Іонізуюче випромінювання - це... Вплив іонізуючого випромінювання на людину

Іонізуюче випромінювання - це... Вплив іонізуючого випромінювання на людину

У повсякденному житті людини іонізуючі випромінювання зустрічаються постійно. Ми їх не відчуваємо, але не можемо заперечувати їх впливу на живу і неживу природу. Не так давно люди навчилися використовувати їх як на благо, так і в якості зброї масового винищення. При правильному використанні ці випромінювання здатні змінити життя людства в кращу сторону.

Види іонізуючих випромінювань

Щоб розібратися з особливостями впливу на живі і неживі організми, потрібно з 'ясувати, якими вони бувають. Також важливо знати їх природу.

Іонізуюче випромінювання - це особливі хвилі, які здатні проникати через речовини і тканини, викликаючи іонізацію атомів. Існує кілька його видів: альфа-випромінювання, бета-випромінювання, гамма-випромінювання. Всі вони мають різний заряд і здатності діяти на живі організми.

Альфа-випромінювання найбільш заряджене з усіх видів. Воно має величезну енергію, здатну навіть у малих дозах викликати променеву хворобу. Але при безпосередньому опроміненні проникає тільки у верхні шари шкіри людини. Від альфа-променів захищає навіть тонкий аркуш паперу. Водночас, потрапляючи в організм з їжею або зі вдихом, джерела цього випромінювання досить швидко стають причиною смерті.

Бета-промені несуть трохи менший заряд. Вони здатні проникати глибоко в організм. При тривалому опроміненні стають причиною смерті людини. Менші дози викликають зміну у клітинній структурі. Захистом може послужити тонкий лист алюмінію. Випромінювання зсередини організму також смертельне.

Найнебезпечнішим вважається гамма-випромінювання. Воно проникає наскрізь організму. У великих дозах викликає радіаційний опік, променеву хворобу, смерть. Захистом від нього може бути тільки свинець і товстий шар бетону.

Особливим різновидом гамма-випромінювання вважаються рентгенівські промені, які генеруються в рентгенівській трубці.

Історія досліджень

Вперше про іонізуючі випромінювання світ дізнався 28 грудня 1895 року. Саме в цей день Вільгельм К. Рентген оголосив, що відкрив особливий вид променів, здатних проходити через різні матеріали і людський організм. З цього моменту багато лікарів і вчених почали активно працювати з цим явищем.

Тривалий час ніхто не знав про його вплив на людський організм. Тому в історії відомо чимало випадків загибелі від надмірного опромінення.

Подружжя Кюрі детально вивчило джерела та властивості, які має іонізуюче випромінювання. Це дало можливість використовувати його з максимальною користю, уникаючи негативних наслідків.

Природні та штучні джерела випромінювань

Природа створила різноманітні джерела іонізуючого випромінювання. Насамперед це радіація сонячних променів і космосу. Велика її частина поглинається озоновою кулею, яка знаходиться високо над нашою планетою. Але деяка їхня частина досягає поверхні Землі.

На самій Землі, а точніше в її глибинах, є деякі речовини, що продукують радіацію. Серед них - ізотопи урану, стронція, радону, цезію та інші.

Штучні джерела іонізуючих випромінювань створені людиною для різноманітних досліджень і виробництва. При цьому сила випромінювань може в рази перевищувати природні показники.

Навіть в умовах захисту і дотримання заходів безпеки люди отримують небезпечні для здоров 'я дози опромінення.

Одиниці вимірювання та дози

Іонізуюче випромінювання прийнято співвідносити з його взаємодією з людським організмом. Тому всі одиниці вимірювання так чи інакше пов 'язані зі здатністю людини поглинати і накопичувати енергію іонізації.

У системі СІ дози іонізуючого випромінювання вимірюються одиницею, іменованою грей (Гр). Вона показує кількість енергії на одиницю опромінюваної речовини. Один Гр дорівнює одному Дж/кг. Але для зручності частіше використовується позасистемна одиниця радий. Вона дорівнює 100 Гр.

