Биологическое действие ионизирующих излучений. 2

Реферат на тему:

Биологическое действие ионизирующих излучений 
 
 
 
 
 
 

  План

  Введение…………………………………………………………………2

1. Механизм действия ионизирующего излучения………………….3-4
2. Путь воздействия ионизирующего излучения на человека……….5
3. Эффекты облучения………………………………………………....5-7
4. Заболевания, вызванные ионизирующим излучением…………...7-10
5. Профилактические мероприятия…………………………………….10
6. Нормирование ионизирующего излучения……………….……..11-15

  Список  использованной литературы……………………………………16 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение

  Ионизирующие  излучения — это любые излучения, которые создаются при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении ядерных частиц в веществе и способны прямо или косвенно вызывать ионизацию среды — образование заряженных атомов или молекул — ионов.

  Человек подвергается воздействию ионизирующих излучений от природных источников космического и земного происхождения, при эксплуатации и обслуживании радиоизотопных, ядерно-энергетических и ядерно-силовых установок, перевозках радионуклидов и т.п. Источники ионизирующего излучения представляют потенциальную угрозу здоровью и жизни людей.

  Степень поражения организма человека ионизирующим излучением определяется многими факторами, основными из которых являются:

• вид ионизирующего излучения;
• доза облучения;
• путь воздействия ионизирующего излучения на человека (внутреннее или наружное облучение);

поведение радионуклида в организме человека, орган накопления 
радионуклида 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Механизм действия ионизирующего излучения

  Биологическое действие ионизирующего излучения  можно условно разделить на:

1. Первичные физико-химические процессы, возникающие в молекулах живых клеток.
2. Нарушение функций целого организма как следствие первичных 
   процессов.

  Первичные процессы обусловлены поглощением  энергии ионизирующего излучения в живой ткани, воздействие которого на организм человека может быть прямым и косвенным.

  Прямое  воздействие излучения заключается  в процессах ионизации и возбуждения атомов и молекул. В возбужденном состоянии молекула может находиться ... с. В течение этого времени энергия возбуждения может трансформироваться в колебательную и сконцентрироваться на одной из химических связей, что приведет к развалу молекулы и отрыву от нее какого-либо фрагмента. Следствием акта ионизации является быстрое изменение электромагнитного поля молекулы, приводящее к разрыву 10... 15 химических связей. Прямое действие ионизирующего излучения может вызвать расщепление молекул белка, разрыв наименее прочных связей, отрыв радикалов.

  Под косвенным действием ионизирующего излучения понимают радиационно-химические изменения, обусловленные продуктами радиолиза воды (из которой на 60... 70% по массе состоит тело человека), образующими свободные радикалы Н* и ОН*. В присутствии кислорода образуется также свободный радикал гидропероксида , и пероксида водорода, являющихся сильными окислителями.

  Свободные радикалы обладают высокой химической активностью. Они вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов и других структурных элементов биологической ткани, в результате чего нарушаются обменные процессы, подавляется активность ферментных систем, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не свойственные организму — токсины. Индуцированные свободными радикалами химические реакции развиваются и вовлекают в этот процесс многие сотни и тысячи молекул, не затронутых излучением. Это приводит к нарушению деятельности отдельных функций или систем организма в целом.

  Никакой другой вид энергии (тепловой, электрической и др.), поглощенной биологическим объектом в том же количестве, не приводит к таким изменениям, какие вызывает ионизирующее излучение. Например, при дозе излучения, вызывающей гибель живого организма, эквивалентная величина тепловой энергии не больше энергии, заключенной в стакане горячего чая.

  Для человека крайне тяжелая степень лучевой  болезни при общем остром облучении гамма-излучением соответствует поглощенной энергии 6 Грей или 420 Дж на все тело (70 кг). Если эту энергию подвести в виде тепла, то она повысит температуру тела не более чем на 0,01 °С.

  Под действием  первичных процессов в клетках  возникают функциональные изменения, подчиняющиеся уже биологическим законам жизни и гибели клеток, наиболее важными из которых являются:

• повреждение механизма деления и хромосомного аппарата облученной клетки;
• блокирование процессов обновления и дифференцирования клеток;
• блокирование процессов и последующей физиологической регенерации тканей.

