پرتوهای یونیزان و تأثیر آن تاثیر پرتوهای یونیزان بر بدن انسان

در شرایط عادی، هر فرد به طور مداوم در معرض تشعشعات یونیزان در نتیجه تشعشعات کیهانی و همچنین به دلیل تابش رادیونوکلئیدهای طبیعی موجود در زمین، غذا، گیاهان و در بدن انسان است.

سطح رادیواکتیویته طبیعی ناشی از پس زمینه طبیعی پایین است. این سطح از قرار گرفتن در معرض برای بدن انسان آشناست و برای آن بی ضرر تلقی می شود.

قرار گرفتن در معرض فن آوری از منابع تکنولوژیک هم در شرایط عادی و هم در شرایط اضطراری ناشی می شود.

انواع مختلفی از تشعشعات رادیواکتیو می توانند تغییرات خاصی را در بافت های بدن ایجاد کنند. این تغییرات با یونیزاسیون اتم‌ها و مولکول‌های سلول‌های موجود زنده مرتبط است که در طی تابش رخ می‌دهد.

کار با مواد رادیواکتیو در غیاب اقدامات حفاظتی مناسب می تواند منجر به قرار گرفتن در معرض دوزهایی شود که اثرات مضری بر بدن انسان دارند.

تماس با پرتوهای یونیزان خطری جدی برای انسان به همراه دارد. درجه خطر هم به بزرگی انرژی تابشی جذب شده و هم به توزیع فضایی انرژی جذب شده در بدن انسان بستگی دارد.

خطر تشعشع به نوع تابش (عامل کیفیت تابش) بستگی دارد. ذرات باردار سنگین و نوترون ها خطرناک تر از اشعه ایکس و گاما هستند.

در نتیجه تأثیر پرتوهای یونیزان بر بدن انسان، فرآیندهای پیچیده فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی می تواند در بافت ها رخ دهد. تشعشعات یونیزه کننده باعث یونیزه شدن مولکول ها و اتم های یک ماده می شود که در نتیجه مولکول ها و سلول های بافت از بین می روند.

یونیزه شدن بافت های زنده با تحریک مولکول های سلولی همراه است که منجر به شکستن پیوندهای مولکولی و تغییر در ساختار شیمیایی ترکیبات مختلف می شود.

مشخص است که 2/3 از کل ترکیب بافت انسان را آب تشکیل می دهد. در این راستا، فرآیندهای یونیزاسیون بافت زنده تا حد زیادی با جذب تابش توسط سلول های آب، یونیزاسیون مولکول های آب تعیین می شود.

هیدروژن (H) و گروه هیدروکسیل (OH) که در نتیجه یونیزاسیون آب به طور مستقیم یا از طریق زنجیره ای از دگرگونی های ثانویه تشکیل می شوند، محصولاتی با فعالیت شیمیایی بالا تشکیل می دهند: اکسید هیدراته (H02) و پراکسید هیدروژن (H202) که مشخص شده اند. خواص اکسید کنندهو سمیت بافتی بالا با ورود به ترکیبات با مولکول های مواد آلی و مهمتر از همه با پروتئین ها، آنها جدید تشکیل می شوند ترکیبات شیمیاییمشخصه بافت سالم نیست

هنگامی که با نوترون ها تابش می شود، مواد رادیواکتیو می توانند در بدن از عناصر موجود در آن تشکیل شوند و فعالیت القایی ایجاد کنند، یعنی رادیواکتیویته ایجاد شده در ماده در نتیجه قرار گرفتن در معرض شارهای نوترونی.

یونیزاسیون بافت زنده بسته به انرژی تابش، جرم، بار الکتریکی و توانایی یونیزاسیون تابش، منجر به شکستن پیوندهای شیمیایی و تغییر در ساختار شیمیایی ترکیبات مختلف تشکیل دهنده سلول های بافت می شود.

به نوبه خود، تغییرات در ترکیب شیمیایی بافت که در نتیجه از بین رفتن تعداد قابل توجهی از مولکول ها ایجاد می شود، منجر به مرگ این سلول ها می شود. علاوه بر این، بسیاری از تشعشعات بسیار عمیق نفوذ می کنند و می توانند باعث یونیزاسیون و در نتیجه آسیب به سلول های قسمت های عمیق بدن انسان شوند.

در نتیجه قرار گرفتن در معرض پرتوهای یونیزان، روند طبیعی فرآیندهای بیولوژیکی و متابولیسم در بدن مختل می شود.

بسته به دوز تابش و مدت قرار گرفتن در معرض و در ویژگی های فردیارگانیسم، این تغییرات می تواند برگشت پذیر باشد، که در آن بافت آسیب دیده فعالیت عملکردی خود را بازیابی می کند، یا غیر قابل برگشت، که منجر به آسیب به اندام های فردی یا کل ارگانیسم می شود. علاوه بر این، هر چه دوز تشعشع بیشتر باشد، تأثیر آن بر بدن انسان بیشتر است. در بالا ذکر شد که همراه با فرآیندهای آسیب به بدن توسط پرتوهای یونیزان، فرآیندهای محافظتی و ترمیمی نیز رخ می دهد.

مدت تابش تأثیر زیادی بر تأثیر تابش دارد و باید در نظر گرفت که نه حتی دوز، بلکه میزان دوز پرتودهی از اهمیت تعیین کننده ای برخوردار است. با افزایش نرخ دوز، اثر مخرب افزایش می یابد. بنابراین، قرار گرفتن در معرض کسری با دوزهای پایین تابش کمتر از دریافت همان دوز تابش در طی یک قرار گرفتن در معرض دوز کل تابش مضر است.

با افزایش اندازه سطح تابش شده، میزان آسیب به بدن توسط پرتوهای یونیزان افزایش می یابد. تأثیر تشعشعات یونیزان بسته به اینکه کدام اندام در معرض تشعشع است متفاوت است.

نوع تابش بر توانایی تخریب تشعشع در مواجهه با اندام ها و بافت های بدن تأثیر می گذارد. این تأثیر ضریب وزنی را برای نوع خاصی از تابش در نظر می گیرد که قبلاً ذکر شد.

ویژگی های فردی ارگانیسم به شدت در دوزهای کم تابش آشکار می شود. با افزایش دوز تابش، تأثیر ویژگی های فردی ناچیز می شود.

فرد در سنین 25 تا 50 سالگی بیشترین مقاومت را در برابر تشعشعات دارد. جوانان نسبت به افراد میانسال نسبت به تشعشعات حساس ترند.

اثر بیولوژیکی پرتوهای یونیزان تا حد زیادی به وضعیت مرکزی بستگی دارد سیستم عصبیو اندام های داخلی بیماری های عصبی و همچنین بیماری های سیستم قلبی عروقی، اندام های خون ساز، کلیه ها، غدد درون ریز استقامت فرد را در برابر تشعشع کاهش می دهند.

ویژگی های تاثیر مواد رادیواکتیو وارد شده به بدن با احتمال حضور طولانی مدت آنها در بدن و تأثیر مستقیم بر اندام های داخلی همراه است.

مواد رادیواکتیو می توانند با استنشاق هوای آلوده به رادیونوکلئیدها، از طریق دستگاه گوارش (هنگام خوردن، آشامیدن، سیگار کشیدن)، از طریق پوست آسیب دیده و آسیب دیده وارد بدن انسان شوند.

مواد رادیواکتیو گازی (رادون، زنون، کریپتون و غیره) به راحتی از طریق دستگاه تنفسی نفوذ می کنند، به سرعت جذب می شوند و باعث ایجاد ضایعه عمومی می شوند. گازها نسبتاً سریع از بدن دفع می شوند، بیشتر آنها از طریق دستگاه تنفسی دفع می شوند.

نفوذ مواد رادیواکتیو پراکنده به ریه ها بستگی به درجه پراکندگی ذرات دارد. ذرات بزرگتر از 10 میکرون، به عنوان یک قاعده، در حفره بینی باقی می مانند و به ریه ها نفوذ نمی کنند. ذرات کمتر از 1 میکرون که در بدن استنشاق می شوند، هنگام بازدم با هوا خارج می شوند.

شدت آسیب بستگی به این دارد طبیعت شیمیاییاز این مواد و همچنین میزان دفع یک ماده رادیواکتیو از بدن. مواد رادیواکتیو کمتر خطرناک:

به سرعت در بدن گردش می کند (آب، سدیم، کلر و غیره) و در بدن باقی نمی ماند. مدت زمان طولانی;

توسط بدن جذب نمی شود؛

عدم تشکیل ترکیباتی که بافت ها را می سازند (آرگون، زنون، کریپتون و غیره).

