Conseguenze biologiche delle radiazioni. L'effetto distruttivo delle radiazioni sul corpo umano. Malattia acuta da radiazioni

Si verifica l'emissione vari tipi radiazioni, particelle che influiscono negativamente sulla salute umana. Prima di tutto, questa radiazione è alfa, beta e gamma.

raggi αè un flusso di nuclei caricati positivamente di atomi di elio, raggi βè un flusso di elettroni caricati negativamente raggi γè un'alta frequenza radiazioni elettromagnetiche. Il principale pericolo dei tipi di radiazioni elencati è la loro capacità di ionizzazione.

L'effetto ionizzante delle radiazioni su un organismo vivente

Il risultato della ionizzazione di atomi e molecole è la violazione normale funzionamento cellule viventi del corpo, che è alla base di malattie chiamate radiazioni. La quantità principale che caratterizza l'entità dell'effetto ionizzante delle radiazioni su un organismo vivente è la dose di radiazione assorbita D:

dove E è l'energia di radiazione,
m - peso corporeo.

Questo è dose di radiazioni dipende dall'energia della radiazione ionizzante, nonché dalla massa del corpo. La dose di radiazione assorbita è espressa in gray (1 Gy). 1 Gy \u003d 100 R (raggi X). 1 P è il valore che a t = 0˚C e una pressione di 760 mm Hg. per unità di volume di aria secca crea la quantità di radiazioni ionizzanti 3 * 10-10 C.

Se la radiazione continua abbastanza a lungo, la dose di radiazione si accumula. Esso ha Grande importanza tempo di esposizione o esposizione, che mostra per quanto tempo una persona è stata esposta a radiazioni ionizzanti. Per caratterizzare il tempo di esposizione, si dovrebbe tener conto dell'emivita T - il periodo di tempo durante il quale il numero iniziale di nuclei radioattivi viene dimezzato. Per vari elementi questa volta è diverso.

L'effetto biologico delle radiazioni

Il danno da esposizione radioattiva dipende dall'intensità della radiazione e dal peso corporeo, ma conta anche quali organi sono stati esposti alla radiazione. Le radiazioni influenzeranno diverse parti del corpo azione diversa. A questo proposito viene introdotta un'altra grandezza che caratterizza l'effetto biologico delle radiazioni. Questa è la dose equivalente di H:

dove D è la dose assorbita,
K è il fattore qualità.

L'unità di dose equivalente è il sievert (1 Sv). Il fattore di qualità K mostra quante volte il rischio di radiazioni derivante dall'esposizione ad organi di questo tipo di esposizione è maggiore rispetto all'esposizione alle radiazioni γ. Per ogni organo, K ha il suo significato.

Protezione dalle radiazioni

Come proteggersi da esposizione radioattiva? Prima di tutto, è necessario proteggere gli organi respiratori in modo che i prodotti del decadimento radioattivo non penetrino all'interno della persona con l'aria. È così che lo indossano il danno maggiore. Altrettanto importante è la protezione della pelle.

Il fatto è che le particelle α e β colpiscono principalmente la pelle. Per proteggersi da tali radiazioni, è necessaria una tuta speciale. E dai raggi γ fino alla fine non funzionerà proteggersi con una tuta. Poiché i raggi γ sono radiazioni ad alta frequenza e possono essere indeboliti solo con tute speciali. Pertanto, tutti i bunker antiradiazioni e le strutture speciali sono costruiti appositamente per la protezione dalle radiazioni gamma. La migliore protezione da tutti i tipi di radiazioni ionizzanti: questo è cemento e piombo.

Piano Introduzione Introduzione Il concetto di "Effetto biologico delle radiazioni" Il concetto di "Effetto biologico delle radiazioni" Effetto diretto e indiretto delle radiazioni Effetto diretto e indiretto delle radiazioni Effetto delle radiazioni sui singoli organi e sul corpo nel suo insieme Effetto delle radiazioni sull'individuo organi e il corpo nel suo insieme Mutazioni Mutazioni Azione grandi dosi radiazioni accese oggetti biologici L'effetto di grandi dosi di radiazioni sugli oggetti biologici Due tipi di esposizione del corpo: esterna e interna Due tipi di esposizione del corpo: esterna e interna Come proteggersi dalle radiazioni? Come proteggersi dalle radiazioni? I più grandi incidenti e disastri da radiazioni nel mondo I più grandi incidenti e disastri da radiazioni nel mondo

Introduzione Il fattore di radiazione è presente sul nostro pianeta sin dalla sua formazione. Tuttavia, azione fisica le radiazioni iniziarono a essere studiate solo alla fine del XIX secolo e i suoi effetti biologici sugli organismi viventi a metà del XX. Le radiazioni si riferiscono a quei fenomeni fisici che non sono percepiti dai nostri sensi, centinaia di specialisti, lavorando con le radiazioni, hanno ricevuto ustioni da radiazioni da alte dosi di radiazioni e sono morti per tumori maligni causati dalla sovraesposizione. Tuttavia, oggi la scienza mondiale sa di più sugli effetti biologici delle radiazioni che sugli effetti di qualsiasi altro fattore di natura fisica e biologica nell'ambiente.

