Облучение: как справиться с последствиями для организма?
После масштабных техногенных катастроф 20-го века опасность ионизирующего излучения стала предметом страха для многих людей. Однако и в обычной жизни мы сталкиваемся с влиянием радиации. Последствия облучения зависят от многих факторов, и, если доза достаточно высока, они могут быть очень опасны. Впрочем, современная медицина знает, как минимизировать риск для здоровья. О способах реабилитации после облучения расскажем в этой статье.
Виды облучения, которым может подвергнуться организм
Ионизирующее излучение («радиация», как говорят в быту) в норме всегда окружает нас. Его источники есть в космосе и в земной коре. Промышленная деятельность изменила природный радиационный фон — «благодаря» работе атомных электростанций, ТЭЦ, заводов по переработке ядерных отходов излучение стало выше.
Нормальный, безопасный для здоровья радиационный фон составляет 0,1-0,2 мкЗв/ч (зиверт — современная единица измерения поступившей в организм радиации). Значения до 0,6 мкЗв/ч считаются допустимым облучением. Более высокие показатели радиации несут прямую угрозу здоровью людей — при условии, что они действуют постоянно, а не в разовой дозе. [1]
В повседневной жизни мы не можем полностью защититься от ионизирующего излучения. Оно сопровождает нас повсюду — при контакте со стройматериалами, из которых построены здания, в процессе пользования бытовым газом, во время авиаперелетов. Уровень облучения определяется разными условиями — регионом проживания, профессиональной деятельностью и другими. Например, в некоторых областях радиационный фон выше из-за того, что в земной коре находится большое количество радиоактивных веществ. Люди, живущие поблизости от атомных электростанций и прочих объектов ядерного комплекса, а особенно работающие на таких предприятиях, сильнее подвергаются облучению.
Помимо естественных источников радиации, есть еще и искусственные. Чаще всего мы сталкиваемся с ними во время медицинского вмешательства. Рентгеновские методы исследования считаются безопасными: пациент получает очень малую дозу радиации.
Гораздо более сильное облучение происходит во время лучевой терапии, которая применяется чаще всего при лечении злокачественных опухолей. Самая распространенная схема — регулярное локальное воздействие разовыми дозами в 200-250 рад (2-2,5 Зв) [2] . Ионизирующее излучение в таких масштабах разрушает опухолевые клетки, но затрагивает и расположенные рядом здоровые ткани. При соблюдении правил лучевой терапии эти негативные эффекты сводятся к минимуму.
В зависимости от того, где находится источник, различают два типа облучения:
- Внешнее , когда радиация действует на организм снаружи. Его природным источником служат, например, лучи из космоса. Внешнему облучению искусственного происхождения человек подвергается во время рентгенодиагностики и лучевой терапии;
- Внутреннее , когда излучение исходит из источника в самом организме. Радиоактивные вещества могут проникнуть через легкие с воздухом, через ЖКТ с пищей и водой, через поврежденную кожу. Их также используют при некоторых видах медицинских процедур (радиоизотопная диагностика). Попав в организм, радионуклиды продолжают действовать до момента полного распада или выведения.
Кроме того, виды облучения классифицируются по:
- типу ионизирующих частиц (-альфа, -бета, -гамма, рентгеновские и т. д.);
- продолжительности воздействия (острое — в течение минут или часов, пролонгированное — несколько дней или месяцев, хроническое — длящееся годами, но в малых дозах);
- площади поражения тела (местное, широкопольное, общее);
- смертельным последствиям, зависящим от дозы (сублетальное, летальное, сверхлетальное).
Состояние человека после облучения и возможные последствия для здоровья
При сильном кратковременном облучении или продолжительном воздействии не столь больших (но превышающих допустимые) доз радиации у людей формируется лучевая болезнь. Ее симптомы и отдаленные последствия разнообразны. Главное, от чего они зависят, — это доза облучения, полученная за определенный период времени. С этой позиции выделяют две формы болезни: острую и хроническую.