Радіаційний фон на місцевості вимірюється експозиційними дозами. Одна доза дорівнює Кл/кг. Ця одиниця використовується в системі СІ. Позасистемна одиниця, що відповідає їй, називається рентген (Р). Щоб отримати поглинену дозу 1 радий, потрібно піддатися опроміненню експозиційною дозою близько 1 Р.

Оскільки різні види іонізуючих випромінювань мають різний заряд енергії, його вимір прийнято порівнювати з біологічним впливом. У системі СІ одиницею такого еквівалента виступає зіверт (Зв). Позасистемний його аналог - бер.

Чим сильніше і довше випромінювання, тим більше енергії поглинається організмом, тим небезпечніше його вплив. Щоб дізнатися допустимий час перебування людини в радіаційному забрудненні, використовуються спеціальні прилади - дозиметри, що здійснюють вимірювання іонізуючого випромінювання. Це бувають як прилади індивідуального користування, так і великі промислові установки.

Вплив на організм

Всупереч побутовій думці, не завжди небезпечно і смертельно будь-яке іонізуюче випромінювання. Це можна побачити на прикладі з ультрафіолетовими променями. У малих дозах вони стимулюють генерацію вітаміну D в людському організмі, регенерацію клітин і збільшення пігменту меланіну, що дає красиву засмагу. Але тривале опромінення викликає сильні опіки і може стати причиною розвитку раку шкіри.

В останні роки активно вивчається вплив іонізуючого випромінювання на людський організм і його практичне застосування.

У невеликих дозах випромінювання не завдають жодної шкоди організму. До 200 мілірентген можуть знизити кількість білих кров 'яних клітин. Симптомом такого опромінення будуть нудота і запаморочення. Близько 10% людей гинуть, отримавши таку дозу.

Великі дози викликають розлад травної системи, випадання волосся, опіки шкіри, зміни клітинної структури організму, розвиток ракових клітин і смерть.

Променева хвороба

Тривала дія іонізуючого випромінювання на організм і отримання ним великої дози опромінення можуть стати причиною променевої хвороби. Більше половини випадків цього захворювання ведуть до летального результату. Решта стають причиною цілої низки генетичних і соматичних захворювань.

На генетичному рівні відбуваються мутації в статевих клітинах. Їхні зміни стають очевидними в наступних поколіннях.

Соматичні хвороби виражаються канцерогенезом, незворотними змінами в різних органах. Лікування цих захворювань тривале і досить важке.

Лікування променевих поразок

В результаті патогенного впливу радіації на організм виникають різні ураження органів людини. Залежно від дози опромінення проводять різні методи терапії.

У першу чергу хворого поміщають у стерильну палату, щоб уникнути можливості інфікування відкритих уражених ділянок шкіри. Далі проводять спеціальні процедури, що сприяють швидкому виведенню з організму радіонуклідів.

При сильних ураженнях може знадобитися пересадка кісткового мозку. Від радіації він втрачає здатність відтворювати червоні кров 'яні клітини.

Але в більшості випадків лікування легких уражень зводиться до знеболювання уражених ділянок, стимулювання регенерації клітин. Велика увага приділяється реабілітації.

Вплив іонізуючого випромінювання на старіння і рак

У зв 'язку з впливом іонізуючих променів на організм людини вчені проводили різні експерименти, що доводять залежність процесів старіння і канцерогенезу від дози опромінення.

У лабораторних умовах зазнавали опромінень групи клітинних культур. Внаслідок цього вдалося довести, що навіть незначне опромінення сприяє прискоренню старіння клітин. При цьому чим старше культура, тим більше вона схильна до цього процесу.

Тривале ж опромінення призводить до загибелі клітин або аномального і швидкого їхнього поділу і зростання. Цей факт свідчить про те, що іонізуюче випромінювання на організм людини чинить канцерогенну дію.

Водночас вплив хвиль на уражені ракові клітини призводив до їх повної загибелі або зупинки процесів їхнього поділу. Це відкриття допомогло розробити методику лікування ракових пухлин людини.

