Пути попадания радионуклидов в организм человека

 

 

Содержание

 

 

Введение……………………………………………………………………………..2

Пути попадания радионуклидов в организм человека……………………………3

Детерминированных эффекты…………………………………………………….....4

Пример детерминированных эффектов…………………………………………….5

Защита организма от ионизирующего излучения…………………………………7

Список литературы…………………………………………………………………..…8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Особенное значение в условиях современного научно-технического прогресса приобрела возможность использования ядерных реакций как источника энергии. Эффективность атомной энергетики и других источников ионизирующего излучения в жизни человека очевидна. В то же время развитие этой отрасли создало потенциальную угрозу радиационного загрязнения окружающей среды, что особенно опасно для человека и всего живого на Земле. Знание физических и биохимических механизмов влияния радиации на живую и неживую природу является очень важным.

Ионизирующим излучением называют любое излучение, взаимодействие которого с веществом ведет к образованию из нейтральных атомов и молекул положительных и отрицательных ионов.

Ионизирующее излучение является естественным компонентом среды обитания человека. В результате его образуется радиационный фон, состоящий из естественного и искусственного радиационного фона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пути попадания радионуклидов в организм человека.

Допустимое содержание радиоактивных веществ в организме (то есть такое количество, при наличии которого образуется доза на критический орган, не превышающая ПДД) зависит от степени безопасности радиоактивных элементов в случае проникновения внутрь и определяется их радиотоксичностью.

Радиотоксичность — свойство радиоактивных изотопов вызывать патологические изменения в организме. Радиотоксичность изотопов зависит преимущественно от путей поступления радиоактивных веществ в организм, распределения их в органах и системах, времени пребывания радионуклидов в организме.

Основными путями поступления радиоактивных веществ в организм человека являются органы дыхания и пищеварения, а также кожа. Частички пыли с радиоактивными изотопами во время вдыхания воздуха через верхние дыхательные пути частично оседают в полости носа и носоглотке, а частично попадают в желудок и легкие. Большие частички задерживаются в верхних дыхательных путях, а малые - в легких.

Газообразные радиоактивные вещества из вдыхаемого воздуха уже за считанные секунды попадают в межклеточное вещество.

Жидкие и твердые радиоактивные вещества в зависимости от физико-химических свойств ведут себя в организме по-разному. Часть их откладывается в органах дыхания и глубоких отделах легких, часть выдыхается. В легких эти вещества частично скапливаются в альвеолах, частично разносятся кровью и оседают в лимфатических узлах.

Некоторая часть радиоактивных веществ может попадать в межклеточную жидкость из тонкой кишки.

Через неповрежденную кожу поглощение радиоактивных веществ в 200-300 раз меньше, чем через пищеварительный канал (исключением является изотоп водорода — тритий, который легко проникает через кожу, растворяясь в ее жире). Поэтому кожа защищает организм от поступления в него этих веществ.

По характеру распределения в организме человека радиоактивные вещества делят на три группы: радионуклиды, откладывающиеся в костях (кальций, стронций, барий, радий); радионуклиды, концентрирующиеся в печени до 60 % по общему содержанию (цезий, нитрат плутония и др.); радионуклиды, равномерно распределяющиеся по всему организму (кислород, водород, железо, полоний).

При употреблении пищевых продуктов, загрязненных радиоактивными веществами, возможно дополнительное внутреннее облучение.

Детерминированных эффекты

Детерминированные эффекты облучения (детерминированный – определенный, причинно обусловленный предшествующими событиями; от лат. determino – определяю) – вызванные ионизирующим излучением биологические эффекты, имеющие порог возникновения, т.е. пороговую дозу, ниже которой эти эффекты отсутствуют, а выше – их тяжесть и вероятность появления возрастают с увеличением дозы.

Детерминированные эффекты возникают непосредственно у облученного организма. Их причиной является значительная потеря (гибель) клеток, приводящая к нарушению функционирования ткани, которую они составляют. Наблюдаются в основном в ближайшие сроки после облучения (ранние детерминированные эффекты), реже – в отдаленные сроки (поздние детерминированные эффекты). К ранним детерминированным эффектам относятся, в частности, непосредственные проявления острой лучевой болезни, нарушение репродуктивной функции, поражение кожи и т.д.. К поздним детерминированным эффектам, развивающимся через несколько лет после облучения, относятся, например, катаракта, нарушения нервной системы, фиброзы, некроз костей.

Порог для разных детерминированных эффектов может наблюдаться при дозах от 0,1 Гр до нескольких десятков грей. Так, например, порог временной (обратимой) стерильности мужчин при остром облучении семенников составляет около 0,15 Гр, а порог постоянной (необратимой) стерильности – 3,5‑6 Гр. Порог для постоянной стерильности женщин при остром облучении – 2,5‑6 Гр. Порог возникновения катаракты у человека при остром воздействии излучения с низкой ЛПЭ лежит в диапазоне 2‑6 Гр; для излучения с высокой ЛПЭ порог возникновения катаракты (в единицах поглощенной дозы) в несколько раз ниже, особенно в случае нейтронов, эффективность которых в этом отношении в 3‑9 раз выше, чем у g‑лучей. Порог клинически значимого подавления кроветворения в красном костном мозге человека при остром облучении наблюдается при 0,15 Гр.

