Вопрос радиационной безопасности в экологическом образовании в средней школе

Мiнiстерство освiти i науки Украiни

Днiпропетровський нацiональний унiверситет

Факультет фiзичний

Кафедра теоретичноi фiзики

ДИПЛОМНА РОБОТА

Питання радiацiйноi безпеки в екологiчнiй освiтi у середнiй школi

Виконавець

студентка групи

ФРЖ-99-1 Цюпак Е.В.

Керiвники

ст.викл. Смойловський О.Н.

доц., к. ф.-м. н. Ярошенко А.П.

Рецензент

проф., д. ф.-м. н. Башев В.Ф.

Консультант

доц. Агапова В.Т.

Допускаiться до захисту:

Зав. кафедри

проф., д. ф.-м. н. Тутiк Р.С.

Днiпропетровськ

2004

План

Вступ.

1. Види, фiзичний змiст i одиницi вимiрювання доз опромiнення.

2. Вплив радiацii на живий органiзм.

3. Природнi й антропогеннi джерела iонiзуючого випромiнювання.

4. Проблеми, пов'язанi з використанням ядерноi енергii.

4.1. Теплове забруднення навколишнього середовища.

4.2. Розробка родовищ урану та його збагачення.

3. Обробка i лiквiдацiя радiоактивних вiдходiв.

5. Основнi заходи захисту населення вiд iонiзуючого випромiнювання

6. Лекцiя на тему: Радiацiя та ii вплив на живий органiзм.

7. Забезпечення рiвня фiзичного захисту пiд час захоронення радiоактивних вiдходiв.

Висновки.

Використана лiтература.

Додаток.

Втуп

Радiацiя та екологiя тАУ дуже актуальне питання в останнi десятилiття постаi в зв’язку з тим, що людство вступило в атомне столiття. Ядерна енергiя в Украiнi використовуiться в усiх галузях народного господарства тАУ промисловостi, медицинi, сiльському господарствi, наукових дослiдженнях, а також у побутi. Разом з цим значно росте кiлькiсть людей, якi безпосередньо професiонально та не професiонально пов’язанi з iонiзуючим випромiнюванням. Крiм того, в теперiшнiй час при великiй кiлькостi технологiчних процесiв отримання та застосування атомноi енергii, виробництва та використання штучних радiоiзотопiв iснуi можливiсть попадання радiоактивних вiдходiв в навколишнi середовище. Тому необхiдно деякi початковi знання про ядерну енергiю надавати ще школярам. Бiльшiсть теперiшнiх учнiв отримають такi знання тiльки в школi.

Зараз основною задачею людства в областi радiацiйного контролю тАУ не допустити помiтного збiльшення радiоактивностi, що створена природою, тобто недопущення збiльшення природного радiацiйного фону. Для рiшення такоi задачi людству необхiдно мати представлення про фiзико-хiмiчну основу такого явища як радiоактивнiсть; знати як взаiмодii iонiзуюче випромiнювання з речовиною та, обов’язково, як впливаi радiацiя на живий органiзм; а також мати деякi знання по дозам та заходам захисту населення вiд дii iонiзуючого випромiнювання. Для нас ця тема особливо актуальна тим, що на Украiнi працюi чотири атомних електростанцii, i родовища урановоi руди в Днiпропетровськiй (м. Жовтi Води) та Кiровоградськiй (м. Олександрiя) областях, а також вже вiдбулася аварiя в 1986 роцi на Чорнобильськiй атомнiй електростанцii.

Дуже великоi шкоди екологii Украiни завдала катастрофа на Чорнобильськiй АЕС 26 квiтня 1986 р. РЗi наслiдки виходять далеко за межi проблем довкiлля i переростають у ряд соцiально-економiчних, медичних, бiологiчних та психологiчних проблем. Екологiчну небезпеку становить також ядерне паливо та радiоактивнi речовини, викинутi пiд час аварii, якi осiли навколо блоку, а потiм були закритi пiском та бетоном. З паливномiсткими матерiалами з часом можуть статися такi змiни: роздрiбнення паливних частинок, утворення на iхнiй поверхнi нових сполук, якi можуть розчинятися у водi, вимивання радiонуклiдiв водою. Усе це може викликати мiграцiю радiонуклiдiв. Безпосередня загроза екологiчнiй безпецi з боку ЧАЕС i приводом для виникнення суперечностей мiж Украiною i сусiднiми державами, якi можуть значною мiрою ускладнити мiждержавнi вiдносини з ними.

Аварiя на ЧАЕС i найбiльшою екологiчною катастрофою, за останнi десятилiття. В результатi понад 41 тис. км² територii було забруднено радiонуклiдами. Близько 46 тис. га орноi землi та 46 тис. га лiсу за рiвнями забруднення, що перевищують 15 кюрi на квадратний кiлометр (Ки/км²), вилучено з виробництва. Зона вiдчуження Чорнобиля становить серйозну загрозу для навколишнього середовища внаслiдок наявностi 800 поховань радiоактивних вiдходiв.