  Изменения на клеточном уровне, гибель клеток приводят к таким нарушениям в тканях, в функциях отдельных органов, которые вызывают различные негативные последствия для организма или его гибель. 

2. Путь воздействия  ионизирующего излучения  на человека

Человек может  подвергаться внешнему и внутреннему облучению.

  Уровень внешнего воздействия существенно  зависит от времени пребывания в зоне воздействия излучения. По мере удаления от источника интенсивность потока излучения уменьшается.

  Внешнее облучение альфа- и бета-частицами  возможно при контакте открытых участков тела, при загрязнении кожных покровов радиоактивными веществами. В этом случае облучению подвергается эпидермис.

  При внутреннем облучении радиоактивные вещества поступают в организм человека ингаляционно или перорально.

После попадания в легкие радиоактивные вещества током крови разносятся по всему организму. Крупные частицы (до 0,1 мкм) оседают в трахеобронхиальной области, а меньшие частицы — в пространстве легочных альвеол, откуда через кровь поступают в различные органы и ткани организма. Из верхних дыхательных путей радионуклиды через определенный промежуток времени удаляются из организма в результате очистительных процессов. Скорость перехода радиоактивных веществ из легких в другие системы организма тем больше, чем лучше растворимость вдыхаемых аэрозолей в физиологических жидкостях организма, в частности в лимфе крови.

  При пероральном  поступлении радиоактивные вещества попадают в желудок, откуда всасываются в кровь и разносятся по различным органам и тканям. Чем меньше растворимость радионуклида, тем большее его количество проходит транзитом и выводится из организма.

3. Эффекты облучения

  При оценке опасности облучения, которой могут  подвергаться отдельные контингенты людей, радиационные эффекты принято дифференцировать на соматические и генетические.

  К соматическим (телесным) эффектам относятся те изменения  в состоянии здоровья, которые произошли у данного индивидуума в результате облучения. Соматические эффекты проявляются в виде:

  • детерминированных эффектов, возникающих через сравнительно 
короткий промежуток времени (часы, дни);

  • вероятностных (стохастических) эффектов, проявляющихся не 
сразу, в отдаленные сроки жизни.

  К детерминированным  относятся такие клинически выявляемые вредные биологические эффекты, как, например, лучевая болезнь различной тяжести, локальные лучевые повреждения отдельных органов и тканей и др.

  Для детерминированных  эффектов характерно наличие связи  между уровнем облучения и реакцией организма. Они имеют порог, ниже которого эффект отсутствует, а выше — тяжесть эффекта зависит от дозы.

  Детерминированные эффекты проявляются при достаточно высоком или аварийном облучении всего тела или отдельных органов. Порог эффекта зависит от органа или ткани.

  При однократном  облучении всего тела в дозе до 0,5 Зв детерминированные эффекты не проявляются — нельзя обнаружить какие-либо изменения в состоянии здоровья человека, а также изменение крови, которая, в первую очередь, реагирует на лучевое воздействие. Различные формы лучевой болезни развиваются при дозах выше 1 Зв. Крайне тяжелая форма лучевой болезни, приводящая к смертельному исходу в 100% случаев наблюдается при дозе, превышающей 63в. Причиной смерти являются инфицированные заболевания и кровоизлияния.

  При систематическом  облучении в дозах, не вызывающих острой лучевой болезни, но значительно превышающих предельно допустимый уровень, может развиваться хроническая лучевая болезнь, наиболее характерными признаками которой являются изменения в составе крови (уменьшение числа лейкоцитов, малокровие) и некоторые симптомы со стороны нервной системы.

  Реакция организма на облучение может  проявиться и в отдаленные сроки — через 10... 20 лет (стохастические эффекты). Такими реакциями могут быть лейкозы, злокачественные опухоли различных органов и тканей, сокращение продолжительности жизни (старение, ведущее к преждевременной смерти, не связанное с какой-либо определенной причиной).

