Влияние радиации на здоровье человека

Один из основных вопросов — как может повлиять облучение на здоровье человека.

Биологическое действие излучения было обнаружено практически сразу же после его открытия. Сначала исследователи, работающие с радиацией, обратили внимание на изменения кожи после контакта с источниками — покраснения и даже язвы, а позже обнаружилось, что могут развиваться и заболевания других тканей и органов. Этот опыт, оплаченный ценой здоровья, а иногда — и жизни первых исследователей, привел к развитию системы защиты от вредных последствий облучения.

Облучение стали применять и с лечебной целью — для диагностики и лечения многих тяжелых заболеваний.

Существует несколько классификаций последствий облучения. Прежде всего, их можно разделить на те, которые касаются непосредственно облученного человека (их называют соматическими), и на те, которые проявляются в последующих поколениях, названные генетическими.

Изменения в состоянии здоровья могут наблюдаться непосредственно после облучения, а могут проявиться и спустя годы. В последнем случае говорят об отдаленных последствиях облучения.

Согласно еще одной классификации, одни радиационные эффекты проявляются всегда (так называемые детерминированные, т.е. предопределенные), в то время как другие последствия могут развиваться лишь с некоторой вероятностью (стохастические, или вероятностные).

Степень выраженности детерминированных эффектов тем выше, чем больше доза облучения, а проявляются они только в тех случаях, если доза облучения превысит определенное пороговое значение. Одним из примеров детерминированных эффектов служит лучевая болезнь.

К стохастическим эффектам относятся генетические последствия облучения и радиационный рак. В отличие от детерминированных последствий, стохастические эффекты теоретически могут возникнуть при любой дозе облучения. Заболевания, вызванные облучением, не отличаются от тех, что обусловлены другими факторами. Степень их проявления с дозой облучения не связана («половины рака не бывает»). От дозы зависит только вероятность их возникновения. Для радиации она достаточно мала. Например, среди 86 тыс. жителей Хиросимы и Нагасаки, пострадавших от бомбардировки, за почти пять десятилетий наблюдения отмечено лишь 82 «дополнительных» смерти от лейкоза — рака крови по отношению к 162, которые произошли бы и без облучения. А общая радиационная «добавка» для всех видов рака составила 420 — против 7400 смертей от рака, вызванного другими причинами.

Следует заметить, что какой бы низкой не была вероятность, тем не менее, она может реализоваться. Когда мы говорим «один случай из тысячи», это на самом деле не означает, что речь идет о тысячном по счету случае — он может быть, например, третьим, и тогда для нас не будет разницы, о какой оценке вероятности шла речь. Вот пример: допустим, в мешке находится тысяча шариков, один из них — черного цвета, а остальные девятьсот девяносто девять — белого. Вероятность вытащить черный — 1/1000; однако этот черный шарик может попасться при любой попытке. Если событие наступило, для последствий уже не важно, было ли оно одним из трех возможных или одним из миллиона.

Изотопы (радионуклиды)

При радиационных авариях основную опасность представляет радиоактивное загрязнение. Радиоактивные частицы могут стать причиной как внешнего, так и внутреннего облучения человека.

Радиоактивные изотопы — радионуклиды попадают внутрь организма при вдыхании радиоактивных частиц, с продуктами питания. Они накапливаются в определенных органах и тканях, что приводит к их облучению.

В основе профилактики поражения от радионуклидов, попавших в организм, лежит ускорение выведения их из организма, а также общее повышение сопротивляемости организма различным к заболеваниям. Важным, особенно если поступление радионуклидов в организм носит длительный характер, является использование специальных препаратов или натуральных продуктов, содержащих аналогичные стабильные (нерадиоактивные) элементы и снижающих переход радионуклидов в организм человека. Например, препараты, содержащие кальций с витамином 0, защитят кости. Кроме того, продукты, богатые калием (бобовые, сухофрукты), препятствуют отложению в организме цезия, а богатые кальцием (молоко, яйца, бобовые) — стронция. Конечно, радикальный способ предотвратить поступление радионуклидов с пищевыми продуктами в организм — полный отказ от местных продуктов. Однако полностью перейти на «привозную» пищу невозможно, да это и не нужно. Непривычные продукты могут вызвать аллергию и вместо пользы принести вред.

Для ускорения выведения радионуклидов из организма можно принимать мочегонные средства. Минеральная вода поможет быстрее избавиться от радиоактивного калия, натрия, магния. Богатые пектинами продукты (а это практически все овощи и фрукты) связывают радионуклиды и ускоряют их выведение из организма.

Важной характеристикой радионуклидов является период полураспада — время, за которое их активность уменьшается в два раза. При большом периоде полураспада активность спадает медленно, при коротком — активность уменьшается быстро, а основная доза накапливается в начальный период.

Лучевая болезнь

Лучевая болезнь относится к так называемым детерминистским эффектам облучения — последствиям, наступающим со стопроцентной вероятностью при превышении некоторого порога. Существуют две формы лучевой болезни — острая и хроническая.

Острая лучевая болезнь развивается после кратковременного облучения человека в дозах выше 1 Зв.

В зависимости от дозы различают три степени тяжести заболевания. При легкой степени (1-2 Зв) все пациенты выздоравливают. При средней степени лучевой болезни (2-4 Зв) исход относительно благоприятный, но требуется специальное лечение, а примерно в 20% случаев возможен смертельный исход. Тяжелая степень заболевания (4-6 Зв) может привести к неблагоприятному исходу в 50% случаев, а восстановительный период длится до полугода.

При дозах свыше 6 Зв развивается крайне тяжелая форма острой лучевой болезни; смертность составляет почти 100%.

При дозах менее 1 Зв клинические проявления отсутствуют или выражены слабо и проходят без специального лечения.

Хроническая лучевая болезнь — это не отдаленные последствия острой лучевой болезни. Заболевание развивается в результате длительного хронического облучения в дозах, значительно превышающих предельные значения для профессионалов и суммарно достигающих 1-3 Зв. Она может возникнуть как при общем облучении, так и при преимущественном облучении отдельных органов. Обязательным условием лечения является полное исключение избыточного облучения; после прекращения облучения наступает период восстановления.