Але зараз бiльше 50 вiдсоткiв всiii електроенергii виробляiться на атомних станцiях. Зараз на Украiнi дii 4 атомних електростанцii: Рiвненська, Хмельницька, Пiвденно-Украiнська та Запорiзька. За кiлькiстю реакторiв та iх потужнiстю Украiна посiдаi восьме мiсце у свiтi.

1. Види, фiзичний змiст i одиницi вимiрювання доз опромiнення.

Атом схожий на сонячну систему в мiнiатюрi: навколо ядра рухаються по орбiтах електрони. Розмiри ядра в сто тисяч разiв менше самого атома.

Деякi нуклiди стабiльнi, тобто пiд час вiдсутностi зовнiшнього впливу нiколи не перетерплюють нiяких перетворень.

Значна кiлькiсть нуклiдiв нестабiльнi, тобто без якого-небудь зовнiшнього впливу вони увесь час перетворюються в iншi нуклiди. 99 % вiд загальноi кiлькостi урану, який мiститься в земнiй корi, займаi уран-238. Нижче наведено схему розпаду урану-238, урану-235 та урану-236.

Мал.1 Схема перетворення урану-238

З мал.1 видно, що весь ланцюжок перетворення урану-238 закiнчуiться стабiльним нуклiдом свинцю. Випущення ядром частки, що складаi з двох протонiв i двох нейтронiв тАУ це альфа-випромiнювання; випущення електрона тАУ це бета-випромiнювання.

Основною характеристикою iонiзуючого випромiнювання i доза випромiнювання.

Доза випромiнювання тАУ це кiлькiсть енергii iонiзуючого випромiнювання, поглиненоi одиницею маси середовища, що опромiнюiться. Розрiзняють експозицiйну, поглинену й еквiвалентну дози випромiнювання. Для визначення поглиненоi енергii будь-якого виду випромiнювання в середовищi прийняте поняття поглиненоi дози випромiнювання.

Поглинена доза випромiнювання визначаiться як енергiя, поглинена одиницею маси речовини, що опромiнюiться. За одиницю поглиненоi дози випромiнювання приймаiться джоуль на кiлограм (Дж/кг).

У системi СРЖ поглинена доза вимiряiться в греях (Гр). 1Гр тАУ це така поглинена доза, при якiй 1 кг речовини, що опромiнюiться, поглинаi 1 Дж енергii, тобто 1 Гр = 1 Дж/кг.

Вiдповiдно до вищевикладеного,

де D_погл - поглинена доза випромiнювання,

ΔE - енергiя, поглинена речовиною, що опромiнюiться, Δm - маса речовини.

Величина поглиненоi дози випромiнювання залежить вiд властивостей випромiнювання i поглинаючого середовища.

Для оцiнки бiологiчного впливу iонiзуючого випромiнювання використовуiться еквiвалентна доза D_екв. Вона дорiвнюi добутку поглиненоi дози D_поглна так названий коефiцiiнт вiдносноi бiологiчноi ефективностi даного виду випромiнювання η.

D_екв = D_поглВ· η

Для рентгенiвського, гама-, бета-випромiнювань η =1; для альфа-випромiнювання η =20; для нейтронiв з енергiiю менше 20 КеВ η =3; для нейтронiв з енергiiю 0,1-10 МеВ η =10.

Одиницею вимiрювання еквiвалентноi дози в системi СРЖ використовуiться зiверт (Зв), несистемною одиницею i бiологiчний еквiвалент рада (бер);

1Зв = 100 бер =1 Гр η В·

Для характеристики джерела випромiнювання по ефекту iонiзацii застосовуiться так названа експозицiйна доза рентгенiвського i гамма-випромiнювань. Експозицiйна доза виражаi енергiю випромiнювання, перетворену в кiнетичну енергiю заряджених часток в одиницi маси атмосферного повiтря. З вище викладеного випливаi :

де D_експ - експозицiйна доза рентгенiвського i гамма-випромiнювань;

ΔQ - заряд, що виникаi в результатi iонiзацii повiтря в елементi об’iму; Δm - маса повiтря, що опромiнюiться, у цьому об’iмi.

За одиницю експозицiйноi дози рентгенiвського i гамма-випромiнювань приймаiться кулон на кiлограм тАУ 1 Кл/кг. Кулон на кiлограм тАУ експозицiйна доза рентгенiвського i гамма-випромiнювань, при якiй сполучена з цим випромiнюванням корпускулярна емiсiя на кiлограм сухого повiтря при нормальних умовах (при t₀ = 0В°C i тиску 760 мм рт. ст.) робить у повiтрi iони, що несуть заряд в один кулон електрики кожного знаку.