  Стохастические  эффекты облучения не имеют дозового порога возникновения, пропорциональна дозе только вероятность их возникновения, а тяжесть их проявления от дозы не зависит. Так, например, не исключается образование злокачественных новообразований, индуцированных излучением, и при малых дозах облучения.

  При воздействии  ионизирующего излучения на организм может произойти повреждение наследственных структур, в результате которых неблагоприятные последствия облучения проявляются в последующих поколениях. Это так называемые генетические эффекты. Генетические эффекты также как и стохастические, не исключаются при малых дозах и условно не имеют порога.

  Под воздействием ионизирующего излучения могут  возникать стойкие нарушения половых клеток, приводящие к мутациям, т.е. к появлению у облученных людей потомства с другими признаками. Такие изменения признаков могут быть как полезными, так и вредными. Большинство мутаций являются вредными.

  Генетические  эффекты появляются не всегда. Так, например, не обнаружено генетических последствий у 70 тыс. детей, родители которых пережили атомную бомбардировку в Хиросиме и Нагасаки.

  Накопленные к настоящему времени данные дают основание полагать, что удвоение числа генетических нарушений у новорожденных может наблюдаться при дозе 1 Зв. Вероятность выхода генетических последствий на единицу дозы примерно в 3 раза меньше, чем соматических.

4. Заболевания, вызванные ионизирующим излучением.

  Важным  фактором при действии ионизирующего излучения на организм является продолжительность облучения. Степень поражения зависит также от размера облученной поверхности. Организм женщин, детей и подростков является более чувствительным к ионизирующим излучениям, чем мужской организм.

  К числу  отдаленных последствий относятся  лейкозы, анемии, астенические состояния с вегетативными дисфункциями, пониженная сопротивляемость к инфекционным заболеваниям, новообразования, обострение хронических инфекций, дисгормональные состояния, изменения половой функции. Рассмотрим некоторые из заболеваний.

  Ионизирующее  излучение при воздействии на организм человека прежде всего ведет к снижению иммуннозащитной функции. В связи с этим человек становится более ранимым в отношении микробной флоры, обитающей как во внешней среде, так и в самом организме. Последнее выражается в более частых заболеваниях инфекционного происхождения органов дыхания, ЛОР-органов (уха, горла, носа и его пазух). Не исключены и заболевания других физиологических систем — нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной, мочеполовой, эндокринной. Увеличиваются не только количество случаев заболеваний, но и их длительность, тяжесть заболеваний и их осложнений. В конечном результате возможна преждевременная смерть. Об этом свидетельствуют многолетние наблюдения над пострадавшими в результате чернобыльской катастрофы на атомной электростанции.

  Среди лиц, имеющих производственный контакт  с ионизирующим излучением, зарегистрированы профессиональные заболевания лучевой болезнью в хронической и острой формах всего организма, а также острые и хронические местные лучевые поражения.

  Острая  лучевая болезнь развивается  после действия кратковременного (от секунд до трех суток) интенсивного проникающего ионизирующего излучения, превышающего среднюю поглощенную дозу 1 Гр. В первые трое суток пострадавший жалуется на тошноту, рвоту, общую слабость. Наблюдаются изменения в крови, признаки ранних нарушений в нервной и сердечно-сосудистой системах. Затем на фоне постепенно нарастающих патологических изменений в крови, кишечнике, на коже (например, выпадение волос и др.) в течение 10 — 35 суток возможно удовлетворительное самочувствие больных. Длительность следующей фазы выздоровления, если приняты лечебные меры, длится 14 — 20 суток, а полное выздоровление наступает через 3 — 6 лет. Возможны отдаленные последствия в виде катаракты, изменений в крови, астенического состояния, нарушения детородной функции. Острая лучевая болезнь у работников с ионизирующим излучением считается профессиональным заболеванием.