Il concetto di "Effetto biologico delle radiazioni" E i cambiamenti causati nella vita e nella struttura degli organismi viventi quando esposti a onde elettromagnetiche a onde corte (raggi X e radiazioni gamma) o flussi di particelle cariche, radiazioni beta e neutroni. D=E/m 1Gy=1J/1Kg D - dose assorbita; E è l'energia assorbita; m-peso corporeo

Nello studio dell'effetto delle radiazioni su un organismo vivente, sono state determinate le seguenti caratteristiche: L'effetto delle radiazioni ionizzanti sul corpo non è percepibile da una persona. Le persone non hanno un organo di senso che percepirebbe le radiazioni ionizzanti. L'effetto delle radiazioni ionizzanti sul corpo non è percepibile da una persona. Le persone non hanno un organo di senso che percepirebbe le radiazioni ionizzanti. L'azione da piccole dosi può essere riassunta o accumulata. L'azione da piccole dosi può essere riassunta o accumulata. Le radiazioni agiscono non solo su un dato organismo vivente, ma anche sulla sua prole - il cosiddetto effetto genetico. Le radiazioni agiscono non solo su un dato organismo vivente, ma anche sulla sua prole - il cosiddetto effetto genetico. Vari organi gli organismi viventi hanno una propria sensibilità alle radiazioni. Con una dose giornaliera di 0,002-0,005 Gy, si verificano già cambiamenti nel sangue. Vari organi di un organismo vivente hanno la propria sensibilità alle radiazioni. Con una dose giornaliera di 0,002-0,005 Gy, si verificano già cambiamenti nel sangue. Non tutti gli organismi nel loro insieme percepiscono le radiazioni allo stesso modo. Non tutti gli organismi nel loro insieme percepiscono le radiazioni allo stesso modo. L'irradiazione dipende dalla frequenza. L'irradiazione dipende dalla frequenza. Una singola irradiazione ad alta dose provoca conseguenze più profonde rispetto all'irradiazione frazionata. Una singola irradiazione ad alta dose provoca conseguenze più profonde rispetto all'irradiazione frazionata.

Azione diretta e indiretta delle radiazioni Le onde radio, le onde luminose, l'energia termica del sole sono tutte varietà di radiazioni. L'azione delle radiazioni avviene a livello atomico o molecolare, indipendentemente dal fatto che siamo esposti a radiazioni esterne o riceviamo sostanze radioattive dal cibo e dall'acqua, che sconvolgono l'equilibrio processi biologici nel corpo e portare a effetti negativi. L'energia trasferita direttamente agli atomi e alle molecole dei tessuti biologici è chiamata azione diretta della radiazione. Alcune cellule, a causa della distribuzione non uniforme dell'energia delle radiazioni, saranno danneggiate in modo significativo. Oltre all'irradiazione diretta, indiretta o azione indiretta associato alla radiolisi dell'acqua.

azione diretta radiazioni Uno degli effetti diretti è la carcinogenesi o lo sviluppo malattie oncologiche. Tumore del cancro si verifica quando una cellula somatica perde il controllo del corpo e inizia a dividersi attivamente. Entrando nelle cellule, la radiazione sconvolge l'equilibrio del calcio e la codifica delle informazioni genetiche. Tali fenomeni possono portare a malfunzionamenti nella sintesi proteica, che è vitale. funzione importante dell'intero organismo, tk. le proteine ​​​​difettose interrompono il lavoro sistema immunitario. Il nostro corpo, contrariamente ai processi sopra descritti, produce sostanze speciali, che sono una sorta di "pulitori".

Effetto indiretto delle radiazioni Oltre alle radiazioni ionizzanti dirette, esiste anche un effetto indiretto o indiretto associato alla radiolisi dell'acqua. Durante la radiolisi, ci sono i radicali liberi- alcuni atomi o gruppi di atomi con elevata attività chimica. Se il numero di radicali liberi è basso, il corpo ha la capacità di controllarli. Se ce ne sono troppi, allora il lavoro dei sistemi di protezione, attività vitale singole funzioni organismo. I danni causati dai radicali liberi aumentano rapidamente in una reazione a catena.

Impatto delle radiazioni sui singoli organi e sul corpo nel suo insieme Nella struttura del corpo si possono distinguere due classi di sistemi: di controllo (nervoso, endocrino, immunitario) e di supporto vitale (respiratorio, cardiovascolare, digestivo). L'interazione della radiazione con il corpo inizia con livello molecolare. L'esposizione diretta alle radiazioni ionizzanti è quindi più specifica. Un aumento del livello di agenti ossidanti è anche caratteristico di altre influenze. La radiosensibilità di un organismo dipende dalla sua età. Piccole dosi di radiazioni nei bambini possono rallentare o addirittura arrestare la loro crescita ossea. Come meno età bambino, più la crescita scheletrica è inibita.

Mutazioni Ogni cellula del corpo contiene una molecola di DNA che trasporta le informazioni per la corretta riproduzione di nuove cellule. Il DNA è un acido desossiribonucleico composto da molecole a doppia elica lunghe e arrotondate. La sua funzione è quella di garantire la sintesi della maggior parte delle molecole proteiche che compongono gli amminoacidi.

Le radiazioni possono uccidere la cellula o distorcere le informazioni nel DNA in modo che alla fine compaiano cellule difettose. Un cambiamento nel codice genetico di una cellula è chiamato mutazione. Una mutazione che si verifica in una cellula germinale è chiamata mutazione genetica e può essere trasmessa alle generazioni successive. Le dosi di radiazioni consentite sono state stabilite molto prima dell'avvento dei metodi per determinare le tristi conseguenze a cui possono portare a persone ignare e ai loro discendenti.

