Что такое радиация и как она влияет на человека
Чем грозят человеку большие дозы радиации?
Радиация – постоянный спутник человека. В малых дозах она почти безвредна, а в больших – смертельно опасна. Воздействие больших доз ионизирующего облучения хорошо изучено российскими и зарубежными учеными. Как показали исследования, человеческий организм способен дать адаптивный ответ на повреждения радиационными агентами. Соматическая клетка, получившая облучение в 50 мГр, приобретает устойчивость к последующему радиоактивному воздействии, доза которого превышает инициирующую на 1-2 порядка. И все же люди погибают от радиации. Почему это происходит?
Безопасная доза ионизирующего облучения, которую человек может получить в течение года за счет естественных и искусственных источников радиации, не должна превышать 1 мЗв.
Степень воздействия облучения
Тяжесть полученного человеком облучения зависит от нескольких факторов:
Внешнее облучение альфа- и бета-частиц, не так вредно, поскольку они задерживаются кожей или проникают в ткани на небольшие расстояния. Обычно эти радионуклиды не достигают внутренних органов и костного мозга, отвечающего за кроветворение, облучая находящиеся вокруг себя клетки на расстоянии до 2 см.
Более опасны нейроны и гамма-частицы, которые обладают большим проникающим воздействием и разрушающе воздействуют на весь организм. Чувствительность тканей и органов к такому облучению неодинакова. В первую очередь страдают лимфатические ткани и узлы, затем в порядке уменьшения – селезенка, щитовидная железа, костный мозг, зародышевые клетки.
Виды лучевого воздействия
Радиация вызывает соматические, когда страдает непосредственно облученный, и генетические, то есть влияющие на развитие потомства, поражения. Соматические эффекты в свою очередь делятся на две группы:
К стохастическим поражениям относятся канцерогенные опухоли, новообразования, поражения крови и генетические мутации (врожденные психические и физические уродства), которые из-за длительности латентного периода облучения, длящегося иногда десятки лет, трудно обнаружить. Вероятность их возникновения мало зависит от мощности полученного облучения, а определяется суммарной накопленной дозой радиации.
Проблемы выявления вероятностных поражений
Генетические мутации – хромосомные аберрации и изменения в генах, могут как спровоцировать возникновение наследственных заболеваний у последующих поколений, так не проявиться вовсе. Известны данные НКДАР ООН о тяжелых патологиях, обнаруженных у более 27 тысяч детей, родители которых получивших большие дозы радиации по время атомных бомбардировок Нагасаки и Хиросимы. У них были найдены лишь две вероятные мутации, в то время у детей, родители которых облучились меньше, нарушения генетического аппарата не были обнаружены.
Поэтому выявить, тем более предсказать появление стохастического эффекта у отдельного человека практически невозможно. Лишь длительные наблюдения на протяжении за большими группами людей, получившими немалую дозу радиации, позволяют установить показатели заболеваемости или смертности, обусловленные действием ионизирующего облучения. В этом случае выход определяется коллективной дозой, если она составляет не менее 1000 чел.Зв.
Мутагенное воздействие радиации на живые клетки установили русские ученые Р.А. Надсон и Р.С. Филиппов в 1925 году, проводя опыты на дрожжевых грибках. В 1927 году Р. Меллер подтвердил выводы ученых на классическом объекте для генетических исследований – мушке дрозофиле.
Биологические проявления радиации в больших дозах
Большие дозы – весьма широкая область значений (от 1 Гр и до 10 Гр) широкий ряд радиобиологических, эпидемиологических и медицинских последствий облучения, начиная от адаптивного ответа и гормезиса, заканчивая тяжелой формой лучевой болезни на верхней границе диапазона. В первую очередь высокие дозы радиации вызывают послучевую гибель клеток, в результате чего они теряют способность репродуктивному делению. Особенность повреждения в том, что клетка гибнет не сразу, а после 1-5 делений и не воспроизводит полноценных клеток из-за разрывов ДНК. Это происходит на всех уровнях организма:
1. Красный костный мозг теряет способность продуцировать лейкоциты, в результате чего снижаются защитные силы организма в борьбе с инфекционными заболеваниями. Снижает количество эритроцитов и тромбоцитов, отвечающих за свертываемость крови, повреждаются стенки сосудов и происходит кровоизлияния. Если облучению подверглась его часть, то уцелевших клеток мозга, как правило, достаточно для полного возмещения поврежденных клеток.