Лучевой болезнью не могут заболеть люди, дозы, облучения которых находятся в пределах допустимых либо лишь незначительно превосходят их, — при похожих симптомах следует искать у таких пациентов истинную причину недомогания.

Малые дозы

Понятие малые дозы не имеет в настоящее время четкого определения, о них можно говорить только в отношении ответных реакций того или иного организма. Одна и та же доза 10 Гр является смертельной для человека, но не вызывает никаких поражений у некоторых видов среднеазиатских змей и стимулирует рост и развитие семян горчицы. На практике для человека принято считать малыми дозы, находящиеся в пределах естественного колебания фонового излучения, хотя эпидемиологические исследования показывают, что дозы 0,2 Гр еще можно относить к малым.

Большие дозы приводят к поражению организма, и эти эффекты достаточно хорошо изучены и описаны. Что же касается малых доз, то здесь имеются значительные неопределенности. Сложность выявления радиационных эффектов заключается еще и в том, что в нашей повседневной жизни действует множество факторов, приводящих к аналогичным последствиям. Кроме того, любые изменения условий, сопутствующих воздействию малых доз, могут привести к изменению характера этого воздействия.

Малые дозы не вызывают заметных изменений в организме отдельного человека, их действие можно обнаружить лишь при сравнении больших групп. Прогноз влияния малых доз радиации на организм человека основывается на экспериментах с лабораторными животными, на результатах наблюдений за людьми, проживающими на территории с высоким естественным радиационным фоном или загрязненных в результате техногенных катастроф, а также за специалистами, подвергающимися облучению вследствие профессиональной деятельности. Как правило, такие прогнозы основаны на перенесении данных, полученных для больших доз радиации, в область малых доз.

Жизнь развивалась в условиях воздействия естественного фонового излучения, и природа выработала специальный механизм, позволяющий восстанавливать полученные повреждения (репарация). Повреждения, возникающие либо сами по себе (спонтанно) при нормальной работе клеток, либо под действием естественного или искусственного облучения, по своему характеру и последствиям для всего организма не отличаются друг от друга.

Существует немало данных, свидетельствующих и о стимулирующем действии малых доз радиации (это явление получило название гормезиса).

Многолетние наблюдения не выявили достоверного учащения рака или повышения вероятности рождения детей с патологией при дозах ниже 100-200 мЗв (10-20 сГр). Тем не менее, поскольку вредного влияния облучения полностью исключить нельзя, была принята линейная беспороговая концепция, согласно которой любые дозы облучения способны вызывать отрицательные последствия.

Наследственность и радиация

Генетические повреждения (мутации) затрагивают половые клетки родителей, они могут передаваться потомкам и вызывать у них различные заболевания либо обусловливать склонность к развитию таких заболеваний, как сахарный диабет, псориаз, ревматизм, бронхиальная астма и многие другие. Дети с наследственными заболеваниями, к сожалению, рождаются и у здоровых родителей, живущих в идеальных условиях.

На сегодняшний день нет данных, которые позволили бы достоверно говорить о генетических последствиях у людей, подвергшихся облучению: речь идет и об облученных при бомбардировке японских городов, и о проживающих в районах с повышенным естественным уровнем радиации, и о пострадавших от радиационных аварий.

В отличие от генетических последствий, при облучении плода в дозах свыше 100 мЗв существует вероятность врожденных нарушений (такие эффекты называют тератогенными, от греческого слова тератос — чудовище). Чувствительность плода к действию радиации высока, причем она тем больше, чем плод моложе. У детей, облученных в утробе матери, могут развиваться тяжелые поражения мозга, глаз, скелета, других органов и тканей.

Следует помнить, что речь идет о дозах радиации, в тысячи раз превышающих допустимый уровень.

К врожденным уродствам приводит не только облучение, но и многие химические вещества, лекарства, инфекции. У будущих мам, переболевших, например, краснухой, высок риск рождения ребенка с серьезными патологиями. Доказано, что у потомства матерей, злоупотребляющих во время беременности алкоголем, развиваются аномалии лица, дети отстают в физическом и умственном развитии. В 1960-е годы беременным женщинам (в основном в Европе) прописывали, казалось бы, безобидное успокаивающее средство талидомид; последствия были чудовищными — родилось целое поколение детей с дефектами конечностей. Известна связь между возрастом родителей, особенно матери, и рождением детей с патологией.

Если произошло облучение будущей мамы — она должна посоветоваться с врачом. Современные методы диагностики позволяют еще до рождения ребенка выявить наличие у него многих пороков развития, причем не обязательно связанных с действием радиации.

Радиационный риск. Радиация и рак.

Понятие риск представляет собой меру опасности, связанной с воздействием различных вредных факторов — природных, техногенных, социальных. Последствия могут быть различными: от легких повреждений до смертельного исхода. Когда речь идет о радиационном риске, то подразумевается вероятность возникновения у человека и его потомства какого-либо вредного эффекта. Поскольку принято, что проявление ряда неблагоприятных радиационных последствий не имеет порога, то основой системы радиационной безопасности является понятие приемлемого (допустимого) уровня риска; при этом имеется в виду риск смерти человека от отдаленных (раковых) заболеваний. Существует уровень так называемого, безусловно приемлемого риска, принимаемого обществом и не требующего ни планирования, ни проведения каких-либо защитных мероприятий — один случай смерти в год на миллион человек.

Человек постоянно подвергается воздействию самых различных источников смертельного риска, ко многим из которых общество привыкло и не воспринимает их драматично. При переходе улицы есть риск попасть под машину, и он выше, если нарушаются правила уличного движения. В быту существует риск взрыва газового баллона, прорыва труб. Тем не менее, никто не отказывается от передвижения, люди продолжают готовить пищу на плите, открывают водопроводные краны. Определяется приемлемый риск, который уравновешивает возможность отрицательных последствий и пользу от конкретного вида деятельности. А соблюдение определенных правил позволит свести риск к минимуму.