Несистемною одиницею експозицiйноi дози рентгенiвського i гамма-випромiнювань i рентген.

Рентген тАУ це доза гамма-випромiнювання, пiд дiiю якоi в 1см³ сухого повiтря при нормальних умовах (t =В°C i тиску 760 мм рт. ст.) створюються iони, що в одиницi об’iму несуть одну електростатичну одиницю електрики одного знака. Дозi в 1Р вiдповiдаi утворенню 2,08В·10⁹ пар iонiв у 1см³ повiтря.

Одиниця рентген може бути використана до значення енергii 3 Мев рентгенiвського i гамма-випромiнювань. Випромiнювання може вимiрятися в рентгенах - Р, мiлiрентгенах - мР чи мiкрорентгенах - мкР (1 Р = 10³ мР = 10⁶ мкР).

Отже, для одержання експозицiйноi дози в один рентген потрiбно, щоб енергiя, витрачена на iонiзацiю в одному кубiчному сантиметрi повiтря (чи грамi), вiдповiдно дорiвнювала

1 Р = 2,58В·10^{- 4} Кл/кг або 1 P = 3,86В·10^-3 Дж/кг

Джерела iонiзуючих випромiнювань характеризуються активнiстю, що визначаiться кiлькiстю ядерних розпадiв dN за промiжок часу dt:

У системi СРЖ одиницею вимiрювання активностi i беккерель (Бк).

1 Бк тАУ це один розпад за секунду. Несистемною одиницею i кюрi (Ки).

1 Ки = 3,7В·10¹⁰ Бк.

Поглинена доза випромiнювання й експозицiйна доза рентгенiвського i гамма-випромiнювань, подiленi на одиницi часу, називаються вiдповiдно потужнiстю поглиненоi дози випромiнювання i потужнiстю експозицiйноi дози рентгенiвського i гамма-випромiнювань (Р_погл i Р_експ).

За одиницю потужностi поглиненоi дози випромiнювання i потужностi експозицiйноi дози прийнятий вiдповiдно ват на кiлограм (Вт/кг) i ампер на кiлограм (А/кг).

Несистемними одиницями потужностi поглиненоi дози випромiнювання i потужностi експозицiйноi дози рентгенiвського i гамма-випромiнювань вiдповiдно i рад в секунду i рентген в секунду (рад/сек и р/сек):

Ступiнь забруднення навколишнього середовища радiоактивними речовинами характеризуiться густиною забруднення, що вимiряiться кiлькiстю радiоактивних розпадiв атомiв в одиницю часу на одиницю поверхнi, або в одиницi маси, або в об’iмi (Ки/кг, Бк/кг, Ки/л, Бк/л, Ки/км², Бк/км²).

Спiввiдношення мiж одиницями СРЖ i несистемними одиницями активностi i характеристик поля випромiнювання:

Таблиця 1

2. Вплив радiацii на живий органiзм.

У результатi впливу iонiзуючого випромiнювання на органiзм людини в тканинах можуть вiдбуватися складнi фiзичнi, хiмiчнi i бiологiчнi процеси.

Дiю iонiзуючого випромiнювання на бiологiчнi об'iкти можна роздiлити на кiлька етапiв, що вiдбуваються на рiзних рiвнях. Початковий розвиваiться на атомарному рiвнi - iонiзацiя i збудження. Час протiкання цього процесу складаi 10^-16-10^-14 с. Надалi в результатi прямоi чи непрямоi дii спостерiгаються змiни в молекулярнiй структурi бiологiчного об'iкта, що опромiнюiться. Тривалiсть цього процесу складаi 10^-10-10^-6 с. На цьому закiнчуiться фiзико-хiмiчний етап радiацiйного впливу на живий органiзм i починаiться бiологiчний.

Первинним фiзичним актом взаiмодii iонiзуючого випромiнювання з бiологiчним об'iктом i iонiзацiя. Саме через iонiзацiю вiдбуваiться передача енергii об'iкту.

Вiдомо, що двi третини загального складу тканини людини складають вода i вуглець. У результатi iонiзацii молекули води утворюють вiльнi радикали Н⁺ i ОН^тАУ за наступною схемою:

H₂O⁺ → H⁺ + OH^тАУ

У присутностi кисню утвориться також вiльний радикал гiдроперекису (H₂O^тАУ) i перекис водню (H₂O₂), що i сильними окислювачами.

