Радиация и здоровье населения Вопросы Фоновое

Радиация и здоровье населения

Вопросы: • Фоновое облучение человека и его характеристика. • Воздействие радиации на организм человека. • Основные биологические реакции организма человека на воздействие ионизирующего излучения. • Нормы радиационной безопасности при внутреннем и внешнем облучении.

Радиоактивность – самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений. • системная единица (в системе СИ) – беккерель (Бк), равная одному ядерному превращению в секунду; • несистемная (специальная) единица – кюри (Кu), равная 3, 7 х1012 беккерелей.

Ионизирующее излучение – любое излучение (кроме • ультрафиолетового и видимой части спектра), которое приводит к образованию электрических зарядов различных знаков. Представляет собой поток частиц и квантов, способных прямо или косвенно вызывать ионизацию атомов или молекул в облучаемом объекте. В результате происходит разрыв химических связей, и наблюдаются биологически важные изменения (поражения).

Виды ионизирующих излучений: • электромагнитное (гамма- излучение, рентгеновское излучение – x-лучи); • корпускулярное (альфа, бетта -излучения, нейтронное и др. ).

Радиационный фон - ионизирующее излучение от природных источников космического и земного происхождения, а также от искусственных радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека.

Выделяют: 1. 2. 3. естественный (природный) радиационный фон (ЕРФ) ионизирующее излучение, действующее на человека на поверхности Земли, от природных источников космического и земного происхождения; технологически измененный естественный радиационный фон (ТИЕРФ) – естественный фон излучения, количественно увеличенный в результате хозяйственной деятельности людей, не связанной с применением радиационных технологий; искусственный радиационный фон (ИРФ) – излучение, обусловленное рассеянными в биосфере искусственными радионуклидами.

Источники формирующие природный фон, подразделяются: • • • внешние источники внеземного происхождения (космические излучения); внешние источники земного происхождения (радионуклиды земной коры, воды, воздуха); внутренние источники, т. е. радионуклиды естественного происхождения, содержащиеся в организме (изотопы 40 К и 14 С, отложившиеся в костях радий и торий, радон, растворенный в тканях организма).

Особенности воздействия излучений космического происхождения : • на северных и южных полюсах наблюдаются более высокие уровни радиации по сравнению с экваториальной областью благодаря геомагнитному полю Земли, отклоняющему заряженные частицы; • уровень облучения выше, чем больше высота над уровнем моря; • уровень облучения зависит от времени воздействия (например, длительность перелета Нью-Йорк – Париж в зависимости от вида самолета: обычный турбореактивный – 5 о мк. Зв, сверхзвуковой – на 20% меньше, но более интенсивно)

Воздействия излучений земного происхождения определяются: • характеристикой горных пород, содержащих радиоактивные элементы (семейства тория, урана и т. д. ); • радиоактивностью почв (радиоактивность почв определяют – К-40, U-238, Ra – 226, Po – 210); • радиоактивностью поверхностных и подземных вод (источник – горные породы, почвы определяется преимущественно содержанием К 40, Ra-222, Ra-226, U); • радионуклидами приземной атмосферы (Ra-222, Ra-220), которые поступают из почв, подземных и океанических вод.

Внутреннее облучение: • основные радионуклиды: К - 40, U – 238 и т. д. ; • специфика внутреннего облучения населения обусловлена особенностями региона: - район Крайнего Севера (Мурманская, Архангельская области, республика Коми) – у коренного населения (оленеводов) в 10 -30 раз выше содержание Pb-210 в костной ткани, Cs – 137 во всем организме в результате их накопления по цепи «лишайник – северный олень); - район Западной Австралии – в организме в 75 раз выше содержание урана.

2. Технологически измененный естественный радиационный фон • Источники: - изготовление и использование строительных материалов (использование угольной золы в качестве добавки к цементу, асфальту, бетонам); - добыча полезных ископаемых (добыча и использование фосфатных руд сопровождается выбросом радионуклидов семейства U – 238, при промышленной переработке фосфатов в воздух выбрасывается Ra-226, Po-210, Pb 210); - добыча, использование и выброс в окружающую среду продуктов сгорания органического топлива ( наибольший вклад в дозу облучения имеет уголь вследствие широкого применения (калий 40 - 50 Бк/кг, уран -238 и торий - 232 по 20 Бк/кг; на ТЭС образуется 200 млн. т/год угольной золы; при использовании угля для отопления домов расход его меньше, но больше выброс пыли в атмосферу, соответственно, доза облучения выше; - изготовление и использование минеральных удобрений; - использование бытовых приборов (часы с люминесцентным циферблатом, цветной телевизор).

