Ефектите на радиацията върху човешкото здраве - ANPM

Радиоактивност на околната среда

Относно радиоактивността
- Какво е радиация?
- Ползите от използването на ядрена енергия за мирни цели
- Природни и изкуствени източници на радиоактивност
- Ефектите на радиацията върху човешкото здраве
- Радиационна защита
- Ядрена катастрофа
Законодателна рамка
Данни, предоставени от RNSRM
- Диапазон на дозата
- Лабораторен анализ
  - Атмосферни аерозолни тестове - глобален бета анализ
  - Проби от повърхностни води - глобални бета анализи
  - Общо количество атмосферни отлагания - глобални бета анализи
  - Места за вземане на проби
Удостоверена зона

Ефектите на радиацията върху човешкото здраве

Йонизиращото лъчение може да бъде опасно за хората. Както слънцето може да изгори кожата, така и йонизиращото лъчение може да причини увреждане на тялото. Как става това? По пътя си йонизиращото лъчение, което освобождава достатъчно количество енергия, за да може да премахне един или повече електрони от атомите на облъчените тъкани, като вследствие на това нарушава тяхната нормална химическа активност в живите тъкани. До известна степен на нарушаване на тези химични процеси живите клетки вече не могат да се регенерират естествено и да останат трайно разрушени или да умрат (в случай на разрушаване на ДНК).

Тежестта на въздействието на радиацията зависи от:

продължителност на експозицията
интензивност на лъчението
вид радиация

Излагането на много висока доза радиация може скоро да доведе до изгаряния на кожата, повръщане и вътрешно кървене; тялото не може да генерира нови клетки за много кратко време. Продължителното излагане на по-ниски дози радиация може да причини рак с късно начало и евентуално наследствено заболяване, особено при оцелелите от атентатите в Хирошима и Нагасаки.

Ние измерваме нивото на радиация, на което е изложено дадено лице и риска, произтичащ от излагането, като използваме концепцията за дозата, която с прости думи е мярка за енергията, доставяна от тази радиация на човешката тъкан.

Най-простата форма на изразяване на дозата е абсорбираната доза, която се определя като енергията, погълната от радиация в килограм тъкан. Единицата на абсорбираната доза се изразява в джаули на килограм (J/kg) и се нарича сиво (Gy) .Толерираната единица на абсорбираната доза е rad (абсорбираната доза). 1 Gy = 100 рад.

Тъй като абсорбираната доза, в случай на алфа лъчение, причинява повече увреждания на живите тъкани, отколкото същата доза, произведена от бета и гама лъчение, абсорбираната доза се умножава по константа (която е равна на 20 за алфа лъчение и 1 за гама лъчение). и бета), за да се получи еквивалентната доза. Тази еквивалентна доза се измерва в следните единици - Sievert (Sv) или rem (1 Sv = 100 rem). Тъй като 1 Sv представлява изключително висока доза и следователно дозите често се изразяват в mSv (miimi на Sievert). Например, нормален човек, който не е изложен на допълнителни естествени или изкуствени източници на радиоактивност, получава доза естествено облъчване между 2 и 3 mSv годишно.

Чувствителността на човешките тъкани към радиация се различава в зависимост от тъканта, например доза от 1 Sv в репродуктивните органи е по-вредна от 1 Sv в черния дроб. Ефективната доза се изчислява чрез прилагане на коефициенти на тежест към еквивалентните дози за всеки орган и чрез сумиране на приноса от различни органи. Единицата за измерване на ефективната доза е също сивертът (Sv).

Ефективната доза е претеглената сума от еквивалентните дози, получена от външно и вътрешно облъчване, извършена за всички тъкани и органи на човешкото тяло. Ефективната дозова единица е целият сиверт.

Допустимата дозирана еквивалентна единица е rem (röntgen еквивалентен човек). 1 Sv = 100 rem.

Дейност	Еквивалентната доза, получена от човек
Средна световна доза от всички източници	2,8 mSv годишно
Двупосочен полет Европа-САЩ	0,1 mSv
Рентгенография на белите дробове	0,1 mSv
Висока доза медицинска процедура	5–10 mSv

В случай на излагане на дози, надвишаващи максимално разрешените граници, независимо дали говорим за персонал, работещ директно с източници на радиация или хора, засегнати в случай на ядрена авария, въздействието върху тяхното здраве до голяма степен зависи от начина на замърсяване.

Външното замърсяване се отнася до случайно отлагане върху кожата или дрехите на неподвижни радионуклиди, включени или адсорбирани върху/в прахови частици. Облъчването на тялото е резултат от бета и гама лъчение на замърсяващи радионуклиди, които произвеждат характерни изгаряния, в зависимост от тяхната активност и физически полуживот и радиационна енергия. Те могат да се развият по подобен начин на изгаряния, причинени от друг физичен или химичен агент.

Вътрешното замърсяване се причинява от случайно проникване на радионуклиди в тялото чрез вдишване, поглъщане или през кожата.

Вътрешното замърсяване при вдишване се дължи на прах или аерозоли, замърсени с радиоактивни капки от тестове или големи ядрени аварии. Степента на вътрешно замърсяване по този начин зависи от характеристиките на радиоактивните частици (радиоактивен и електростатичен заряд, размер, плътност, химичен състав и др.).
Вътрешното храносмилателно замърсяване се постига чрез консумация на замърсени храни и вода, директно от отлагания или чрез прехвърляне на различни радиоактивни вещества в хранителната верига.
Замърсяването на кожата (абсорбирането на кожата) е от малко значение; малко радионуклиди, разредени във вода, влизат в непокътнатата кожа (в случай на алкални и алкалоземни групи). През първите 12 дни след аварията в Чернобил основният път на човешко замърсяване беше чрез вдишване, след което делът се премести към поглъщането.

Радионуклидите, постъпващи в човешкото тяло, могат бързо да бъдат открити в кръвта, урината (йод 131, цезий 137) и изпражненията (стронций 90). Повечето радионуклиди, които постъпват в тялото, се държат много подобно на химичните елементи, от които идват или на които приличат по отношение на химичните свойства; по този начин скоростта на натрупване и елиминиране на радионуклиди в и от хората може да бъде изчислена достатъчно точно с помощта на математически модели. Токсичността на попадащите в организма радионуклиди зависи от: тяхната активност, химическа форма, вид и енергия на излъчваната радиация, физически и биологичен полуживот. При външното замърсяване бета-излъчващите радионуклиди са най-опасни, при вътрешното замърсяване алфа-излъчващите радионуклиди, докато гама-излъчващите радионуклиди предизвикват облъчване, но по-ниско и в двата случая.

Радионуклидите, постъпващи в тялото, в зависимост от физичните и химичните свойства (на химическите елементи, към които принадлежат) се метаболизират по различен начин и могат да бъдат разделени по следния начин:

преносими, са радионуклиди в биологично разтворими комбинации, които лесно се дифузират в тялото, като: водород 3, въглерод 14, радий 226, цезий 137, цезий 134, стронций 90, стронций 89, йод 131 и др.,
непрехвърляеми, радионуклиди в неразтворими комбинации при всяко рН в биологичната среда, практически дифузират малко или изобщо не се разпространяват в тялото, дори ако са преминали чревната бариера. Такъв е случаят с плутоний 239, който има за критичен орган черния дроб, където престоява известно време, след което се елиминира с урината.

След като радионуклидите достигнат кръвта, те преминават в тъканите, където едната част е фиксирана (между 30 и 70 процента), а другата се елиминира чрез урина, изпражнения и изпотяване. В зависимост от метаболитната активност на различните тъкани, радионуклидите могат да бъдат елиминирани или рециркулирани в кръвта и фиксирани отново.

Радиоактивен елемент	Засегнати органи, тъкани
I-131	Щитовидна жлеза
Sr-90, Pb-210	Костният мозък и повърхността на костите
S-35	Цяло тяло
Н-3	Телесни течности
С-14	Мастни тъкани

Активността на радионуклидите, попадащи в тялото по един от споменатите пътища на замърсяване, е пропорционална на количеството или концентрациите, съществуващи на входа на тялото. След попадането на радионуклидите в кръвта, ситуацията се влошава, след като те вече са се фиксирали в своите "целеви" органи. Следователно е много по-важно в случай на радиоактивно замърсяване бързо да се предприемат действия за ограничаване на експозицията на този източник, например чрез отстраняване и изолиране на този източник или чрез напускане на замърсената зона.

След като тези радионуклиди влязат в човешкото тяло, енергията, отделяна от йонизиращото лъчение, може да бъде вредна. В случай на получаване на висока доза (6 - 10 Sv) за кратко време, клетките на различни органи могат да бъдат унищожени, което води до смъртта на човека след излагане на радиация. При по-ниско ниво на експозиция човек може да претърпи необратими щети, като дълбоки изгаряния, причинени от радиация. Ако експозицията е по-ниска (но все пак много висока в сравнение с нормалните нива) ефектите са временни, като зачервяване на кожата. Под определено ниво на експозиция - наречено праг - тези ефекти вече не се появяват. Над този праг тежестта на ефектите се увеличава с дозата. Този тип ефекти се наричат детерминирани ефекти. Ако се появят, можем да сме сигурни, че са причинени от радиация.

По-ниските нива на радиация - включително нивата, на които обикновено сме изложени - не унищожават клетките, но могат да причинят промени в техните клетки (чрез увреждане на ДНК). В много случаи промените ще бъдат доброкачествени или могат да бъдат отстранени от тялото. В последствие обаче промените могат да станат злокачествени, т.е. да доведат до рак или, ако са засегнати репродуктивните органи, могат да бъдат засегнати и децата на човека. Вероятността от такива ефекти - известни като стохастични ефекти - се увеличава с дозата, но не може да се определи чрез изследване на конкретно лице дали ефектът, който страда, е причинен от радиация или нещо друго. Всяко ниво на експозиция, независимо колко малко е, се предполага, че включва риск: при много ниски нива на експозиция рискът е много нисък, но се приема, че не е нула.