Острая лучевая болезнь
Это угрожающее жизни состояние возникает, когда организм в течение короткого времени подвергается равномерному воздействию внешнего ионизирующего излучения в дозе более 1 Зв. [3] Есть несколько форм болезни. Какая именно из них разовьется, зависит от степени облучения. Мы будем говорить только о костномозговой форме, которая возникает под действием дозы 1-6 Зв и, в свою очередь, подразделяется на несколько степеней:
- легкая — 1-2 Зв;
- среднетяжелая — 2-4 Зв;
- тяжелая — 4-6 Зв;
- сверхтяжелая — более 6 Зв.
Выделяют несколько стадий прогрессирования острой лучевой болезни. Начальный период, который длится до 5 дней от момента облучения, проявляется признаками интоксикации: рвотой, головной болью, слабостью, лихорадкой, покраснением кожи. Они выражены тем сильнее, чем тяжелее степень болезни.
Затем эти симптомы проходят, и наступает фаза затишья. Состояние после облучения на данном этапе удовлетворительное, что создает ложное впечатление о выздоровлении. Определить поражение костного мозга можно по анализам крови.
Далее болезнь вступает в фазу разгара. Симптоматика в этом периоде разнообразна. В крови больных отмечается уменьшение уровня лейкоцитов и тромбоцитов, развивается анемия. Присоединяются инфекции, возникают кровотечения, язвы на слизистой оболочке рта, атрофические изменения кожи, поражения желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы. Впоследствии может развиться радиационный гепатит.
Легкая и среднетяжелая формы болезни при адекватном и вовремя начатом лечении заканчиваются выздоровлением. Клетки костного мозга со временем восстанавливаются. Однако спустя месяцы или годы после облучения болезнь может напомнить о себе.
В результате воздействия радиации в дозах от 10 Зв и выше возникают другие формы острой лучевой болезни: кишечная, сосудистая, церебральная. Они во всех случаях приводят к летальному исходу, быстрота наступления которого зависит от степени облучения: от нескольких дней до нескольких часов или даже секунд. [4]
Хроническая лучевая болезнь
Ее причина — долгое непрерывное или часто повторяющееся воздействие сравнительно невысоких доз радиации (0,1-0,5 Зв в сутки) [5] . Заболевание развивается постепенно, процесс длится годы. В зависимости от общей дозы облучения различают степени тяжести: легкая и среднетяжелая — 1-5 Зв, тяжелая — свыше 5 Зв. Хроническая лучевая болезнь протекает в три стадии.
Стадия формирования заболевания , когда появляется и нарастает симптоматика. Чем тяжелее степень поражения, тем она ярче. При легкой форме изменения в крови незначительны, нарушения работы внутренних органов выражены неявно (чаще всего бывают расстройства ЖКТ). На первом плане — явления астении: головные боли, утомляемость, раздражительность, плохой сон.
Среднетяжелая форма болезни сопровождается отчетливыми симптомами. Больные жалуются на слабость, утомляемость, боли в костях. Часто возникают кровотечения, кровоизлияния в кожу. Заметны атрофические явления: кожа становится сухой, утрачивает эластичность, выпадают волосы, истончаются ногти. Нарушаются функции ЖКТ и печени. При исследовании крови выявляются анемия, уменьшение содержания лейкоцитов, тромбоцитов и другие признаки угнетения кроветворения.
При тяжелой форме все эти симптомы выражены еще резче. Развивается сильная анемия, возникают кровотечения, поражаются внутренние органы и ЦНС. Часты инфекционные осложнения.
Стадия восстановления . Легкая степень ХЛБ при прекращении облучения имеет благоприятный прогноз, заканчивается выздоровлением через 2 месяца. Среднетяжелая форма протекает годами, периодически обостряется, завершается частичной ремиссией. При тяжелой степени нередко бывает летальный исход (из-за инфекции или кровотечения).