Искусственный радиационный фон • Источники: - радиоактивные выпадения вследствие испытания ядерного оружия (периоды наиболее интенсивных испытаний – 1954 -1958 – США, Великобритания, СССР, 1961 -1962 – США, СССР. После 1963 испытания в атмосфере и под водой в СССР и США были прекращены, несколько серий испытаний в атмосфере до 1981 года были проведены Францией и Китаем. Подземные испытания проводятся и в настоящее время); - объектов атомного цикла (вследствие добычи, переработки и захоронения радиоактивного сырья и отходов; - работа АЭС; - использование рентген-радиоизотопной диагностики и лечения;

Структура ионизирующего облучения, получаемая населением за год: • 54% - радон, содержащийся в жилье и атмосфере; • 14% - медицинская радиология; • 11% - излучение, получаемое человеком в результате вдыхания воздуха, потребления воды и пищи; • 8% - горные породы и почвы; • 8% - космические лучи; • 3% - антропогенные источники; • 2% - ядерные испытания.

Основные источники облучения населения России и обусловленные ими эффективные эквивалентные дозы (Нормы радиационной безопасности, 1999; Э. Крисюк и соавт. , 1989) Источники излучения Доза, мк. Звгод Природные Космические лучи: на поверхности Земли 320 Гамма-излучение: фоновое дополнительное (стройматериалы) 300 110 Внутреннее излучение: бета-излучатели альфа-излучатели Дополнительное: удобрения сжигание угля Радон – 222, радон – 220; фоновое дополнительное: стройматериалы почва 200 160 0, 3 2 280 480 1090

Искусственные: Медицинское обследование: 1230 рентгенодиагностика 1200 радионуклидная диагностика 30 Остальные источники: 53, 1 искусственные испытания ядерного оружия 20 ядерная энергетика 0, 1 профессиональное облучение 3 последствия аварии на ЧАЭС 30 Всего 4200

Мерой ионизирующего излучения является доза, выделяют: • • экспозиционная доза (Х) – это доза рентгеновского или гамма-излучения, характеризующаяся по ионизирующему эффекту в воздухе. Единицы измерения – системная (СИ) – кулон на килограмм (Клкг), несистемная – рентген (Р). 1 Клкг=3876 Р; Поглощенная доза (Д) - средняя энергия, переданная ионизирующим излучением единице массы облучаемого вещества. Единицы измерения: 1 Дж/кг = 1 Гр (грей) (СИ); рад (внесистемная), 1 Гр = 100 рад; Эквивалентная доза (Н) - поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий коэффициент для данного облучения (Q). Н = Д x Q, где Q - характеризует особенности действия различных видов излучений. Единицы измерения: Зиверт (Зв) (СИ), бэр (внесистемная), 1 Зв = 100 бэр; коэффициент для рентген, бетта и гамма излучений =1, для альфа=20; эффективная доза (Е) – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты: Е= ∑ НТ x WТ, где НТ – эквивалентная доза в органе или ткани, а WТ взвешивающий коэффициент для органа или ткани. Единица эффективной дозы – Зв.

Взвешивающие коэффициенты для ткани и органов Ткани и органы Взвешивающий коэффициент WТ, Гонады 0, 20 Красный костный мозг 0, 12 Толстый кишечник 0, 12 Легкие 0, 12 Желудок 0, 12 Мочевой пузырь 0, 05 Грудная железа 0, 05 Печень 0, 05 Щитовидная железа 0, 05 Кожа 0, 01

Показатели, характеризующие эффект воздействия ионизирующих излучений на группы населения: • • • эквивалентная или эффективная ожидаемая доза при внутреннем облучении – доза за время, прошедшее после поступления радиоактивных веществ в организм, если время не определено, то его следует принять равным 50 годам для взрослых и 70 годам для детей; эффективная (эквивалентная) годовая доза - сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год. Единицы измерения – Зиверт (Зв); эффективная коллективная доза – мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения, равная сумме индивидуальных эффективных доз. Единица измерения – человеко. Зиверт (чел. -Зв).

Особенности биологического воздействия ионизирующей радиации: • неощутимость воздействия; • способность к кумуляции (наличие скрытого периода); • морфологические и функциональные изменения элементов организма, которые определяются различной чувствительностью отдельных органов и тканей к воздействию ионизир. излучения; • зависимость степени повреждения от поглощенной дозы.

Стадии радиационного поражения клетки • физическая; • химическая; • биохимическая.

Радиочувствительность клеток в значительной мере зависит от: • скорости биосинтетических процессов; • уровня окислительного фосфорилирования; • содержания воды; • скорости роста клеток.

Клетки тканей организма человека по степени возрастания радиочувствительности • нервная ткань → хрящевая и костная → мышечная → соединительная → щитовидная железа → пищеварительные железы → легкие → кожа → слизистые оболочки → половые железы → лимфатическая ткань, костный мозг.

Уровни возникновения мутаций: • генный; • хромосомный (делеция, дупликация, инверсия, транслокация); • геномный.

Особенности действия ионизирующей радиации на организм человека и животных • • • Эффект воздействия зависит от: уровня поглощенной дозы; времени облучения; мощности дозы; объема облучаемых тканей и органов; вида облучения.

При воздействии на организм ионизирующая радиация может вызывать два вида эффектов: • стохастические - вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением, не имеющие дозового порога возникновения, вероятность возникновения которых пропорциональна дозе и для которых тяжесть проявления не зависит от дозы (злокачественные новообразования, наследственные и врожденные заболевания); • нестохастические (детерминированные) - это те эффекты, тяжесть которых варьирует в зависимости от дозы и для которых существует порог (лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие).

Острая лучевая болезнь • 100 - 200 бэр - первая степень ОЛБ (легкая); • 200 - 300 бэр - вторая степень ОЛБ (средняя); • 300 - 500 бэр - третья степень ОЛБ (тяжелая); • 500 бэр - четвертая степень (крайне тяжелая).

Лучевые ожоги: • 500 бэр - реакция I степени; • до 800 бэр - II степень; • до 1200 бэр - III степень; • 1200 бэр - IV степень.

Внутреннее облучение • это воздействие на организм ионизирующих излучений радиоактивных веществ, находящихся внутри организма.

• На основании экспериментальных данных Национальное бюро стандартов США разработало рекомендации о недопустимости накопления в организме в течении всей жизни человека более 1 мкг радия, т. к. вероятность возникновения злокачественных новообразований при превышении этой величины резко возрастает.

• Допустимое содержание радиоактивных веществ в организме зависит от степени их опасности при попадании внутрь и определяется их радиотоксичностью. • Радиотоксичность - свойство радиоактивных изотопов вызывать большие или меньшие патологические изменения при попадании их в организм.

Радиотоксичность зависит от: • • • вида радиоактивного превращения; средней энергии одного акта распада; схемы радиоактивного распада; пути поступления радиоизотопа; характера распределения изотопа в организме; • времени пребывания изотопа в организме.

Основы радиационной безопасности • Радиационная безопасность населения состояние защищенности настоящих и будущих поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующих излучений. • Радиационный риск - вероятность возникновения у человека или его потомства какого-либо вредного эффекта в результате облучения.

Нормы радиационной безопасности • Категория А - персонал - лица, которые постоянно или временно непосредственно работают с источниками ионизирующих излучений. • Категория Б - ограниченная часть населения, которые не работают непосредственно с источниками излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию радиоактивных веществ. • Категория В - оставшееся население.

Группы критических органов: • I группа - все тело, гонады, красный костный мозг; • II группа - мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, селезенка, почки, легкие, ЖКТ, хрусталик глаза и т. д. ; • III группа - кожный покров, костная ткань.

Нормы радиационной безопасности (дозовые пределы)

Благодарю за внимание