Такое страшное заболевание, как рак, в сознании людей часто связано с действием радиации. И действительно, радиация может быть причиной онкологических заболеваний. Вот только развиваются они, в отличие, например, от возникающей с неизбежностью под действием больших доз лучевой болезни, не со стопроцентной вероятностью и проявляются через несколько лет, то есть относятся к отдаленным последствиям облучения.

Злокачественными опухолями страдают и люди, никогда не облучавшиеся и живущие в относительно благополучных условиях. Приписать болезнь облучению было бы слишком просто, но это только помешало бы найти пути к выяснению ее причин.

Радиационный риск появления рака намного меньше, чем от воздействия химических веществ или от вредных привычек: если бы в качестве приемлемого риска был принят риск, равный таковому от выкуривания 20 сигарет в сутки, то предельно допустимая доза составила бы в этом случае 1 Зв, то есть в тысячу раз выше, чем это принято сейчас. При облучении в дозе 10 мЗв, т.е. в 10 раз превышающей годовую допустимую, риск заболеть раком составит 125 случаев на миллион (сверх 10 тысяч, заболевших без облучения). Это сравнимо с гибелью от несчастных случаев в быту, на производстве и в десятки и даже сотни раз меньше вероятности гибели от транспортного происшествия или курения.

Осознание понятия приемлемый риск относительно последствий облучения и действия других факторов позволит проявлять взвешенный подход, принимать важные решения не на эмоциональном, а на рациональном уровне.

Специальные, экономические и психологические факторы

Разумные социальные меры не в меньшей степени, чем медицинские, способны свести к минимуму отрицательные последствия радиационных аварий. Считается, что состояние здоровья человека примерно на 20% зависит от наследственности, на столько же — от состояния окружающей среды; самая большая зависимость существует от образа жизни — 50%, состояние здравоохранения дает вклад 10%.

Забота о здоровье людей, пострадавших в результате радиационных аварий, конечно же, должна стоять на первом месте. Качественное медицинское обслуживание поможет своевременно выявить и успешно вылечить не только рак, но и другие болезни, не связанные с облучением.

Повышенная заболеваемость среди ликвидаторов — участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС — в большой степени может объясняться нерадиационными причинами: общим понижением уровня жизни в стране, изменением положения в обществе квалифицированных специалистов, снижением самооценки. Постоянно внушаемая мысль о том, что все недомогания связаны с облучением, только усиливает стресс и приводит к ухудшению самочувствия. Известно, что стресс снижает защитные способности организма.

Не совсем справедливо и мнение о том, что статус «загрязненной зоны» и сопутствующие выплаты играют только положительную роль в жизни людей. Постоянное психологическое напряжение от проживания в условиях облучения малыми дозами (иногда практически несуществующего) наносит больше вреда. Люди боятся создавать семью, если жених или невеста родом из «грязной» деревни; никто не купит выращенную там сельхозпродукцию. Надежда на социальные выплаты приводит к пассивности; бывает, что человек начинает курить, прикладываться к рюмке, и в результате здоровье его только страдает.

Недооценка риска опасна. Но не менее опасна и его переоценка. Очень легко списать все проблемы, в том числе и со здоровьем, на действие радиации и не искать других причин. А они могут лежать совсем в другой области, в первую очередь — социальной. Если вкладывать средства не только в здравоохранение, а в развитие региона, создание новых рабочих мест, это приведет к повышению уровня жизни и, в конечном итоге, к улучшению здоровья населения. Экономическое развитие, создание для человека возможности найти применение своим силам — важнейшая задача.

Хроническое облучение

Если облучение происходит в течение короткого промежутка времени, оно называется острым. Однако человек может подвергаться облучению в течение длительного времени: внешнему — например, за счет излучения от радиоактивных частиц, выпавших на местности после радиационной аварии, и внутреннему — от попавших в организм радионуклидов. Такое длительное облучение называется хроническим. Строго говоря, понятие хроническое относится к облучению с малой мощностью дозы. В общем случае правильнее употреблять термин пролонгированное облучение.

Все знают, что если провести несколько часов подряд на пляже под палящим солнцем,то можно получить серьезные ожоги, а если загорать по несколько минут в течение всего отпуска, то результатом будет красивый ровный загар. То же самое относится и к радиационному воздействию: в подавляющем большинстве случаев хроническое облучение вызывает меньше нарушений, чем острое облучение в тех же дозах. Отчасти это может объясняться тем, что действуют системы репарации, восстановления от полученных повреждений. Более того, хроническое облучение малыми дозами может даже стимулировать работу систем репарации, т. е. оказывать благоприятное воздействие на организм.

Но из этого правила есть и исключение (верное только для больших доз!): пролонгированное облучение плода приносит будущему ребенку больший вред, чем однократное облучение. Это объясняется тем, что затрагиваются многие так называемые «критические» периоды и нарушается формирование нескольких систем и органов.

Щитовидная железа. Йодная профилактика

Щитовидная железа чаще всего страдает при загрязнении окружающей среды радиоактивными изотопами йода, которые активно включаются в нее, накапливаются и могут вызывать нарушения ее функций. А это, в свою очередь, может привести к тяжелым гормональным расстройствам.

Защитить щитовидную железу помогут таблетки, содержащие стабильный йод. В домашней аптечке желательно иметь необходимые и вполне доступные лекарства — йодид натрия или калия, йодактив, йодомарин. Их надо принимать сразу же, как только произошла авария. Ну а если таблеток под рукой не оказалось — можно принять несколько капель обычного спиртового раствора йода, растворенного в воде или молоке, а лучше — нанести на кожу йодную сетку размером 10х10 см.

Решение о проведении йодной профилактики принимается местными подразделениями МЧС и ГО и доводится до сведения населения.