Стадия отдаленных последствий . Перенесенная лучевая болезнь спустя годы может напомнить о себе развитием злокачественных опухолей, иммунных заболеваний, склероза сосудов, катаракты, нарушений работы органов пищеварения. Продолжительность жизни больных уменьшается. Отдаленные последствия облучения могут сказаться и на потомстве (генные мутации).
Терапия при лучевой болезни
Лечение после облучения ведется по нескольким направлениям. Его задачи сводятся к облегчению симптомов, нормализации психологического состояния больного, предупреждению осложнений.
Симптоматическая терапия острой лучевой болезни начинается после оказания первой помощи. Она включает купирование рвоты, нормализацию водного баланса, детоксикацию. Назначают сосудистые средства для предотвращения коллапса и шока.
При хронической лучевой болезни применяют физиотерапию, щадящую, но полноценную диету, лечебную физкультуру (при легкой форме), средства, поддерживающие работу ЦНС, витамины. При среднетяжелом течении добавляют стимуляторы кроветворения, гормональные препараты, антибиотики. Иногда приходится прибегать к переливанию крови, в тяжелых случаях — к трансплантации костного мозга.
Психотерапия играет большую роль в восстановлении после облучения, особенно в случае острой формы болезни. Люди часто оказываются под воздействием больших доз радиации в результате аварий, которые сами по себе являются психотравмирующим фактором.
Профилактика осложнений — как ближайших, так и отдаленных — имеет очень большое значение. Для повышения стойкости организма к воздействию радиации назначают растительные адаптогены (элеутерококк, женьшень, лимонник), комплексы витаминов и аминокислот, нуклеозиды. Чтобы предупредить инфекционные осложнения острого лучевого поражения, больного помещают в асептические условия, вводят антибиотики.
Особой чувствительностью к радиационному воздействию отличается пищеварительная система. Нарушениями ЖКТ часто осложняются острая и хроническая формы лучевой болезни. Для поддержки работы органов пищеварения используется ферментная терапия.
С излучением мы сталкиваемся повсюду, но иногда его дозы оказываются выше допустимых. Особенно подвержены риску работники предприятий ядерного комплекса и ТЭК, люди, проживающие вблизи таких объектов, а также сотрудники медицинских и научно-исследовательских учреждений, которые вынуждены взаимодействовать с источниками радиации. При сильном или продолжительном облучении возникает лучевая болезнь, исход которой во многом зависит от своевременно начатой терапии.
Источник
Радиация — доступным языком
«Отношение людей к той или иной опасности определяется тем, насколько хорошо она им знакома».
Настоящий материал – обобщённый ответ на многочисленные вопросы, возникающие пользователей приборов для обнаружения и измерения радиации в бытовых условиях.
Минимальное использование специфической терминологии ядерной физики при изложении материала поможет вам свободно ориентироваться этой в экологической проблеме, не поддаваясь радиофобии, но и без излишнего благодушия.
Опасность РАДИАЦИИ реальная и мнимая
«Один из первых открытых природных радиоактивных элементов был назван «радием»
— в переводе с латинского-испускающий лучи, излучающий».
Каждого человека в окружающей среде подстерегают различные явления, оказывающие на него влияние. К ним можно отнести жару, холод, магнитные и обычные бури, проливные дожди, обильные снегопады, сильные ветры, звуки, взрывы и др.
Благодаря наличию органов чувств, отведенных ему природой, он может оперативно реагировать на эти явления с помощью, например, навеса от солнца, одежды, жилья, лекарств, экранов, убежищ и т.д.
Однако, в природе существует явление, на которое человек из-за отсутствия необходимых органов чувств не может мгновенно реагировать — это радиоактивность. Радиоактивность — не новое явление; радиоактивность и сопутствующие ей излучения (т.н. ионизирующие) существовали во Вселенной всегда. Радиоактивные материалы входят в состав Земли и даже человек слегка радиоактивен, т.к. в любой живой ткани присутствуют в малейших количествах радиоактивные вещества.
