Радіація - фактор впливу на живі організми, який ніяк ними не розпізнається. Навіть у людей відсутні своєрідні рецептори, які б відчували присутність радіаційного фону. Фахівці ретельно вивчили вплив випромінювання на здоров'я і життя людини. Були створені і прилади, з допомогою яких можна фіксувати показники. Дози опромінення характеризують рівень радіації, під впливом якої людина перебував протягом року.

У чому вимірюють випромінювання?

У Всесвітній павутині можна знайти чимало літератури, присвяченої радіоактивного випромінювання. Практично в кожному джерелі зустрічаються числові показники норм опромінення та наслідки їх перевищення. Розібратися в незрозумілих одиницях виміру вдається не відразу. Достаток інформації, що характеризує гранично допустимі дози опромінення населення, можуть легко заплутати і знаючої людини. Розглянемо поняття в мінімальному і більш зрозумілою обсязі.


У чому вимірюють радіаційне випромінювання? Список величин досить значний: кюрі, радий, грей, беккерель, бер - це тільки основні характеристики дози опромінення. Навіщо так багато? Їх застосовують для певних галузей медицини та охорони навколишнього середовища. За одиницю дії радіації на яку-небудь речовину приймають поглинену дозу – 1 грей (Гр), дорівнює 1 Дж/кг. При впливі випромінювання на живі організми говорять про еквівалентній дозі. Вона дорівнює поглинена тканинами організму дозі в перерахунку на одиницю маси, помноженої на коефіцієнт пошкодження. Константа виділена для кожного органу своя. У результаті обчислень виходить число з новою одиницею вимірювання – зіверт (Зв).


На підставі вже отриманих даних про вплив прийнятого випромінювання на тканини певного органу визначається ефективна еквівалентна доза опромінення. Цей показник обчислюється за допомогою множення попереднього числа зивертах на коефіцієнт, який враховує різну чутливість тканин до радіоактивного випромінювання. Його значення дозволяє оцінити з урахуванням біологічної реакції організму кількість поглиненої енергії.

Що таке допустимі дози опромінення і коли вони з'явилися?

Фахівці радіаційної безпеки на основі даних про вплив опромінення на здоров'я людини розробили гранично допустимі значення енергії, які можуть бути поглинені організмом без шкоди. Гранично допустимі дози (ГДД) вказані для разового або тривалого опромінення. При цьому норми радіаційної безпеки враховують характеристику осіб, що піддаються дії радіаційного фону. Виділяють наступні категорії:

А – особи, що працюють з джерелами іонізуючого випромінювання. По ходу виконання своїх трудових обов'язків піддаються опроміненню.

Б – населення певної зони, працівники, чиї обов'язки не пов'язані з отриманням радіації.

В – населення країни.

Серед персоналу розрізняють дві групи: працівники контрольованої зони (дози опромінення перевищують 0.3 від річного ПДР) і співробітники межами такої зони (0.3 від ПДР не перевищується). У межах доз розрізняють 4 типи критичних органів, тобто тих, у чиїх тканинах спостерігається найбільша кількість руйнувань у зв'язку з іонізованим випромінюванням. Враховуючи перелічені категорії осіб серед населення і працівників, а також критичні органи, радіаційна безпека встановлює ПДР.
Вперше межі опромінення з'явилися в 1928 році. Величина річного поглинання радіаційного фону становила 600 мілізіверт (мЗв). Встановлена вона була для медичних працівників – рентгенологів. З вивченням впливу іонізованого випромінювання на тривалість і якість життя ПДР посилилися. Вже в 1956 році планка знизилася до 50 мілізіверт, а в 1996-му Міжнародна комісія із захисту від радіації зменшила її до 20 мЗв. Варто зауважити, що при встановленні ПДР в розрахунок не беруть природне поглинання іонізованої енергії.

Природна радіація

Якщо уникнути зустрічі з радіоактивними елементами та їх випромінюванням ще хоч якось можна, то від природного фону нікуди не сховатися. Природне опромінення у кожному з регіонів має індивідуальні показники. Воно було завжди і з роками нікуди не зникає, а лише накопичується. Рівень природної радіації залежить від кількох факторів:

показника висоти над рівнем моря (чим нижче, тим менше фон, і навпаки);

структури ґрунту, води, гірських порід;

штучних причин (виробництво, АЕС).

Людина отримує радіацію через продукти харчування, випромінювання ґрунтів, сонця, при медичному обстеженні. Додатковими джерелами опромінення стають виробничі підприємства, атомні станції, випробувальні полігони і пускові аеродроми. Фахівці вважають найбільш прийнятним опромінення, яке не перевищує 0.2 мкЗв за одну годину. А верхня межа норми радіації визначається в 0.5 мкЗв на годину. Після деякого часу безперервної дії іонізованих речовин допустимі дози опромінення для людини збільшуються до 10 мкЗв/год. На думку лікарів, за все життя людина може отримати радіацію в розмірі не більше 100-700 мілізіверт. За фактом люди, проживають у гірській місцевості, піддаються випромінювання в кілька великих розмірах. Середні показники поглинання іонізованої енергії в рік становлять близько 2-3 мілізіверт.

Як саме радіація впливає на клітини?

Ряд хімічних сполук володіє властивістю радіаційного випромінювання. Відбувається активне ділення ядер атомів, що призводить до вивільнення великої кількості енергії. Ця сила здатна буквально виривати електрони від атомів речовини клітин. Сам процес отримав назву іонізації. Атом, який піддався такій процедурі, змінює свої властивості, що призводить до зміни всього будови речовини. За атомами молекули змінюються, за молекулами загальні властивості живої тканини. Із зростанням рівня опромінення збільшується і кількість змінених клітин, що призводить до більш глобальним змінам. У зв'язку з чим і були вирахувані допустимі дози опромінення для людини. Справа в тому, що зміни в живих клітинах зачіпають і молекулу ДНК. Імунна система активно відновлює тканини і навіть здатна «полагодити» пошкоджену ДНК. Але у випадках значного опромінення або порушення захисних сил організму розвиваються захворювання. З точністю припустити ймовірність розвитку хвороб, що виникають на клітинному рівні, при звичайному поглинання радіації складно. Якщо ж ефективна доза опромінення (це близько 20 мЗв на рік для працівників промисловості) перевищує рекомендовані показники в сотні разів, загальний стан здоров'я значно знижується. Імунна система дає збої, що тягне за собою розвиток різних захворювань. Величезні дози радіації, які можуть бути отримані внаслідок аварії на АЕС або вибуху атомної бомби, не завжди сумісні з життям. Тканини під впливом змінених клітин гинуть у великій кількості і просто не встигають відновитися, що тягне за собою порушення життєво важливих функцій. Якщо частина тканин збережеться, то у людини буде шанс на одужання.

Показники допустимих доз опромінення

Згідно з нормами радіаційної безпеки встановлено гранично допустимі величини іонізуючого опромінення на рік. Розглянемо наведені показники в таблиці. Допустимі дози радіаційного опромінення за один рік

Ефективна доза



До кого застосовується



Наслідки впливу променів



20



Категорія А (піддаються опроміненню по ходу виконання норм праці)



Не чинить несприятливого впливу на організм (сучасна медична апаратура змін не виявляє)



5



Населення санітарно-захищених зон і категорія Б опромінюваних осіб



Еквівалентна доза







150



Категорія А, область кришталика ока



500



Категорія А, тканина шкіри, кистей і стоп



15



Категорія Б і населення санітарно-захищених зон, область кришталика ока



50



Категорія Б і населення санітарно-захищених зон, тканина шкіри, кистей і стоп

Як видно з таблиці, допустима доза опромінення на рік для працівників шкідливих виробництв і АЕС сильно відрізняється від показників, виведених для населення санітарно-захищених зон. Вся справа в тому, що при тривалому поглинання допустимого іонізуючого випромінювання організм справляється зі своєчасним відновленням клітин без порушення здоров'я.

Разові дози опромінення людини

Значне збільшення радіаційного фону призводить до більш серйозних пошкоджень тканин, у зв'язку з чим починають неправильно функціонувати або зовсім відмовляти органи. Критичний стан виникає лише при отриманні величезної кількості іонізуючої енергії. Незначне перевищення рекомендованих доз може призвести до захворювань, які можуть бути вилікувані. Перевищують норму дози опромінення і наслідки

Разова доза (мЗв)



Що відбувається з організмом



До 25



Змін у стані здоров'я не спостерігаються



25-50



Знижується загальна кількість лімфоцитів (знижується імунітет)



50-100



Значне зниження лімфоцитів, ознаки слабкості, нудота, блювання



150



У 5% випадків смертельний результат, у більшості спостерігається так зване променеве похмілля (ознаки схожі з алкогольним похміллям)



250-500



Зміни в крові, тимчасова чоловіча стерилізація, 50% смертності протягом 30 днів після опромінення



Понад 600



Смертельна доза опромінення, не підлягає лікуванню



1000-8000



Настає кома, смерть протягом 5-30 хвилин



Більше 8000



Миттєва смерть від променя

Разове отримання великого кількість радіаційного випромінювання негативно впливає на стан організму: клітини стрімко руйнуються, не встигаючи відновитися. Чим сильніше вплив, тим більше виникає вогнищ ураження.

Розвиток променевої хвороби: причини

Променевою хворобою називають загальний стан організму, викликане впливом радіоактивного випромінювання, що перевищує ПДР. Ураження спостерігаються з боку всіх систем. Згідно заявам Міжнародної комісії з радіологічного захисту, дози опромінення, що викликають променеву хворобу, починаються з показників 500 мЗв за один раз або більше 150 мЗв у рік. Уражаюча дія високої інтенсивності (більше 500 мЗв разово) виникає внаслідок використання атомної зброї, його випробувань, виникнення техногенних катастроф, проведення процедур інтенсивного опромінення при лікуванні онкологічних, ревматологічних захворювань і хвороб крові. Розвитку хронічної променевої хвороби підлягають медичні працівники, які перебувають у відділенні променевої терапії і діагностиці, а також пацієнти, які часто піддаються радіонуклідним і рентгенологічних досліджень.

Класифікація променевої хвороби, в залежності від доз радіації

Хвороба характеризують виходячи з того, яку дозу іонізуючого опромінення отримав хворий і як довго це відбувалося. Одноразове вплив призводить до гострого стану, а постійно повторюється, але менш масивне – до хронічних процесів. Розглянемо основні форми променевої хвороби, в залежності від отриманого разового опромінення:

променева травма (менше 1 Зв) – виникають зворотні зміни;

кістковомозкова форма (від 1 до 6 Зв) – має чотири ступені, залежно від отриманої дози. Смертність при такому діагнозі становить понад 50%. Уражаються клітини червоного кісткового мозку. Стан може поліпшити трансплантація. Період відновлення довгий;

шлунково-кишкова (10-20 Зв) характеризується важким станом, сепсисом, кровотечами ШКТ;

судинна (20-80 Зв) – спостерігаються гемодинамічні порушення і важка інтоксикація організму;

церебральна (80 Зв) – летальний результат протягом 1-3 днів внаслідок набряку мозку.

Шанс на одужання й реабілітацію мають хворі з кістково формою (у половині випадків). Більш важкі стани не підлягають лікуванню. Смерть настає протягом декількох днів або тижнів.

Протягом гострої променевої хвороби

Після того, як була отримана висока доза випромінювання, і доза опромінення досягла 1-6 Зв розвивається гостра променева хвороба. Лікарі розділяють стану, які змінюють один одного, на 4 етапи:

Первинна реактивність. Наступає в перші години після опромінення. Характеризується слабкістю, зниженням артеріального тиску, нудотою і блювотою. При опроміненні понад 10 Зв відразу переходить у третю фазу.

Латентний період. Після 3-4 днів з моменту опромінення і до місячного строку стан поліпшується.

Розгорнута симптоматика. Супроводжується інфекційними, анемическими, кишковими, геморагічними синдромами. Стан важкий.

Відновлення.

Гострий стан лікується в залежності від характеру клінічної картини. У загальних випадках призначається дезінтоксикаційна терапія шляхом введення засобів, що нейтралізують радіоактивні речовини. При потребі виконується переливання крові, трансплантація кісткового мозку. Пацієнти, яким вдається пережити перші 12 тижнів перебігу гострої променевої хвороби, в основному мають сприятливий прогноз. Але навіть при повному відновленні у таких людей зростає ризик розвитку онкологічних захворювань, а також народження потомства з генетичними аномаліями.

Хронічна променева хвороба

При постійному впливі радіоактивного випромінювання в менших дозах, але сумарно перевищують у рік 150 мЗв (не рахуючи природного фону), починається хронічна форма променевої хвороби. Її розвиток проходить три етапи: формування, відновлення, результат. Перший етап протікає протягом кількох років (до 3). Тяжкість стану не може бути визначена від легкої до важкої. Якщо ізолювати пацієнта від місця отримання радіоактивного випромінювання, то протягом трьох років настане фаза відновлення. Після чого можливе повне видужання або ж, навпаки, прогресування хвороби з швидким летальним результатом. Іонізоване випромінювання здатне миті зруйнувати клітини організму і вивести його з ладу. Саме тому дотримання граничних доз випромінювання є важливим критерієм роботи на шкідливому виробництві і життя неподалік від АЕС та випробувальних полігонів.