Естественный радиационный фон

«Радиационный фон в норме» — эту фразу обычно употребляют, когда дают оценку ситуациям, связанным с работой атомных электростанций. Нормальный радиационный фон составляет до 0,20 мкЗв/час (20 мкР/час). Порог безопасности для людей – 0,30 мкЗв/час (30 мкР/час). Санитарные нормы и правила предписывают не превышать годовую эффективную дозу облучения в 1 мЗв при проведении рентгена. Но ни в одном международном или отечественном регламентирующем документе вы не найдете нормативного значения естественного радиационного излучения. Почему?

Откуда появляется природная радиация?

Естественный радиационный фон Земли связан с ее историей и эволюцией биосферы. С момента зарождения нашей планеты она находилась под постоянным влиянием космических излучений. Колоссальное количество космогенных радионуклидов было задействовано при формировании земной коры. Ученые полагают, что тектонические процессы, расплавленная магма, образование горных систем обязаны своим появлением радиоактивному распаду и разогреву недр. В местах разломов, сдвигов и растяжений земной коры, океанических впадин радионуклиды выходили на поверхность и появлялись места с мощным ионизирующим излучением. Образования сверхновых звезд также оказывали влияние на Землю – уровень космического излучения повышался на ней в десятки раз. Правда, сверхновые рождались примерно одни раз в сотни миллионов лет. Постепенно радиоактивность Земли снижалась.

В настоящее время биосфера Земли по-прежнему испытывает воздействие космического излучения, радионуклидов, рассеянных в твердых земных породах, океанах, морях, подземных водах, воздухе и в живых организмов. Совокупность перечисленных составляющих радиационного фона (ионизирующего излучения) принято называть естественным радиоактивным фоном. Естественная радиоактивность включает несколько компонентов:

  • космические излучения;
  • радиоактивные вещества в составе земных недр;
  • радионуклиды в воде, пище, воздухе и стройматериалах.

Естественная радиация является неотъемлемой составляющей природной среды обитания. Честь ее открытия принадлежит французскому ученому А. Беккерелю, который случайно открыл феномен естественной радиоактивности в 1896 году. А в 1912 году австрийский физик В. Гесс открыл космические лучи, сравнив ионизацию воздуха в горах и на уровне моря.

Мощность космического излучения неоднородна. Ближе к поверхности земли она уменьшается за счет экранирующего атмосферного слоя. И, наоборот, в горах она сильнее, поскольку защитный экран атмосферы слабее. Например, в самолете, который летит в небе на высоте 10 000 метров, уровень радиации превышает приземную радиацию почти в 10 раз. Сильнейший источник радиоактивного излучения – Солнце. И здесь атмосфера служит нашим защитным экраном.

Естественный радиационный фон в различных местах мира

Допустимый радиационный фон в разных уголках планеты значительно отличается. Во Франции, например, годовая доза естественного облучения составляет 5 мЗв, в Швеции — 6,3 мЗв, а в нашем Красноярске всего 2,3 мЗв. На золотых пляжах Гуарапари в Бразилии, где ежегодно отдыхает больше 30000 человек, уровень радиации составляет 175 мЗв/год из-за высокого содержания тория в песке. В горячих источниках городка Рам-Сер в Иране уровень радиации достигает 400 мЗв/год. На знаменитом курорте Баден-Бадене также повышенный радиационный фон, как и на некоторых других популярных курортах. Радиационный фон в городах контролируют, но это усредненный показатель. Как не попасть впросак, если вы не хотите подвергать здоровье испытанию повышенной дозой естественных радионуклидов? Индикатор радиоактивности станет вашим надежным экспертом в путешествиях.

Физики впервые проследили за тем, как радиация разрушает молекулы воды

Химические реакции протекают очень быстро. Взаимодействия между самыми простыми молекулами длятся несколько десятков фемтосекунд, квадриллионных долей секунды. За это время атомы исходных реагентов успевают провзаимодействовать друг с другом и занять новые позиции. Электроны в этих атомах успевают поменять свои позиции еще быстрее, за десятки или сотни аттосекунд, тысячных долей фемтосекунды.

Долгое время ученые считали, что подобные процессы человечество никогда не сможет изучать, однако это стало возможно после появления сверхбыстрых лазеров и ускорителей частиц, которые могут производить сверхкороткие вспышки рентгеновского и гамма-излучения длиной в несколько фемтосекунд. Опыты на подобных установках помогли физикам и химикам проверить и уточнить некоторые предсказания квантовой механики и теоретической химии.

Янг и ее коллеги проверили одно из подобных предсказаний, которое было сделано еще в середине прошлого века после первых наблюдений за тем, как радиация взаимодействует с водой. Эти эксперименты показали, что гамма-излучение выбивало электроны из ее молекул, что помогло физикам сформулировать первую теорию радиолиза воды.

Вода и радиация

Тогда ученые предположили, что ионизирующее излучение расщепляет влагу не напрямую, разлагая ее на положительно заряженные протоны и отрицательно заряженные гидроксильные радикалы, а в результате серии крайне быстротечных реакций. После того, как фотон выбивает электрон из молекулы воды, она приобретает положительный заряд и притягивает своих соседей.

Когда одна из соседних молекул сближается с ней на достаточно близкое расстояние, происходит сверхбыстрая реакция, в ходе которой заряженная молекула воды отдает один из протонов и распадается. В результате этого возникает гидроксоний, комплексное соединение протона и воды (H3O+), а также OH-ион, который мгновенно соединяется с выброшенным ранее электроном.

Долгое время физики и химики считали, что этот процесс происходит так быстро, что его в принципе нельзя будет изучить. Научный коллектив под руководством Янг доказал, что это не так, впервые проследив за передачей протона и формированием ОН-иона с помощью сверхбыстрого и мощного рентгеновского лазера LCLS. В этому случае он служил как источником ионизирующего излучения, так и средством для ведения наблюдений за разрушением молекул воды.

Эти опыты показали, что вода действительно распадается по общепринятому сценарию. Кроме того, они позволили ученым точно измерить то время, которое проходит между ионизацией и распадом воды. Оно оказалось равно всего 46 фемтосекундам, что полностью укладывается в теоретические предсказания прошлого века. В свою очередь электрон соединяется с ОН-радикалом еще быстрее — всего за 14 фемтосекунд.