برخی از مواد رادیواکتیو تقریباً از بدن دفع نمی شوند و در آن تجمع می یابند، در حالی که برخی از آنها (نیوبیم، روتنیم و غیره) به طور مساوی در بدن توزیع می شوند، برخی دیگر در اندام های خاصی (لانتانیم، اکتینیم، توریم - در کبد) متمرکز می شوند. استرانسیم، اورانیوم، رادیوم - در بافت استخوان)، منجر به آسیب سریع آنها می شود.

هنگام ارزیابی اثر مواد رادیواکتیو، باید نیمه عمر آنها و نوع تابش را نیز در نظر گرفت. موادی با نیمه عمر کوتاه به سرعت فعالیت خود را از دست می دهند و بنابراین خطر کمتری دارند.

هر دوز تابش اثری عمیق در بدن بر جای می گذارد. یکی از خواص منفی پرتوهای یونیزه اثر کلی و تجمعی آن بر بدن است.

اثر تجمعی به ویژه زمانی قوی است که مواد رادیواکتیو رسوب‌شده در بافت‌های خاصی وارد بدن شوند. در عین حال، با حضور طولانی مدت در بدن، سلول ها و بافت های مجاور را تحت تابش قرار می دهند.

انواع زیر تابش وجود دارد:

مزمن (عمل دائمی یا متناوب پرتوهای یونیزان برای مدت طولانی)؛

حاد (تک، قرار گرفتن در معرض تابش کوتاه مدت)؛

عمومی (تابش کل بدن)؛

موضعی (تابش بخشی از بدن).

نتیجه قرار گرفتن در معرض تشعشعات یونیزان چه با قرار گرفتن در معرض خارجی و چه داخلی به دوز قرار گرفتن در معرض، مدت زمان قرار گرفتن در معرض، نوع قرار گرفتن در معرض، حساسیت فردی و اندازه سطح تابش شده بستگی دارد. با تابش داخلی، تأثیر قرار گرفتن، علاوه بر این، به خواص فیزیکوشیمیایی مواد رادیواکتیو و رفتار آنها در بدن بستگی دارد.

بر روی یک ماده آزمایشی بزرگ با حیوانات، و همچنین با خلاصه کردن تجربیات افرادی که با پرتوزا در به طور کلیمشخص شد که وقتی فردی در معرض دوزهای خاصی از پرتوهای یونیزان قرار می گیرد، تغییرات غیر قابل برگشت قابل توجهی در بدن ایجاد نمی کند. چنین دوزهایی محدود کننده نامیده می شوند.

حد دوز - مقدار دوز موثر سالانه یا معادل آن از قرار گرفتن در معرض فن آوری است که تحت شرایط نباید از آن تجاوز کند. عملکرد عادی. رعایت حد مجاز دوز سالانه از بروز اثرات قطعی جلوگیری می کند و در عین حال احتمال اثرات تصادفی را در سطح قابل قبولی حفظ می کند.

اثرات قطعی تشعشع - اثرات بیولوژیکی مضر قابل تشخیص بالینی ناشی از پرتوهای یونیزان، در رابطه با آنها فرض می شود که آستانه ای وجود دارد که زیر آن هیچ اثری وجود ندارد و بالاتر - شدت اثر بستگی به دوز دارد.

اثرات تصادفی تشعشع، اثرات زیانبار بیولوژیکی ناشی از تشعشعات یونیزان هستند که آستانه دوز وقوع ندارند، احتمال وقوع آن متناسب با دوز است و شدت تظاهر به دوز آن بستگی ندارد.

در رابطه با موارد فوق، مسائل حفاظت از کارگران در برابر اثرات مضر پرتوهای یونیزان ماهیت همه جانبه ای دارد و توسط قوانین مختلف قانونی تنظیم می شود.

پرتوهای یونیزه کننده، ماهیت و تأثیر آنها بر بدن انسان

تابش و انواع آن

تابش یونیزه کننده

منابع خطر تشعشع

دستگاه منابع یونیزانتابش - تشعشع

راه های نفوذ پرتو به بدن انسان

اندازه گیری تأثیر یونیزان

مکانیسم اثر پرتوهای یونیزان

عواقب پرتودهی

بیماری تشعشع

اطمینان از ایمنی هنگام کار با پرتوهای یونیزان

تابش و انواع آن

تابش همه انواع تابش الکترومغناطیسی است: نور، امواج رادیویی، انرژی خورشیدی و بسیاری از تشعشعات دیگر در اطراف ما.

منابع تشعشعات نافذی که پس‌زمینه نوردهی طبیعی را ایجاد می‌کنند، تشعشعات کهکشانی و خورشیدی، وجود عناصر رادیواکتیو در خاک، هوا و مواد مورد استفاده در فعالیت اقتصادیو همچنین ایزوتوپ ها، عمدتاً پتاسیم، در بافت های یک موجود زنده. یکی از شاخص ترین منابع طبیعیتابش رادون است، گازی که طعم و بو ندارد.

مورد توجه هیچ تشعشعی نیست، بلکه یونیزه کننده است که با عبور از بافت ها و سلول های موجودات زنده قادر است انرژی خود را به آنها منتقل کند و بشکند. پیوندهای شیمیاییدرون مولکول ها و ایجاد تغییرات جدی در ساختار آنها. تشعشعات یونیزه کننده در حین واپاشی رادیواکتیو، دگرگونی های هسته ای، کاهش سرعت ذرات باردار در ماده رخ می دهد و هنگام تعامل با محیط، یون هایی با علائم مختلف تشکیل می دهد.

تابش یونیزه کننده

تمام پرتوهای یونیزان به دو دسته فوتونی و جسمی تقسیم می شوند.

تابش یونیزان فوتون شامل:

الف) تشعشع Y که در طی فروپاشی ایزوتوپ های رادیواکتیو یا نابودی ذرات منتشر می شود. تابش گاما، طبیعتاً، تابش الکترومغناطیسی با طول موج کوتاه است، یعنی. جریانی از کوانتای انرژی الکترومغناطیسی پرانرژی که طول موج آن بسیار کمتر از فواصل بین اتمی است، یعنی. y< 10 см. Не имея массы, Y-кванты двигаются со скоростью света, не теряя её в окружающей среде. Они могут лишь поглощаться ею или отклоняться в сторону, порождая пары ионов: частица- античастица, причём последнее наиболее значительно при поглощении Y- квантов в среде. Таким образом, Y- кванты при прохождении через вещество передают энергию электронам и, следовательно, вызывают ионизацию среды. Благодаря отсутствию массы, Y- кванты обладают большой проникающей способностью (до 4- 5 км в воздушной среде);

ب) تابش اشعه ایکس که زمانی رخ می دهد که انرژی جنبشی ذرات باردار کاهش می یابد و / یا هنگامی که حالت انرژی الکترون های اتم تغییر می کند.

تشعشعات یونیزان هسته‌ای شامل جریانی از ذرات باردار (ذرات آلفا، بتا، پروتون‌ها، الکترون‌ها) است که انرژی جنبشی آن‌ها برای یونیزه کردن اتم‌ها در یک برخورد کافی است. نوترون‌ها و سایر ذرات بنیادی مستقیماً یونیزاسیون تولید نمی‌کنند، اما در فرآیند برهمکنش با محیط، ذرات باردار (الکترون‌ها، پروتون‌ها) را آزاد می‌کنند که می‌توانند اتم‌ها و مولکول‌های محیطی را که از آن عبور می‌کنند یونیزه کنند:

الف) نوترون ها تنها ذرات بدون بار هستند که در برخی از واکنش های شکافت هسته ای اتم های اورانیوم یا پلوتونیوم تشکیل می شوند. از آنجایی که این ذرات از نظر الکتریکی خنثی هستند، به عمق هر ماده، از جمله بافت‌های زنده نفوذ می‌کنند. ویژگی متمایزتابش نوترونی توانایی آن در تبدیل اتم های عناصر پایدار به ایزوتوپ های رادیواکتیو آنهاست، یعنی. ایجاد تشعشعات القایی، که به طور چشمگیری خطر تشعشعات نوترونی را افزایش می دهد. قدرت نفوذ نوترون ها با تابش Y قابل مقایسه است. بسته به سطح انرژی حمل شده، نوترون های سریع (با انرژی از 0.2 تا 20 MeV) و نوترون های حرارتی (از 0.25 تا 0.5 MeV) به طور مشروط متمایز می شوند. این تفاوت هنگام انجام اقدامات حفاظتی در نظر گرفته می شود. نوترون های سریع توسط موادی با وزن اتمی کم (به اصطلاح حاوی هیدروژن: پارافین، آب، پلاستیک و غیره) کاهش می یابد و انرژی یونیزاسیون را از دست می دهند. نوترون های حرارتی توسط مواد حاوی بور و کادمیوم (فولاد بور، بورال، گرافیت بور، آلیاژ سرب-کادمیم) جذب می شوند.

ذرات آلفا، بتا و گاما کوانتوم‌ها انرژی تنها چند مگا الکترون ولت دارند و نمی‌توانند تشعشع القایی ایجاد کنند.

ب) ذرات بتا - الکترون هایی که در طول واپاشی رادیواکتیو عناصر هسته ای با قدرت یونیزه و نفوذ متوسط ​​(در هوا تا 10-20 متر اجرا می شوند) ساطع می شوند.

ج) ذرات آلفا - هسته های باردار مثبت اتم های هلیوم، و در فضای بیرونی و اتم های عناصر دیگر، که در طی واپاشی رادیواکتیو ایزوتوپ های عناصر سنگین - اورانیوم یا رادیوم ساطع می شوند. آنها توانایی نفوذ کمی دارند (دویدن در هوا - بیش از 10 سانتی متر)، حتی پوست انسان برای آنها یک مانع غیرقابل عبور است. آنها فقط زمانی خطرناک هستند که وارد بدن شوند، زیرا می توانند الکترون ها را از پوسته اتم خنثی هر ماده، از جمله بدن انسان، بیرون بیاورند و آن را به یک یون با بار مثبت با تمام عواقب بعدی تبدیل کنند. بعدا مورد بحث قرار گیرد. بنابراین، یک ذره آلفا با انرژی 5 مگا ولت، 150000 جفت یون را تشکیل می دهد.

مشخصه نفوذ انواع مختلفتابش یونیزه کننده

محتوای کمی مواد رادیواکتیو در بدن یا ماده انسان با عبارت "فعالیت منبع رادیواکتیو" (رادیواکتیویته) تعریف می شود. واحد رادیواکتیویته در سیستم SI بکرل (Bq) است که مربوط به یک فروپاشی در 1 ثانیه است. گاهی در عمل از واحد قدیمی فعالیت یعنی کوری (Ci) استفاده می شود. این فعالیت چنین مقداری از ماده است که در آن 37 میلیارد اتم در 1 ثانیه تجزیه می شود. برای ترجمه، از وابستگی زیر استفاده می شود: 1 Bq = 2.7 x 10 Ci یا 1 Ki = 3.7 x 10 Bq.

هر رادیونوکلئید یک نیمه عمر ثابت و منحصر به فرد دارد (زمان مورد نیاز تا ماده نیمی از فعالیت خود را از دست بدهد). به عنوان مثال، برای اورانیوم-235 4470 سال است، در حالی که برای ید-131 فقط 8 روز است.

منابع خطر تشعشع

1. دلیل اصلیخطر - حادثه تشعشع حادثه تشعشعي عبارت است از از دست دادن كنترل يك منبع تشعشعات يونيزان (RSR) كه در اثر نقص تجهيزات، اقدامات نادرست پرسنل، بلاياي طبيعي يا ساير دلايل ايجاد مي شود كه مي تواند منجر به قرار گرفتن در معرض افراد بيش از حد استاندارد شده يا منجر شود. آلودگی رادیواکتیو محیط. در صورت بروز حوادث ناشی از تخریب مخزن رآکتور یا ذوب شدن هسته، موارد زیر منتشر می شود:

1) قطعات هسته؛

2) سوخت (ضایعات) به صورت گرد و غبار بسیار فعال که می تواند برای مدت طولانی به صورت ذرات معلق در هوا بماند سپس پس از عبور از ابر اصلی به صورت بارش باران (برف) خارج می شود. و اگر وارد بدن شود، سرفه دردناکی ایجاد می کند که گاهی شدت آن شبیه حمله آسم است.

3) گدازه، متشکل از دی اکسید سیلیکون، و همچنین بتن مذاب در نتیجه تماس با سوخت داغ. سرعت دوز در نزدیکی چنین گدازه‌هایی به 8000 R/h می‌رسد و حتی اقامت پنج دقیقه‌ای در این نزدیکی برای انسان مضر است. در اولین دوره پس از بارش RV، بیشترین خطر ید 131 است که منبع تابش آلفا و بتا است. نیمه عمر آن از غده تیروئید است: بیولوژیکی - 120 روز، موثر - 7.6. این امر مستلزم سریعترین پروفیلاکسی ید ممکن در کل جمعیت در منطقه حادثه است.

2. تصدی های توسعه ذخایر و غنی سازی اورانیوم. اورانیوم دارای وزن اتمی 92 و سه ایزوتوپ طبیعی است: اورانیوم-238 (99.3%)، اورانیوم-235 (0.69%) و اورانیوم-234 (0.01%). همه ایزوتوپ ها آلفا گسیل کننده با رادیواکتیویته ناچیز هستند (2800 کیلوگرم اورانیوم از نظر فعالیت معادل 1 گرم رادیوم 226 است). نیمه عمر اورانیوم 235 = 7.13 x 10 سال. ایزوتوپ های مصنوعی اورانیوم 233 و اورانیوم 227 نیمه عمر 1.3 و 1.9 دقیقه دارند. اورانیوم یک فلز نرم است ظاهرمشابه فولاد محتوای اورانیوم در برخی مواد طبیعیبه 60٪ می رسد، اما در بیشتر سنگ معدن اورانیوم از 0.05-0.5٪ تجاوز نمی کند. در فرآیند استخراج، با دریافت 1 تن مواد رادیواکتیو، حداکثر 10-15 هزار تن زباله و در حین پردازش از 10 تا 100 هزار تن تشکیل می شود. از زباله ها (حاوی مقدار کمی اورانیوم، رادیوم، توریم و سایر محصولات پوسیدگی رادیواکتیو)، یک گاز رادیواکتیو آزاد می شود - رادون-222، که هنگام استنشاق، باعث تابش بافت های ریه می شود. هنگامی که سنگ معدن غنی می شود، زباله های رادیواکتیو می توانند وارد رودخانه ها و دریاچه های مجاور شوند. در طول غنی سازی کنسانتره اورانیوم، مقداری نشت هگزا فلوراید اورانیوم گازی از کارخانه تراکم-تبخیر به جو امکان پذیر است. برخی از آلیاژهای اورانیوم، تراشه ها، خاک اره به دست آمده در طول تولید عناصر سوختی می توانند در حین حمل و نقل یا ذخیره سازی مشتعل شوند، در نتیجه مقادیر قابل توجهی از ضایعات اورانیوم سوخته را می توان در محیط منتشر کرد.

3. تروریسم هسته ای. موارد سرقت مواد هسته ای مناسب برای ساخت سلاح های هسته ای، حتی با صنایع دستی، بیشتر شده است، همچنین تهدیدهایی برای از کار انداختن شرکت های هسته ای، کشتی های با تاسیسات هسته ایو نیروگاه های هسته ای برای گرفتن باج. خطر تروریسم هسته ای در سطح روزمره نیز وجود دارد.

4. آزمایش سلاح های هسته ای. مطابق اخیراکوچک سازی بارهای هسته ای برای آزمایش به دست آمده است.

دستگاه منابع پرتوهای یونیزان

با توجه به دستگاه، IRS دو نوع است - بسته و باز.

منابع مهر و موم شده در ظروف در بسته قرار می گیرند و تنها در صورت عدم کنترل مناسب بر عملکرد و نگهداری آنها خطر ایجاد می کنند. یگان‌های نظامی نیز سهم خود را دارند و دستگاه‌های از کار افتاده را به اسپانسر منتقل می‌کنند موسسات آموزشی. از دست دادن از کار افتاده، تخریب به عنوان غیر ضروری، سرقت با مهاجرت بعدی. به عنوان مثال، در براتسک، در کارخانه ساخت و ساز ساختمان، IRS که در یک غلاف سربی محصور شده بود، همراه با فلزات گرانبها در گاوصندوق نگهداری می شد. و زمانی که سارقان وارد گاوصندوق شدند، به این نتیجه رسیدند که این کاسه سربی عظیم نیز ارزشمند است. آنها آن را دزدیدند، و سپس صادقانه آن را تقسیم کردند، یک "پیراهن" سربی را از وسط اره کردند و یک آمپول با یک ایزوتوپ رادیواکتیو تیز شده در آن.

