Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Детерминированные радиационные эффекты

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Защита населения и хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях. Радиационная безопасность»

Тема «Детерминированные радиационные эффекты»

Выполнила _________________ Комар А.В.

Студентка 4 курса группы 303159

Проверил __________________

Минск 2013

Содержание

Введение 3

Классификация последствий облучения 4

Детерминированные эффекты

3. Лучевая болезнь (клинические формы и степени тяжести) 11

4. Нормирование облучения и радиационная зашита для практической деятельности 12

Литература 15

Введение

Радиация — естественное явление. Любой житель Земли непрерывно подвергается ее действию. Однако, опасна не радиация как таковая, а только мощная радиация, приводящая к большим дозам облучения.

Ткани нашего организма обладают способностью к регенерации радиационных повреждений, причем, даже при достаточно больших дозовых нагрузках. Реальные последствия для здоровья доказаны только для высоких доз — порядка 500-1000 мЗв (миллизивертах). При высоких дозах эффекты воздействия радиации могут появляться сразу в виде острой лучевой болезни, лучевых ожогов, катаракты хрусталика и др. Эти эффекты еще называют детерминированными, так как они проявляются только после определенных пороговых доз и связаны с гибелью большого числа клеток. Высокие дозы в отдаленной перспективе могут приводить и к появлению злокачественных опухолей.

Следует отметить, что вероятность получения высокой дозы радиации среднестатистическим жителем нашей планеты крайне мала (даже если он живет в регионе, где располагается крупное предприятие ядерной отрасли) — значение этой вероятности в сотни и даже в тысячи раз ниже, чем для курильщика риск заболеть раком легких.

Классификация последствий облучения

Классификацию возможных последствий облучения можно представить схемой

Рис. 1 - Классификация последствий облучения

Соматические (телесные) эффекты - это последствия воздействия облучения на самого облученного, а не на его потомство.

Соматические эффекты делят на стохастические (вероятностные) и нестохастические (детерминированные).

К нестохастическим соматическим эффектам относят поражение, вероятность возникновения которых и степень тяжести поражения прямо зависит от дозы облучения и для возникновения которых существует дозовый порог.

Стохастическими эффектами считаются такие, для которых от дозы зависит только вероятность возникновения, а не их тяжесть, и отсутствует дозовый порог.

Генетические - связанные с повреждением генетического аппарата и проявляющиеся в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки человека, подвергшегося облучению.

Детерминированные эффекты.

Наиболее выраженный результат лучевого поражения – это гибель клетки. Если поражены только несколько клеток, это обычно не проблема, так как в теле существует множество клеток и новые клетки могут заменить погибших. Однако, с ростом поглощенной радиации (т. е. дозы) будет достигнуто значение, при котором погибнет достаточно большое количество клеток, что повлияет на функционирование органа. Результатом этого будет потеря органом своих функций, которая будет становиться всё более серьезной по мере увеличения количества пострадавших клеток.

Различные типы лучевого поражения, результатом которого является потеря функций органа, называется детерминированные эффекты. Такие эффекты характеризуются наличием пороговой дозы (ниже которой эффект не наблюдается), а при превышении которой эффект проявляется, а степень тяжести эффекта возрастает с увеличением дозы излучения.

Детерминированные (нестохастические) радиационные эффекты называют также пороговыми, поскольку они возникают при облучении в дозах, превышающих определенный, конкретный для соответствующего эффекта порог и развиваются у каждого человека, подвергшегося такому радиационному воздействию. К ним относятся ближайшие соматические эффекты, возникающие непосредственно после облучения (спустя часы, недели, месяцы): лучевая реакция, острая и хроническая лучевая болезнь разной степени тяжести, лучевые ожоги. Кроме того, выделяют отдаленные соматические последствия в виде нарушений здоровья, развивающихся спустя годы и даже десятилетия, в частности радиационную катаракту, расстройство функции воспроизводства, склеротические и дистрофические изменения разных тканей и другие.

