шкіра, кисті, литки, стопи.

Сила впливу радіонуклідів, які потрапляють усередину тіла, визначається їх фізико-хімічними властивостями, способами й часом проникнення, швидкістю виведення. При цьому має значення розмір частинок, що містять радіонукліди. Наприклад, більші частинки затримуються у верхніх дихаль­них шляхах і можуть швидко видалитися. Також можуть бути швидко видалені, не потрапивши у кров, частинки, які надійшли з їжею. Ступінь видалення радіонуклідів з організму залежить від загальної швидкості метаболічних процесів (у мо­лодшого організму вони швидші).

Клінічна картина радіаційного ураження

Після опромінення організму людини під час зовнішнього чи внутрішнього впливу радіації може виникнути тяжке захво­рювання — променева хвороба. В її розвитку виділяють ряд синдромів, що свідчать про радіоактивне ураження окремих фізіологічних систем організму людини.

Церебральний синдром виявляється у вигляді підвищеного психічного та рухового збудження, інколи супроводжується непритомністю. Ці симптоми виникають та прогресують внаслідок променевого пошкодження клітин та судин головно­го мозку. Збудження поступово змінюється апатією. З часом людина втрачає здатність координувати рухи, орієнтува­тися у просторі та часі. Далі — судоми, зупинка дихання і смерть.

Шлунково-кишковий синдром виникає внаслідок ураження епітелію, що вистилає внутрішню поверхню кишечника. Клітини кишечника відповідають за всмоктування поживних речовин та рідини. Крім того, вони є бар'єром, який перешкод­жає "проникненню в кров різних мікроорганізмів. їх загибель порушує процеси всмоктування, що призводить до зневоднен­ня організму і його інфікування кишковими бактеріями. Симптоми — біль у шлунку та кишечнику, швидка втрата ма­си тіла, нудота, блювання, пронос, під час якого видаляється багато рідини. Порушується водно-сольовий баланс і настає смерть.

Кістково-мозковий синдром може бути в результаті різкого порушення кровотворення і кровообігу. Кістковий мозок відповідає за відтворення основних структурних компонентів крові — еритроцитів, лейкоцитів, тромбоцитів. Радіоактивне ураження спричинює різке зменшення кількості кров'яних клітин, внаслідок чого розвивається анемія, з'являються кро­вотечі.

Прояв та тяжкість перебігу променевої хвороби залежать від дози опромінення. Так, променева хвороба виникле при одно­разовому опроміненні з експозиційною дозою 100 Р (1 грей). Найстрашніше те, що в момент опромінення людина нічого не відчуває і не знає, що зазнала тяжкої травми. Розрізняють чотири ступені тяжкості перебігу променевої хвороби, які залежать від отриманої дози.

І ступінь — легкий. Виникає під час одноразового опромі­нення дозою в 1—2 грей. ІІ ступінь — середній. Розвивається під дією радіації в 2—4 грей. ІІІ ступінь — тяжкий. Спричи­нюється дією дози в 4—6 грей. Нарешті, IV ступінь — вкрай тяжкий. Спричинюється одноразовим опроміненням понад 6 грей. У перебігу променевої хвороби кожного ступеня можна виділити чотири періоди.

Період первинної променевої реакції. Виникає відразу після опромінення або впродовж 1 —10 год і триває від кіль­кох годин до кількох діб. Характеризується збудливістю, роздратованістю хворого. Потім настає загальна слабкість, нудота, блювання, головний біль, підвищення температури тіла. Після цього спостерігається пригнічення психічної діяль­ності.

Прихований період починається з моменту зникнення симп­томів первинної реакції. Самопочуття хворого поліпшується, але він може скаржитися на загальну слабкість та зниження апетиту, неспокійний сон. Період прихованої дії триває кілька днів або тижнів. Чим коротший прихований період, тим важчі наслідки. В особливо важких випадках цей період відсутній.