Практичне застосування радіації

Вперше випромінювання почали використовувати в медичній практиці. За допомогою рентгенівських променів лікарям вдалося зазирнути всередину людського організму. При цьому шкоди йому практично не завдавалося.

Далі за допомогою опромінення почали лікувати ракові захворювання. У більшості випадків цей метод робить позитивний вплив, незважаючи на те що весь організм піддається сильному впливу випромінювання, що тягне за собою ряд симптомів променевої хвороби.

Крім медицини, іонізуючі промені використовуються і в інших галузях. Геодезисти за допомогою радіації можуть вивчити особливості будови земної кори на її окремих ділянках.

Здатність деяких копалин виділяти велику кількість енергії людство навчилося використовувати у власних цілях.

Атомна енергетика

Саме за атомною енергією майбутнє всього населення Землі. Атомні електростанції виступають джерелами порівняно недорогої електрики. За умови їх правильної експлуатації такі електростанції набагато безпечніші, ніж ТЕС і ГЕС. Від атомних електростанцій набагато менше забруднення навколишнього середовища як зайвим теплом, так і відходами виробництва.

Водночас на підставі атомної енергії вчені розробили зброю масового ураження. На даний момент на планеті атомних бомб стільки, що запуск незначної їх кількості може стати причиною ядерної зими, внаслідок якої загинуть практично всі живі організми, що населяють її.

Засоби та способи захисту

Використання в повсякденному житті радіації вимагає серйозних заходів обережності. Захист від іонізуючих випромінювань ділиться на чотири типи: часом, відстанню, кількістю та екрануванням джерел.

Навіть у середовищі з сильним радіаційним фоном людина може перебувати деякий час без шкоди для свого здоров 'я. Саме цей момент визначає захист часом.

Чим більше відстань до джерела випромінювання, тим менше доза поглинуваної енергії. Тому варто уникати близького контакту з місцями, де є іонізуюче випромінювання. Це гарантовано вбереже від небажаних наслідків.

Якщо є можливість використовувати джерела з мінімальним випромінюванням, їм в першу чергу віддається перевага. Це і є захист кількістю.

Екранування ж означає створення бар 'єрів, через які не проникають шкідливі промені. Прикладом тому служать свинцеві ширми в рентгенівських кабінетах.

Побутовий захист

У разі оголошення радіаційної катастрофи слід негайно закрити всі вікна і двері, постаратися запастися водою із закритих джерел. Їжа повинна бути тільки консервованою. При переміщенні на відкритій місцевості максимально закрити тіло одягом, а обличчя - респіратором або вологою марлею. Намагатися не заносити в будинок верхній одяг і взуття.

Необхідно також приготуватися до можливої евакуації: зібрати документи, запас одягу, води та їжі на 2-3 доби.

Іонізуючі випромінювання як екологічний фактор

На планеті Земля досить багато забруднених радіацією ділянок. Причиною тому служать як природні процеси, так і техногенні катастрофи. Найвідоміші з них - аварія на ЧАЕС і атомні бомби над містами Хіросіма і Нагасакі.

У таких місцях людина не може перебувати без шкоди для власного здоров 'я. Водночас не завжди є можливість дізнатися заздалегідь про радіаційне забруднення. Часом навіть некритичний радіаційний фон може стати причиною катастрофи.

Причиною цього служить здатність живих організмів поглинати і накопичувати радіацію. При цьому вони самі перетворюються на джерела іонізуючого випромінювання. Всім відомі "чорні" анекдоти про чорнобильські гриби засновані саме на цій властивості.

У таких випадках захист від іонізуючих випромінювань зводиться до того, що всі споживчі продукти піддаються ретельному радіологічному вивченню. Водночас на стихійних ринках завжди є шанс купити саме знамениті "чорнобильські гриби". Тому варто утриматися від покупок у неперевірених продавців.

Людський організм схильний накопичувати небезпечні речовини, внаслідок чого відбувається поступове отруєння зсередини. Невідомо, коли саме дадуть про себе знати наслідки впливу цих отрут: через день, рік або через покоління.