Вiльнi радикали й окислювачi, що утворюються в процесi радiолiзу води, володiють високою хiмiчною активнiстю i вступають у хiмiчнi реакцii з молекулами бiлкiв, ферментiв i iнших структурних елементiв бiологiчноi тканини, що приводить до змiни бiологiчних процесiв в органiзмi. У результатi порушуються обмiннi процеси, придушуiться активнiсть ферментних систем, сповiльнюiться i припиняiться рiст тканин, виникають новi хiмiчнi сполуки, не властивi органiзму тАУ токсини. Це приводить до порушень життiдiяльностi окремих функцiй чи систем органiзму в цiлому. У залежностi вiд величини поглиненоi дози й iндивiдуальних особливостей органiзму, викликанi змiни можуть бути оборотними чи необоротними.

Деякi радiоактивнi речовини накопичуються в окремих внутрiшнiх органах. Наприклад, джерела альфа-випромiнювання (радiй, уран, плутонiй), бета-випромiнювання (стронцiй i iтрiй) i гамма-випромiнювання (цирконiй) вiдкладаються в кiсткових тканинах. Усi цi речовини важко виводяться з органiзму.

При вивченнi дii випромiнювання на органiзм були визначенi наступнi особливостi:

• висока ефективнiсть поглиненоi енергii. Малi кiлькостi поглиненоi енергii випромiнювання можуть викликати глибокi бiологiчнi змiни в органiзмi;

• наявнiсть схованого прояву дii iонiзуючого випромiнювання. Цей перiод часто називають перiодом уявного благополуччя. Тривалiсть його скорочуiться при опромiненнi великими дозами;

• дiя вiд малих доз може сумуватись чи накопичуватися. Цей ефект називаiться кумуляцiiю;

• випромiнювання впливаi не тiльки на даний живий органiзм, але i на його потомство. Це так називаний генетичний ефект;

• рiзнi органи живого органiзму мають свою чутливiсть до опромiнення;

• не кожен органiзм у цiлому однаково реагуi на опромiнення;

• опромiнення залежить вiд частоти. Одноразове опромiнення у великiй дозi викликаi бiльш глибокi наслiдки, нiж порцiоннi.

дiя iонiзуючого випромiнювання на органiзм не вiдчутно людиною. Тому це небезпечно. Дозиметричнi прилади i як би додатковим органом почуттiв, призначеним для сприйняття iонiзуючого випромiнювання.

У результатi впливу iонiзуючого випромiнювання порушуiться нормальний плин бiохiмiчних процесiв i обмiн в органiзмi.

Рiзнi ферментнi системи реагують на опромiнення неоднозначно. Активнiсть одних ферментiв пiсля опромiнення зростаi, iнших - знижуiться, третiх - залишаiться незмiнною.

Поглинена доза випромiнювання, що викликаi поразку окремих частин тiла, а потiм смерть, перевищуi смертельну поглинену дозу опромiнення всього тiла. Смертельнi поглиненi дози для всього тiла наступнi: голова - 2000 рад, нижня частина живота - 5000 рад, грудна клiтка - 10 000 рад.

Ступiнь чутливостi рiзних тканин до опромiнення неоднакова. Якщо розглядати тканини органiв у порядку зменшення iхньоi чутливостi до дii опромiнювання, то одержимо наступну послiдовнiсть: лiмфатична тканина, лiмфатичнi вузли, селезiнка, кiстковий мозок, зародковi клiтки. Велика чутливiсть кровотворних органiв до радiацii лежить в основi визначення характеру променевоi хвороби. При однократному опромiненнi всього тiла людини поглиненою дозою 50 рад через день пiсля опромiнення може рiзко скоротитися число лiмфоцитiв, зменшиться також i кiлькiсть еритроцитiв (червоних кров'яних тiлець) через два тижнi пiсля опромiнення.

Важливим фактором при впливi iонiзуючого випромiнювання на органiзм i час опромiнення. Зi збiльшенням потужностi дози вражаюча дiя випромiнювання зростаi. Чим бiльш дробове випромiнювання за часом, тим менше його вражаюча дiя.

Бiологiчна ефективнiсть кожного виду iонiзуючого випромiнювання знаходиться в залежностi вiд питомоi iонiзацii. Так, наприклад, альфа-частинки з енергiiю 3 мев утворять 40 000 пар iонiв на одному мiлiметрi шляху, бета-частинки з такою же енергiiю тАУ до чотирьох пар iонiв. Зовнiшнi опромiнення альфа- i бета-випромiнюваннями менш небезпечно, тому що альфа- i бета-частинки мають невелику величину пробiгу в тканинi i не досягають кровотворних i iнших органiв.

Ступiнь поразки органiзму залежить вiд розмiру поверхнi, що опромiнюiться. Зi зменшенням поверхнi, що опромiнюiться, зменшуiться i бiологiчний ефект. РЖндивiдуальнi особливостi органiзму людини виявляються лише при невеликих поглинених дозах.

Чим молодше людина, тим вище його чутливiсть до опромiнення, особливо висока вона в дiтей. Доросла людина у вiцi 25 рокiв i бiльше найбiльш стiйка до опромiнення.