Період загострення променевої хвороби характеризується проявом усіх ознак ураження: знову з'являються головний біль, безсоння, нудота, блювання, зростає загальна слабкість, виникають шлунково-кишкові розлади з сильним болем у животі, проноси, інколи з кров'ю. Температура тіла підви­щується до 40 °С і довго тримається. На шкірі з'являються кро­вовиливи та виразки. Спостерігаються кровотечі з внутрішніх органів, а через 2—3 тижні — випадання волосся. У цей період часто виникають такі інфекційні ускладнення, як ангіна, запа­лення легенів, сепсис. При легкому та вкрай тяжкому ступе­нях ураження цей період триває недовго: у першому випадку швидко переходить у четвертий період, у другому — настає смерть.

Період одужання. Першою його ознакою є зменшення кровотеч і підвищення апетиту. Нормалізується температура, поліпшується загальний стан, збільшується маса тіла.

Під час опромінень невеликими дозами зовнішньої радіації чи вживання з їжею великої кількості радіонуклідів може виникнути так звана хронічна променева хвороба. її перебіг залежить від сумарної дози опромінення та локалізації ра­діонуклідів у організмі. Першими симптомами є підвищена втомлюваність, роздратованість, зниження працездатності, погіршання пам'яті та порушення сну. Потім з'являють­ся шлунково-кишкові розлади, кровотечі з ясен і носа, біль у кістках.

Смерть настає у випадку продовження споживання забруд­неної радіонуклідами їжі чи перебування протягом тривалого часу на забрудненій місцевості. Зміна харчування і евакуація, як правило, сприяють одужанню.

Допомога населенню в разі радіоактивного забруднення місцевості

Характер захисних заходів залежить від часу, що минув з моменту виникнення небезпеки радіоактивного зараження. Основні методи захисту населення від зовнішнього опромі­нення та надходження радіонуклідів у організм з повітрям, водою та їжею зводяться до обмеження перебування людей на забрудненій місцевості. їх можна розмістити у тимчасових укриттях, герметизованих приміщеннях, евакуювати. Звичай­но, потрібно виключити вживання продуктів і води, забрудне­них радіонуклідами. В ранній період (до однієї доби) необхідно приймати препарати, що містять Іод (наприклад, йодид калію), оскільки щитовидна залоза дуже швидко накопичує радіоак­тивний Іод-132 з періодом напіврозпаду 2 доби. Після цього терміну вживання препаратів Іоду недоцільне, у деяких випад­ках навіть шкідливе. Слід зазначити, що вживання спиртових розчинів йоду не допоможе, а тільки спричинить зайве подраз­нення слизових оболонок шлунка, тому що всі елементи потрапляють в організм лише у вигляді йонів.

Враховуючи можливість потрапляння радіоактивних речо­вин з повітрям у легені, для їх захисту слід використовувати респіратори. Дуже небезпечно палити у забрудненому повітрі, оскільки паління сприяє надходженню радіонуклідів у ор­ганізм. Крім того, тютюн містить речовини, що посилюють дію радіації (радіосенсибілізатори).

На першому етапі після евакуації тіло людини необхідно промити струменем води протягом 15 хв з використанням мийних засобів. Рот, очі і ніс треба прополоскати 1 % -вим роз­чином соди. Всі губки і тампони, які застосовувалися для миття, слід зібрати, помістити у герметичні банки та направити на радіологічне дослідження. їх не можна закопувати і категорич­но забороняється спалювати. Обов'язковим є багаторазове про­мивання шлунка і кишечника волою.

Стронцій-90 набагато швидше вида­ляється з організму за умови частого вживання молока і про­дуктів, що містять Кальцій.

Рекомендується вживати речовини, що послаблюють чи перешкоджають впливу радіації на організм (радіопро-тектори). В основі дії радіопротекторів лежать різні механізми, наприклад, перехоплення вільних радикалів після проходжен­ня елементарної частинки, подовження періоду поділу кпітин тощо. До таких речовин належать цистеїн, що міститься у жовтку яєць, каротин А, токоферол Е, який накопичується багатьма овочами. Дуже добре зв'язує Цезій-137 у шлунку протектор-адсорбент берлінська лазур.