Острые местные  лучевые поражения возникают  при местном контактном облучении в дозе более 8 Гр обычно на коже рук. Начальный период характеризуется появлением эритемы (покраснения) уже через несколько часов, что в дальнейшем может закончиться выздоровлением. При непринятии лечебных мер на пораженном месте возникают отек, пузыри, что сопровождается болью. Через 1 — 2 месяца наблюдаются атрофия кожи, подкожной клетчатки и мышц, язвенные и некротические поражения. Первая до врачебная помощь заключается в изоляции пострадавшего от воздействия ионизирующего излучения и немедленное обращение к врачу.

Хроническая лучевая  болезнь развивается при длительном воздействии повреждающего фактора. В начальной стадии заболевания пострадавший жалуется на повышенное утомление, общую слабость, снижение памяти, расстройство сна, повышенную раздражительность, эмоциональную неустойчивость. Отмечаются неустойчивость пульса, снижение артериального давления, изменения в крови (снижение содержания тромбоцитов, лейкоцитов и пр.), снижение половой потенции, а у женщин — нарушения менструального цикла. У некоторых заболевших появляются жалобы на отсутствие аппетита, боли в области желудка, запоры. Наблюдаются изменения кожи, она становится сухой, истонченной и шелушится. Истончаются ногти, они становятся ломкими и расщепляющимися. Если не принять должных лечебно-профилактические мер, к описанным изменениям состояния здоровья может присоединиться более значимая патология: резкое снижение кровяного давления, пульса и форменных элементов крови, развиваются анемия и кровоточивость десен, поражения желудочно-кишечного тракта (язвенная болезнь и пр.) и нервной системы. У больных учащаются различные инфекционные заболевания — грипп, ангина, воспаление легких и др. Нельзя исключить возникновение катаракты и онкологических заболеваний.

  Местные хронические лучевые поражения  более часто развиваются на коже рук и стоп с покраснениями и болезненностью. Они могут заканчиваться появлением язвочек и рубцов. При начальной стадии заболевания требуется временное отстранение человека от контакта с ионизирующими излучениями и его лечение, что обычно приводит к выздоровлению. Больных с выраженными признаками лучевой болезни и местных лучевых поражений надо полностью отстранять от выполняемой ими работы и назначать соответствующее лечение.

  5. Профилактические мероприятия.

   Медицинская профилактика указанных заболеваний  состоит в предварительных (перед поступлением на работу) и периодических (раз в год) осмотрах. Лица, имеющие заболевания крови, сердца, сосудов глаз и данные некоторых других заболеваний не должны приниматься на работу или продолжать ее во избежание ухудшения своего здоровья.

   Для защиты от вредных воздействий радиации применяют радиопротекторы (антидоты). Это лекарственные препараты, повышающие устойчивость организма к воздействию радиации или снижающие тяжесть клинического течения лучевой болезни. Они действуют эффективно, если введены в организм перед облучением. Защитный эффект, оцениваемый так называемым фактором защиты, зависит от приема антидота относительно начала попадания радиоактивного вещества в организм. 
 

6. Нормирование ионизирующего излучения

  Допустимые  уровни облучения людей при различных аспектах использования атомной энергии в виде основных пределов доз регламентированы Законом РФ «О радиационной безопасности населения» и «Нормами радиационной безопасности» НРБ-99. Приведенные в указанных документах нормативы базируются на рекомендациях Международной комиссии по радиологической защите, изложенных в Публикациях 60 и 61 и принятых в 1990 г.

  Регламентируемые  НРБ-99 значения устанавливаются для  двух категорий облучаемых лиц:

1. персонал (группы А и Б);
2. население.

  К персоналу  группы А относятся лица, которые  непосредственно работают с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений. К персоналу группы Б — лица, которые в процессе производственной деятельности непосредственно не работают с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений, но по размещению рабочих мест могут подвергаться радиационному воздействию.

  Для указанных  категорий облучаемых лиц установлено  три класса нормативных требований к ограничению техногенного облучения в контролируемых условиях:

1. основные пределы доз, приведенные в табл. 1;
2. допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионуклида, одного пути поступления или одного вида внешнего об 
   лучения), являющиеся производными от основных пределов доз: допустимые среднегодовые объемные активности и среднегодовые удельные активности, допустимая среднегодовая плотность потока и др.; контрольные уровни (дозы, уровни, активности, плотности потоков и др.) устанавливаются администрацией учреждения по согласованию с органами Госсанэпиднадзора. Их значения учитывают достигнутый в организации уровень радиационной безопасности и обеспечивают условия, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого.

Таблица 1

Основные пределы  доз облучения в нормальных условиях эксплуатации источника излучения 

  * — допускается одновременное  облучение до указанных пределов  по всем нормируемым величинам. ** — Основные пределы доз персонала группы Б равны 1/4 значений для персонала группы А.

  Основные  пределы доз не включают в себя дозы от природного и медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий.

  При одновременном воздействии на человека источников внешнего и внутреннего облучения годовая эффективная доза не должна превышать пределов доз, установленных в табл. 1.

В НРБ-99 регламентируется только годовой предел дозы, т.е. не накладывается ограничений на уровень облучения за рабочий день, неделю, квартал. Это значит, что разрешается и одноразовое облучение в дозе равной годовому пределу. Накладывается ограничение лишь на облучение женщин в возрасте до 45 лет в течение календарного года в целях уменьшения вероятности генетических последствий. Эквивалентная доза на поверхности нижней части области живота не должна превышать 1 мЗв в месяц, а поступление радионуклидов в организм за год не должно превышать 1/20 предела годового поступления для персонала.

Таблица 2

Параметры для  определения значений нормируемых эквивалентных доз

облучения отдельных  органов и тканей 

Примечание: Толщина слоя вещества d, через которое проходит излучение, измеряется в г/см² или мг/см²: d = rp, где r — толщина поглотителя, см; р — плотность вещества, мг/см³. Например, если р = 1,0г/см³ (биологическая ткань), то значение d = 300 мг/см² эквивалентно толщине слоя в З мм.

  Нормами регламентируется также эффективная  доза для персонала, накопленная за период трудовой деятельности (50 лет) — 1000 мЗв.

  НРБ-99 разрешается планируемое повышение  облучения персонала в случае необходимости спасения людей или предотвращения их облучения при ликвидации или предупреждении аварии с разрешения территориальных или федеральных органов Госсанэпиднадзора. В случае облучения персонала в условиях планируемого повышенного облучения нормируются дозиметрические величины, представленные в табл. 3.

  В НРБ-99 установлены также требования к защите от природного облучения  в производственных условиях.

  Эффективная доза облучения природными источниками  всех работников в производственных условиях не должна превышать 5 мЗв в год.

Таблица 3

Нормируемые величины планируемого повышенного облучения 

Нормативно-правовая база обеспечения  радиационной безопасности

Федеральные законы

• “Об использовании атомной энергии”

Настоящий Федеральный  закон определяет правовую основу и  принципы регулирования отношений, возникающих при использовании  атомной энергии, направлен на защиту здоровья и жизни людей, охрану окружающей среды, защиту собственности при использовании атомной энергии, призван способствовать развитию атомной науки и техники, содействовать укреплению международного режима безопасного использования атомной энергии

• “О радиационной безопасности населения”

Настоящий Федеральный  закон определяет правовые основы обеспечения  радиационной безопасности населения  в целях охраны его здоровья

• “О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения”

Настоящий Федеральный закон направлен на обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия населения как одного из основных условий реализации конституционных прав граждан на охрану здоровья и благоприятную окружающую среду

Постановления правительства Российской Федерации

• “Об утверждении Положения о лицензировании деятельности в области использования атомной энергии”
• “Об утверждении перечня должностей работников объектов использования атомной энергии, которые должны получать разрешения Федерального надзора России по ядерной и радиационной безопасности на право ведения работ в области использования атомной энергии”
• “О порядке разработки радиационно-гигиенических паспортов организаций и территорий”
• “О перечне медицинских противопоказаний и перечне должностей, на которые распространяются данные противопоказания, а также о требованиях к проведению медицинских осмотров и психофизиологических обследований работников объектов использования атомной энергии”
• “О правилах принятия решений о размещении и сооружении ядерных установок, радиационных источников и пунктов хранения”
• “Об утверждении Правил организации системы государственного учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов”