Первичные процессы при действии ИИ

При облучении биологических объектов, содержащих находящуюся частично в свободном состоянии, а частично входящую в состав органелл соответствующих биосистем, принято считать, что 50% поглощенной дозы в "средней" клетке приходится на воду, другие 50% - на ее органеллы и растворенные вещества. В соответствии с локализацией поглощенной энергии (в воде или в основном веществе) можно говорить о непрямом и прямом действии ионизирующего излучения.

При взаимодействии ионизирующего излучения с водой в конечном итоге происходит выбивание электронов из молекул воды с образованием так называемых молекулярных ионов, несущих положительный и отрицательный заряд.

Возникающие ионы воды в свою очередь распадаются с образованием ряда радикалов, которые взаимодействуют между собой;

Считается, что основной эффект лучевого воздействия обусловлен такими радикалами, как Н, ОН и особенно Н02 (гидропероксид). Последний, радикал, обладающий высокой окислительной способностью, образуется при облучении воды в присутствии кислорода: Н + О2=НО2. Выход этого радикала уменьшается пропорционально падению парциального давления кислорода. Этим объяс-няется кислородный эффект при облучении, проявляющийся в том, что при снижении концентрации кислорода в период облучения уменьшается эффект лучевого воздействия. Кислородный эффект отсутствует при облучении биообъектов излучением с высоким значением ЛПЭ (например, нейтронами). Это явление объясняется тем обстоятельством, что при взаимодействии частиц с веществом создается высокая удельная концентрация радикалов ОН.

Возникшие в результате взаимодействия излучений с водой радикалы взаимодействуют с растворенными молекулами различных соединений, давая начало вторично-радикальным продуктам. Время жизни этих продуктов значительно больше по сравнению со сроком жизни первичных радикалов, поэтому для них возможно проявление большей "избирательности" действия.

Важно подчеркнуть, что в результате прямого и непрямого действия ионизирующих излучений на биосубстрат возникают идентичные "вторичные" радикалы, которые могут служить объяснением определенной специфичности радиационно-химических превращений.

Дальнейшие этапы развития радиационного поражения молекулярных структур и наиболее радиочувствительных надмолекулярных образований сводятся к изменениям белков, липидов и углеводов. Так, например, облучение белковых растворов приводит к конфигурационным изменениям белковой структуры, агрегации молекул за счет образования дисульфидных связей, деструкции, связанной с разрывом пептидных или углеродных связей. Все эти процессы наблюдаются при поглощении достаточно высоких доз - порядка сотен тысяч рад и более. При облучении целостного организма в первую очередь изменяется содержание свободных аминокислот в тканях.

Методы обнаружения и регистрации ИИ.

-ионизационный

-сцинтилляционный

-люминесцентный

-химический.

СОВРЕМЕННЫЕ УРОВНИ ОБЛУЧЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА. Значение доз облучения за счет технологически измененного естественного радиационного фона и полного радиационного фона в значительной мере определяется социально-экономическими факторами. Вследствие этого они в различных странах заметно варьируют. Их изучение началось сравнительно недавно и лишь по отдельным странам к 1983 г. получена более или менее полная картина.

Коллективные дозы облучения населения. Природный фон - один из главных, но не единственный важный источник облучения человека. Естественный радиационный фон (ЕРФ) и технологически измененный (ТИЕРФ)-два важнейших источника облучения, которые наряду с третьим - медицинскими диагностическими процедурами - обусловливают основной и решающий вклад в популяционнную дозу облучения. Однако существует целый ряд других, существенно менее значимых источников, среди которых наиболее важны и хорошо изучены глобальные радиоактивные выпадения, обусловленные испытательными взрывами ядерного оружия.

Глобальные радиоактивные выпадения в целом для земного шара являются главным составляющим компонентом -загрязнения окружающей среды искусственными радионуклидами. Основную роль среди этих нуклидов играют 90Sr и 137Cs. После аварии на ЧАЭС для ряда регионов в Европейской части СССР - для юга Белоруссии, севера Украины, запада центральной части РСФСР - ведущую роль стали играть радионуклиды, среди которых вначале (первые один - два месяца) 1311, а затем 137Cs и 134Cs.

Характеристика глобальных выпадений как фактора радиоактивного загрязнения окружающей среды дается в учебнике выше, здесь следует отметить лишь следующую их особенность, важную для анализа путей воздействия на человека загрязнителей окружающей среды и другой, не обязательно даже радиоактивной, природы: основное количество - более 90% 90Sr и 137Cs поступает населению с пищевыми продуктами, загрязненными воздушным и почвенным путем, лишь 3-4% - с водой и около 1 % - с воздухом.

После аварии па ЧАЭС для населения ряда районов временно существенный вклад в дозу внесли продукты аварийного выброса, прежде всего 13Ч, 134Cs и 137Cs, нуклиды редкоземельных элементов. Коллективные нагрузки в среднем для населения СССР в 1981 -1985 гг., характеризующие удельные коллективные (средние индивидуальные) дозы облучения населения за счет

Влияние РФ на здоровье. В литературе еще нет установившихся представлений о влиянии на здоровье человека малых доз ионизирующего излучения, характерных для РФ. Общепризнано, что облучение за счет РФ даже в регионах, где он повышен, не вызывает каких-либо специфических лучевых поражений. Распространены высказывания о важной роли, которую ЕРФ играл, являясь мутагенным фактором, участвующим в механизмах эволюции живых организмов. Некоторые специалисты полагают, что облучение в малых дозах и ныне играет положительную роль, стимулируя жизненные процессы, и во всяком случае не оказывает вредного воздействия на организм, поскольку ЕРФ существует издревле и к нему люди, животные и растения должны были адаптироваться. Однако подобные взгляды в значительной мере расходятся с современными представлениями о механизмах и эффектах биологического дей-ствия малых доз ионизирующих излучений. Согласно этим представлениям, обобщенным в изданиях МКРЗ и НКДАР при ООН, РФ не оказывает положительного влияния на здоровье человека. Стимулирующее действие малых доз на развитие растений, о котором имеются сообщения в литературе, не носит выраженного характера, часто не воспроизводится в экспериментах других исследователей; оно не находит практического применения в сельском хозяйстве. Лечебный эффект радоновых ванн многие специалисты связывают скорее с действием температуры, химических и других нерадиационных факторов, но не с влиянием самого радона и его а-активиых продуктов распада. Вопрос о влиянии малых доз ионизирующих излучений и, в частности, компонентов РФ на здоровье еще нуждается в исследованиях и во многом неясен.

Не следует переоценивать роль ЕРФ и с точки зрения значения его для эволюции. Ионизирующие излучения не являются единственным мутагенным фактором. Наряду с ними существуют и другие мутагены - жесткая составляющая УФ-излучения Солнца, ионы металлов, продукты неполного сгорания органического топлива, биогенные факторы. В свете современных представлений о механизмах онкогенеза и индуцируемых ионизирующим излучением генетических повреждений имеются все основания считать, что некоторая часть злокачественных опухолей и наследственных заболевании, наблюдающихся у людей, обусловлена воздействием малых доз ионизирующего излучения, прежде всего за счет РФ и такого его компонента, как радон и его дочерние продукты. Вследствие наличия длительного латентного периода и возрастания вероятности развития злокачественных опухолей е увеличением накопленной дозы индуцированные за счет РФ опухоли проявляются, как правило, в возрасте, когда человек успел оставить потомство. Этот факт, а также весьма низкая вероятность возникновения злокачественных опухолей и наследственных заболеваний под влиянием РФ свидетельствуют в пользу того, что человечество способно существовать и без развития адаптации каждого индивидуума к воздействию ионизирующих излучений на уровне РФ. Таким образом, имеются достаточно убедительные аргументы в пользу существования определенной, хотя" и небольшой, опасности РФ для здоровья. В то же время аргументы, свидетельствующие о его благоприятном влиянии на организм, значительно менее убедительны и малочисленны. Не только для человека, но и для других животных и растительных организмов, как отмечалось, выше, не получено четких, систематизированных данных, характеризующих зависимость доза - стимулирующий эффект. Часть исследователей находила такой эффект при мощностях дозы или суммарной накопленной дозе, которые лишь в несколько раз превышали соответствующие показатели природного фона, т. е. при суммарной дозе всего 0,1 Зв (несколько рад). В других случаях аналогичный эффект на тех же объектах выявили при дозах, в десятки и сотни раз более высоких, которые к тому же заведомо опасны и эффективны с точки зрения индукции рака и генетических нарушений. Все это заставляет с осторожностью относиться к проблеме стимулирующего, позитивного действия ионизирующей радиации, тем более, если речь идет о человеке. В СССР НКРЗ при Минздраве СССР официально приняты нормативы, ограничивающие допустимое воздействие на население ТИЕРФ за счет естественных радионуклидов в стройматериалах. При крайне малых дозах, составляющих РФ, риск возникновения злокачественных опухолей и наследственных заболеваний еще меньше и тем более практически не обнаружим на фоне спонтанной заболеваемости.

Под радиационным фоном (РФ) принято понимать ионизирующие излучения от природных источников космического и земного происхождения, а также от искусственных радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека.

Радиационный фон воздействует на все население земного шара, имея относительно постоянный уровень. РФ обусловлен факторами окружающей среды и не включает облучение лиц, работающих с источниками ионизирующего излучения, облучение в диагностических и лечебных целях и др. Различают природный (естественный) радиационный фон, технологически измененный естественный радиационный фон, искусственный радиационный фон, обусловленный радиоактивностью продуктов ядерного взрыва.

Естественный радиационный фон (ЕРФ) представляет собой ионизирующие излучения, действующие на человека на поверхности земли от природных источников космического и земного происхождения, и нередко в литературе отождествляется с понятием РФ.

Технологически измененный естественный радиационный фон (ТИЕРФ) представляет собой ионизирующие излучения от природных источников, претерпевших определенные изменения в результате деятельности человека, например излучение от естественных радионуклидов, поступающих в биосферу вместе с извлеченными на поверхность Земли из ее недр полезными ископаемыми (главным образом минеральными удобрениями), в результате поступления в окружающую среду продуктов сгорания органического топлива, излучения в помещениях, построенных из материалов, содержащих естественные радионуклиды.

Сюда же иногда относят дополнительное облучение за счет полетов на современных самолетах, а также облучение в быту, например при ношении часов, на циферблат которых нанесены светосоставы постоянного действия, содержащие естественные радионуклиды.

С началом широкого испытания ядерного оружия возникло глобальное загрязнение биосферы искусственными радионуклидами. В последние годы к нему присоединяются пока весьма незначительные, но возрастающие загрязнения локального, регионального и глобального характера, обусловленные отходами предприятий ядерной энергетики и использованием источников иони-зирующих излучений в научных целях, в медицине и в народном хозяйстве.

Значительное загрязнение окружающей среды может возникать в результате аварий на АЭС.

Излучение, обусловленное рассеянными в биосфере искусственными радионуклидами, представляет собой иску с с т венный радиационный фон (ИРФ), который о настоящее время в целом по земному шару добавляет к НРФ лишь 1-3%.

Естественный радиационный фон является основным компонентом РФ. Природные источники ионизирующего излучения, формирующие ЕРФ, подразделяются на внешние источники внеземного происхождения (космическое, излучение); внешние источники земного происхождения, т. е. радионуклиды, присутствующие в земной коре, воде, воздухе; внутренние источники, т. е. радионуклиды естественного происхождения, содержащиеся в организме человека.

Ядерные аварии. Система радиационной безопасности персонала и населения при радиационной аварии должна обеспечивать сведение к минимуму негативных последствий аварии, прежде всего - предотвращение возникновения детерминированных эффектов и минимизацию вероятности стохастических эффектов. При обнаружении радиационной аварии должны быть предприняты срочные меры по прекращению развития аварии, восстановлению контроля над источником излучения и сведения к минимуму доз облучения и количества облученных лиц из персонала и населения, радиоактивного загрязнения производственных помещений и окружающей среды, экономических и социальных потерь, вызванных аварией.

В проектной документации каждого радиационного объекта должны быть определены возможные аварии, возникающие вследствие неисправности оборудования, неправильных действий персонала, стихийных бедствий или иных причин, которые могут привести к потере контроля над источниками излучения и облучению людей и (или) радиоактивному загрязнению окружающей среды. Перечень возможных аварий для конкретных условий работы с источниками излучения согласовывается с органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

На всех радиационных объектах должна быть "Инструкция по действиям персонала в аварийных ситуациях".

На производственных участках, в санпропускнике и здравпункте радиационного объекта должны находиться аптечки с набором необходимых средств первой помощи пострадавшим при аварии, а на объектах. где проводится работа с радиоактивными веществами в открытом виде, также и восполняемый запас средств санитарной обработки лиц, подвергшихся загрязнению.

В каждой организации, в которой возможна радиационная авария, должна быть предусмотрена система экстренного оповещения о возникшей аварии, по сигналам которой персонал должен действовать в соответствии с планом мероприятий по ликвидации радиационной аварии и должностными инструкциями.

Во всех случаях установления факта радиационной аварии администрация организации обязана проинформировать органы государственной власти, в том числе федеральные органы исполнительной власти, осуществляющие государственный надзор и контроль в области обеспечения радиационной безопасности, а также органы местного самоуправления.

Органы исполнительной власти субъекта Российской Федерации в соответствии с "Планом мероприятий по защите населения в случае радиационной аварии" обеспечивают быстрое поступление данных о радиационной аварии специалистам в области радиационной защиты и их участие в информации населения о радиационной аварии, рекомендуемых способах и средствах защиты.

К проведению работ по ликвидации аварии и ее последствий должны привлекаться, прежде всего, члены специализированных аварийных бригад. При необходимости для выполнения этих работ могут быть привлечены лица предпочтительно из персонала старше 30 лет, не имеющие медицинских противопоказаний, при их добровольном письменном согласии после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья. Женщины могут быть допущены к участию в аварийных работах лишь в исключительных случаях.

Перед началом работ по ликвидации последствий аварии должен проводиться инструктаж персонала по вопросам радиационной безопасности с разъяснением характера и последовательности работ. При необходимости следует проводить предварительную отработку предстоящих операций.

Регламентация планируемого повышенного облучения персонала при ликвидации аварии определяется разделом 3.2 НРБ-99. Планируемое повышенное облучение допускается для персонала радиационного объекта, участвующего в проведении аварийно-восстановительных работ, и специалистов аварийно-спасательных служб и формирований.

Порядок радиационного контроля определяется с учетом особенностей и условий выполняемых работ и согласовывается с органами, осуществляющими государственный надзор в области обеспечения радиационной безопасности.

Людей с травматическими повреждениями, химическими отравлениями или подвергшихся облучению в дозе выше 0,2 Зв, необходимо направить на медицинское обследование и лечение. При радиоактивном загрязнении должна проводиться санитарная обработка людей и Дезактивация загрязненной одежды.

При радиационной аварии с выбросом радионуклидов в окружающую среду, повлекшим за собой радиоактивное загрязнение обширных территорий, защита населения осуществляется в соответствии с критериями для принятия решений, приведенными в разделе 6 НРБ-99.

Ликвидация последствий аварии и расследование ее причин при необходимости проводится на федеральном, региональном, территориальном и объектовом уровнях в порядке, установленном законодательством Российской Федерации.

Органы и организации государственной санитарно-эпидемиологической службы должны принимать участие в выполнении следующих задач при расследовании и ликвидации последствий радиационной аварии:

- проведение предварительного радиационного контроля;

- выявление лиц, которые могли подвергнуться аварийному облучению;

- контроль за обеспечением радиационной безопасности лиц, принимающих участие в расследовании и ликвидации аварии;

- контроль за уровнями радиоактивного загрязнения производственной и окружающей среды, источников водоснабжения, продуктов питания;

- гигиеническая оценка радиационной обстановки и индивидуальных доз облучения персонала и отдельных групп населения, а также лиц, принимавших участие в аварийных работах;

- оценка эффективности дезактивации и санитарной обработки;

- разработка предложений для органов исполнительной власти субъекта Российской Федерации и для организаций по защите персонала и населения с прогнозом радиационной обстановки;

- контроль за сбором, удалением и захоронением радиоактивных отходов.

На территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате радиационной аварии, должны осуществляться:

- радиационный контроль с оценкой доз облучения населения за счет радиоактивного загрязнения территории, если эта доза может превысить 10 мк3в/год;

- радиационный контроль за другими основными видами загрязнения населения;

- оптимизированное снижение доз по всем основным видам облучения, если доза облучения населения за счет радиоактивного облучения территории превышает 1,0 мЗв/год;

- оптимизированные защитные мероприятия, не нарушающие нормальную жизнедеятельность населения, хозяйственное и социальное функционирование территории, если доза облучения за счет радиоактивного загрязнения территории превышает 0,1 мЗв/год, но не более 1,0 мЗв/год.

Администрация организации, осуществляющей хозяйственную деятельность на территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению, обеспечивает условия работы, при которых облучение работников за счет радиоактивного загрязнения не превысит 5 мЗв/год. В организациях, где облучение работников за счет аварийного загрязнения превышает 1 мЗв/год, создастся служба радиационной безопасности, которая осуществляет радиационный контроль и проводит мероприятия по снижению облучения работников в соответствии с принципом оптимизации. Порядок радиационного контроля согласовывается с органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

Классификация радиационных объектов по потенциальной опасности. Потенциальная опасность радиационного объекта определяется его возможным радиационным воздействием на население при радиационной аварии.