Радіоактивне опромінення має ще один бік своєї підступної дії — так звані віддалені ефекти. До них належать:

• напрацювання та накопичення в організмі антитіл, що згодом починають «боротися» з білками організму;

• канцерогенез — втрата контролю за ростом та поділом клітин, що призводить до виникнення та розвитку ракових пухлин.

Атомні та термоядерні боєголовки ракет і снарядів діють з величезною руйнівною силою. Вибух проявляється сліпучим спалахом — вогненною кулею, яка перетворюється на грибо­подібну хмару, гуркотом. У місці вибуху руйнування всіх споруд досягає майже 100 % . Ця територія називається епіцен­тром вибуху. Навколишня місцевість, яка також зазнала руйнування, пожеж, радіоактивного забруднення, називається осередком ядерного ураження.

Основними урахувальними факторами, що діють під час ви­буху, є світлове випромінювання, ударна хвиля, електро­магнітний імпульс, проникна радіація та слід радіоактивної хмари.

Світлове випромінювання — це сильний потік світла, який має дуже широкий спектр променів і здатний у разі безпосе­редньої дії спричинити опіки різного ступеня, тяжкі ураження очей з тимчасовою чи повною сліпотою. Якщо під час спалаху очі прикриті, вірогідність їх ураження незначна. Опіки можуть виникати внаслідок займання одягу чи пожеж.

Електромагнітний імпульс безпосередньої небезпеки для здоров'я людини не становить. Можливий лише у деяких випадках тимчасовий розлад нервової і серцево-судинної систем у людей, які мають схильність до відповідних хвороб. Ураження можливе внаслідок виведення з ладу електричного обладнання і виникнення у зв'язку з цим пожеж або уражень електричним струмом, високовольтною дугою.

Ударна хвиля характеризується величиною надлишкового тиску від 20 до 100 кПа. Люди можуть дістати переломи кісток, вивихи, розриви тканин чи органів, кровотечі, струси мозку або ураження вторинного походження уламками різних споруд, осколками скла, іншими предметами, що рухаються з великою швидкістю. Тяжкість уражень зумовлюється відда­леністю від епіцентру вибуху.

Проникна радіація зумовлена дією потоку нейтронів та γ -випромінювання, що діють у перші 10—15 с після ви­буху. Відбувається йонізація живої тканини, що призводить до порушення функцій організму та розвитку променевої хвороби.

Слід радіоактивної хмари — радіоактивне зараження місцевості продуктами ядерного вибуху. Небезпека полягає у зовнішньому опроміненні у-променями, що йдуть від усіх забруднених предметів, а також внутрішньому опроміненні γ -променями у разі потрапляння забруднених частинок усе­редину організму з повітрям, водою, їжею. Це так само може призвести до розвитку гострої променевої хвороби.

Подаючи першу медичну допомогу в осередках ядерного ураження, слід вживати заходи, які забезпечать врятування життя людей. Потрібно зменшити дію зовнішнього γ-випромінювання, для чого всіх направляють у захисні споруди. Потім здійснюють часткову санітарну обробку та дезактивацію одягу-1 взуття. Ця обробка передбачає обмивання чистою водою або обтирання вологими тампонами і губками відкритих час­тин тіла. Потерпілим промивають очі і дають прополоскати рот. Одяг дезактивують з урахуванням напрямку вітру, при цьому дихальні шляхи людей повинні бути захищені респіра­тором, ватно-марлевою пов'язкою чи рушником.

Під час уражень ударною хвилею і світловим випромінюван­ням, коли виникають різноманітні ушкодження — кровотечі, вивихи, переломи, опіки тощо,— постраждалим подається допомога відповідно до характеру уражень.

Для попередження розвитку променевої хвороби слід засто­сувати радіозахисні препарати.