Примером детерминированного эффекта является эритема или покраснение кожи. Облучение низкими дозами ионизирующего излучения (ниже пороговой дозы) не вызовет покраснения кожи. Если доза возрастает до уровня, большего пороговой дозы, кожа покраснеет, таким же образом, как и у светлокожих людей возникает умеренный солнечный ожог. При дальнейшем увеличении дозы образуются волдыри (как при тяжелом ожоге), а еще большие дозы вызовут отмирание кожи и изъязвление. Другие детерминированные эффекты являются результатом облучения отдельных органов и включают стерильность (временную или постоянную) и катаракту.

К детерминированным эффектам относят:

опустошение красного костного мозга, проявление лучевой болезни;
нарушение репродуктивной функции (временная стерильность мужчины при однократном облучении семенников составляет около 0,15 Гр. Постоянная стерильность у мужчин наступает при дозах от 3,5 до 6 Гр или 2 Гр/год. Постоянная стерильность у женщин наблюдается при дозах 2,5–6 Гр.;
лучевая катаракта (при дозах от 2 до 10 Гр);
неопухолевые формы поражения кожи;
сокращение продолжительности жизни и др.

Отметим, что эффект от дозы облучения отдельного человека зависит от биологических факторов (например, возраста и общего состояния здоровья), а также от химических факторов (например, содержание кислорода в биологических тканях). Поэтому среди населения существует некоторый диапазон чувствительности к радиации. Следовательно, пороговая доза в заданной ткани будет достигаться при более низких дозах у более чувствительных особей. По мере роста дозы у все большего количества людей будет проявляться эффект воздействия, вплоть до дозы, выше которой у всех облученных людей эффект проявится.

Все это видно из рис.2, где приведены типичные зависимости «доза–эффект» для детерминированных эффектов для лиц с различной радиочувствительностью.

Верхний график на рис. 2 показывает, как частота отдельного детерминированного эффекта возрастает в зависимости от дозы в группе лиц с различной чувствительностью.

Нижний же график представляет зависимость степени тяжести эффекта от дозы для группы лиц с разной радиочувствительностью. Для простоты кривые а, б, в представляют три уровня чувствительности. Степень тяжести эффекта наиболее заметно возрастает у тех лиц, кто наиболее чувствителен (кривая а) и достигает порога обнаружения при меньшей дозе, чем в менее чувствительных группах лиц (кривые б и в). Диапазон доз, в котором различные группы лиц пересекают один и тот же порог степени тяжести, отражен на верхнем графике. Эта частота достигает 100% при такой дозе, которая достаточна для превышения определенного порога тяжести для всех лиц.

Замечено, что если суммарная доза фракционирована, т.е. облучение проводится многократно долями суммарной дозы, то пороговая доза возрастает. Это свидетельствует о том, что организм обладает эффективным механизмом посттрадиционного восстановления, который за период между моментами новых облучений ликвидирует последствия облучения.

К сожалению, компенсация никогда не бывает полной, и в живом организме в результате облучения накапливаются необратимые повреждения. Эксперименты позволяют предполагать, что 80% последствий облучения являются обратимыми, а 20% относятся к стойким дефектам, снижающим жизнеспособность организма. На основании этого, всегда различают однократное (острое) и хроническое облучение.

Детерминированные эффекты наиболее часто наблюдаются в случае высоких доз радиации, полученных в короткий период времени (то есть в случае острого облучения). Даже в случае контролируемого медицинского облучения, на рабочем месте высокие дозы не характерны. Следовательно, детерминированные эффекты имеют место только при аварийных ситуациях и не наблюдаются для облучений на рабочем месте.

Детерминированные эффекты обычно не встречаются на рабочем месте. Они являются результатом аварийных ситуаций.

В таблице 1 приведен перечень детерминированных эффектов характерных для определенных органов, возникающих при остром облучении. Отметим, что дозы в таблице приведены в миллизивертах (мЗв).