Потенциально более опасными являются радиационные объекты, в результате деятельности которых при аварии возможно облучение не только работников объекта, но и населения. Наименее опасными радиационными объектами являются те, где исключена возможность облучения лиц, не относящихся к персоналу.

По потенциальной радиационной опасности устанавливается четыре категории объектов.

К I категории относятся радиационные объекты, при аварии на которых возможно их радиационное воздействие на население и могут потребоваться меры по его защите.

Во II категории объектов радиационное воздействие при аварии ограничивается территорией санитарно-защитной зоны.

К III категории относятся объекты, радиационное воздействие при аварии которых ограничивается территорией объекта.

К IV категории относятся объекты, радиационное воздействие при аварии от которых ограничивается помещениями, где проводятся работы с источниками излучения.

Категория радиационных объектов должна устанавливаться на этапе их проектирования по согласованию с органами государственного надзора в области обеспечения радиационной безопасности.

Единицы физических величин в радио-дозиметрической практике

Доза поглощенная (О) - величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу:

Доза эквивалентная (Нт,к) - поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на

соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения,

Доза эффективная (Е) - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты:

Доза эквивалентная (НтСО) или эффективная (Е(т)) ожидаемая при внутреннем облучении - доза за время т, прошедшее после поступления радиоактивных веществ в организм:

Доза эффективная коллективная -мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения, она равна сумме индивидуальных эффективных доз.

Мощность дозы- отношение дозы лучевого воздействия за определенный интервал времени, к этому интервалу времени.

Дозиметрический контроль

Задачей дозиметрического контроля является не только собственно дозиметрия, но и радиометрия ионизирующих излучений, оценка радиационной зашиты, эффективность дезактивации, улавливания радиоактивных газов и аэрозолей, очистка сбросных вод и др.

Дозиметрический контроль необходимо сочетать с общесанитарным, чтобы полностью учесть и оценить все факторы воздействия окружающей среды на человека. Например, для оценки радиационной безопасности при медицинских рентгенологических исследованиях, помимо измерения дозы и мощности дозы рентгеновского и гамма-излучений, необходимо определить содержание в воздухе озона, окислов азота, интенсивность длинноволнового излучения Дозиметрический контроль следует проводить систематически в основных, смежных и вспомогательных помещениях, на рабочих местах постоянного и временного пребывания персонала.

Если работа проводится с закрытыми источниками (например, при гамма-дефектоскопии, рентгеновский кабинет), то дозиметрический контроль ограничивается измерением уровней гамма-излучения и определением дозы гамма-излучения, полученной персоналом. При работе с открытыми радиоактивными веществами (например, отделение радио изотоп но и диагностики) контролируется доза гамма-излучения в помещении, концентрация радиоактивных газов, а также уровни загрязненности кожных покровов, спецодежды, стен, пола, оборудования и др.

Во всех случаях необходимо знать, с какими радиоактивными веществами проводится работа; каков характер работы с ними, какие уровни активности препаратов на рабочих местах.

ВНЕШНЕЕ ОЕЛУНЕНИЕ - внешнее облучение от источника, расположенного вне организма.

Внешние радиационные воздействия при этом можно классифицировать: как вызываемые либо глубоко проникающей радиацией (гамма-, рентгеновское-, нейтронное излучения), либо неглубоко-проникающей радиацией (протонное,бета-.электронное излучения).

Защита от внешнего лучевого воздействия базируется на комбинации следующих факторов: активности источника, формирования рабочего пучка излучения, применения защитных экранов, времени экспозиции и расстояния до источника.

ВНУТРЕННЕЕ ОБЛУЧЕНИЕ. Облучение организма ионизирующей радиацией, образующейся в результате распада инкорпорированных в тканях и органах радиоактивных изотопов, называется впутреник облучением.

В среднем примерно две трети дозы лучевого воздействия, которую человек получает от естественных источников природной радиации, приходится на излучение радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой и воздухом.

Проблемы, обусловленные внутренний радиационным воздействием, гораздо более сложны, чем те, что сопряжены с внешним облучением организма.

обычно выделяют четыре возможных пути, по которым радиоактивные вещества способны поступить в организм:

1 - при дыхании через легкие и слизистые верхних дыхательных путей;

2 - вместе с пищей и водой через пищевод и желудочно-кишечный тракт;

3 - абсорбцией через здоровую коку;

4 - проникновением радиоактивных веществ через повреждения (раневые поверхности) на коже.

Дата добавления: 2015-08-13