L'effetto di grandi dosi di radiazioni su oggetti biologici Un organismo vivente è molto sensibile all'azione di Radiazione ionizzante. Più un organismo vivente è in alto nella scala evolutiva, più è radiosensibile. La "sopravvivenza" di una cellula dopo l'irradiazione dipende contemporaneamente da una serie di fattori: dal volume del materiale genetico, dall'attività dei sistemi che forniscono energia, dal rapporto tra gli enzimi e dall'intensità della formazione dei radicali liberi H e OH. Il corpo umano, in quanto perfetto sistema naturale, è ancora più sensibile alle radiazioni. Se una persona ha subito un'irradiazione generale con una dose di rad, dopo alcuni giorni avrà segni di malattia da radiazioni in forma lieve. Grandi dosi con esposizione prolungata possono causare danni irreversibili singoli corpi o l'intero organismo.

Due tipi di irradiazione del corpo: esterna e interna Le radiazioni possono influenzare una persona in due modi. Il primo modo è l'esposizione esterna da una sorgente situata al di fuori del corpo, che dipende principalmente dal fondo di radiazione dell'area in cui vive la persona o da altri fattori esterni. Il secondo è l'esposizione interna dovuta all'ingestione di una sostanza radioattiva nel corpo, principalmente con il cibo. L'irradiazione esterna e interna richiede varie misure precauzioni da prendere contro azione pericolosa radiazione.

Come proteggersi dalle radiazioni? Protezione del tempo. Come meno tempo stare vicino a una fonte di radiazioni, minore è la dose di radiazioni ricevuta da essa. Protezione del tempo. minore è il tempo trascorso vicino alla sorgente di radiazioni, minore è la dose di radiazioni ricevuta da essa. Protezione a distanza significa che la radiazione diminuisce con la distanza da una sorgente compatta. Cioè, se a una distanza di 1 metro da una sorgente di radiazioni, il dosimetro mostra 1000 microroentgen all'ora, quindi a una distanza di 5 metri sono circa 40 microroentgen all'ora, motivo per cui è spesso così difficile rilevare le sorgenti di radiazioni . A lunghe distanze, "non vengono catturati", è necessario conoscere chiaramente il luogo in cui cercare. Protezione a distanza significa che la radiazione diminuisce con la distanza da una sorgente compatta. Cioè, se a una distanza di 1 metro da una sorgente di radiazioni, il dosimetro mostra 1000 microroentgen all'ora, quindi a una distanza di 5 metri sono circa 40 microroentgen all'ora, motivo per cui è spesso così difficile rilevare le sorgenti di radiazioni . A lunghe distanze, "non vengono catturati", è necessario conoscere chiaramente il luogo in cui cercare. Protezione delle sostanze. È necessario sforzarsi di garantire che ci sia quanta più sostanza possibile tra te e la fonte di radiazioni. Più è denso e più grande, maggiore è la parte di radiazione che può assorbire. Protezione delle sostanze. È necessario sforzarsi di garantire che ci sia quanta più sostanza possibile tra te e la fonte di radiazioni. Più è denso e più grande, maggiore è la parte di radiazione che può assorbire.

I più grandi incidenti e disastri da radiazioni nel mondo Nella notte tra il 25 e il 26 aprile 1986 al quarto blocco Centrale nucleare di Chernobyl(Ucraina) si è verificato il più grande incidente nucleare al mondo, con parziale distruzione del nocciolo del reattore e rilascio di frammenti di fissione al di fuori della zona. Secondo gli esperti, l'incidente è avvenuto a causa di un tentativo di fare un esperimento per rimuovere energia aggiuntiva durante il funzionamento del reattore nucleare principale.

190 tonnellate di sostanze radioattive sono state rilasciate nell'atmosfera. 8 tonnellate su 140 di combustibile radioattivo del reattore sono finite nell'aria. Altro sostanze pericolose ha continuato a lasciare il reattore a causa dell'incendio, che è durato quasi due settimane. Le persone a Chernobyl sono state esposte a 90 volte più radiazioni rispetto a quando la bomba è caduta su Hiroshima. A seguito dell'incidente, la contaminazione radioattiva si è verificata entro un raggio di 30 km. È stata inquinata un'area di 160.000 chilometri quadrati. subìto Parte settentrionale Ucraina, Bielorussia e Russia occidentale. 19 regioni russe con un territorio di quasi 60mila chilometri quadrati e una popolazione di 2,6 milioni di persone.

L'11 marzo 2011 il Giappone è stato colpito dal più potente terremoto della storia del Paese. Di conseguenza, una turbina è stata distrutta nella centrale nucleare di Onagawa, è scoppiato un incendio, che è stato rapidamente eliminato. Nella centrale nucleare di Fukushima-1 la situazione è molto grave: a seguito dell'arresto del sistema di raffreddamento, il combustibile nucleare si è sciolto nel reattore del blocco 1, è stata registrata una perdita di radiazioni all'esterno del blocco ed è stata effettuata l'evacuazione in una zona di 10 chilometri attorno alla centrale nucleare.

Nel corso della vita, una persona riceve una dose di radiazioni da fonti naturali e quando condizione normale ambiente, tale esposizione non provoca alcun cambiamento negli organi e nei tessuti umani.

Ma per sua stessa natura, le radiazioni sono dannose per la vita. Piccole dosi possono "innescare" una catena di eventi non ancora del tutto stabilita che porta al cancro o al danno genetico. A dosi elevate, le radiazioni possono distruggere le cellule, danneggiare i tessuti degli organi e causare la morte di un organismo.

I danni causati da alte dosi di radiazioni di solito si manifestano entro poche ore o giorni. I tumori, tuttavia, non compaiono fino a molti anni dopo l'irradiazione, di solito non prima di uno o due decenni. UN difetti di nascita sviluppo e altri malattie ereditarie causati da danni all'apparato genetico, per definizione, compaiono solo nelle generazioni successive o successive: si tratta dei figli, nipoti e discendenti più lontani dell'individuo esposto alle radiazioni.

Sebbene non sia difficile identificare gli effetti ("acuti") che si manifestano rapidamente di alte dosi di radiazioni, è facile rilevare effetti a lungo termine da basse dosi di radiazioni è quasi sempre molto difficile. Ciò è in parte dovuto al fatto che impiegano molto tempo a manifestarsi. Ma anche trovando alcuni effetti. è ancora necessario dimostrare che si spiegano con l'azione delle radiazioni, poiché sia ​​​​il cancro che il danno all'apparato genetico possono essere causati non solo dalle radiazioni, ma anche da molti altri motivi.

Chiamare lesione acuta organismo, le dosi di radiazioni devono superare un certo livello, ma non c'è motivo di ritenere che questa regola si applichi in caso di conseguenze come cancro o danni all'apparato genetico. Di almeno teoricamente, la dose più piccola è sufficiente per questo. Tuttavia, allo stesso tempo, nessuna dose di radiazioni porta a questi effetti durante Tutto casi. Anche con dosi relativamente elevate di radiazioni, non tutte le persone sono condannate a queste malattie: i meccanismi di riparazione che operano nel corpo umano di solito eliminano tutti i danni. Allo stesso modo, qualsiasi persona esposta alle radiazioni non deve necessariamente sviluppare un cancro o diventare portatore di malattie ereditarie; tuttavia, la probabilità rischio, ha più conseguenze simili di una persona che non è stata irradiata. E questo rischio è tanto maggiore quanto maggiore è la dose di radiazioni.

UNSCEAR tenta di accertare, con tutta la certezza possibile, a quale rischio aggiuntivo sono esposte le persone a diverse dosi di radiazioni. Probabilmente nel campo dello studio degli effetti delle radiazioni sull'uomo e ambienteè stato tenuto più ricerca rispetto a qualsiasi altra fonte pericolo accresciuto. Tuttavia, più lungo è l'effetto e minore è la dose, meno informazioni utili che abbiamo attualmente.

Lesione acuta organismo si verifica a dosi elevate di radiazioni. Le radiazioni hanno un effetto simile solo a partire da un certo minimo, o "soglia", dose di radiazioni.

Una grande quantità di informazioni è stata ottenuta dall'analisi dei risultati della domanda radioterapia per la cura del cancro. Molti anni di esperienza hanno permesso ai medici di ottenere ampie informazioni sulla risposta dei tessuti umani alle radiazioni. Questa reazione per vari organi e i tessuti non erano gli stessi e le differenze sono molto grandi. L'entità della dose, che determina la gravità del danno al corpo, dipende dal fatto che il corpo la riceva immediatamente o in più dosi. la maggior parte degli organi ha il tempo di guarire in una certa misura i danni da radiazioni e quindi tollera una serie di piccole dosi meglio della stessa dose totale di radiazioni ricevuta in una sola volta.

Naturalmente, se una dose di radiazioni è abbastanza grande, la persona esposta morirà. In ogni caso, dosi di radiazioni molto elevate dell'ordine di 100 Gy causano un danno così grave alla centrale sistema nervoso che la morte di solito si verifica entro ore o giorni.

A dosi di radiazioni da 10 a 50 Gy per l'esposizione di tutto il corpo, il danno al sistema nervoso centrale potrebbe non essere così grave da essere fatale, ma è probabile che la persona esposta muoia comunque in una o due settimane a causa di emorragie nel tratto gastrointestinale.

Anche dosi più basse potrebbero non causare gravi danni al tratto gastrointestinale, oppure il corpo può farvi fronte, eppure la morte può verificarsi dopo uno o due mesi dal momento dell'esposizione, principalmente a causa della distruzione dei globuli rossi. midollo osseo- il componente principale del sistema ematopoietico del corpo: da una dose di 3-5 Gy durante l'irradiazione dell'intero corpo, circa la metà di tutte le persone esposte muore.

Pertanto, in questo intervallo di dosi di radiazioni, le dosi elevate differiscono da quelle inferiori solo per il fatto che la morte avviene prima nel primo caso e successivamente nel secondo.

Naturalmente, molto spesso una persona muore a causa dell'azione simultanea di tutti questi effetti dell'esposizione. La ricerca in questo settore è necessaria perché i dati ottenuti sono necessari per valutare le conseguenze guerra nucleare e gli effetti di alte dosi di radiazioni durante gli incidenti di impianti e dispositivi nucleari.

Il midollo osseo rosso e altri elementi del sistema ematopoietico sono i più vulnerabili alle radiazioni e perdono la loro capacità di funzionare normalmente già a dosi di radiazioni di 0,5-1 Gy. Per fortuna hanno anche una notevole capacità di rigenerazione, e se la dose di radiazioni non è così elevata da causare danni a tutte le cellule, sistema ematopoietico può ripristinare completamente le sue funzioni. Se non l'intero corpo è stato esposto alle radiazioni, ma una parte di esso. quindi le cellule cerebrali sopravvissute sono sufficienti per sostituire completamente le cellule danneggiate.

Anche gli organi riproduttivi e gli occhi sono diversi ipersensibilità all'irradiazione. Una singola irradiazione dei testicoli a una dose di soli 0,1 Gy porta alla sterilità temporanea degli uomini, e dosi superiori a due grigi possono portare alla sterilità permanente: solo molti anni dopo i testicoli potranno nuovamente produrre spermatozoi a tutti gli effetti. Apparentemente, i testicoli sono l'unica eccezione regola generale: la dose totale di radiazioni ricevuta in più dosi è maggiore, non meno pericolosa per loro della stessa dose ricevuta contemporaneamente. Le ovaie sono molto meno sensibili agli effetti delle radiazioni, almeno nelle donne adulte. Ma una singola dose di più di tre grigi porta ancora alla loro sterilità, sebbene anche dosi maggiori con irradiazione frazionata non influiscano sulla capacità di avere figli.