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример детерминированных эффектов

К детерминированным эффектам относят:

- опустошение красного  костного мозга, проявление лучевой болезни;

- нарушение репродуктивной  функции (временная стерильность  мужчины при однократном облучении  семенников составляет около 0,15 Гр. Постоянная стерильность у  мужчин наступает при дозах  от 3,5 до 6 Гр или 2 Гр/год. Постоянная стерильность у женщин наблюдается при дозах 2,5 - 6 Гр.;

- лучевая катаракта (при дозах от 2 до 10 Гр);

Лучевая катаракта. Помутнение хрусталика, вызванное облучением, можно отличить от катаракты, вызванной другими причинами, только на ранних стадиях. На поздних стадиях определить причину развития катаракты уже невозможно. Рисунок 3–3 иллюстрирует схему помутнения хрусталика после действия радиации. Поддерживает функцию хрусталика прозрачный слой эпителиальных клеток на внутренней стороне капсулы, который медленно смещается в радиальном направлении к центру за счет деление клеток на периферии (экваторе) хрусталика. Именно эти клетки особенно чувствительны к радиации. По неизвестным еще причинам, поврежденные клетки мигрируют к тылу хрусталика. Они поглощают световые лучи, что приводит к помутнению.

При остром воздействии излучений с малой ЛПЭ порог для помутнения хрусталика, достаточного для ослабления зрения, лежит в диапазоне от 2 до 10 Гр (рис. 3–4). Для излучений с большой ЛПЭ (в частности, нейтронов) порог поглощенной дозы в 2–3 раза ниже. При протяженном многолетнем облучении порог мощности дозы выше 0,15 Гр/год. Первые клинические проявления развиваются спустя 4–13 лет. Длительность латентного периода увеличивается с возрастом облученного.

-Неопухолевые формы поражения кожи:

– лучевой дерматит;

– изменения пигментации;

– уплотнение и атрофия эпидермиса, атрофия или фиброз дермы;

– хроническое изъязвление;

– дисфункция потовых и сальных желез;

– повышенная чувствительность кожи к травме;

– поседение и выпадение волос.

- сокращение продолжительности  жизни. В качестве порога для этого эффекта у млекопитающих называют дозу 0,04 Гр. По расчетам, при облучении человека в больших дозах сокращение продолжительности жизни составит 1–15 сут на каждую 0,01 Гр при однократном облучении. Показано, что сокращение продолжительности жизни у облученных в малых дозах групп людей связано с избыточной смертностью от вызванных облучением опухолей, лейкозов; т. е. это сокращение продолжительности жизни вследствие развития стохастических эффектов. В то же время считают (НКДАР ООН, 1982 г.), что облучение в дозах до 0,01 Гр в неделю не вызывает поддающегося обнаружению неспецифического сокращения продолжительности жизни.

Некоторые из детерминированных эффектов могут быть обратимы при условии, что повреждение не слишком тяжелое. Примером таких функциональных эффектов являются:

-уменьшение секреции экзо- и эндокринных желез (например, слюнных);

- неврологические эффекты (например, изменение ЭЭГ);

-сосудистые реакции (например, ранняя эритема или подкожный отек).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Защита организма от ионизирующего излучения

Существуют меры, способствующие снижению угрозы радиационного поражения организма. От внешних источников ионизирующих излучений (рентгеновское, гамма-кванты, нейтроны, альфа-частицы и др.) организм защищают при помощи экранов из материалов, поглощающих радиацию. Чтобы радиоактивные вещества не попали внутрь организма, необходимо правильно организовать работу с источниками излучения, обеспечить персонал индивидуальными средствами защиты (комбинезоны, пневмокостюмы, обувь и др.), соблюдать правила личной гигиены, а также методики сбора, сохранения, обработки и удаления радиоактивных отходов. Чтобы предотвратить облучение организма во время работы с источниками ионизирующих излучений, проводят дозиметрический контроль. Если облучения организма невозможно избежать, степень лучевого поражения можно ослабить, применяя радиозащитные средства (радиопротекторы) - витамины, серосодержащие вещества, аминокислоты, гормоны и др. Они повышают естественную устойчивость организма к ионизирующим излучениям - радиоустойчивость. Для выведения радионуклидов из организма используют разнообразные адсорбенты, самым доступным и распространенным из которых является активированный уголь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

   1. Исследования в области измерений ионизирующих излучений. Под редакцией М.Ф. Юдина, Ленинград, 1985.

   2. http://www.uic.ssu.samara.ru/~nauka/PHIZ/STAT/ATOM/atom.html

   3. http://www.atomphysics.cjb.net/

  4. http://www.aip.org/history/electron/