РД ряд професiй, де iснуi велика iмовiрнiсть опромiнення. При деяких надзвичайних обставинах (наприклад, вибух на АЕС) опромiненню може пiддатися населення, що живе на визначених територiях. Деякi вiдомi речовини, здатнi цiлком захистити, частково захищають органiзм вiд випромiнювання. До них вiдносяться, наприклад, азид i цiанiд натрiю, речовини утримуючi сульфогiдриднi групи i т.д. Вони входять до складу радiопротекторiв.

Радiопротектори частково запобiгають виникнення хiмiчно активних радикалiв, що утворюються пiд впливом випромiнювання. Механiзми дii радiопротекторiв рiзнi. Однi з них вступають у хiмiчну реакцiю з радiоактивними iзотопами, що попадають в органiзм, i нейтралiзують iх, утворюючи нейтральнi речовини, якi легко виводяться з органiзму. РЖншi мають вiдмiнний механiзм. Однi радiопротектори дiють протягом короткого промiжку часу, час дii iнших бiльш тривалий. РЖснуi кiлька рiзновидiв радiопротекторiв: таблетки, порошки i розчини.

При попаданнi радiоактивних речовин всередину органiзму, вражаючу дiю роблять в основному альфа-джерела, а потiм бета- i гама-джерела, тобто в зворотнiй зовнiшньому опромiненню послiдовностi. Слiд альфа-частинки, що маi густину iонiзацii, руйнуi слизову оболонку, що i слабким захистом внутрiшнiх органiв у порiвняннi з зовнiшнiм покривом.

Таблиця 2

Властивостi радiоактивного природного випромiнювання

Попадання твердих часток у дихальнi органи залежить вiд ступеня дискретностi часток. Частки розмiром менше 0,1 мкм при входi разом з повiтрям попадають у легенi, а при видиху видаляються. У легенях залишаiться тiльки невелика частина. Великi частки розмiром бiльше 5 мкм майже усi затримуються носовою порожниною.

Ступiнь небезпеки залежить також вiд швидкостi виведення речовини з органiзму. Якщо радiонуклiди, що потрапили усередину органiзму однотипнi з елементами, що споживаються людиною, то вони не затримуються на тривалий час в органiзмi, а видiляються разом з ними (натрiй, хлор, калiй i iншi).

РЖнертнi радiоактивнi гази (аргон, ксенон, криптон i iншi) не i вхiдними до складу тканини. Тому вони згодом цiлком видаляються з органiзму.

З органiзму швидко виводяться радiоактивнi речовини, що концентруються в м'яких тканинах i внутрiшнiх органах (цезiй, молiбден, рутенiй, йод, телур). Повiльно виводяться тАУ добре фiксованi в кiстах (стронцiй, плутонiй, барiй, iтрiй, цирконiй, нiобiй, лантаноiди). Цi елементи, хiмiчно зв'язанi з кiстковою тканиною, дуже важко виводяться з органiзму. З великого числа радiонуклiдiв найбiльшу значимiсть як джерело опромiнення населення представляють стронцiй-90 i цезiй-137.

Стронцiй - 90. Перiод напiврозпаду цього радiоактивного елемента складаi 29 рокiв. При попаданнi стронцiю всередину його концентрацiя в кровi вже через 15 хв. досягаi значноi величини, а в цiлому цей процес завершуiться через 5 годин. Стронцiй вибiрково накопичуiться в основному в кiстах i опромiненню пiддаються кiсткова тканина, кiстковий мозок, кровотворна система. Унаслiдок цього розвиваiться анемiя, називана в народi "малокрiв'ям". Дослiдження показали, що радiоактивний стронцiй може знаходитися й у кiстах немовлят. Через плаценту вiн проходить у перiод всього перiоду вагiтностi, причому в останнiй мiсяць перед народженням у кiстяку його накопичуiться стiльки ж, скiльки акумулювалося за всi попереднi вiсiм мiсяцiв. Бiологiчний перiод напiввиведення стронцiю з кiстяка складаi понад 30 рокiв. Прискорення виведення з органiзму стронцiю i важкою задачею. Принаймнi дотепер не знайдено високоефективних засобiв для швидкого виведення цього радiоактивного елемента з органiзму.

Цезiй - 137. Пiсля стронцiю-90 цезiй-137 i самим небезпечним радiонуклiдом для людини. Вiн добре накопичуiться рослинами, попадаi в харчовi продукти i швидко всмоктуiться в шлунково-кишковому трактi. Цезiй-137 - довгоживучий радiонуклiд, перiод його напiврозпаду складаi 30 рокiв. До 80% цезiю вiдкладаiться в м'язовiй тканинi. Бiологiчнi процеси ефективно впливають на цезiй, тому на вiдмiну вiд стронцiю, бiологiчний перiод напiввиведення цезiю в дорослих людей коливаiться вiд 50 до 200 доби, у дiтей у вiцi 6 - 16 рокiв вiд 46 до 57 доби, у немовлят - 10 доби. Причому близько 10% нуклiда швидко виводяться з органiзму, iнша частина - бiльш повiльними темпами. Але в будь-якому випадку щорiчний його змiст в органiзмi практично визначаiться надходженням нуклiда з рацiоном у даному роцi.