Последующие замеры такого рода, как надеются ученые, помогут физикам, химикам и биологам детально изучить то, как ионизирующее излучение и порождаемые им ОН-ионы повреждают ДНК и другие компоненты человеческих клеток, а также научиться отслеживать появление ионизированной воды и продуктов ее распада в различных химических средах.

Источники радиации

Навигация по статье

  • Естественные источники радиации
  • Космическое излучение
  • Излучение от радиоактивных природных изотопов
  • Общий фон радиации от естественных источников облучения
  • Радон
  • Влияние радона на живые организмы

Источники радиации и их влияние на живые и не живые объекты. Искусственные источники радиации, естественные источники радиоактивных излучений, природный радиационный фон, космическая и солнечная радиация. Природные изотопы, радон, углерод 14 и калий 40.

Источники радиоактивных излучений по природе своего происхождения, можно разделить на две основных группы:

  • естественные источники радиации
  • техногенные источники, созданные человеком или спровоцированные его деятельностью

Естественные источники радиации

Естественные источники радиации — это объекты окружающий среды и среды обитания человека, которые содержат природные радиоактивные изотопы и излучают радиацию.

К естественным источникам радиации относятся:

  • космическое излучение и солнечная радиация
  • излучение от радиоактивных изотопов, находящихся в Земной коре и в окружающих нас объектах

Космическое излучение

Космическое излучение — это поток элементарных частиц, излучаемых космическими объектами в результате их жизни или при взрывах звезд.

Источником космического излучения в основном являются взрывы «сверхновых», а также различные пульсары, черные дыры и другие объекты вселенной, в недрах которых идут термоядерные реакции. Благодаря непостижимо большим расстояниям до ближайших звезд, которые являются источниками космического излучения, происходит рассеивание космического излучения в пространстве и поэтому падает интенсивность (плотность) космического излучения. Проходя расстояния в тысячи световых лет, на своем пути космическое излучение взаимодействует с атомами межзвездного пространства, в основном это атомы водорода, и в процессе взаимодействия теряют часть своей энергии и меняют свое направление. Несмотря на это, до нашей планеты все равно со всех сторон доходит космическое излучений невероятно высоких энергий.

Космическое излучение состоит:

  • на 87% из протонов (протонное излучение)
  • на 12% из ядер атомов гелия (альфа излучение)
  • Оставшийся 1 % — это различные ядра атомов более тяжелых элементов, которые образовались при взрыве звезд, в ее недрах, за мгновение до взрыва
  • Так же в космическом излучении присутствуют в очень небольшом объеме — электроны, позитроны, фотоны и нейтрино

Все это продукты термоядерного синтеза происходящего в недрах звезд или последствия взрыва звезд.

Свой вклад в космическое излучение вносит ближайшая к нам звезда — Солнце. Энергия излучения от Солнца на несколько порядков ниже, чем энергия космического излучения, приходящего к нам из глубин космоса. Но плотность солнечной радиации выше плотности космического излучения, приходящего к нам из глубин космоса.

Состав излучения от солнца (солнечная радиация) отличается от основного космического излучения и состоит:

  • на 99% из протонов (протонное излучение)
  • на 1 % из ядер атомов гелия (альфа излучение)

Все это продукты термоядерного синтеза проходящего в недрах Солнца.

Как мы видим, космическое излучение состоит из наиболее опасных видов радиоактивного излучения — это протонное и альфа излучение.

Если Земля не обладала бы газовой атмосферой и магнитным полем, то шансов у биологических видов на выживание просто бы не было

Но благодаря магнитному полю Земли, большая часть космического излучения отклоняется магнитным полем и просто огибает Земную атмосферу проходя мимо. Оставшаяся часть космического излучения, проходя сквозь атмосферу Земли, взаимодействуя с атомами газов атмосферы, теряет свою энергию. В результате множественных атомных взаимодействий и превращений до поверхности Земли вместо космического излучения, состоящего из протонного и альфа излучения, доходят потоки менее опасных и обладающими на порядки меньшими энергиями — это потоки электронов, фотонов и мюонов.

Что получаем в итоге?

В итоге, космическое излучение проходя защитные механизмы Земли, не только теряет почти всю свою энергию, но и претерпевает физическое изменение в процессе ядерного взаимодействия с газами атмосферы, превращаясь в фактически безопасное, обладающее низкой энергией излучение в виде электронов (бета излучение), фотонов (гамма излучение)и мюонов.

В пункте 9.1 МУ 2.6.1.1088-02 указано нормативное значение эквивалентной дозы радиации получаемой человеком от космического излучения, это

0,4 мЗв/год или

400 мкЗв/год или

0,046 мкЗв/час

Излучение от радиоактивных природных изотопов

На нашей планете можно выделить 23 радиоактивных изотопа, которые обладают большим периодом полураспада и которые наиболее часто встречаются в земной коре. Большая часть радиоактивных изотопов содержится в породе в очень малых количествах и концентрациях, и доля создаваемого ими облучения пренебрежимо мала. Но есть несколько природных радиоактивных элементов, которые оказывают влияние на человека.

Рассмотрим эти элементы и степень их влияния на человека.

Радиоактивные изотопы, облучения от которых нельзя избежать:

  • Калий 40К (β и γ излучение).
    Усваивается вместе с продуктами питания и питьевой водой. Содержится в нашем организме.
    Годовая нормативная доза — 0,17 мЗв/год — пункт 7.6 МУ 2.6.1.1088-02.
  • Углерод 14С.
    Усваивается вместе с продуктами питания. Содержится в нашем организме.
    Годовая нормативная доза — 0,012 мЗв/год — приложение №1 таблица 1.5 СанПиН 2.6.1.2800-10

Радиоактивные изотопы, облучения от которых можно избежать организационными мероприятиями:

  • Газ радон 222Rn (α излучение) и Торон 220Rn (α излучение) и их продукты радиоактивного распада.
    Содержится в газах, поднимающихся из недр земли. Может содержаться в водопроводной воде, если она берется из источников, расположенных глубоко под землей (артезианские источники).
    Годовая нормативная допустимая доза 0,2 мЗв/час = 1,752 мЗв/год — пункты 5.3.2 и 5.3.3 НРБ 99/2009 (СанПиН 2.6.1.2523-09)

Все остальные природные радиоизотопы, содержащиеся как в Земной коре, так и в атмосфере, оказывают пренебрежительно малое влияния на человека.

