3.4.3. Параметри іонізуючого випромінювання

Характеристикою дії випромінювання на повітря є експозиційна доза квантового випромінювання:

де q - електричний заряд іонів одного знака, що виникають у сухому повітрі при повному гальмуванні всіх вторинних електронів, утворених квантами електромагнітного випромінювання; т - маса повітря, в якому утворюються іони.

Порівняльною характеристикою інтенсивності різних потоків іонізуючого випромінювання (рис. 3.39) є потужність експозиційної дози квантового випромінювання:

одиницею якої є:

Історично першою одиницею експозиційної дози рентгенівського випромінювання був рентген. Пізніше цю одиницю використовували для характеристики всіх видів корпускулярного іонізуючого випромінювання. Рівень радіації (середня потужність експозиційної дози)вимірюється в рентгенах за годину (Р/год).

Практично дія електромагнітного

де Ж - повна енергія іонізуючого випромінювання, яка передана опроміненій речовині; т - маса опроміненої речовини. Відповідно до рівняння (3) одиниця поглинутої дози і корпускулярного іонізуючого випромінювання пов'язана з поглинанням енергії іонізуючого випромінювання речовиною. Тому ввели фізичну величину - поглинута доза випромінювання:

3.4.4. Біологічна активність іонізуючого випромінювання. Соматичні та генетичні наслідки опромінення. Променева хвороба, стадії її розвитку. Заходи захисту від зовнішнього і внутрішнього випромінювання

Проникаюча радіація небезпечна за своїми наслідками для здоров'я людини. Маючи велику енергію, радіоактивні промені проникають глибоко в тканини організму та іонізують їх. В результаті радіоактивного опромінення в людини можуть виникнути такі захворювання: променева хвороба, онкологічні захворювання, мутації. Проникаюча радіація вражає кровотворні органи: кістковий мозок, лімфатичні залози, селезінку Все це веде до різкого зменшення кількості лейкоцитів і зниження імунітету організму людини.

Дія радіоактивного випромінювання на біологічні об'єкти - людей, тварин, рослини - полягає у внесенні в них певної енергії, що призводить до руйнування біологічних структур (рис. 3.40).

Вплив радіоактивного випромінювання на організм людини можна уявити в дуже спрощеному вигляді таким чином. Припустимо, що в організмі людини відбувається нормальний процес травлення, їжа, що надходить, розкладається на більш прості сполуки, які потім надходять через мембрану усередину кожної клітини і будуть використані, як будівельний матеріал для відтворення собі подібних, для відшкодування енергетичних витрат на транспортування речовин і їхню переробку. Під час потрапляння радіоактивних елементів на мембрану відразу ж порушуються молекулярні зв'язки, атоми перетворюються в іони. Крізь зруйновану мембрану в клітину починають надходити сторонні речовини і робота її порушується. Якщо доза випромінювання невелика, відбувається повернення електронів на свої місця. Молекулярні зв'язки відновлюються, і клітина продовжує виконувати свої функції. Якщо ж доза опромінення висока або дуже багато разів повторюється, то молекулярні зв'язки не відновлюються, виходить з ладу велика кількість клітин; робота органів розладнується; нормальна життєдіяльність організму стає неможливою. Пошкодження, викликані в живому організмі випромінюванням, будуть тим більші, чим більше енергії воно передасть тканинам; кількість такої переданої організму енергії називається дозою. Дозу випромінювання організм може одержати від будь-якого радіонукліду, незалежно від того, знаходиться він всередині організму чи зовні.

Дія проникаючої радіації на матеріали і обладнання залежить від виду випромінювання, дози радіації, природи опромінюваної речовини і умов навколишнього середовища. Навіть при відносно великих дозах опромінення не всі люди приречені на хворобу. Механізми, що діють в організмі людини, можуть ліквідовувати пошкодження, викликані радіацією. Будь-яка людина, що потрапила під дію опромінення (рис. 3.41), зовсім не обов'язково повинна захворіти онкологічним захворюванням або стати носієм спадкових хвороб.

Проте імовірність або ризик таких наслідків у неї більший, ніж у людини, яка не була опромінена, і ризик тим більший, чим більшою була доза опромінення. При великих дозах радіація може зруйнувати клітини, пошкодити тканини органів і бути причиною швидкої загибелі організму. Пошкодження, викликані великими дозами поромінювання, звичайно проявляються на протязі декількох годин або днів. Онкологічні захворювання проявляються через 10-20 років після опромінювання. А вроджені пороки розвитку та інші спадкові хвороби, викликані пошкодженням генетичного апарату, виявляються лише в наступному або подальшому поколіннях - це діти, онуки і більш віддалені нащадки індивіда, який був опромінений.

Канцерогенні ефекти проявляються через тривалий період після поромінення як правило через одне-два десятиліття. Мутагенні ефекти, що викликаються пошкодженням генетичного апарату, проявляються лише в наступних поколіннях: це діти, онуки та більш віддалені нащадки індивідууму, що піддався опроміненню.

Розрізняють дві форми променевої хвороби - гостру і хронічну. Гостра форма виникає в результаті опромінення великими дозами за короткий проміжок часу. При дозах порядку тисяч рад загибель організму може бути миттєвою. Хронічна форма розвивається в результаті тривалого опромінення дозами, що перевищують гранично припустимі (ГПД). Більш віддаленими наслідками променевого ураження можуть бути променеві катаракти, злоякісні пухлини та інше (таблиця 3.2).

Таблиця 3.2

З наведеної шкали бачимо, що при дозі від 75 до 100 бер. відзначаються реакції у вигляді зсувів у формулі крові, змінюються деякі вегетативні функції організму. При дозах, що перевищують 100 бер., розвивається гостра променева хвороба, важкість якої залежить від дози (див. табл. 3.3).

Таблиця 3.3

Дози 500-600 бер вважаються смертельними.