Найважливiшi бiологiчнi реакцii органiзму людини на вплив iонiзуючого випромiнювання умовно роздiленi на двi групи. До першоi вiдносяться гострi поразки, до другоi - вiддаленi наслiдки, що у свою чергу роздiляються на соматичнi (вплив на тiло i кiсти) i генетичнi ефекти.

Променева хвороба.У випадку однократного опромiнення людини значною дозою радiацii на короткий термiн ефект вiд опромiнення спостерiгаiться вже в першу добу, а ступiнь хвороби залежить вiд величини поглиненоi дози.

При опромiненнi всього органiзму людини дозою менше як 1 Зв, як правило, вiдзначаються лише легкi реакцii органiзму, що виявляються в зрушеннях у формулi кровi, змiнi деяких вегетативних функцiй.

При дозах опромiнення бiльш 1 Зв розвиваiться гостра променева хвороба, тяжкiсть проходження якоi залежить вiд дози опромiнення. Перший ступiнь променевоi хвороби (легка) виникаi при дозах 1-2 Зв, друга (середньоi ваги) тАУ при дозах 2-3 Зв, третя (важка) тАУ при дозах 3-5 Зв i четверта (украй важка) тАУ при дозах бiльше 5 Зв.

Дози однократного опромiнення 5-6 Зв при вiдсутностi медичноi допомоги вважаються в 100 % випадкiв смертельними.

РЖнша форма гостроi променевоi хвороби виявляiться у видi променевих опiкiв при опромiненнi деякоi невеликоi дiлянки тiла. У залежностi вiд поглиненоi дози iонiзуючоi радiацii мають мiсце реакцii 1-й ступеня (при дозi до 5 Зв), 2-й (до 8 Зв), 3-й (до 12 Зв) i 4-й ступiнь (при дозi вище 12 Зв), що виявляються в рiзних формах: вiд випадання волосся, лущення i легкоi пiгментацii шкiри (при 1-оi ступенi опiку) до язвено-некротичних хвороб i утворення довгострокових незагойних трофiчних виразок (при IV ступенi променевоi хвороби). При тривалому повторюваному зовнiшнiм чи внутрiшнiм опромiненнi людини в малих, але перевищуючих допустимi величини, дозах можливий розвиток хронiчноi променевоi хвороби.

Вiддаленi наслiдки.До вiддалених наслiдкiв соматичного характеру вiдносяться рiзноманiтнi бiологiчнi ефекти, серед яких найбiльш iстотними i лейкемiя, злоякiснi утворення, катаракта кристалика ока i скорочення тривалостi життя.

Лейкемiя тАУ вiдносно рiдке захворювання. Частота випадкiв виникнення лейкемii серед людей, якi пiддавалися впливу iонiзуючоi радiацii, за даними ряду авторiв, перевершуi рiвнi, характернi для населення в цiлому.

Бiльшiсть радiобiологiв вважають, що iмовiрнiсть виникнення лейкемii складаi 1-2 випадкiв на рiк на 1 млн. населення при опромiненнi всiii популяцii дозою 0,01 Зв.

Злоякiснi утворення. Першi випадки розвитку злоякiсних утворень вiд впливу iонiзуючоi радiацii описанi ще на початку XX сторiччя. Це були випадки раку шкiри кистей рук у працiвникiв рентгенiвських кабiнетiв. Надалi була виявлена можливiсть виникнення остеосарком при змiстi ²²⁶ Ра в органiзмi в кiлькостях, що перевищують 0,5 мкКи. Свiдчення про можливiсть розвитку злоякiсних утворень у людини поки ще носять описовий характер, незважаючи на те, що в рядi експериментальних дослiджень на тваринах були отриманi деякi кiлькiснi характеристики. Тому точно вказати мiнiмальнi дози не можливо.

Розвиток катаракти спостерiгалося в людей, якi пережили атомнi бомбардування в Хiросiмi i Нагасакi, у фiзикiв, що працювали на циклотронах, у хворих, очi яких пiддавалися опромiненню з лiкувальною метою. Однократна катарактогенна доза iонiзуючоi радiацii, на думку бiльшостi дослiдникiв, складаi близько 2 Зв. Перiод до появи перших ознак хвороби звичайно складаi вiд 2 до 7 рокiв.

Скорочення тривалостi життя в результатi впливу iонiзуючоi радiацii на органiзм виявлено в експериментах на тваринах (припускають, що це явище обумовлене прискоренням процесiв старiння i збiльшенням сприйнятливостi до iнфекцiй). Тривалiсть життя тварин, опромiнених дозами, близькими до летальних, скорочуiться на 25-50% у порiвняннi з контрольною групою. При менших дозах термiн життя тварин зменшуiться на 2-4% на кожен 1 Гр.

Достовiрних даних про скорочення термiнiв життя людини при тривалому хронiчному опромiненнi малими дозами дотепер не отримано. На думку бiльшостi радiобiологiв, скорочення тривалостi життя людини при опромiненнi знаходиться в межах 1-15 днiв на 0,01 Зв.

Дози i можливi наслiдки опромiнення:

• 4,5 3в - важкий ступiнь променевоi хвороби (помираi 50% опромiнених).

• 1 3в - нижнiй рiвень розвитку легкого ступеня променевоi хвороби.

• 0,75 Зв - незначна короткочасна змiна складу кровi.

• 0,30 Зв - опромiнення пiд час рентгенографii шлунка (мiсцеве)

• 0,10 Зв - припустиме разове опромiнення населення.

• 0,03 Зв - опромiнення при рентгенографii зубiв.

• 0,005 Зв - припустиме опромiнення населення при нормальних умовах за рiк.

• 0,001 Зв - фонове опромiнення за рiк.

• 0,0001 Зв - перегляд одного футбольного матчу.

При впливi iонiзуючого опромiнення летальна доза для ссавцiв складаi 10 Зв , а енергiя, що поглинаiться при цьому тканинами й органами тварин, могла б пiдвищити iхню температуру усього на тисячнi частки градуса. Ясно, що саме по собi таке пiдвищення температури не могло б викликати настiльки вираженого ефекту поразки; в той же час безпосередньо прямi порушення в хiмiчних зв'язках молекул у клiтинах i тканинах, що виникають слiдом за опромiненням, незначнi.

Надалi вiдбуваються реакцii хiмiчно активних речовин з рiзними бiологiчними структурами, при яких вiдзначаiться як змiна, так i утворення нових, не властивих, для органiзму з'iднань, що опромiнюiться.

Наступнi етапи розвитку променевоi поразки виявляються в порушеннi обмiну речовин у бiологiчних системах зi змiною вiдповiдних функцiй. У вищих органiзмiв це протiкаi на фонi нейрогуморальноi реакцii на розвиток порушення.

Явища, що вiдбуваються на початкових, фiзико-хiмiчних етапах променевого впливу, прийнято називати первинними, оскiльки саме вони визначають весь подальший хiд розвитку променевих поразок.

Таблиця 3

Деякi дози випромiнювання

3. Природнi й антропогеннi джерела iонiзуючого випромiнювання.

Основну частину опромiнення населення земноi кулi одержуi вiд природних джерел радiацii. Таке твердження випливаi з того, що всi джерела радiацii можна роздiлити на групи:

• природнi джерела, що дають середнi рiчнi ефективнi дози опромiнення 2 мЗв;

• джерела, що використовуються в медицинi, середньостатистичнi дози опромiнення вiд яких у рiк складають 0,4 мЗв;

• радiоактивнi опади, у середньому опромiнення, що дають у рiк дозу, рiвну 0,02 мЗв;

• атомна енергетика, доза опромiнення вiд якоi складаi в рiк 0,001 мЗв.

Бiльшiсть з них такi, що уникнути опромiнення вiд них зовсiм неможливо, тому що ними i природнi джерела радiацii. Ними i:

• джерела земного походження, внутрiшнi опромiнення вiд яких складаi 1,325 мЗв;

• джерела земного походження, зовнiшнi опромiнення вiд яких складаi 0,35 мЗв;

• космiчне зовнiшнi опромiнення, що складаi 0,3 мЗв;

• космiчне внутрiшнi опромiнення, що значно менше й у середньому складаi 0,015 мЗв.

Людина пiддаiться опромiненню двома способами. Радiоактивнi речовини можуть знаходитися поза органiзмом i опромiнювати його зовнi. У цьому випадку говорять про зовнiшнi опромiнення. Але радiоактивнi речовини можуть виявитися й у iжi, i у водi, i в повiтрi i потрапити всередину органiзму разом з iжею, чи водою через органи дихання. Такий спосiб опромiнення називаiться внутрiшнiм.

Зовнiшнi опромiнення

Протягом всiii iсторii iснування Землi рiзнi види випромiнювання надходять вiд радiоактивних речовин, що знаходяться в земнiй корi, а також падають на поверхню Землi з космосу.

Космiчнi променi дають радiацiйний фон ледве менше половини зовнiшнього опромiнення, одержуваного населенням вiд природних джерел. Космiчнi променi складаються в основному з заряджених часток.

Велика частина космiчних променiв приходить до нас з космосу, але деяка iхня частина народжуiться на Сонцi пiд час сонячних спалахiв. Космiчнi променi можуть досягати поверхнi Землi чи взаiмодiяти з ii атмосферою, породжуючи вторинне випромiнювання i приводячи до утворення рiзних радiонуклiдiв. Пiвнiчний i Пiвденний полюси одержують радiацii бiльше, нiж екваторiальнi областi, через наявнiсть у Землi магнiтного полюса, що вiдхиляi зарядженi частки. Рiвень опромiнення росте з висотою, оскiльки при цьому над нами залишаiться усе менше повiтря, що граi роль захисного екрана.

Земна радiацiя обумовлена тим, що основнi радiоактивнi iзотопи, що зустрiчаються в гiрських породах Землi тАУ це калiй-40, рубiдiй-87 i члени iнших радiоактивних сiмейств, включенi до складу Землi iз самого ii народження. Вони беруть початок вiдповiдно вiд урану-238 i торiю-232 , що i довгоживучими iзотопами. Рiвнi земноi радiацii також неоднаковi для рiзних мiсць i залежать вiд концентрацii радiонуклiдiв у тiй чи iншiй дiлянцi земноi кори. Приблизно 95% населення живе в мiсцях, де потужнiсть дози в середньому складаi вiд 0,3 до 0,6 мЗв в рiк, близько 3% одержуi в середньому один мЗв у рiк, а близько 1,5% тАУ бiльш 1,4 мЗв у рiк. РД мiсця, де рiвнi земноi радiацii значно вищi. По пiдрахунках Наукового комiтету з дii атомноi радiацii, створеного в рамках ООН у 1955 р, середня ефективна еквiвалентна доза зовнiшнього опромiнення, що людина одержуi вiд земних джерел природноi радiацii, складаi приблизно 350 мЗв. Це чуть бiльше середньоi iндивiдуальноi дози опромiнення через радiацiйний фон, створюваний космiчними променями на рiвнi моря.

Внутрiшнi опромiнення

У середньому двi третини ефективноi еквiвалентноi дози опромiнення, що людина одержуi вiд природних джерел радiацii, випромiнювання яке надходить вiд радiоактивних речовин, якi потрапили в органiзм iз iжею, водою i повiтрям.

Невелика частина цiii дози приходиться на радiоактивнi iзотопи типу вуглецю-14 i тритiю, що утворюються пiд впливом космiчноi радiацii. Все iнше надходить вiд джерел земного походження. У середньому людина одержуi близько 180 мЗв у рiк за рахунок калiю-40, що засвоюiться органiзмом разом з нерадiоактивними iзотопами калiю, необхiдними для життiдiяльностi органiзму. Однак значно бiльшу дозу внутрiшнього опромiнення людина одержуi вiд нуклiдiв радiоактивного ряду урану-238 i в меншому ступенi вiд радiоактивного ряду торiю-232 .

Деякi з них, наприклад нуклiди свинцю-210 i полонiю-210 , надходять в органiзм з iжею. Вони концентруються в рибi й у молюсках, тому люди, що споживають багато риби й iнших дарункiв моря, можуть одержати вiдносно високi дози опромiнення.

Природнi джерела радiацii

Найбiльш вагомим iз усiх природних джерел радiацii i важкий газ (у 7,5 разiв важче повiтря) - радон. У природi радон зустрiчаiться в двох формах: у видi радону-222 , члена радiоактивного ряду, утвореного продуктами розпаду урану-238 , i у видi радону - 220 , члена радiоактивного ряду торiя-232. Основну частину дози опромiнення вiд радону людина одержуi, знаходячись у закритому, не провiтрюваному примiщеннi. Концентрацiя радону в закритих примiщеннях у середньому у вiсiм разiв вище, нiж у зовнiшнiм атмосфернiм повiтрi.

Радон концентруiться в повiтрi усерединi примiщень лише тодi, коли вони в достатнiй мiрi iзольованi вiд зовнiшнього середовища. Надходячи усередину примiщення тим чи iншим шляхом (просочуючись через фундамент i пiдлогу, чи ТСрунт, вивiльняючись з матерiалiв, використовуваних у конструкцii будинку), радон накопичуiться в ньому. У результатi в примiщеннi можуть виникати досить високi рiвнi радiацii. РЖнодi концентрацiя радону в закритому примiщеннi в 5000 разiв вище концентрацii радону в зовнiшнiм повiтрi (виявлене у Швецii й у Фiнляндii в будiвлях 70-х рокiв). Найпоширенiшi будiвельнi матерiали, такi як дерево, цегла i бетон, видiляють дещо небагато радону. Набагато бiльшою питомою радiоактивнiстю володiють гранiт i пемза.

У таблицi 4 приведенi питомi радiоактивностi деяких будiвельних матерiалiв.

Таблиця 4