Если человек, добыл, переработал и выделил природные изотопы из руды или других источников, а затем их применил в строительных конструкция, минеральных удобрениях, машинах и механизмах и так далее, то действие этих изотопов уже будет техногенным, а не естественным и на них должны распространяться нормы для техногенных источников.

Общий фон радиации от естественных источников облучения

Если просуммировать действие всех рассмотренных природных источников излучения, и взять за основу допустимые нормативные дозы радиации от каждого из них, то получим допустимое нормативное значение общего радиационного фона от природных источников радиации.

Получили, что в соответствии с нормативными документами, общий радиационный фон от природных источников радиации составляет — 2,346 мЗв/год или 0,268 мкЗв/час.

Мы уже рассмотрели, что есть источники природной радиации, действия которых нельзя исключить в нормальной повседневной жизни, но есть источники, действия которых можно избежать, и к ним относится — радон 222Rn и торон 220Rn. Действие радона рассмотрим ниже отдельно, а пока посчитаем, что у нас получится с нормальным радиационным фоном с исключенным действием радона и торона.

Если действие радона исключаем, как оно и должно быть, то получаем, что нормальный радиационный фон от природных источников радиации не должен превышать

0,594 мЗв/год или

0,07 мкЗв/час

Это значение и есть безопасный естественный радиационный фон, который должен действовать и действовал до начала освоения человеком атома и загрязнения им окружающей среды нашего обитания радиоактивными отходами, которые рассредоточены по всему миру в результате испытания атомных бомб, внедрением атомной энергетики и других техногенных действий человека.

А теперь можете сравнить полученное значение (нормативного, а не выдуманного) нормального радиационного фона в 0,07 мкЗв/час с приемлемым (допустимым) естественным радиационным фоном по нормативной документации в 0,57 мкЗв/час — эта норма подробно описана в разделе «Единицы измерения и дозы» на данном сайте.

Почему такая большая разница, аж в 8 раз, и к тому же в одних и тех же нормативных документах. Да все очень просто! Техногенное действия человека, привели к тому, что радиоактивные элементы стали массово применяться от техники, строительства, минеральных удобрений до атомных взрывов и АЭС с их авариями и сбросами. В результате, мы сами себе создали среду, в которой нас окружают радиоактивные изотопы с периодом полураспада до нескольких тысяч лет, то есть уже хватит не только нам, но и сотням поколений людей после нас.

То есть, уже трудно найти территории на Земле с действительно нормальным естественным радиационным фоном (но пока еще есть такие). Вот поэтому, нормативные документы и допускают проживание человека в обстановке с приемлемым уровнем радиации. Он не безопасный, он именно приемлемый.

И с каждым годом этот приемлемый уровень, в результате техногенного действия человека, будет только увеличиваться. Тенденций к его уменьшению нет, а вот статистика по онкологическому действию даже малых доз радиации, становится с каждым годом подробней и устрашающей, и поэтому менее доступной для широких масс.

На данный момент уже звучат, пока еще не официальные заявления, но от официальных источников, предложения по увеличению допустимого уровня радиации.

Можно к примеру, ознакомиться с «трудом» Акатова А. А., Коряковского Ю. С., сотрудников информационного центра «Росатома», в котором они выдвигают «свои теории» о безопасности доз в 500 мЗв/год, то есть 57 мкЗв/час, что выше максимального предельно допустимого нормативного уровня радиации на данный момент в 100 раз.

Информация с «трудом» «авторов» взята с ресурса: http://www.myatom.ru

А на фоне подобных заявлений, в России каждый год регистрируется до 500 000 новых случаев заболевания человека раком. И на основании статистики ВОЗ, в ближайшие годы ожидается увеличение случаев первичных заболеваний раком на 70%. Без всяких сомнений, среди причин, вызывающих рак, облучение радиацией и заражение радиоактивными изотопами, занимает лидирующее место.

По данным ВОЗ, только в 2014 году на нашей планете умерли более 10 000 000 человек от раковых заболеваний, это почти 25% от общего количества умерших. Это 19 человек, умирающих в мире от рака каждую минуту.

И это только официальная статистика по зарегистрированным случаям, с поставленным диагнозом. Можно только с ужасом гадать, каковы реальные цифры.

Радон

Радон тяжелый газ, редко встречающийся в природе, не имеет запаха, вкуса и цвета.

Радон относится к числу наименее распространенных химических элементов на нашей планете.

Плотность радона в 8 раз выше плотности воздуха. Радон растворим в воде, крови и других биологических жидкостях нашего организма. На холодных поверхностях радон легко конденсируется в бесцветную фосфоресцирующую жидкость. Твердый радон светится бриллиантово-голубым светом. Период полураспада 3,82 дня.

Основным источником радона, являются горные и осадочные породы, содержащие уран 238U. В процессе цепочки распадов радиоактивных изотопов уранового ряда, образуется радиоактивный элемент радий 226Ra, распадаясь который и выделяет газ радон 222Rn. Радон накапливается в тектонических нарушениях, куда он поступает по системам микротрещин из горных пород. Радон не распространен по Земной коре равномерно, а скапливается наподобие всем известного природного газа, только в несравнимо меньших объемах и концентрациях.