Таблица 1 - Эффекты острого облучения отдельных органов

Доза (мЗв)	Орган	Эффект
3 500	Яички	Постоянная стерильность
3 500	Глаз	В дальнейшем образование катаракты
3 000	Яичники	Стерильность
2 500+	Кожа	Покраснение кожи (эритема) и возможно постоянная потеря волос
500	Костный мозг	Сокращение формирования клеток крови
150+	Яички	Временная стерильность
60	Плод	Вероятно минимальная доза вызовет эффект (возможное уродство)

Большинство эффектов, приведенных в таблице 1, классифицируются как ранние эффекты облучения, так как они обычно наблюдаются в течении нескольких дней или недель после облучения. Исключением является образование катаракты, вызываемой облучением глаза. Этот эффект развивается несколько лет и поэтому классифицируется как отдаленное последствие. Но это все же детерминированный эффект, потому что существует пороговая доза, ниже которой катаракта не возникает.

Тяжесть детерминированных эффектов, упомянутых в таблице 1, зависит от величины дозы и периода времени, в течение которого доза получена. В сущности, если доза получена в течении более, чем нескольких недель, а не единовременно, пороговая доза, при которой наблюдается эффект, значительно возрастает, обычно примерно на 100%.

Очень высокие дозы радиации на все тело могут нанести значительные повреждения органам тела, значительно повлияв на их функционирование, а это может в конечном счете привести к смерти.

Лучевая болезнь (тошнота, рвотная диарея) – это ранний детерминированный эффект, следующий за острой высокой дозой на все тело.

Другие эффекты, вызываемые острым облучением всего тела, приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Эффекты острого облучения всего тела

Доза (мЗв)	Эффект
50 000+	Серьезное повреждение центральной нервной системы – быстрая смерть.
8 000 – 50 000	Разрушение внутренней оболочки кишечника и белых клеток крови (лейкоцитов) – смерть в течение двух недель.
4 000	Без лечения для половины облученных фатальный исход в течение 30 дней.
2 000 – 8 000	Повреждение белых клеток крови и внутренней оболочки пищеварительного тракта. Смерть в результате вторичной инфекции, но во многих случаях можно избежать при специальном медицинском лечении.
1 000 – 2 000	Возможна лучевая болезнь – тошнота, рвота, диарея – не смертельна.

Таким образом, в зависимости от перечисленных факторов детерминированные пороговые эффекты выражаются в патологических состояниях разной степени тяжести, вплоть до летального исхода. По разным оценкам, минимальный дозовый порог, превышение которого должно рассматриваться как потенциально опасное для здоровья, находится в диапазоне 0,2-0,5 мЗв (20-50 бэр) при однократном облучении всего тела.

Зависимость тяжести нарушения от величины дозы облучения показана в таблице 3.

Таблица 3 - Воздействие различных доз облучения на человеческий организм.

Доза, Гр	Причина и результат воздействия
(0.7 - 2)·10^-3	Доза от естественных источников в год
0.05	Предельно допустимая доза профессионального облучения в год
0.1	Уровень удвоения вероятности генных мутаций
0.25	Однократная доза оправданного риска в чрезвычайных обстоятельствах
1.0	Доза возникновения острой лучевой болезни
3- 5	Без лечения 50% облученных умирает в течение 1-2 месяцев вследствие нарушения деятельности клеток костного мозга
10 - 50	Смерть наступает через 1-2 недели вследствие поражений главным образом желудочно-кишечного тракта
100	Смерть наступает через несколько часов или дней вследствие повреждения центральной нервной системы

Нестохастические эффекты проявляются лишь при высоком или аварийном облучении всего тела и отдельных органов, причем порог возникновения эффекта зависит и от того, какой орган подвергся облучению. Реакция организма на интенсивное облучение приведена в таблице 4.

Таблица 4 - Значение дозы на органы и ткани, при которых возникают значимые нестохастические эффекты

Орган, ткань	Нестохастический эффект	Доза, мЗв
Все тело	Лучевая реакция	0,5
Все тело	Лучевая болезнь легкой степени	1,0-1,5
Все тело	Лучевая болезнь средней степени	2,0
Все тело	Лучевая болезнь тяжелой и крайне тяжелой формы	3,0-4,0
Все тело	50% летальность в течение 60 дней	4,0-5,0
Кожа	Переходящая эритема, временная эпиляция	3,0
Легкие	Пневмония	5,0
Легкие	Смерть	10,0
Половые железы	Кратковременная стерилизация	0,2-1,0
Уровень естественного фона, мЗв/год		0,0007-0,0045
Предельная доза профессионального облучения в год (до 1996 г.)		0,05
То же, после 1996 г.		0,02

Лучевая болезнь (клинические формы и степени тяжести)

Лучевая болезнь возникает при воздействии на организм ионизирующих излучений в дозах, превышающих предельно допустимые.