Самое неприятное свойство радиоактивного (ионизирующего) излучения — его воздействие на ткани живого организма, поэтому необходимы соответствующие измерительные приборы, которые предоставляли бы оперативную информацию для принятия полезных решений до того, когда пройдет продолжительное время и проявятся нежелательные или даже губительные последствия.что его воздействие человек начнет ощущать не сразу, а лишь по прошествии некоторого времени. Поэтому информацию о наличии излучения и его мощности необходимо получить как можно раньше.
Однако, хватит загадок. Поговорим о том, что же такое радиация и ионизирующее (т. е. радиоактивное) излучение.
Ионизирующее излучение
Любая среда состоит из мельчайших нейтральных частиц-атомов, которые состоят из положительно заряженных ядер и окружающих их отрицательно заряженных электронов. Каждый атом похож на солнечную систему в миниатюре: вокруг крошечного ядра движутся по орбитам «планеты» — электроны.
Ядро атома состоит из нескольких элементарных частиц-протонов и нейтронов, удерживаемых ядерными силами.
Протоны частицы имеющие положительный заряд, равный по абсолютной величине заряду электронов.
Нейтроны нейтральные, не обладающие зарядом, частицы. Число электронов в атоме в точности равно числу протонов в ядре, поэтому каждый атом в целом нейтрален. Масса протона почти в 2000 раз больше массы электрона.
Число присутствующих в ядре нейтральных частиц (нейтронов) может быть разным при одинаковом числе протонов. Такие атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разновидностям одного и того же химического элемента, называемым «изотопами» данного элемента. Чтобы отличить их друг от друга, к символу элемента приписывают число, равное сумме всех частиц в ядре данного изотопа. Так уран-238 содержит 92 протона и 146 нейтронов; в уране 235 тоже 92 протона, но 143 нейтрона. Все изотопы химического элемента образуют группу «нуклидов». Некоторые нуклиды стабильны, т.е. не претерпевают никаких превращений, другие же, испускающие частицы нестабильны и превращаются в другие нуклиды. В качестве примера возьмем атом урана — 238. Время от времени из него вырывается компактная группа из четырех частиц: двух протонов и двух нейтронов -«альфа-частица (альфа)». Уран-238 превращается, таким образом, в элемент, в ядре которого содержится 90 протонов и 144 нейтрона — торий-234. Но торий-234 тоже нестабилен: один из его нейтронов превращается в протон, и торий-234 превращается в элемент, в ядре которого содержится 91 протон и 143 нейтрона. Это превращение сказывается и на движущихся по своим орбитам электронах (бета): один из них становится как бы лишним, не имеющим пары (протона), поэтому он покидает атом. Цепочка многочисленных превращений, сопровождающаяся альфа- или бета- излучениями, завершается стабильным нуклидом свинца. Разумеется, существует много подобных цепочек самопроизвольных превращений (распадов) разных нуклидов. Период полураспада, есть отрезок времени, за который исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается в два раза.
При каждом акте распада высвобождается энергия, которая и передается в виде излучения. Часто нестабильный нуклид оказывается в возбужденном состоянии и при этом испускание частицы не приводит к полному снятию возбуждения; тогда он выбрасывает порцию энергии в виде гамма-излучения (гамма-кванта). Как и в случае рентгеновских лучей (отличающихся от гамма-излучения только частотой) при этом не происходит испускания каких-либо частиц. Весь процесс самопроизвольного распада нестабильного нуклида называется радиоактивным распадом, а сам нуклид радионуклидом.