2. Хрусталик глаза – еще один орган, чувствительный к облучению. Под воздействием ионизирующего облучения в 2 Гр его клетки становятся непрозрачными, вызывая развитие катаракты. Доза около 5 Гр приводит к прогрессирующей катаракте – тяжелому заболеванию, приводящему к потере зрения.
3. Половые органы перестают временно или постоянно продуцировать яйцеклетки и сперматазоиды. Длительное воздействие больших доз радиации в 3,5–6 Гр при условии, что за год накопилась доза порядка 2 Гр, ведет к постоянной стерилизации. Однократная доза 0,5 Гр подавляет сперматогенез до 8 месяцев, лишь спустя многие годы семенники смогут возобновить продуцирование полноценных сперматозоидов. Женские яичники более стойки к радиации и перестают вырабатывать полноценные яйцеклетки при однократной дозе в 3 Гр, а однократное облучение в 0,1 Гр ведет к временной стерилизации.
При этом у облученного человека не наблюдаются лучевых ожогов, но может привести к эритемам, временному или постоянному облысению.
Острая лучевая болезнь
Наиболее тяжелым последствием облучения в больших дозах является острая (ОЛБ)и хроническая лучевая болезнь. Легкая степень наступает после однократного воздействия дозы 1 Гр, а при более высоких развивается ОЛБ:
В четвертой стадии ОЛБ выделяют переходную, кишечную, церебральную и токсемическую формы. Две последние из них развиваются при дозах в несколько десятков грей, вызывая гибель организма в течение двух суток от тяжелого капилляротоксикоза.
Известен случай полного излечения человека, получившего во время взрыва ЧАЭС дозу внешнего гамма-излучения в 9,8 Гр. Пострадавший выжил, хоть и стал инвалидом, и умер спустя 24 годы из-за печеночной недостаточности, развившейся на фоне хронического алкоголизма.
Воздействие на человека очень больших доз радиации
Стоит отметить, что чем меньше возраст облученного на момент поступления радионуклидов в организм, тем выше вероятность увеличения частоты образования у него злокачественных опухолей гипофиза, надпочечников и щитовидной железы. У молодых в 3-5 раз чаще развиваются раковые опухоли, чем у взрослых людей.
Суммарная доза около 10 Гр, полученная детьми в течение нескольких недель, вызывает аномалии опорно-двигательной системы. Чем младше ребенок, тем сильнее подавляется рост костей, приводя к частичной или полной остановке развития хрящевой ткани и развитию аномалий скелета.
Максимальная доза облучения, полученная человеком
Самую большую дозу радиации получил в 1959 году сотрудник К., работающий в Национальной лаборатории Лос-Аламос, в результате вышедшей из строя установке по добыче плутония – 39000-49000 мЗв. Верхняя половина его тела подверглась большему облучению, чем нижняя, поэтому наиболее сильные патологические изменения затронули кроветворную и мочевыводящую системы. Вот как описывают документы состояние облученного: по истечении восьмого часа у пациента полностью отсутствовали лимфоциты в крови, а мочевыводящие пути не смотра на введение большого количества жидкости, практически полностью отказали. Несмотря на принятые терапевтические меры, он скончался спустя 34 часа 45 минут после внезапной остановки сердца.