У человека возможны молниеносная, острая, подострая и хроническая. Лучевая болезнь проявляется поражением органов кровотворения, нервной системы, желудочно-кришечного тракта и др.

Наиболее важным следствием летального повреждения клеток при облучении в высоких дозах является развитие острой лучевой болезни, ОЛБ. В ее патогенезе ведущая роль принадлежит прямому радиационному поражению клеток критических систем. Основные формы острой лучевой болезни и дозы, после облучения в которых они развиваются, представлены в таблице 5

Таблица 5 - Острая лучевая болезнь от внешнего облучения (клинические формы и степени тяжести)

Клиническая форма	Степень тяжести	Доза, Гр ( ± 30 %)
Костномозговая	1 (легкая)	1 - 2
Костномозговая	2 (средняя)	2 – 4
Костномозговая	3 (тяжелая)	4 – 6
Переходная	4 (крайне тяжелая)	6 - 10
Кишечная	- “ - “ - “ -	10 – 20
Токсемическая (сосудистая)	- “ - “ - “ -	20 – 80
Церебральная	- “ - “ - “ -	> 80

В зависимости от дозы облучения в роли критических выступают разные системы, что и определяет, какая клиническая форма ОЛБ разовьется после облучения в том или ином диапазоне доз. Какая именно система оказывается в конкретных условиях критической, зависит как от уровня их радиочувствительности, так и от скорости развития смертельных исходов при несовместимом с жизнью повреждении данной системы.

Другими последствиями летального повреждения большого числа клеток являются: хроническая лучевая болезнь, дерматит, пневмонит и т.п. Отрицательные последствия облучения в невысоких дозах связаны с нелетальными повреждениями клеток, с возникновением передающихся по наследству повреждений генетического аппарата, следствием которых может оказаться возникновение злокачественных новообразований или генетические аномалии у потомков облученных родителей.

Лучевую болезнь можно подразделить на острую и хроническую.

Острая лучевая болезнь. Тяжесть течения острой лучевой болезни зависит от дозы облучения:

Церебральная форма (свыше 80 грэй смерть на 1-3 сут после облучения)
Токсемическая форма (20-80 грэй, смерть на 4-7 сут после облучения).
Кишечная форма (10-20 грэй, смерть на 16-18 сут в результате интоксикации продуктами кишечного содержимого).
Костно-мозговая (типичная) форма - 1-10 грэй, летальность 50%; (4 стадии в течение этой формы):

а) стадия первичной общей реактивности (первые минуты): тошнота, рвота, недомогание, уменьшение АД, нейтрофильный лейкоцитоз, начальные признаки лимфопении.

б) стадия кажущегося клинического благополучия: субъективное улучшение состояния, усилении лимфопении, нейтропения, снижение количества ретикулоцитов, тромбоцитов, гипоплазия костного мозга.

в) стадия выраженных клинических проявлений: анемический синдром; геморрагический синдром; развитие инфекции: пневмония; кишечный синдром; изменение электролитного баланса.

г) стадия восстановления

Чем больше поглощенная доза радиации, тем раньше наблюдается клиническое проявление и тем оно выраженнее по степени лимфопении и времени ее наступления.

Хроническая лучевая болезнь. Это общее заболевание организма, развивающееся в результате длительного действия ионизирующего излучения в относительно малых, но превышающих допустимые уровни дозах. Характерно поражение различных органов и систем.

В соответствии с современной классификацией хроническая лучевая болезнь может быть вызвана:

а) воздействием общего внешнего излучения или радиоактивных изотопов с равномерным распределением их в организме;
б) действием изотопов с избирательным депонированием либо местным внешним облучением.