Различные виды излучений сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают различной проникающей способностью; поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма. Альфа-излучение, задерживается, например, листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие альфа — частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей, водой или с вдыхаемым воздухом или паром, например, в бане; тогда они становятся чрезвычайно опасными. Бета — частица обладает большей проникающей способностью: она проходит в ткани организма на глубину один-два сантиметра и более, в зависимости от величины энергии. Проникающая способность гамма-излучения, которое распространяется со скоростью света, очень велика: его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита. Ионизирующее излучение характеризуется рядом измеряемых физических величин. К ним следует отнести энергетические величины. На первый взгляд может показаться, что их бывает достаточно для регистрации и оценки воздействия ионизирующего излучения на живые организмы и человека. Однако, эти энергетические величины не отражают физиологического воздействия ионизирующего излучения на человеческий организм и другие живые ткани, субъективны, и для разных людей различны. Поэтому используются усредненные величины.
Источники радиации
Источники радиации бывают естественными, присутствующими в природе, и не зависящими от человека.
Установлено, что из всех естественных источников радиации наибольшую опасность представляет радон -тяжелый газ без вкуса, запаха и при этом невидимый; со своими дочерними продуктами.
Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для различных точек земного шара. Как ни парадоксально это может показаться на первый взгляд, но основное излучение от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. Радон концентрируется в воздухе внутри помещений лишь тогда, когда они в достаточной мере изолированы от внешней среды. Просачиваясь через фундамент и пол из грунта или, реже, высвобождаясь из стройматериалов, радон накапливается в помещении. Герметизация помещений с целью утепления только усугубляет дело, поскольку при этом еще более затрудняется выход радиоактивного газа из помещения. Проблема радона особенно важна для малоэтажных домов с тщательной герметизацией помещений (с целью сохранения тепла) и использованием глинозема в качестве добавки к строительным материалам (т.н. «шведская проблема»). Самые распространенные стройматериалы — дерево, кирпич и бетон — выделяют относительно немного радона. Гораздо большей удельной радиоактивностью обладают гранит, пемза, изделия из глиноземного сырья, фосфогипса.
Еще один, как правило менее важный, источник поступления радона в помещения представляет собой вода и природный газ, используемый для приготовления пищи и обогрева жилья.
Концентрация радона в обычно используемой воде чрезвычайно мала, но вода из глубоких колодцев или артезианских скважин содержит очень много радона. Однако основная опасность исходит вовсе не от питья воды, даже при высоком содержании в ней радона. Обычно люди потребляют большую часть воды в составе пищи и в виде горячих напитков, а при кипячении воды или приготовлении горячих блюд радон практически полностью улетучивается. Гораздо большую опасность представляет попадание паров воды с высоким содержанием радона в легкие вместе с вдыхаемым воздухом, что чаще всего происходит в ванной комнате или парилке (парной).
В природный газ радон проникает под землей. В результате предварительной переработки и в процессе хранения газа перед поступлением его к потребителю большая часть радона улетучивается, но концентрация радона в помещении может заметно возрасти, если кухонные плиты и другие нагревательные газовые приборы не снабжены вытяжкой. При наличии же приточно — вытяжной вентиляции, которая сообщается с наружным воздухом, концентрации радона в этих случаях не происходит. Это относится и к дому в целом -ориентируясь на показания детекторов радона можно установить режим вентиляции помещений, полностью исключающий угрозу здоровью. Однако, учитывая, что выделение радона из грунта имеет сезонный характер, нужно контролировать эффективность вентиляции три-четыре раза в год, не допуская превышения норм концентрации радона.
Другие источники радиации, к сожалению обладающие потенциальной опасностью, созданы самим человеком. Источники искусственной радиации — это созданные с помощью ядерных реакторов и ускорителей искусственные радионуклиды, пучки нейтронов и заряженных частиц. Они получили название техногенных источников ионизирующего излучения. Оказалось, что наряду с опасным для человека характером, радиацию можно поставить на службу человеку. Вот далеко не полный перечень областей применения радиации: медицина, промышленность, сельское хозяйство, химия, наука и т.д. Успокаивающим фактором является контролируемый характер всех мероприятий, связанных с получением и применением искусственной радиации.