AT زندگی روزمرهتشعشعات یونیزان انسان دائماً با آن مواجه می شوند. ما آنها را احساس نمی کنیم، اما نمی توانیم تأثیر آنها را بر طبیعت جاندار و بی جان انکار کنیم. چندی پیش، مردم یاد گرفتند که از آنها هم برای خیر و هم به عنوان سلاح های کشتار جمعی استفاده کنند. با استفاده مناسب، این تشعشعات می توانند زندگی بشر را به سمت بهتر شدن تغییر دهند.

انواع پرتوهای یونیزان

برای درک ویژگی های تأثیر بر موجودات زنده و غیر زنده، باید دریابید که آنها چیست. شناخت ماهیت آنها نیز مهم است.

تابش یونیزان موج خاصی است که می تواند از طریق مواد و بافت ها نفوذ کند و باعث یونیزه شدن اتم ها شود. انواع مختلفی از آن وجود دارد: تابش آلفا، تابش بتا، تابش گاما. همه آنها بار و توانایی متفاوتی برای عمل روی موجودات زنده دارند.

تشعشعات آلفا بیشترین بار را در بین انواع مختلف دارند. انرژی فوق العاده ای دارد که می تواند حتی در دوزهای کوچک باعث بیماری تشعشع شود. اما با تابش مستقیم، فقط به لایه های بالایی پوست انسان نفوذ می کند. حتی یک ورق کاغذ نازک در برابر اشعه آلفا محافظت می کند. در عین حال، ورود به بدن با غذا یا با استنشاق، منابع این اشعه به سرعت عامل مرگ می شود.

پرتوهای بتا بار کمی کمتر دارند. آنها قادر به نفوذ به اعماق بدن هستند. با قرار گرفتن در معرض طولانی مدت باعث مرگ فرد می شوند. دوزهای کوچکتر باعث تغییر در ساختار سلولی می شود. یک ورق نازک آلومینیومی می تواند به عنوان محافظ عمل کند. تشعشعات داخل بدن نیز کشنده است.

خطرناک ترین اشعه گاما در نظر گرفته می شود. از طریق بدن نفوذ می کند. در دوزهای زیاد باعث سوختگی ناشی از تشعشع، بیماری اشعه و مرگ می شود. تنها محافظ در برابر آن می تواند سرب و یک لایه ضخیم بتن باشد.

اشعه ایکس نوع خاصی از تابش گاما در نظر گرفته می شود که در یک لوله اشعه ایکس تولید می شود.

تاریخچه تحقیق

برای اولین بار، جهان در مورد پرتوهای یونیزان در 28 دسامبر 1895 مطلع شد. در این روز بود که ویلهلم رونتگن اعلام کرد که نوع خاصی از پرتوها را کشف کرده است که می تواند از مواد مختلف و بدن انسان عبور کند. از آن لحظه، بسیاری از پزشکان و دانشمندان شروع به کار فعالانه با این پدیده کردند.

برای مدت طولانی، هیچ کس از تأثیر آن بر بدن انسان خبر نداشت. بنابراین، در تاریخ موارد بسیاری از مرگ و میر ناشی از قرار گرفتن در معرض بیش از حد وجود دارد.

کوری ها منابع و خواص پرتوهای یونیزان را به تفصیل مطالعه کرده اند. این امکان استفاده از آن را با حداکثر سود و اجتناب از عواقب منفی فراهم کرد.

منابع طبیعی و مصنوعی تابش

طبیعت منابع متنوعی برای تشعشعات یونیزان ایجاد کرده است. اول از همه، تابش نور خورشید و فضا است. بیشتر آن توسط لایه اوزون جذب می شود که در بالای سیاره ما قرار دارد. اما برخی از آنها به سطح زمین می رسند.

در خود زمین، یا بهتر است بگوییم در اعماق آن، موادی وجود دارند که تشعشع تولید می کنند. از جمله آنها ایزوتوپ های اورانیوم، استرانسیم، رادون، سزیم و غیره هستند.

منابع مصنوعی تشعشعات یونیزه توسط انسان برای انواع تحقیقات و تولید ایجاد می شود. در عین حال، قدرت تابش می تواند چندین برابر بیشتر از شاخص های طبیعی باشد.

حتی در شرایط حفاظتی و رعایت تدابیر ایمنی، مردم دوزهایی از تشعشعات را دریافت می کنند که برای سلامتی خطرناک است.

واحدهای اندازه گیری و دوز

پرتوهای یونیزان معمولاً با تعامل آن با بدن انسان مرتبط است. بنابراین تمام واحدهای اندازه گیری به نحوی با توانایی فرد در جذب و انباشت انرژی یونیزاسیون مرتبط هستند.

در سیستم SI، دوز پرتوهای یونیزان بر حسب واحدهایی به نام خاکستری (Gy) اندازه گیری می شود. مقدار انرژی در واحد ماده تابیده شده را نشان می دهد. یک گری برابر است با یک J/kg. اما برای راحتی بیشتر از راد واحد خارج از سیستم استفاده می شود. برابر با 100 گرم است.

پس زمینه تشعشع روی زمین با دوزهای نوردهی اندازه گیری می شود. یک دوز برابر با C/kg است. این واحد در سیستم SI استفاده می شود. واحد خارج از سیستم مربوط به آن رونتگن (R) نامیده می شود. برای به دست آوردن دوز جذبی 1 راد، فرد باید در معرض دوز قرار گرفتن در حدود 1 R تسلیم شود.

از آنجایی که انواع مختلف پرتوهای یونیزان بار انرژی متفاوتی دارند، اندازه گیری آن معمولاً با تأثیر بیولوژیکی مقایسه می شود. در سیستم SI، واحد چنین معادلی سیورت (Sv) است. همتای خارج از سیستم آن rem است.

هر چه تابش قوی تر و طولانی تر باشد، انرژی بیشتری جذب بدن می شود، تأثیر آن خطرناک تر است. برای تعیین زمان مجاز ماندن فرد در آلودگی تشعشع از دستگاه های خاصی استفاده می شود - دزیمترهایی که تشعشعات یونیزان را اندازه گیری می کنند. اینها هم دستگاه هایی برای استفاده فردی و هم برای تاسیسات صنعتی بزرگ هستند.

تاثیر روی بدن

برخلاف تصور رایج، هر گونه تشعشع یونیزان همیشه خطرناک و کشنده نیست. این را می توان در مثال پرتوهای فرابنفش مشاهده کرد. در دوزهای کم، تولید ویتامین D در بدن انسان، بازسازی سلولی و افزایش رنگدانه ملانین را تحریک می کنند که برنزه زیبایی به ارمغان می آورد. اما قرار گرفتن در معرض طولانی مدت باعث سوختگی شدید می شود و می تواند باعث سرطان پوست شود.

AT سال های گذشتهتأثیر پرتوهای یونیزان بر بدن انسان و کاربرد عملی آن به طور فعال مورد مطالعه قرار می گیرد.

در دوزهای کم، اشعه هیچ آسیبی به بدن وارد نمی کند. تا 200 میلی‌روانتژن می‌تواند تعداد گلبول‌های سفید خون را کاهش دهد. علائم چنین مواجهه ای حالت تهوع و سرگیجه خواهد بود. حدود 10 درصد از افراد پس از دریافت چنین دوزی می میرند.

دوزهای زیاد باعث ناراحتی گوارشی، ریزش مو، سوختگی پوست، تغییرات می شود ساختار سلولارگانیسم، رشد سلول های سرطانی و مرگ.

بیماری تشعشع

اثر طولانی مدت پرتوهای یونیزان بر روی بدن و دریافت دوز زیادی از تابش می تواند باعث بیماری تشعشع شود. بیش از نیمی از موارد این بیماری کشنده است. بقیه عامل تعدادی از بیماری های ژنتیکی و جسمی می شوند.

در سطح ژنتیکی، جهش در سلول های زایا رخ می دهد. تغییرات آنها در نسل های بعدی آشکار می شود.

بیماری های جسمی با سرطان زایی، تغییرات غیرقابل برگشت در اندام های مختلف بیان می شود. درمان این بیماری ها طولانی و نسبتاً دشوار است.