La parte più vulnerabile dell'occhio alle radiazioni è il cristallino. Le cellule morte diventano opache e la crescita di aree nuvolose porta prima alla cataratta e poi alla completa cecità. Maggiore è la dose, maggiore è la perdita della vista. Le aree nuvolose possono formarsi a dosi di radiazioni di 2 Gy o meno. Una forma più grave di danno oculare - cataratta progressiva - si osserva a dosi di circa 5 Gy. È stato dimostrato che anche l'esposizione professionale associata a numerose opere è dannosa per gli occhi: dosi da 0,5 a 2 Gy assunte in un periodo da dieci a vent'anni portano ad un aumento della densità e all'opacità del cristallino.

I bambini sono anche estremamente sensibili agli effetti delle radiazioni. Dosi relativamente piccole di irradiazione del tessuto cartilagineo possono rallentare o interrompere completamente la crescita ossea, il che porta ad anomalie nello sviluppo dello scheletro. Più giovane è il bambino, più la crescita ossea è inibita. Una dose totale dell'ordine di 10 Gy, ricevuta nell'arco di diverse settimane con irradiazione giornaliera, è sufficiente a provocare alcune anomalie nello sviluppo dello scheletro. Apparentemente, non esiste alcun effetto soglia per tale azione della radiazione. Si è anche scoperto che l'irradiazione del cervello di un bambino durante la radioterapia può causare cambiamenti nel suo carattere, portare alla perdita di memoria e, nei bambini molto piccoli, persino alla demenza e all'idiozia. Le ossa e il cervello di un adulto sono in grado di sopportare dosi molto più elevate.

Anche il cervello del feto è estremamente sensibile agli effetti delle radiazioni, soprattutto se la madre è esposta alle radiazioni tra l'ottava e la quindicesima settimana di gravidanza. Durante questo periodo, la corteccia cerebrale si forma nel feto, e c'è grosso rischio il fatto che a seguito dell'esposizione della madre (ad esempio i raggi X) nascerà mentalmente bambino ritardato. È così che 30 bambini che sono stati irradiati durante il sviluppo prenatale durante i bombardamenti atomici di Hiroshima e Nagasaki. Sebbene il rischio individuale sia elevato, le conseguenze sono particolarmente dolorose. il numero di donne in questa fase della gravidanza in un dato momento è solo una piccola frazione della popolazione totale. È, tuttavia, l'effetto più grave di tutti gli effetti noti dell'irradiazione del feto umano, sebbene dopo l'irradiazione di feti ed embrioni di animali durante il loro sviluppo intrauterino, siano state riscontrate molte altre gravi conseguenze, tra cui malformazioni, sottosviluppo e morte.

La maggior parte dei tessuti adulti è relativamente insensibile all'azione delle radiazioni. I reni possono sopportare una dose totale di circa 23 Gy ricevuti in cinque settimane senza troppi danni, il fegato almeno 40 Gy al mese, la vescica almeno 55 Gy ogni quattro settimane e la tessuto cartilagineo- fino a 70gr. Leggero - estremamente organo complesso sono molto più vulnerabili, e vasi sanguigni cambiamenti minori, ma forse significativi, possono verificarsi già a un livello relativamente basso piccole dosi.

Naturalmente, l'esposizione a dosi terapeutiche, come qualsiasi altra esposizione, può causare il cancro futuro o portare a conseguenze genetiche avverse. Le dosi terapeutiche di radiazioni, tuttavia, vengono solitamente utilizzate per trattare il cancro quando una persona è malata terminale e poiché i pazienti sono in media piuttosto anziani, anche la probabilità che abbiano figli è relativamente bassa. Tuttavia, è tutt'altro che facile stimare quanto sia grande questo rischio alle dosi molto più basse di radiazioni che le persone ricevono nella loro vita. Vita di ogni giorno e sul lavoro, e su questo ci sono opinioni molto diverse tra il pubblico.

Cancro- la più grave di tutte le conseguenze dell'esposizione umana a basse dosi. almeno direttamente a quelle persone. che sono stati irradiati. In effetti, ampie indagini su circa 100.000 sopravvissuti ai bombardamenti atomici di Hiroshima e Nagasaki nel 1945 hanno dimostrato che finora il cancro è l'unica causa di mortalità in eccesso in questo gruppo di popolazione.

Secondo i dati disponibili, il primo del gruppo cancro che colpiscono la popolazione a seguito dell'esposizione sono le leucemie. Causano la morte in media dieci anni dopo l'esposizione, molto prima di altri tipi di cancro.

I tumori più comuni causati dalle radiazioni erano il cancro al seno e il cancro al seno. ghiandola tiroidea. L'UNSCEAR stima che circa dieci persone su mille esposte abbiano il cancro alla tiroide e dieci donne su mille abbiano il cancro al seno (per gray della dose individuale assorbita).

Tuttavia, entrambi i tipi di cancro sono in linea di principio curabili e la mortalità per cancro alla tiroide è particolarmente bassa.

Il cancro ai polmoni, invece, assassino spietato. Appartiene anche alle varietà comuni di cancro tra le popolazioni esposte.