Сразу отметим, что радон не содержится повсюду вокруг нас, он скапливается в пустотах пород, или в незначительных количествах в порах этой породы, а далее способен выделяться наружу, при нарушении герметичности этих пустот (геологические разломы, трещины). Так же нужно обратить внимание, что радон образовывается только в грунтах и почвах, содержащих радиоактивные элементы — уран 238U и радий 226Ra. То есть, если в Вашем регионе содержание 226Ra и урана 238U в грунтах, почве и скальных породах в очень малых количествах, либо не содержится вовсе, то угрозы облечения радиацией от радона — нет, а соответственно для таких регионов норма естественного радиационного фона это 0,07 мкЗв/час.

Облучение радоном происходит в замкнутых пространствах, где способен накапливаться газ радон, поднимающийся из трещин и разломов в земной коре. К таким замкнутым пространствам можно отнести: шахты, пещеры, подземные сооружения (бункеры, землянки, погреба и т.п.), жилые и не жилые помещения с нарушенной гидроизоляцией фундамента и плохо работающей вентиляцией.

Как попадает радон в помещение?

Если к примеру жилой дом расположен в районе скопления радона и под фундаментом дома в земной коре имеется трещина, то радон может проникать, сначала в подвальные помещения, а далее через систему вентиляции в выше расположенные помещения (квартиры).

Попадание радона в жилое помещение возможно, если будут нарушены сразу несколько строительных норм при строительстве жилого здания:

  • Перед строительством любого жилого объекта должно проводится обследование земельного участка и выдаваться официальное заключение об соответствии нормам радонового излучения. Если выделения радона выше нормы, то должны быть приняты дополнительные строительные решения по защите. Либо вообще строительство жилых помещений запрещается на данном земельном участке. Без данного заключения, нельзя получить заключение государственной экспертизы на строительный объект и получить разрешение на строительство.
  • При проектировании и строительстве здания обязательно предусматривается гидроизоляция фундамента, которая предотвращает попадание не только влаги, но и радона в подвальные помещения, а затем внутрь квартиры. Эта норма часто нарушается при строительстве и является одной из основных причин попадания радона в жилые помещения.
  • В жилых помещениях должна хорошо работать система естественной приточно-вытяжной вентиляции. Часто, из-за нарушения при строительстве или при проведении ремонтных работ, система вентиляции оказывается не работоспособной. В результате, в квартиру из вытяжного канала вентиляции поступает поток воздуха, который захватывается из подвального помещения дома вместе с радоном.

Если все строительные нормы соблюдены, то даже наличие залежей радона под жилым домом не приведет к дополнительному облучению радиацией, радон просто не будет попадать в жилые помещения. То есть облучение радоном происходит только при нарушении норм проектирования и строительства зданий и сооружений, из-за халатности ответственных лиц или жажды сэкономить на строительстве.

При нормальных условиях человек не должен подвергаться действию радона.

Если человек подвергается действию радона, то в 99% случаев это вызвано нарушением действующих норм и правил.

Не стоит пренебрегать опасностью радона. Он опасен! Если есть основания и сомнения, лучше провести замеры радона у себя в жилом помещении, особенно если это коттедж или частный дом.

Влияние радона на живые организмы.

Радон опасен для живых организмов. Попадая внутрь организма через дыхательные пути, радон растворяется в крови, а продукты его распада быстро разносятся по всему телу и приводят к внутреннему массированному облучению. Сам радон распадается на другие радиоактивные элементы в течении 4 суток. А радиоактивные продукты распада радона впоследствии облучают организм в течении 44 лет. Наиболее опасными продуктами распада радона являются радиоактивные изотопы полония 218Po и 210Po.

Радон занимает первое место среди причин вызывающих рак легких. Так же установлено что радон накапливается в мозговых тканях человека, что так же приводит к развитию рака головного мозга. И это далеко не все примеры губительного действия радона на организм человека.

Источники ионизирующих излучений

Естественные источники

Основную часть облучения ионизирующим излучением население земного шара получает, как правило, от естественных источников ионизирующего излучения (естественные ИИИ). На протяжении всего времени существования Земли разные виды излучения попадают на Землю из Космоса (космические лучи, КЛ), а также поступают от естественных радионуклидов (ЕРН), которые находятся в атмосфере, гидросфере, в земной коре и совершают свой кругооборот в процессе естественной эволюции биосферы, а также в результате преобразующей ее деятельности человека. В их числе 3H, 14C, 32P, 40K, 222Rn, 226Ra, 232Th, 235U, 238U. Некоторые из ЕРН образуются под действием космических лучей, и поэтому называются космогенными (например, тритий, 3H, радиоуглерод, 14С, радиофосфор, 32P). Их концентрация в приповерхностном слое планеты поддерживается постоянным потоком КЛ. Ионизирующее излучение, создаваемое КЛ и естественными ИИИ, образует т.н. естественный радиационный фон (ЕРФ).

Уровень ЕРФ различен в разных районах Земли и колеблется в широких пределах от 2 — 4 мЗв в год (равнинные территории вдали от месторождений редкоземельных руд), до 440 мЗв в год (черные пески на некоторых пляжах в Бразилии, Индии и Китая, содержащие много тория-232 и радия-226, радоновые источники и т.п.). Организм аборигенов, живущих в этих местах, давно приспособился к повышенным уровням ЕРФ. Жителям других мест Земли в такие районы приезжать на длительное время не стоит.

По подсчетам научного комитета по действию атомной радиации ООН, средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет приблизительно 350 мкЗв, то есть немного больше средней дозы облучения через радиационный фон, который образуется космическими лучами.

Облучение может быть внутренним и внешним. Если источники ионизирующего излучения находятся вне организма и облучают его извне, то в этом случае, говорят о внешнем облучении. Если же ИИИ попали в организм человека (через воздух, воду, еду), то говорят о внутреннем облучении.

Перед тем как попасть в организм человека, радиоактивные вещества проходят сложный путь в окружающей среде, и это необходимо учитывать при оценке доз облучения, полученных от того или иного источника.