В развитии хронической лучевой болезни выделяют три периода:

1. Период формирования, или собственно хроническая лучевая болезнь;

2. Период восстановления;

3. Период последствий и исходов лучевой болезни.

Первый период, или период формирования патологического процесса, составляет примерно 1 - 3 года – время, необходимое для формирования при неблагоприятных условиях труда клинического синдрома лучевой болезни с характерными для него проявлениями. По выраженности последних различают 4 степени тяжести: I – легкую, II – среднюю, III – тяжелую и IV – крайне тяжелую. Все 4 степени являются лишь разными фазами единого патологического процесса.

Хроническая лучевая болезнь I (легкой) степени характеризуется ранним развитием функциональных обратимых нарушений неспецифического характера.

Хроническая лучевая болезнь II (средней) степени проявляется дальнейшим развитием астеновегетативных нарушений и сосудистой дистонии, угнетением функции кроветворного аппарата и выраженностью геморрагических явлений.

Хроническая лучевая болезнь III (тяжелой) степени характеризуется тяжелыми, подчас необратимыми, изменениями в организме с полной потерей регенерационных возможностей тканей.

При хронической лучевой болезнь IV степени происходит быстрое и неуклонное нарастание всех болезненных симптомов (аплазия костного мозга, резко выраженные явления геморрагии, развитие тяжелого сепсиса). Прогноз неблагоприятный (летальный исход).

Второй период, или период восстановления, определяется обычно через 1 - 3 года после прекращения облучения или при резком снижении его интенсивности. В этот период можно четко установить степень выраженности первично-деструктивных изменений и составить определенное мнение о возможности репаративных процессов. Заболевание может закончиться полным восстановлением здоровья, восстановлением с дефектом, стабилизацией бывших ранее изменений или ухудшением (прогрессирование процесса).

4. Нормирование облучения и радиационная зашита для практической деятельности

Цель радиационной защиты – предупреждение возникновения детерминированных эффектов путем поддержания доз ниже соответствующих порогов и обеспечения практически всех приемлемых мер для уменьшения вероятности возникновения стохастических эффектов. Дополнительная цель заключается в получении гарантии, что те виды деятельности, которые могут привести к облучению, действительно необходимы.

Для детерминированных эффектов проблем нет, для стохастических эффектов установлен риск 10^–3 – для профессионалов и
10^–4 – для населения.

В настоящее время накоплена статистика, которая позволяет внести ряд корректив.

Облучение подразделяют на три вида:

Профессиональное облучение;
Медицинское облучение;
Облучение населения, которое включает все виды облучения.

Наиболее серьезным детерминированным эффектом является преждевременная смерть, которая может наступить в результате повреждения костного мозга при дозах более 1 Гр, острого облучения всего тела. У других органов пороговые дозы больше. Поэтому, если доза меньше 1 Гр, то облучение других органов считается приемлемым, за исключением щитовидной железы.

Система радиационной безопасности персонала и населения при радиационной аварии должна обеспечивать сведение к минимуму негативных последствий аварии, предотвращение возникновения детерминированных эффектов и минимизацию вероятности стохастических эффектов.

Конечно же, все вышесказанное не означает, что в техногенной сфере к радиации можно относиться «свысока», не считаясь с факторами риска. Никто не отрицает, что получение организмом высокой дозы может иметь серьезные последствия для здоровья, но специалисты, работающие с источниками излучения, четко понимают, где проходит граница между призрачной, надуманной угрозой и реальной опасностью.

Литература

Дорожко С., Бубнов В., Пустовит В. Защита населения и объектов в чрезвычайных ситуациях. Радиационная безопасность. В 3 ч. Часть 3. Радиационная безопасность. – Мн.: Дикта, 2010

Емельянов Р.М., Коханов В.Н., Некрасов П.А. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях. – Академический проект, 2003

Юртушин В.И. Чрезвычайные ситуации: защита населения и территорий. – М.:КНОРУС, 2008

Детерминированные радиационные эффекты 📙 Реферат → 🆔 77624