Особняком по своему воздействию на человека стоят испытания ядерного оружия в атмосфере, аварии на АЭС и ядерных реакторах и результаты их работы, проявляющиеся в радиоактивных осадках и радиоактивных отходах. Однако только чрезвычайные ситуации, типа Чернобыльской аварии, могут оказать неконтролируемое воздействие на человека.
Остальные работы легко контролируются на профессиональном уровне.
При выпадении радиоактивных осадков в некоторых местностях Земли радиация может попадать внутрь организма человека непосредственно через с/х продукцию и питание. Обезопасить себя и своих близких от этой опасности очень просто. При покупке молока, овощей, фруктов, зелени, да и любых других продуктов совсем не лишним будет включить дозиметр и поднести его к покупаемой продукции. Радиации не видно — но прибор мгновенно определит наличие радиоактивного загрязнения. Такова наша жизнь в третьем тысячелетии — дозиметр становится атрибутом повседневной жизни, как носовой платок, зубная щетка, мыло.
ВОЗДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ТКАНИ ОРГАНИЗМА
Повреждений, вызванных в живом организме ионизирующим излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество этой энергии называется дозой, по аналогии с любым веществом поступающим в организм и полностью им усвоенным. Дозу излучения организм может получить независимо от того, находится ли радионуклид вне организма или внутри него.
Количество энергии излучения, поглощенное облучаемыми тканями организма, в пересчете на единицу массы называется поглощенной дозой и измеряется в Греях. Но эта величина не учитывает того, что при одинаковой поглощенной дозе альфа-излучение гораздо опаснее (в двадцать раз) бета или гамма-излучений. Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной дозой; ее измеряют в единицах называемых Зивертами.
Следует учитывать также, что одни части тела более чувствительны, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения, возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения человека следует учитывать с различными коэффициентами. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения для организма; она также измеряется в Зивертах.
Заряженные частицы.
Проникающие в ткани организма альфа- и бета-частицы теряют энергию вследствие электрических взаимодействий с электронами тех атомов, близ которых они проходят. (Гамма-излучение и рентгеновские лучи передают свою энергию веществу несколькими способами, которые в конечном счете также приводят к электрическим взаимодействиям).
Электрические взаимодействия.
За время порядка десяти триллионных секунды после того, как проникающее излучение достигнет соответствующего атома в ткани организма, от этого атома отрывается электрон. Последний заряжен отрицательно, поэтому остальная часть исходно нейтрального атома становится положительно заряженной. Этот процесс называется ионизацией. Оторвавшийся электрон может далее ионизировать другие атомы.
Физико-химические изменения.
И свободный электрон, и ионизированный атом обычно не могут долго пребывать в таком состоянии и в течение следующих десяти миллиардных долей секунды участвуют в сложной цепи реакций, в результате которых образуются новые молекулы, включая и такие чрезвычайно реакционно способные, как «свободные радикалы».
Химические изменения.
В течение следующих миллионных долей секунды образовавшиеся свободные радикалы реагируют как друг с другом, так и с другими молекулами и через цепочку реакций, еще не изученных до конца, могут вызвать химическую модификацию важных в биологическом отношении молекул, необходимых для нормального функционирования клетки.
Биологические эффекты.
Биохимические изменения могут произойти как через несколько секунд, так и через десятилетия после облучения и явиться причиной немедленной гибели клеток или изменений в них.
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНОСТИ
Представляют собой число распадов в единицу времени.
Представляют собой количество энергии ионизирующего излучения, поглощенное единицей массы какого-либо физического тела, например тканями организма.
1 мкЗв = 1/1000000 Зв
1 бер = 0.01 Зв = 10 мЗв Единицы эквивалентной дозы.
Представляют собой единицу поглощенной дозы, умноженную на коэффициент, учитывающий неодинаковую опасность разных видов ионизирующего излучения.
Представляют собой дозу полученную организмом за единицу времени.