Опасная доза для человека
Впервые опасная доза облучения была установлена в 1952 году и составила 15 мЗв/год. Спустя семь лет допустимый предел уменьшили до 5 мЗв/ год, а в 1990 году – до 1 мЗв/год. Сегодня многие специалисты настаивают на уменьшении этого значения до 0,25 мЗв/год, исходя из того, что принятый предел соответствует генетическому поражению лишь 35 человек на 1000000 новорожденных, тогда как в действительности эта цифра составляет 450-3400 случаев. Конечно, величина в 0,25 мЗв/год выглядит нереально, но учитывая ужесточение радиационных мер, в конечном итоге, она может быть принята.
Где можно получить высокую дозу облучения?
В природе не существует мест, где за короткое время можно получить большую дозу радиации. Исключения составляют провинции, где население получает среднегодовые дозы, превышающие установленный предел в 5-10 раз.
Например, в индийском штате Керала доза составляет 5 мЗв, в бразильском городе Гуарапари – 5,5 мЗв. Но проживающие в этих районах люди приспособились в повышенной дозе радиации, среди них не наблюдается повышенной смертности или частоты заболевания онкологическими патологиями.
Для остальных граждан главные источники потенциальной опасности получения облучения в высоких (свыше 1000 мЗв) дозах – техногенные: аварии и взрывы на АЭС, атомные испытании, приборы и устройства, которые содержат радиоактивные вещества.
Признаки и последствия радиации и радиационного облучения
Воздействие ионизирующих частиц бывает разное. В небольших дозах радиоактивное излучение применяют в медицине для борьбы с онкологией. Но почти всегда оно негативно влияет на здоровье. Малые дозы атомных частиц являются катализаторами (ускорителями) развития рака и поломки генетического материала. Большие дозы приводят к частичной или полной гибели клеток, тканей и всего организма. Сложность в контроле и отслеживании патологических изменений заключается в том, что при получении малых доз радиации симптомы отсутствуют. Последствия могут проявляться через годы и даже десятилетия.
Радиационные эффекты облучения людей имеют такие последствия:
Пути и степень облучения
Облучение человека происходит двумя путями – внешним и внутренним.
Внешняя радиация, которую получает организм, исходит от излучающих объектов:
Внутреннее облучение радиацией осуществляется изнутри организма. Радиационные частицы содержатся в пищевых продуктах, которые человек употребляет (до 97%), и в небольшом количестве в воде и воздухе. Для того чтобы понять, что происходит с человеком после облучения радиацией, нужно понимать механизм ее воздействия.
Мощное излучение вызывает в организме процесс ионизации. Это значит, что в клетках образуются свободные радикалы – атомы, у которых не хватает электрона. Чтобы восполнить недостающую частицу, свободные радикалы отбирают ее у соседних атомов. Так возникает цепная реакция. Этот процесс приводит к нарушению целостности молекул ДНК и клеток. Как результат – развитие атипичных клеток (раковых), массовая гибель клеток, генетические мутации.
Дозы облучения в Гр (грей) и их последствия:
Классификация поражений при радиационном облучении
Облучение радиаций приводит к повреждению внутриклеточного аппарата и функций клеток, что впоследствии вызывает их гибель. Наиболее чувствительны клетки, которые быстро делятся – лейкоциты, эпителий кишечника, кожа, волосы, ногти. Более устойчивы к радиации гепатоциты (печень), кардиоциты (сердце) и нефроны (почки).
Радиационные эффекты облучения
Симптомы радиационного поражения
Симптомы облучения радиацией зависят в первую очередь от радиоактивной дозы, а также от площади поражения и продолжительности однократного воздействия. Дети более восприимчивы к радиации. Если у человека есть такие внутренние болезни, как сахарный диабет, аутоиммунные патологии (ревматоидный артрит, красная волчанка), это усугубит влияние радиоактивных частиц.
Однократная радиационная доза наносит большую травму, чем такая же доза, но полученная в течение нескольких дней, недель или месяцев.
При однократном воздействии большой дозы или при поражении обширной площади кожи развиваются патологические синдромы.
Цереброваскулярный синдром
Это признаки облучения радиацией, связанные с поражением сосудов головного мозга и нарушением мозгового кровообращения. Просвет сосудов сужается, поступление кислорода и глюкозы в мозг ограничивается.
Гастроинтестинальный синдром
Возникает, если человека облучить дозой не 8-10 Гр. Это характерно для пациентов с 4-й степенью острой лучевой болезни. Проявляется не ранее чем на 5 сутки.
Впоследствии развивается некроз – омертвение слизистой кишечника, далее сепсис.
Синдром инфекционных осложнений
Это состояние развивается из-за нарушения формулы крови, как следствие, снижение естественного иммунитета. Возрастает риск экзогенной (внешней) инфекции.
Осложнения при лучевой болезни:
Орофарингеальный синдром
Это язвенное кровоточащее поражение мягких тканей ротовой и носовой полости. У пострадавшего отечная слизистая, щеки, язык. Десны становятся рыхлыми.
Геморрагический синдром
Определяет степень тяжести и исход лучевой болезни. Нарушается свертываемость крови, стенки сосудов становятся проницаемыми.
Симптомы – в легких случаях мелкие, точечные кровоизлияния во рту, в области заднего прохода, с внутренней стороны голеней. В тяжелых случаях радиационное облучение вызывает массивные кровотечения из десен, матки, желудка легких.
Радиационное поражение кожи
При небольших дозах развивается эритема – выраженное покраснение кожи из-за расширения кровеносных сосудов, позже наблюдаются некротические изменения. Спустя полгода после облучения появляется пигментация, разрастание соединительной ткани, появляются стойкие телеангиэктазии – расширение капилляров.
Кожа человека после радиации атрофируется, становится тонкой, легко повреждается при механическом воздействии. Лучевые ожоги кожи не поддаются лечению. Кожные покровы не заживают и очень болезненны.
Генетические мутации от воздействия радиации
Еще одни признаки радиационного облучения – это генные мутации, нарушение структуры ДНК, а именно одно его звена. Такое ничтожное, на первый взгляд, изменение приводит к серьезным последствиям. Генные мутации необратимо изменяют состояние организма и в большинстве случаев приводят к его гибели. Мутантный ген вызывает такие заболевания – дальтонизм, идиопатия, альбинизм. Проявляются в первом поколении.
Хромосомные мутации – изменение размеров, количества и организации хромосом. Происходит перестройка их участков. Они напрямую влияют на рост, развитие и функциональность внутренних органов. Носители хромосомных поломок погибают в детском возрасте.
Последствия облучения радиацией в глобальном масштабе:
Значительная часть изменений, вызванная влиянием радиоактивных частиц, является необратимой.
Риск возникновения рака после облучения прямо пропорционален дозе облучения. Радиация даже в минимальных дозах негативно сказывается на самочувствии и работе внутренних органов. Люди часто списывают свое состояние на синдром хронической усталости. Поэтому после диагностических или лечебных мероприятий, связанных с облучением, необходимо принимать меры по ее выведению из организма и укреплять иммунитет.
Радиационное воздействие на человека
Наблюдения за радиоактивным загрязнением приземного слоя атмосферы на территории республики Коми проводится ежедневно ГУ «Центр по гидрометеорологии мониторингу окружающей среды» на 18 станциях путем непосредственного измерения мощности экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения на местности, в 2-х пунктах: Сыктывкар и Ухта – фильтрующей установкой (ВФУ) отбираются пробы радиоактивных аэрозолей приземной атмосферы приземной атмосферы для последующего лабораторного анализа, в 4-х пунктах: Сыктывкар, Воркута, Печора и Усть-Цильма – с помощью горизонтального планшета проводится отбор проб радиоактивных выпадений на подстилающую поверхность.
На внешних границах Российской федерации проводится проверка всех товаров поступающих из-за границы. Поэтому угрозы поступления зараженного товара в Республику Коми исключается.
Кроме того, Центральным Банком Российской федерации разработана инструкция в которой установлен порядок выявления, временного хранения, гашения и уничтожения денежных знаков Банка России с радиоактивным загрязнением. Радиационному контролю подлежат все денежные знаки при их приеме в учреждения Банка России и в кредитные организации.
Постоянный контроль за состоянием радиационной обстановки позволяют сделать вывод, что радиационная обстановка на территории Республики Коми стабильна и под контролем.
Питание человека в периоды повышенного радиационного воздействия должно быть полноценным, разнообразным, содержать большое количество высококалорийных питательных веществ, витаминов, макро- и микроэлементов, аминокислот. Особенно следует обратить на это внимание любителей всевозможных (голодных, полуголодных и др.) диет, так как при опасности повышенного внутреннего облучения подобная диета может привести к неблагоприятным последствиям.
В периоды повышенной радиации и угрозы поступления радионуклидов внутрь ежедневную дозу необходимо повысить в 2—3 раза (до 1—2 г). Каких-либо специальных препаратов кальция принимать не надо, лучше ввести его с пищей. Например, в 1 л молока содержится 1—1,2 г кальция. Рекомендуется увеличить содержание в пищевом рационе сгущенного молока, твердых и плавленых сыров, кальцинированного хлеба, говядины и яиц, а также растительных продуктов, богатых минеральными солями и витаминами (абрикосы, айва, вишни, черешни, цитрусовые, смородина, шиповник, виноград, малина, кабачки, петрушка, укроп и др.).
Увеличенное поступление в организм калия с такими продуктами как баклажаны, зеленый горошек, картофель, помидоры, арбузы, также может снизить накопление радиоактивного цезия в критических органах.
В пищевом рационе в большом количестве должны содержаться витамины. Под влиянием многих витаминов повышается устойчивость организма к инфекциям, прочность сосудистой стенки, улучшается кроветворение. Поэтому целесообразно увеличить содержание в пищевом рационе продуктов, богатых витаминами А, Е, Р, С, группы В. Основными источниками витамина Е являются неочищенные растительные масла — соевое, кукурузное, подсолнечное, облепиховое, масло шиповника. В небольших количествах он содержится в пищевых продуктах животного происхождения, фруктах и овощах. Витамин А есть в печени рыб, яичном желтке, молоке, сливках, сметане, сливочном масле и сырах повышенной жирности. Предшественники витамина А, так называемые каротиноиды, имеются в моркови, красном перце, персиках, абрикосах, облепихе, рябине, шиповнике, тыкве, спелых помидорах. Витамина С особенно много в шиповнике, смородине, цитрусовых, зеленом горошке, кабачках, моркови, свекле, редьке, цветной капусте, укропе и др. Витамины группы В в большом количестве содержатся в хлебном квасе и дрожжевом тесте.
Все овощи и фрукты перед употреблением следует тщательно вымыть и очистить, а отвары, оставшиеся после их кулинарной обработки, лучше выливать. В связи с тем, что при варке овощей часть витаминов, особенно витамин С, разрушается, можно дополнительно с профилактической целью принимать аскорбиновую кислоту с глюкозой или поливитаминные препараты.
Для улучшения белкового и липоидного обмена рекомендуется употреблять больше аминокислотных продуктов (морская капуста, криль, морская рыба).
Для выведения уже попавших в организм радионуклидов рекомендуются следующие мероприятия. Рациональное питание, содержащее в достаточном количестве продукты, вызывающие выраженное механическое, химическое и термическое раздражение, перистальтику кишечника. Полезны продукты, в значительном количестве содержащие грубую растительную клетчатку (хлеб грубого помола, перловая и гречневая каши, холодные фруктовые и овощные супы, блюда из вареных и сырых овощей), а также продукты, содержащие органические кислоты (кефир, простокваша, кумыс). При этом надо помнить, что холодная жидкость усиливает перистальтику кишечника и его опорожнение. Однако вначале для адаптации к приему холодной жидкости лучше пить воду (кефир) комнатной температуры, постепенно переходя к более холодной. Полезны также настой чернослива с сахаром, отвар пшеничных отрубей, морская капуста (добавлять в первые блюда). Желательно больше употреблять в пищу различных растительных масел — оливкового, кукурузного, подсолнечного (по 2—3 столовые ложки в день), добавляя их в различные салаты, а также свекольный сок (по 1/4 стакана 3 раза в день).
Продукты способствующие повышению защитных сил организма от влияния радиации.
· Хлебопродукты из муки грубого помола;
· продукты, содержащие пектин: яблоки, сливы, свекла, редис, морковь, капуста, зефир, мармелад, джем. Особенно полезны фруктовые соки с мякотью. Много пектина в ягодах.
Питьевой режим. В период повышенного радиационного воздействия нельзя ограничивать потребность человека в воде.
Алкоголь не имеет специфических защитных свойств от радиации. Потребление алкогольных напитков повышает риск онкологических заболеваний и дефектов развития.
Каждому из нас под силу защитить себя от воздействия радиации, химических элементов, токсичного воздуха. В программу очищения организма входят:
1. Спорт. Физические нагрузки, способствующие усилению обмена веществ. Например, бег стимулирует кровообращение. Кровь проникает глубже в ткани, заставляет их двигаться, в результате вредные вещества выводятся из организма естественным путем.
2. Потение. Например, в сауне. С потом выходят все вредные отложения. Из тканей вымываются соли, выделяются вредные вещества, токсины, радионуклиды. Особенно полезна сауна сразу же после физической нагрузки. Чтобы сохранить водный баланс в организме, надо сразу же после потения пить натуральные соки, красное вино (они содержат витамины-антиоксиданты). Обычную пищу после сауны необходимо дополнять большим количеством свежих овощей.
3. Питание. Пища должна быть разнообразной и богатой овощами и фруктами. Должен соблюдаться точный режим приема витаминов, минеральных веществ.
Как себя вести при радиационной опасности
Рекомендуем населению наиболее эффективные способы индивидуальной защиты:
— примите все меры для исключения притока воздуха с улицы;
— закройте окна, форточки, двери и по возможности уплотните их;
— закройте вытяжную вентиляцию (вытяжные отверстия в санузлах и на кухне, печные трубы);
— тщательно заделайте все щели в окнах и дверях;
— сделайте запасы питьевой воды в закрытые емкости и закройте все краны. В сельской местности это нужно сделать в первую очередь, если источник воды открытый (ручей, родник или река). Колодцы необходимо накрыть крышкой или пленкой;
— не теряйте времени, готовьтесь к возможной эвакуации: соберите необходимые вещи, документы, ценности, лекарства, запас имеющихся у вас консервированных и других продуктов, хранившихся в закрытых помещениях и не подвергшихся радиоактивному загрязнению;
— запас продуктов рассчитывайте на 2-3 дня, все собранные вещи упакуйте в полиэтиленовые мешки, пакеты из плотной бумаги или ткани, разместите их в сумки, рюкзаки разумных размеров и веса, удобных для ручной транспортировки;
— оденьте верхнюю одежду и головные уборы из плотной ткани, а обувь с высокими голенищами;
— ждите внешней квалифицированной помощи: разведчиков-дозиметристов, спасателей;
— внимательно слушайте все официальные сообщения;
— старайтесь без острой необходимости не покидать помещения.
Йодная профилактика
Йодную профилактику можно проводить только после специального оповещения через средства массовой информации.
Йодная профилактика заключается в приеме препаратов йода: йодистого калия или водно-спиртового раствора йода.
При этом достигается близкая 100% защита от накопления радиоактивного йода в щитовидной железе. Ориентировочная дозировка йодной профилактики следующая (либо первая, либо вторая):
1. Препарат йодистого калия в таблетках принимайте один раз в день в течение семи дней после еды вместе с чаем, молоком или водой:
2. Водно-спиртовой раствор йода принимайте сразу после еды три раза в день в течение семи дней:
Не превышайте рекомендованных доз приема йодных препаратов, так как вы можете навредить своему здоровью больше, чем радиационное поражение!