درمان آسیب های ناشی از تشعشعات

در نتیجه اثرات بیماریزای تشعشعات بر بدن، ضایعات مختلفی در اندام های انسان ایجاد می شود. بسته به دوز پرتو، روش های درمانی مختلفی انجام می شود.

ابتدا بیمار را در یک بخش استریل قرار می دهند تا از احتمال عفونت نواحی باز پوست آسیب دیده جلوگیری شود. علاوه بر این، روش های خاصی انجام می شود که به حذف سریع رادیونوکلئیدها از بدن کمک می کند.

برای ضایعات شدید، ممکن است پیوند مغز استخوان مورد نیاز باشد. در اثر تشعشع، توانایی تولید مثل گلبول های قرمز خون را از دست می دهد.

اما در بیشتر موارد، درمان ضایعات خفیف به بیهوشی نواحی آسیب دیده و تحریک بازسازی سلولی ختم می شود. توجه زیادی به توانبخشی می شود.

تاثیر پرتوهای یونیزان بر پیری و سرطان

در ارتباط با تأثیر پرتوهای یونیزان بر بدن انسان، دانشمندان آزمایش‌های مختلفی را انجام دادند که وابستگی فرآیندهای پیری و سرطان‌زایی به دوز تابش را اثبات می‌کرد.

گروه هایی از کشت های سلولی تحت شرایط آزمایشگاهی تحت تابش قرار گرفتند. در نتیجه، می‌توان ثابت کرد که حتی تابش خفیف به تسریع پیری سلول کمک می‌کند. در همان زمان از فرهنگ قدیمی تر، بیشتر مشمول این فرآیند می شود.

تابش طولانی مدت منجر به مرگ سلولی یا تقسیم و رشد غیر طبیعی و سریع می شود. این واقعیت نشان می دهد که تشعشعات یونیزان اثر سرطان زایی بر بدن انسان دارد.

در عین حال، تأثیر امواج بر روی سلول های سرطانی آسیب دیده منجر به مرگ کامل آنها یا توقف فرآیندهای تقسیم آنها شد. این کشف به توسعه تکنیکی برای درمان سرطان های انسانی کمک کرد.

کاربردهای عملی تابش

برای اولین بار، پرتودرمانی شروع به استفاده در عمل پزشکی کرد. با استفاده از اشعه ایکسپزشکان موفق به بررسی درون بدن انسان شدند. در عین حال تقریباً هیچ آسیبی به او وارد نشد.

علاوه بر این، با کمک پرتو، آنها شروع به درمان سرطان کردند. در بیشتر موارد، این روش علیرغم اینکه کل بدن در معرض تأثیر شدید تشعشع است، تأثیر مثبتی دارد که شامل تعدادی از علائم بیماری اشعه است.

پرتوهای یونیزان علاوه بر پزشکی در سایر صنایع نیز کاربرد دارند. نقشه برداران با استفاده از تابش می توانند ویژگی های ساختاری را مطالعه کنند پوسته زمیندر مناطق جداگانه آن

توانایی برخی از فسیل ها برای آزاد کردن مقدار زیادی انرژی، بشریت آموخته است که از آن برای اهداف خود استفاده کند.

قدرت هسته ای

انرژی هسته ای آینده کل جمعیت زمین است. نیروگاه های هسته ای منابع برق نسبتاً ارزان هستند. به شرطی که به درستی کار کنند، چنین نیروگاه هایی بسیار ایمن تر از نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های برق آبی هستند. از نیروگاه های هسته ای، آلودگی زیست محیطی بسیار کمتری وجود دارد، هم با گرمای اضافی و هم ضایعات تولید.

در همان زمان، بر اساس انرژی اتمی، دانشمندان سلاح های کشتار جمعی را توسعه دادند. در حال حاضر تعداد زیادی بمب اتمی روی کره زمین وجود دارد که پرتاب تعداد کمی از آنها می تواند باعث زمستان هسته ای شود که در نتیجه تقریباً همه موجودات زنده ساکن در آن می میرند.

وسایل و روش های حفاظت

استفاده از تشعشعات در زندگی روزمره نیاز به اقدامات احتیاطی جدی دارد. حفاظت در برابر پرتوهای یونیزان به چهار نوع زمان، مسافت، تعداد و محافظ منابع تقسیم می شود.

حتی در محیطی با زمینه تشعشع قوی، فرد می تواند مدتی بدون آسیب به سلامتی خود بماند. این لحظه است که حفاظت از زمان را تعیین می کند.

هر چه فاصله تا منبع تشعشع بیشتر باشد، دوز انرژی جذب شده کمتر است. بنابراین از تماس نزدیک با مکان هایی که تشعشعات یونیزان وجود دارد باید خودداری شود. این تضمین شده است که از عواقب ناخواسته محافظت می کند.

اگر امکان استفاده از منابع با حداقل تشعشع وجود داشته باشد، در وهله اول به آنها اولویت داده می شود. این حفاظت از نظر کمیت است.

از طرف دیگر سپر به معنای ایجاد موانعی است که پرتوهای مضر از آن عبور نمی کنند. نمونه ای از این صفحه نمایش های سربی در اتاق های اشعه ایکس است.

حفاظت خانگی

در صورت اعلام فاجعه تشعشعي، تمام پنجره‌ها و درها بايد فوراً بسته شوند و سعي كنيد آب را از منابع دربسته ذخيره كنيد. غذا فقط باید کنسرو شود. هنگام حرکت در فضای باز، بدن را تا حد امکان با لباس و صورت را با ماسک تنفسی یا گاز مرطوب بپوشانید. سعی کنید لباس بیرونی و کفش را وارد خانه نکنید.

همچنین لازم است برای تخلیه احتمالی آماده شوید: جمع آوری اسناد، تهیه لباس، آب و غذا برای 2-3 روز.

تشعشعات یونیزان به عنوان یک عامل محیطی

مناطق بسیار زیادی در سیاره زمین آلوده به تشعشعات هستند. دلیل این امر هم فرآیندهای طبیعی و هم بلایای انسانی است. معروف ترین آنها حادثه چرنوبیل و بمب های اتمیبر فراز شهرهای هیروشیما و ناکازاکی

در چنین مکان هایی، انسان نمی تواند از سلامتی خود بی ضرر باشد. در عین حال، همیشه نمی توان از قبل در مورد آلودگی تشعشعی پی برد. گاهی اوقات حتی یک پس‌زمینه تشعشع غیر بحرانی می‌تواند باعث فاجعه شود.

دلیل این امر توانایی موجودات زنده در جذب و تجمع تشعشعات است. در عین حال، آنها خود به منابع تابش یونیزان تبدیل می شوند. جوک های معروف "سیاه" در مورد قارچ چرنوبیل دقیقاً بر اساس همین ویژگی است.

در چنین مواردی، حفاظت در برابر تشعشعات یونیزان به این واقعیت کاهش می یابد که همه محصولات مصرفی تحت بررسی دقیق رادیولوژیکی قرار می گیرند. در عین حال، همیشه فرصت خرید "قارچ های چرنوبیل" معروف در بازارهای خودجوش وجود دارد. بنابراین باید از خرید از فروشندگان تایید نشده خودداری کنید.

بدن انسان تمایل به تجمع مواد خطرناک دارد که در نتیجه مسمومیت تدریجی از داخل ایجاد می شود. مشخص نیست دقیقاً چه زمانی تأثیرات این سموم خود را احساس می کند: در یک روز، یک سال یا یک نسل.

عمل فیزیکی اولیه برهمکنش پرتوهای یونیزان با یک جسم بیولوژیکی یونیزاسیون است. از طریق یونیزاسیون است که انرژی به یک جسم منتقل می شود.

مشخص است که در بافت بیولوژیکی 60-70 درصد وزنی آب است. در نتیجه یونیزاسیون، مولکول های آب رادیکال های آزاد H- و OH- را تشکیل می دهند. در حضور اکسیژن، یک رادیکال آزاد هیدروپراکسید (H2O-) و پراکسید هیدروژن (H2O) نیز تشکیل می شود که عوامل اکسید کننده قوی هستند.

رادیکال های آزاد و عوامل اکسید کننده حاصل از تجزیه رادیویی آب با فعالیت شیمیایی بالا وارد می شوند. واکنش های شیمیاییبا مولکول های پروتئین ها، آنزیم ها و سایر عناصر ساختاری بافت بیولوژیکی، که منجر به تغییر در فرآیندهای بیولوژیکی در بدن می شود. در نتیجه، فرآیندهای متابولیک مختل می شوند، فعالیت سیستم های آنزیمی سرکوب می شود، رشد بافت کاهش می یابد و متوقف می شود، ترکیبات شیمیایی جدیدی ظاهر می شوند که مشخصه بدن نیستند - سموم. این منجر به نقض عملکردهای حیاتی عملکردهای فردی یا سیستم های بدن به عنوان یک کل می شود. بسته به اندازه دوز جذب شده و ویژگی های فردی ارگانیسم، تغییرات ایجاد شده ممکن است برگشت پذیر یا غیر قابل برگشت باشد.

برخی از مواد رادیواکتیو در برخی تجمع می یابند اعضای داخلی. به عنوان مثال، منابع تابش آلفا (رادیوم، اورانیوم، پلوتونیوم)، تابش بتا (استرانسیوم و ایتریم) و تابش گاما (زیرکونیوم) در بافت های استخوانی رسوب می کنند. همه این مواد به سختی از بدن دفع می شوند.

ویژگی های تأثیر پرتوهای یونیزان هنگام تأثیر بر یک موجود زنده

هنگام مطالعه تأثیر تابش بر بدن، ویژگی های زیر مشخص شد:

راندمان بالای انرژی جذب شده مقادیر کمی از انرژی تابشی جذب شده می تواند باعث تغییرات بیولوژیکی عمیق در بدن شود.

وجود یک تظاهرات پنهان یا جوجه کشی از عمل پرتوهای یونیزان. این دوره را اغلب دوران شکوفایی خیالی می نامند. مدت زمان آن با تابش با دوزهای زیاد کاهش می یابد.

اثرات دوزهای کوچک ممکن است افزایشی یا تجمعی باشد. این اثر تجمع نامیده می شود.

تابش نه تنها بر یک موجود زنده خاص، بلکه بر فرزندان آن نیز تأثیر می گذارد. این به اصطلاح اثر ژنتیکی است.

اندام های مختلف یک موجود زنده حساسیت خاص خود را به تابش دارند. با دوز روزانه 0.02-0.05 R، تغییرات در خون در حال حاضر رخ می دهد.

· همه موجودات زنده به طور یکسان به تشعشع واکنش نشان نمی دهند.

تابش به فرکانس بستگی دارد. یک پرتودهی با دوز بالا پیامدهای عمیق تری نسبت به تکه تکه شدن دارد.

در نتیجه قرار گرفتن در معرض تشعشعات یونیزان بر روی بدن انسان، فرآیندهای پیچیده فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی می تواند در بافت ها رخ دهد.

مشخص است که دو سوم کل ترکیب بافت انسان را آب و کربن تشکیل می دهد. تحت تأثیر تشعشعات یونیزان، آب به H و OH تقسیم می شود که مستقیماً یا از طریق زنجیره ای از تبدیلات ثانویه، محصولاتی با فعالیت شیمیایی بالا تشکیل می دهند: اکسید هیدراته HO2 و پراکسید هیدروژن H2O2. این ترکیبات با مولکول ها تعامل دارند مواد آلیبافت، اکسید کننده و تخریب آن است.

در نتیجه قرار گرفتن در معرض پرتوهای یونیزان، روند طبیعی فرآیندهای بیوشیمیایی و متابولیسم در بدن مختل می شود.

دوز جذب شده تابش که باعث آسیب به قسمت های مختلف بدن و سپس مرگ می شود، از دوز جذب شده کشنده تابش کل بدن بیشتر است. دوزهای کشنده جذب شده برای کل بدن به شرح زیر است: سر - 2000 راد، زیر شکم - 5000 راد، سینه - 10000 راد، اندامها - 20000 راد.

درجه حساسیت بافت های مختلف به تابش یکسان نیست. اگر بافت‌های اندام‌ها را به ترتیب کاهش حساسیت آن‌ها به تابش در نظر بگیریم، به ترتیب زیر به دست می‌آییم: بافت لنفاوی، غدد لنفاوی، طحال، غده تیموس، مغز استخوان، سلول‌های زاینده.

حساسیت زیاد اندام های خون ساز به تشعشع، زمینه ساز تعیین ماهیت بیماری پرتویی است. با یک بار تابش کل بدن یک فرد با دوز جذبی 50 راد، یک روز پس از تابش، تعداد لنفوسیت ها به شدت کاهش می یابد و تعداد گلبول های قرمز (گلبول های قرمز) نیز پس از دو هفته پس از تابش کاهش می یابد. . در فرد سالمحدود 1014 گلبول قرمز با تولید مثل روزانه 1012 وجود دارد و در یک بیمار این نسبت نقض می شود.

یک عامل مهم در تأثیر پرتوهای یونیزان بر بدن، زمان قرار گرفتن در معرض آن است. با افزایش نرخ دوز، اثر مخرب تابش افزایش می یابد. هرچه تابش در زمان کسری تر باشد، اثر مخرب آن کمتر است.

اثربخشی بیولوژیکی هر نوع پرتوهای یونیزان به یونیزاسیون خاص بستگی دارد. بنابراین، به عنوان مثال، a - ذرات با انرژی 3 meV 40000 جفت یون در یک میلی متر از مسیر تشکیل می دهند، b - ذرات با همان انرژی - تا چهار جفت یون. ذرات آلفا از طریق لایه بالایی پوست تا عمق 40 میلی متر، ذرات بتا - تا 0.13 سانتی متر نفوذ می کنند.

قرار گرفتن خارجی در معرض اشعه a، b - خطر کمتری دارد، زیرا ذرات a و b - محدوده کمی در بافت دارند و به اندام های خونساز و سایر اندام ها نمی رسند.

میزان آسیب به بدن به اندازه سطح تابش شده بستگی دارد. با کاهش سطح تابش شده، اثر بیولوژیکی نیز کاهش می یابد. بنابراین، وقتی قسمتی از بدن به مساحت 6 سانتی‌متر مربع با فوتون‌هایی با دز جذبی 450 راد تابش می‌کرد، آسیب قابل‌توجهی به بدن مشاهده نشد و در صورت تابش با همان دوز کل بدن، 50 درصد مرگ و میر بودند.

ویژگی های فردی بدن انسان فقط در دوزهای کوچک جذب می شود.

چگونه مرد جوانترهر چه حساسیت آن به تشعشع بیشتر باشد، به ویژه در کودکان زیاد است. یک فرد بالغ 25 سال به بالا بیشترین مقاومت را در برابر تشعشعات دارد.

تعدادی از حرفه ها وجود دارند که احتمال قرار گرفتن در آنها زیاد است. در برخی شرایط اضطراری (به عنوان مثال، انفجار در یک نیروگاه هسته ای)، جمعیت ساکن در مناطق خاصی ممکن است در معرض تشعشعات قرار گیرند. موادی که می توانند به طور کامل محافظت کنند شناخته شده نیستند، اما مواردی وجود دارند که تا حدی از بدن در برابر تشعشع محافظت می کنند. این شامل، به عنوان مثال، سدیم آزید و سیانید سدیم، مواد حاوی گروه های سولفوهیدرید و غیره است. آنها بخشی از محافظ های رادیویی هستند.

محافظ های رادیویی تا حدی از بروز رادیکال های واکنشی که تحت تأثیر تشعشع تشکیل می شوند جلوگیری می کند. مکانیسم های عمل محافظ های رادیویی متفاوت است. برخی از آنها با ایزوتوپ های رادیواکتیو وارد بدن می شوند و آنها را خنثی می کنند و مواد خنثی را تشکیل می دهند که به راحتی از بدن دفع می شوند. برخی دیگر مکانیسم بسیار خوبی دارند. برخی از محافظ های رادیویی برای مدت زمان کوتاهی عمل می کنند، در حالی که برخی دیگر طولانی تر هستند. انواع مختلفی از رادیوپروتکتورها وجود دارد: قرص، پودر و محلول.

هنگامی که مواد رادیواکتیو وارد بدن می شود، اثر مخرب عمدتاً منابع a - و سپس منابع b - و g - است، یعنی. در جهت معکوس تابش خارجی. ذرات آلفا، با داشتن چگالی یونیزاسیون، غشای مخاطی را از بین می برند، که در مقایسه با پوشش بیرونی، محافظت ضعیفی از اندام های داخلی است.

ورود ذرات جامد به اندام های تنفسی به میزان گسستگی ذرات بستگی دارد. ذرات کوچکتر از 0.1 میکرومتر هنگام ورود با هوا وارد ریه ها می شوند و در هنگام خروج از آن خارج می شوند. فقط قسمت کوچکی در ریه ها باقی می ماند. ذرات بزرگتر از 5 میکرون تقریباً همه توسط حفره بینی حفظ می شوند.

میزان خطر نیز به سرعت دفع ماده از بدن بستگی دارد. اگر رادیونوکلئیدهایی که وارد بدن شده اند از نوع عناصری باشند که توسط انسان مصرف می شود، مدت زیادی در بدن نمی مانند، بلکه همراه با آنها آزاد می شوند (سدیم، کلر، پتاسیم و غیره). ).

گازهای رادیواکتیو خنثی (آرگون، زنون، کریپتون و غیره) بخشی از بافت نیستند. بنابراین به مرور زمان به طور کامل از بدن خارج می شوند.

برخی از مواد رادیواکتیو که وارد بدن می شوند، کم و بیش به طور مساوی در آن توزیع می شوند، برخی دیگر در اندام های داخلی فردی متمرکز می شوند. بنابراین، منابعی از پرتوهای a مانند رادیوم، اورانیوم و پلوتونیوم در بافت های استخوانی رسوب می کنند. استرانسیوم و ایتریوم که منابع تابش b و زیرکونیوم منبع تابش g هستند نیز در بافت های استخوانی رسوب می کنند. این عناصر که از نظر شیمیایی با بافت استخوانی مرتبط هستند، به سختی از بدن خارج می شوند.

برای مدت طولانی عناصر با عدد اتمی زیاد (پلونیوم، اورانیوم و غیره) نیز در بدن باقی می مانند. عناصری که نمک های محلول را در بدن تشکیل می دهند و در بافت های نرم تجمع می یابند به راحتی از بدن خارج می شوند.

سرعت دفع یک ماده رادیواکتیو تا حد زیادی تحت تأثیر نیمه عمر یک ماده رادیواکتیو T است. اگر Tb را نیمه عمر بیولوژیکی یک ایزوتوپ رادیواکتیو از بدن تعیین کنیم، نیمه عمر موثر را با در نظر گرفتن تجزیه رادیواکتیو و دفع بیولوژیکی با فرمول بیان می شود:

Tef \u003d T * Tb / (T + Tb)

ویژگی های اصلی عمل بیولوژیکی پرتوهای یونیزان به شرح زیر است:

اثر اشعه یونیزان بر بدن توسط شخص قابل درک نیست. بنابراین خطرناک است. ابزارهای دزیمتری یک اندام حسی اضافی هستند که برای درک تشعشعات یونیزان طراحی شده اند.

ضایعات قابل مشاهده پوست، ضعف، مشخصه بیماری تشعشع، بلافاصله ظاهر نمی شوند، اما پس از مدتی. جمع دوزها پنهان است. اگر مواد رادیواکتیو به طور سیستماتیک وارد بدن انسان شود، با گذشت زمان دوزها خلاصه می شوند، که به ناچار منجر به بیماری تشعشع می شود.

تأثیر تشعشعات بر روی انسان به میزان انرژی پرتوهای یونیزان که توسط بافت های انسانی جذب می شود بستگی دارد. مقدار انرژی جذب شده توسط یک واحد جرم بافت نامیده می شود دوز جذب شده. واحد دوز جذب شده است خاکستری(1 گری = 1 ژول بر کیلوگرم). دوز جذب شده اغلب بر حسب اندازه گیری می شود رادا(1 گری = 100 راد).

با این حال، نه تنها دوز جذب شده تأثیر تابش را بر روی شخص تعیین می کند. پیامدهای بیولوژیکی به نوع تشعشعات رادیواکتیو بستگی دارد. برای مثال، تشعشعات آلفا 20 برابر خطرناکتر از تابش گاما یا بتا است.

خطر بیولوژیکی تشعشع مشخص می شود فاکتور کیفیتک - وقتی دوز جذب شده در ضریب کیفیت تابش ضرب شود، دوزی به دست می آید که تعیین کننده خطر تشعشع برای انسان است که به آن می گویند. معادل.

معادل دوزدارای واحد اندازه گیری ویژه - سیورت(Sv). اغلب، یک واحد کوچکتر برای اندازه گیری دوز معادل - استفاده می شود رم(معادل بیولوژیکی راد)، 1 Sv = 100 rem. بنابراین، پارامترهای اصلی تشعشع به شرح زیر است (جدول 1).

جدول. 1. پارامترهای اساسی تشعشع

قرار گرفتن در معرض و دوزهای معادل تابش

برای کمی سازی عمل یونیزانتابش اشعه ایکس و گاما در هوای خشک اتمسفر، از مفهوم استفاده می شود "دوز مواجهه"- نسبت بار کل یونهای یک علامت، که در حجم کمی از هوا ایجاد می شود، به جرم هوا در این حجم. واحد این دوز یک آویز در هر کیلوگرم (C/kg) است. یک واحد خارج از سیستم، رونتگن (R)، نیز استفاده می شود.

مقدار انرژی تابشی جذب شده توسط یک واحد جرم از بدن تحت تابش (بافت های بدن) نامیده می شود دوز جذب شدهو در سیستم SI در Grays (Gy) اندازه گیری می شود. خاکستری -دوز تابشی که در آن انرژی تابش یونیزان 1 ژول به ماده تابیده شده با جرم 1 کیلوگرم منتقل می شود.

این دوز در نظر نمی گیرد که چه نوع تشعشعی بر بدن انسان تأثیر گذاشته است. اگر این واقعیت را در نظر بگیریم، دوز باید در ضریبی ضرب شود که نشان دهنده توانایی این نوع تابش در آسیب رساندن به بافت های بدن باشد. دوز تبدیل شده به این روش نامیده می شود دوز معادل:در سیستم SI در واحدهایی به نام اندازه گیری می شود سیورت ها(Sv).

دوز موثرمقداری است که به عنوان معیاری برای خطر عواقب طولانی مدت تابش کل بدن انسان و اندام های فردی آن با در نظر گرفتن حساسیت پرتوی آنها استفاده می شود. مجموع محصولات دوز معادل در یک اندام و ضریب وزنی مناسب برای آن اندام یا بافت است. این دوز نیز بر حسب سیورت اندازه گیری می شود.

واحد ویژه دوز معادل - رم -دوز جذب شده از هر نوع پرتویی که اثر بیولوژیکی برابر با دوز 1 راد پرتو ایکس ایجاد می کند. خوشحالم -واحد ویژه دوز جذب شده به خواص پرتو و محیط جذب بستگی دارد.

دوزهای جذب شده، معادل، موثر و نوردهی در واحد زمان نامیده می شوند قدرتدوزهای مناسب

اتصال مشروط واحدهای سیستم:

100 Rad \u003d 100 Rem \u003d 100 R \u003d 13 V \u003d 1 Gy.

اثر بیولوژیکی تشعشع به تعداد جفت یون های تشکیل شده یا به کمیت مرتبط با آن - انرژی جذب شده - بستگی دارد.

یونیزاسیون بافت زنده منجر به شکستن پیوندهای مولکولی و تغییر در ساختار شیمیایی ترکیبات مختلف می شود. تغییر دادن ترکیب شیمیاییتعداد قابل توجهی از مولکول ها منجر به مرگ سلولی می شود.

تحت تأثیر تابش در بافت زنده، آب به هیدروژن اتمی تقسیم می شود اچو یک گروه هیدروکسیل اوکه با داشتن فعالیت زیاد با سایر مولکول های بافتی ترکیب شده و ترکیبات شیمیایی جدیدی را تشکیل می دهند که مشخصه بافت سالم نیست. در نتیجه، روند طبیعی فرآیندهای بیوشیمیایی و متابولیسم مختل می شود.

تحت تأثیر تشعشعات یونیزان در بدن، عملکرد اندام های خون ساز مهار می شود، لخته شدن خون طبیعی مختل می شود و شکنندگی رگ های خونی افزایش می یابد، فعالیت دستگاه گوارش مختل می شود، بدن کاهش می یابد، مقاومت بدن کاهش می یابد. به بیماری های عفونی کاهش می یابد، تعداد لکوسیت ها افزایش می یابد (لکوسیتوز)، پیری زودرس و غیره.

تاثیر پرتوهای یونیزان بر بدن انسان

در بدن انسان، تشعشعات باعث ایجاد زنجیره ای از تغییرات برگشت پذیر و غیرقابل برگشت می شود. مکانیسم تحریک کننده تأثیر فرآیندهای یونیزاسیون و تحریک مولکول ها و اتم ها در بافت ها است. نقش مهمی در شکل گیری اثرات بیولوژیکی توسط رادیکال های آزاد H+ و OH- ایفا می کند که در فرآیند رادیولیز آب تشکیل می شوند (بدن تا 70٪ آب دارد). آنها با داشتن فعالیت شیمیایی بالا وارد واکنش‌های شیمیایی با مولکول‌های پروتئین، آنزیم‌ها و سایر عناصر بافت بیولوژیکی می‌شوند و صدها و هزاران مولکول را درگیر می‌کنند که تحت تأثیر تشعشع قرار نمی‌گیرند، که منجر به اختلال در فرآیندهای بیوشیمیایی در بدن می‌شود. تحت تأثیر تابش، فرآیندهای متابولیک مختل می شود، رشد بافت کند می شود و متوقف می شود، ترکیبات شیمیایی جدیدی ظاهر می شوند که مشخصه بدن (سموم) نیستند. و این به نوبه خود بر فرآیندهای حیاتی اندام ها و سیستم های بدن تأثیر می گذارد: عملکرد اندام های خون ساز (مغز استخوان قرمز) مختل می شود ، نفوذپذیری و شکنندگی رگ های خونی افزایش می یابد ، دستگاه گوارش ناراحت می شود ، بدن مقاومت کاهش می یابد (سیستم ایمنی انسان ضعیف می شود)، رخ می دهد. تحلیل رفتن، انحطاط سلول های طبیعی به بدخیم (سرطانی) و غیره.

تشعشعات یونیزان باعث شکسته شدن کروموزوم ها می شود و پس از آن انتهای شکسته شده به ترکیبات جدیدی متصل می شود. این منجر به تغییر در دستگاه ژنتیکی انسان می شود. تغییرات مداوم در کروموزوم ها منجر به جهش هایی می شود که بر فرزندان تأثیر منفی می گذارد.

اثرات ذکر شده در فواصل زمانی مختلف ایجاد می شود: از ثانیه تا چندین ساعت، روز، سال. بستگی به دوز دریافتی و مدت زمان دریافت آن دارد.

آسیب تشعشع حاد (بیماری حاد تشعشع)زمانی اتفاق می افتد که فرد دوز قابل توجهی را برای چند ساعت یا حتی دقیقه دریافت کند. مرسوم است که بین چندین درجه آسیب حاد تشعشع تمایز قائل شود (جدول 2).

جدول 2. عواقب آسیب حاد تشعشع

این درجه بندی ها بسیار تقریبی هستند، زیرا به ویژگی های فردی هر ارگانیسم بستگی دارد. به عنوان مثال موارد مرگ افراد حتی در دوزهای کمتر از 600 رم نیز مشاهده شد، اما در موارد دیگر حتی در دوزهای بیش از 600 رم نیز امکان نجات افراد وجود داشت.

بیماری تشعشع حاد می تواند در کارگران یا مردم در صورت بروز حوادث در تاسیسات چرخه سوخت هسته ای، سایر تاسیسات که از پرتوهای یونیزان استفاده می کنند و همچنین در انفجارهای اتمی رخ دهد.

قرار گرفتن در معرض مزمن (بیماری مزمن تشعشع)زمانی اتفاق می افتد که فرد برای مدت طولانی در معرض دوزهای کوچک قرار گیرد. با قرار گرفتن مزمن در معرض دوزهای پایین، از جمله رادیونوکلئیدهایی که وارد بدن شده اند، کل دوزها می تواند بسیار زیاد باشد. آسیب وارد شده به بدن حداقل تا حدی ترمیم می شود. بنابراین، دوز 50 rem، که منجر به احساسات دردناک در طی یک تابش منفرد می شود، منجر به پدیده های قابل مشاهده در طول تابش مزمن طولانی مدت 10 سال یا بیشتر نمی شود.

درجه قرار گرفتن در معرض تابش بستگی به این دارد که آیا قرار گرفتن در معرض آن است خارجییا درونی؛ داخلی( قرار گرفتن در معرض زمانی که رادیونوکلئید وارد بدن می شود). قرار گرفتن در معرض داخلی از طریق استنشاق هوای آلوده به رادیونوکلئیدها، با مصرف مواد آلوده امکان پذیر است. آب آشامیدنیو غذا، زمانی که از طریق پوست نفوذ کند. برخی از رادیونوکلئیدها به شدت جذب و در بدن انباشته می شوند. به عنوان مثال، رادیوایزوتوپ های کلسیم، رادیوم، استرانسیوم در استخوان ها تجمع می کنند، رادیوایزوتوپ های ید - در غده تیروئید، رادیوایزوتوپ های عناصر کمیاب خاکی به کبد آسیب می رسانند، رادیوایزوتوپ های سزیم، روبیدیم را کاهش می دهد. سیستم خونساز، به بیضه ها آسیب می رساند، باعث ایجاد تومورهای بافت نرم می شود. در طول تابش داخلی، رادیو ایزوتوپ های آلفای خطرناک ترین هستند، زیرا ذره آلفا به دلیل جرم زیاد، توانایی یونیزاسیون بسیار بالایی دارد، اگرچه قدرت نفوذ آن زیاد نیست. از جمله ایزوتوپ های رادیویی می توان به ایزوتوپ های پلوتونیوم، پلونیوم، رادیوم و رادون اشاره کرد.

سهمیه بندی پرتوهای یونیزان

تنظیم بهداشتی پرتوهای یونیزانمطابق با SP 2.6.1-758-99 انجام شد. استانداردهای ایمنی پرتو (NRB-99). محدودیت های دوز برای دوز معادل برای دسته های زیر تعیین می شود:

• پرسنل - افرادی که با منابع تشعشع کار می کنند (گروه A) یا به دلیل شرایط کاری در منطقه تحت تأثیر خود قرار دارند (گروه B).
• کل جمعیت، از جمله افرادی از کارکنان، خارج از محدوده و شرایط در فعالیت های تولیدی آنها.

روی میز. 3. محدوده دوز اصلی قرار گرفتن در معرض داده شده است. حدود دوز اصلی برای قرار گرفتن در معرض پرسنل و مردم، که در جدول نشان داده شده است، شامل دوزهای ناشی از منابع طبیعی و پزشکی پرتوهای یونیزان و همچنین دوزهای ناشی از حوادث پرتو نمی شود. در NRB-99 محدودیت های ویژه ای برای این نوع قرار گرفتن در معرض قرار داده شده است.

جدول 3. حدود دوز مواجهه اولیه (استخراج شده از NRB-99)

* دوزهای نوردهی و همچنین سایر سطوح مشتق شده مجاز پرسنل گروه B نباید از 1/4 مقادیر برای پرسنل گروه A تجاوز کند. علاوه بر این، تمام مقادیر استاندارد برای دسته پرسنل فقط برای گروه داده می شود. آ.

** به مقدار متوسط ​​در لایه پوششی با ضخامت 5 میلی گرم بر سانتی متر مربع اشاره دارد. در کف دست ها ضخامت لایه پوششی 40 میلی گرم بر سانتی متر مربع است.

علاوه بر محدودیت‌های قرار گرفتن در معرض دوز، NRB-99 سطوح مجاز نرخ دوز را برای قرار گرفتن در معرض خارجی، محدودیت‌هایی برای دریافت سالانه رادیونوکلئیدها، سطوح مجاز آلودگی سطوح کاری و غیره تعیین می‌کند که از حدود دوز اصلی مشتق شده‌اند. مقادیر عددی سطح مجاز آلودگی سطوح کار در جدول آورده شده است. چهار

جدول 4. سطوح مجاز آلودگی رادیواکتیو کل سطوح کار، ذرات / (cm 2.min) (استخراج از NRB-99)

برای تعدادی از دسته های پرسنل محدودیت های اضافی ایجاد شده است. به عنوان مثال، برای زنان زیر 45 سال، دوز معادل پایین شکم نباید از 1 mSv در ماه تجاوز کند.

هنگام تعیین بارداری زنان از کارکنان، کارفرمایان موظفند آنها را به شغل دیگری که مرتبط با تشعشعات نیست منتقل کنند.

برای دانش‌آموزان زیر 21 سال که با منابع پرتوهای یونیزان آموزش می‌بینند، محدودیت‌های دوز تعیین‌شده برای عموم افراد پذیرفته می‌شود.