Il cancro di altri organi e tessuti sembra essere meno comune tra le popolazioni esposte. Secondo le stime dell'UNSCEAR, la possibilità di morire di cancro allo stomaco o al colon è solo di circa 1/1000 per ogni grigio della dose individuale media di radiazioni e il rischio di cancro del tessuto osseo, esofago. intestino tenue, Vescia, pancreas, retto e tessuti linfatici è ancora più piccola e ammonta a circa lo 0,2-0,5 per mille e per gray della dose individuale media di radiazioni.

I bambini sono più sensibili alle radiazioni. rispetto agli adulti, e con l'irradiazione del feto, il rischio di cancro sembra essere ancora maggiore. Alcuni studi hanno infatti riportato che la mortalità infantile per cancro è più alta tra i bambini le cui madri sono state esposte ai raggi X durante la gravidanza, ma l'UNSCEAR non è ancora convinto che la causa sia corretta.

Conseguenze genetiche delle radiazioni Il loro studio è associato a difficoltà ancora maggiori rispetto al caso del cancro. In primo luogo, si sa molto poco su quale danno si verifichi nell'apparato genetico umano durante l'irradiazione; In secondo luogo, rilevamento completo tutti i difetti ereditari si verificano solo nel corso di molte generazioni; e terzo. come nel caso del cancro, questi difetti non possono essere distinti da quelli originati da cause completamente diverse.

Circa il 10% di tutti i nati vivi presenta qualche forma di difetto genetico, che va dal lieve handicap fisici tipo di daltonismo e termina con condizioni così gravi come la sindrome di Down, la corea di Huntington e varie malformazioni. Molti degli embrioni e dei feti con grave disturbi ereditari non vivere per vedere la nascita; secondo i dati disponibili, circa la metà di tutti i casi di aborto spontaneo sono associati ad anomalie del materiale genetico. Ma anche se i bambini con difetti ereditari nascono vivi, hanno cinque volte meno probabilità di sopravvivere fino al loro primo compleanno rispetto ai bambini normali.

Le malattie genetiche possono essere classificate in due tipi principali: aberrazioni cromosomiche, che comportano cambiamenti nel numero o nella struttura dei cromosomi, e mutazioni nei geni stessi.

Mutazioni geniche ulteriormente suddivise in dominanti (che compaiono immediatamente nella prima generazione) e recessive (che possono comparire solo se lo stesso gene è mutato in entrambi i genitori; tali mutazioni possono non comparire per molte generazioni o non essere rilevate affatto).

Entrambi i tipi di anomalie possono portare a malattie ereditarie nelle generazioni successive o possono non manifestarsi affatto.

L'effetto biologico delle radiazioni su una persona è la ionizzazione delle cellule dei tessuti del suo corpo e la comparsa della malattia da radiazioni. Il decorso della malattia dipenderà da molti fattori: dall'area del danno, dalla dose di radiazioni ionizzanti, dal tempo durante il quale è stata ricevuta questa dose.

Radiazione ionizzante

Quando le particelle ad alta energia, o fotoni, attraversano la materia, formano sul loro cammino coppie di particelle cariche, chiamate ioni. Pertanto, sono le radiazioni ionizzanti che sono considerate pericolose. L'effetto biologico delle radiazioni in Di più colpisce la materia vivente. tessuto vivente- queste sono celle che vengono costantemente aggiornate, questo è un processo dinamico. E per lui, le radiazioni ionizzanti sono doppiamente dolorose.

In parte, il danno da radiazioni è associato a danni meccanici alle strutture molecolari, come i cromosomi. In parte con processi chimici avviene con i radicali liberati. Poiché una persona è costituita per il 75% da acqua, sono le cellule idriche le prime ad assorbire le radiazioni, formando il tipo OH, HO2, H. Successivamente, reazioni a catena ossidazione delle molecole proteiche da parte di questi radicali. Avanti apparire modifiche funzionali nei modelli biologici della vita cellulare.

Si verificano nelle cellule a seguito di modifiche:

• il meccanismo di divisione e l'apparato cromosomico della cellula danneggiata sono danneggiati;
• il processo di rinnovamento e differenziazione cellulare è bloccato;
• il processo di proliferazione e rigenerazione dei tessuti è bloccato.

Soprattutto, l'effetto biologico delle radiazioni colpisce le cellule in costante rinnovamento del midollo osseo, della milza, delle gonadi, ecc.

Malattia acuta da radiazioni

Molto dose elevata le radiazioni ionizzanti (più di 600 rad) portano alla rapida morte di una persona (se non viene eseguito alcun trattamento). A una dose di 400-600 rad, circa il 50% delle persone muore. Inizia acuto malattia da radiazioni, in cui il sistema ematopoietico collassa e muore e smette di funzionare sistema di protezione organismo.

La prima settimana di malattia acuta da radiazioni è asintomatica: questo è il cosiddetto periodo latente della malattia. Poi il sistema immunitario fallisce, tutto inizia a peggiorare malattie croniche e compaiono nuove infezioni. Verso la quarta settimana si sviluppa l'anemia, il sangue smette di coagulare e aumenta il rischio di sanguinamento.

L'attuale livello di medicina ti consente di salvare le persone che hanno ricevuto una dose fino a 1000 rad. Prima impatto biologico la radiazione in tali quantità non era suscettibile di trattamento. La malattia da radiazioni lo è grado estremo sconfitta. Dosi più piccole possono causare leucemia e varie tumore maligno.

Sorgenti di radiazioni e tipi di esposizione

Una persona può ricevere dose pericolosa radiazioni da una nube di radiazioni di passaggio o da una superficie contaminata di edifici, strutture e terra. Questa è chiamata esposizione esterna. L'esposizione interna si verifica quando una persona inala aerosol contaminati (un pericolo di inalazione) o consuma cibo e acqua contaminati. Le sostanze radioattive possono entrare in contatto con la pelle e gli indumenti. Tale irradiazione è chiamata contatto.

L'effetto biologico delle radiazioni può causare i seguenti effetti:

• Somatico-stocastico. Sono difficili da rilevare e potrebbero non apparire per decenni.
• Somatico. Colpiscono solo la persona irradiata, non influenzano la prole.
• Genetico. Sessuale violato strutture cellulari persone esposte, che influenzeranno la prole che nasce con deformità e mutazioni congenite.

Il grado di esposizione dipende non solo dalla dose, ma anche dal tempo di esposizione. gravi conseguenze. La malattia acuta da radiazioni può svilupparsi con una singola dose di 100 rad.

L'impatto delle radiazioni sul corpo può essere diverso, ma quasi sempre è negativo. A piccole dosi, le radiazioni possono diventare un catalizzatore per i processi che portano al cancro o malattie genetiche, e in grandi dosi spesso porta alla morte completa o parziale del corpo a causa della distruzione delle cellule dei tessuti.

La difficoltà nel tracciare la sequenza dei processi causati dalle radiazioni è dovuta al fatto che gli effetti delle radiazioni, soprattutto a basse dosi, potrebbero non manifestarsi immediatamente e spesso occorrono anni o addirittura decenni per lo sviluppo della malattia. Inoltre, a causa del diverso potere penetrante tipi diversi radiazioni radioattive, hanno diversi effetti sul corpo: -le particelle sono le più pericolose, ma per -le radiazioni, anche un foglio di carta è una barriera insormontabile; -la radiazione è in grado di passare nei tessuti del corpo fino a una profondità di uno o due centimetri; - l'irraggiamento è caratterizzato dal più alto potere penetrante: solo una spessa lastra di materiali ad alto coefficiente di assorbimento, come cemento o piombo, può ritardarlo.

Anche la sensibilità dei singoli organi alle radiazioni radioattive è diversa. Pertanto, per ottenere il massimo informazione affidabile per quanto riguarda il grado di rischio, è necessario tenere conto degli opportuni coefficienti di sensibilità tissutale nel calcolo della dose equivalente di radiazioni:

• 0,03 - tessuto osseo
• 0,03 - ghiandola tiroidea
• 0,12 - midollo osseo rosso
• 0.12 - leggero
• 0,15 - ghiandola mammaria
• 0,25 - ovaie o testicoli
• 0,30 - altri tessuti
• 1.00 - l'organismo nel suo insieme.

La probabilità di danno tissutale dipende dalla dose totale e dall'entità del dosaggio, poiché grazie alle capacità di riparazione, la maggior parte degli organi ha la capacità di riprendersi dopo una serie di piccole dosi.

La tabella 1 mostra i valori estremi delle dosi di radiazioni consentite:

Tabella 1.

Tuttavia, ci sono dosi alle quali un esito letale è quasi inevitabile. Quindi, ad esempio, dosi dell'ordine di 100 g portano alla morte in pochi giorni o addirittura ore a causa di danni al sistema nervoso centrale, per emorragia a seguito di una dose di radiazioni di 10-50 g, la morte si verifica in uno a due settimane, e una dose di 3-5 grammi rischia di rivelarsi fatale in circa la metà degli esposti.

La conoscenza della reazione specifica dell'organismo a determinate dosi è necessaria per valutare le conseguenze di alte dosi di radiazioni in caso di incidenti di impianti e dispositivi nucleari o il pericolo di esposizione durante lungo soggiorno in aree di maggiore radiazione, sia da fonti naturali che in caso di contaminazione radioattiva. Tuttavia, anche piccole dosi di radiazioni non sono innocue e il loro impatto sul corpo e sulla salute delle generazioni future non è stato studiato a fondo. Tuttavia, si può presumere che le radiazioni possano causare, prima di tutto, geni e mutazioni cromosomiche, che in seguito può portare alla manifestazione di mutazioni recessive.

Considera più in dettaglio il più comune e danno serio causati dalle radiazioni, vale a dire il cancro e le malattie genetiche.

Nel caso del cancro, è difficile valutare la probabilità di malattia come conseguenza dell'esposizione alle radiazioni. Qualsiasi, anche il più piccola dose, può portare a conseguenze irreversibili, ma non è predefinito. Tuttavia, è stato riscontrato che la probabilità di malattia aumenta in proporzione diretta alla dose di radiazioni.

Le leucemie sono tra i più comuni tumori indotti da radiazioni. Punteggio di probabilità esito letale per la leucemia è più affidabile di stime simili per altri tumori (Appendice 4). Ciò può essere spiegato dal fatto che le leucemie sono le prime a manifestarsi, causando la morte in media 10 anni dopo il momento dell'esposizione. Le leucemie sono seguite “per popolarità” da: cancro al seno, cancro alla tiroide e cancro ai polmoni. Lo stomaco, il fegato, l'intestino e altri organi e tessuti sono meno sensibili.

L'impatto della radiazione radiologica è bruscamente potenziato da altri sfavorevoli fattori ambientali(il fenomeno della sinergia). Quindi, la mortalità per radiazioni nei fumatori è molto più alta.

Per quanto riguarda le conseguenze genetiche delle radiazioni, si manifestano nella forma aberrazioni cromosomiche(compresi i cambiamenti nel numero o nella struttura dei cromosomi) e mutazioni genetiche. Le mutazioni genetiche compaiono immediatamente nella prima generazione (mutazioni dominanti) o solo se lo stesso gene è mutato in entrambi i genitori (mutazioni recessive), il che è improbabile.

Studiare le conseguenze genetiche dell'esposizione è ancora più difficile che nel caso del cancro. Non si sa quali danni genetici si verifichino durante l'esposizione, possono manifestarsi per molte generazioni, è impossibile distinguerli da quelli causati da altre cause.

Dobbiamo valutare la comparsa di difetti ereditari negli esseri umani sulla base dei risultati degli esperimenti sugli animali.

Nella valutazione del rischio, UNSCEAR utilizza due approcci: uno misura l'effetto diretto di una data dose, l'altro la dose che raddoppia l'incidenza della prole con una particolare anomalia rispetto alle normali condizioni di radiazione.

Così, nel primo approccio, si è riscontrato che una dose di 1 g, ricevuta a un basso fondo di radiazioni dai maschi (per le donne, le stime sono meno certe), provoca la comparsa di da 1000 a 2000 mutazioni che portano a conseguenze serie, e tra 30 e 1000 aberrazioni cromosomiche per ogni milione di nati vivi.

Nel secondo approccio si ottengono i seguenti risultati: l'esposizione cronica a un rateo di dose di 1 g per generazione porterà a circa 2000 gravi malattie genetiche per ogni milione di nati vivi tra i figli di coloro che sono stati esposti a tali radiazioni.

Queste stime sono inaffidabili, ma necessarie. Le conseguenze genetiche dell'esposizione sono espresse in termini di parametri quantitativi come la ridotta aspettativa di vita e la disabilità, sebbene sia riconosciuto che queste stime non sono altro che una prima stima approssimativa. Pertanto, l'esposizione cronica della popolazione con un tasso di dose di 1 g per generazione riduce il periodo di capacità lavorativa di 50.000 anni e l'aspettativa di vita - anche di 50.000 anni per ogni milione di neonati vivi tra i bambini della prima generazione esposta; con un'irradiazione costante di molte generazioni si raggiungono le seguenti stime: 340.000 anni e 286.000 anni, rispettivamente.

Esistono tre modi in cui le sostanze radioattive entrano nel corpo: per inalazione di aria contaminata da sostanze radioattive, attraverso cibo o acqua contaminati, attraverso la pelle e attraverso l'infezione. ferite aperte. Il primo modo è il più pericoloso perché:

il volume di ventilazione polmonare è troppo alto

i valori del coefficiente di assimilazione nei polmoni sono più alti.

Particelle di polvere, su cui vengono assorbiti gli isotopi radioattivi, quando l'aria viene inalata attraverso la tomaia Vie aeree parzialmente stabilirsi nella cavità orale e nel rinofaringe. Da qui entra la polvere tratto digerente. Il resto delle particelle entra nei polmoni. Il grado di ritenzione degli aerosol nei polmoni dipende dalla dispersione. Circa il 20% di tutte le particelle viene trattenuto nei polmoni; al diminuire delle dimensioni degli aerosol, il ritardo aumenta al 70%.

Quando le sostanze radioattive vengono assorbite dal tratto gastrointestinale, è importante il coefficiente di riassorbimento, che caratterizza la proporzione della sostanza che entra nel sangue dal tratto gastrointestinale. A seconda della natura dell'isotopo, il coefficiente varia in un ampio intervallo: da centesimi di percento (per zirconio, niobio) a diverse decine di percento (idrogeno, elementi alcalino terrosi). Il riassorbimento attraverso la pelle intatta è 200-300 volte inferiore a quello attraverso tratto gastrointestinale, e, di regola, non svolge un ruolo significativo.

Quando le sostanze radioattive entrano in qualsiasi modo nel corpo, si trovano nel sangue in pochi minuti. Se l'assunzione di sostanze radioattive era una sola, la loro concentrazione nel sangue aumenta prima al massimo e poi diminuisce entro 15-20 giorni.

Le concentrazioni ematiche di isotopi a vita lunga possono successivamente essere mantenute quasi allo stesso livello per lungo tempo a causa del lavaggio inverso delle sostanze depositate.

Le particelle cariche che penetrano nei tessuti del corpo - e - le particelle perdono energia a causa delle interazioni elettriche con gli elettroni di quegli atomi vicino ai quali passano (la radiazione gamma e i raggi X trasferiscono la loro energia alla materia in diversi modi, che, in definitiva, anche portare a interazioni elettriche .)

Interazioni elettriche. Nell'ordine di dieci trilionesimi di secondo dopo che la radiazione penetrante raggiunge l'atomo corrispondente nel tessuto del corpo, un elettrone si stacca da questo atomo. Quest'ultimo è caricato negativamente, quindi il resto dell'atomo neutro originale diventa caricato positivamente. Questo processo è chiamato ionizzazione. L'elettrone distaccato può ulteriormente ionizzare altri atomi.

Cambiamenti fisici e chimici. Sia un elettrone libero che un atomo ionizzato di solito non possono rimanere a lungo in questo stato e, nei successivi dieci miliardesimi di secondo, partecipano a una complessa catena di reazioni che portano alla formazione di nuove molecole, comprese quelle estremamente reattive come "i radicali liberi". cambiamenti chimici. Nei successivi milionesimi di secondo, i radicali liberi risultanti reagiscono sia tra loro che con altre molecole e, attraverso una catena di reazioni non ancora del tutto chiarita, possono causare modificazioni chimiche di molecole biologicamente importanti necessarie per il normale funzionamento della cellula. effetti biologici. Cambiamenti biochimici possono verificarsi sia entro pochi secondi che decenni dopo l'esposizione e causare la morte cellulare immediata, oppure tali cambiamenti possono portare al cancro.