Внутреннее облучение в среднем составляет 2/3 эффективной дозы облучения, которую человек получает от естественного ионизирующего излучения. Оно поступает от радиоактивных веществ, которые попали в организм с едой, водой или воздухом. Небольшая часть этой дозы приходится на радиоактивные изотопы, которые образуются под воздействием космических лучей (в основном, углерод-14, тритий). Остальная часть облучения поступает от источников земного происхождения. В среднем человек получает около 180 мкЗв/год за счет калия-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивным изотопом калия, играющим важную роль для жизнедеятельности человека. Однако значительно большую дозу внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшем количестве от радионуклидов ряда тория-232. Среди них одними из наиболее важных являются изотопы радона, образующиеся в результате распада изотопов радия, которые являются одними из долгоживущих членов радиоактивных рядов урана и тория. Радон – это газ без запаха и цвета, который может накапливаться в помещениях и, тем самым, быть очень опасным для людей. Его вклад в среднем является преобладающим среди всех источников излучения природного происхождения.

Люди также могут столкнуться с воздействием излучения от радионуклидов, находящихся в земной коре, при добыче нефти и газа, где они выступают в качестве естественно появляющегося радиоактивного материала (сокращенно — NORM от Naturally Occurring Radioactive Material, англ.). При добыче полезных ископаемых радон или радий могут скапливаться в трубопроводах, либо загрязнять поверхности, что представляет серьезную опасность для людей. Количественный вклад в дозу облучения от радионуклидов, имеющихся в земной коре, сильно варьируется в мире зависимости от местности из-за различий в содержании урана и тория в почвах. Уровень естественного радиационного фона в мире колеблется от 2 до 4 мЗв в год.

Вклад естественного радиационного фона в годовую дозу облучения человека составляет до 85%. Вклад испытаний ядерного оружия и аварии на ядерных объектах составляют только 1% дозы облучения от всех искусственных источников излучения.

Искусственные источники

Искусственными (техногенными) источниками ионизирующих излучений (ИИИ) являются любые ИИИ, созданные человеком. Они могут быть изготовлены с целью использования ионизирующего излучения (ИИ) от этих источников, либо происходящих в них процессов для других целей (например, производство электрической и/или тепловой энергии).

Искусственные ИИИ разделяют на радионуклидные ИИИ и генераторы ИИ.

За несколько последних десятилетий человечество создало сотни искусственных радионуклидов и научилось использовать энергию атома как в военных целях, так и в мирных — для производства энергии, в медицине и др. Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Индивидуальные дозы, которые получают разные люди от искусственных источников ионизирующих излучений, сильно отличаются. В большинстве случаев эти дозы незначительны, но иногда облучение за счет техногенных источников во многие тысячи раз интенсивнее, чем за счет естественных. Однако следует отметить, что дозы, формируемые техногенными источниками излучения, обычно легче контролировать, чем дозы облучения, связанные с радиоактивными осадками от ядерных взрывов и аварий на АЭС, равно как и дозы облучения, предопределенные космическими и земными естественными источниками.

искусственные источники излучения

Области, в которых приходится сталкиваться с искусственными ИИИ, многообразны и обширны. К ним относятся:

  • производство электрической и тепловой энергии на атомных станциях и транспортных ядерных силовых установках, а также с помощью радионуклидных источников (космические аппараты, автономные радионуклидные источники электропитания и тепла);
  • ядерный топливный цикл;
  • стерилизация изделий и пастеризация пищевых продуктов с помощью промышленных облучателей (промышленные ускорители и гамма-облучатели);
  • неразрушающий контроль и контроль качества изделий в промышленности, строительстве, на транспорте и др.;
  • контроль технологических процессов, уровня заполнения сосудов, определение параметров продукции и образцов окружающей среды, таких, как толщина, содержание влаги (радиационные датчики, в частности, радиационные измерительные приборы);
  • разведка полезных ископаемых и контроль глубины бурения (ядерный каротаж);
  • производство средств измерений характеристик ИИ;
  • исследование атомно-молекулярной структуры веществ (рентгено-флуоресцентный анализ, рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, активационный анализ, нейтронография и т.п.);
  • контроль процессов в различных средах с помощью радиоактивных меток (радиотрассеры);
  • многочисленные медицинские применения с использованием рентгеновских аппаратов, ускорителей, радионуклидных источников, в перспективе — медицинских ядерных реакторов нулевой мощности (медицинская радиология);
  • производство радионуклидов для различных нужд, в т.ч.радиофармпрепаратов для ядерной медицины;
  • обращение с материалами, содержащими естественные радионуклиды в концентрациях, превышающих соответствующиезначения для природных образцов (Naturally Occurring Radioactive Materials, NORM);
  • перевозка радиоактивных и ядерных материалов;
  • ведение деятельности на территориях, загрязненных радионуклидами;
  • ликвидация последствий ядерных и радиационных аварий;
  • обращение с радиоактивными отходами;
  • обеспечение безопасности (досмотровые системы), используемые при контроле багажа, грузов, досмотре в местах массового скопления людей и в важных для безопасности организациях, ядерная криминалистика;
  • научные исследования;
  • система образования.

По отношению к искусственным источникам ионизирующего излучения выделяют две группы облучаемых:

  • Население
  • Профессионально облучаемые лица (персонал).

Медицинские процедуры, такие, как рентгеновская дигностика, ядерная медицина и лучевая терапия дают наиболее значительный вклад в облучение населения со стороны искусственных источников излучения. В меньшей мере население облучается от потребительских товаров, строительных материалов, сжигаемых топлив, рентгеновских досмотровых установок и т.д.

Профессионалы подвергаются облучению во время выполнения своих профессиональных обязанностей от источников, с которыми они работают. Они работают в таких областях, как, например, ядерная медицина, ядерная энергетика, добыча нефти/газа и их переработка, обеспечение физической защиты и др. Данные специалисты подпадают под программу индивидуального дозиметрического контроля и мониторинга облучения ионизирующим излучением и должны быть снабжены индивидуальными дозиметрами для ежедневного ношения в соответствии с требованиями радиационной безопасности.

В подавляющем большинстве стран годовая коллективная эффективная доза от всех видов излучения составляет приблизительно 1000 Зв на 1 млн. жителей, в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ.

Естественные источники излучения

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *