Излучения – неотъемлемая часть жизни современного человека. Исключить контакт с источниками, испускающими энергию в виде волн, практически невозможно. Дом, работа, транспорт, отдых – везде человек подвергается опасности. Сталкиваясь с разными видами излучений, живой организм получает больший или меньший урон здоровью. Однако самым опасным излучением для человека является радиация – ее влияние чаще всего приводит к летальному исходу и необратимым последствиям.
Радиоактивное излучение как самое опасное для человека
Радиационное излучение (радиация) – наиболее опасно для человека. Отличительная особенность – способность ионизировать вещества, находящиеся на длинном расстоянии, нарушая естественные процессы жизнедеятельности живых организмов.
Это единственный вид излучения, обладающий такой высокой проникающей способностью. В отличие от остальных видов электромагнитных волн, радиоактивное излучение испускает не только энергию, но и мельчайшие частицы (атомы или их осколки), способные пронизывать все предметы и живые организмы насквозь.
Своим воздействием радиация способна нарушить свойства таких материалов, как металл, не говоря о живых организмах. Человеческий организм функционирует при помощи электромагнитных импульсов, нарушить которые радиации не составит труда.
Существуют несколько видов радиации, в основе деления которых лежит вид частиц, испускаемых при излучении и способность ионизировать вещества:
- Радиация с альфа-частицами. Такое излучение не является особо опасным для человека, так как обладает небольшой испускающей способностью, составляющей 10 см. Размер излучаемых частиц настолько большой, что его может остановить воздух, листок бумаги, одежда. Для получения облучения нужно, чтобы радиоактивное вещество попало внутрь организма через рот или нос.
Попадание источника радиации в организм наносит наибольший урон: лучевая болезнь со смертельным исходом.
- Радиация с бета-частицами. Размер бета-частиц меньше предыдущих, поэтому проникающая способность увеличивается до 20 м. Однако способность ионизации в разы меньше, поэтому ее воздействие наносит меньше вреда живым организмам.
- Радиация с гамма-частицами. Гамма-частицами называют фотоны, испускаемые во время гамма-распада ядра. Частицы в нем входят в «противостояние», в результате чего появляется избыточная энергия, которая излучается. Проникающая способность такого излучения высокая и способна наносить вред на расстоянии до сотен метров.
- Рентгеновское излучение – самое опасное излучение для человека, так как вероятность контакта с источником в сотни раз выше. Оно схоже с гамма-излучением своей природой.
Получить облучение радиацией можно двумя способами:
- внешним, когда радиация контактирует с внешними оболочками человека (в этом случае опасны гамма-лучи и рентгеновские);
- внутренним, когда источник радиации попадает внутрь (в этом случае опасно альфа- и бета-излучение).
Наиболее опасным считается второй способ облучения, так как источник радиации находится внутри и излучает негативную энергию, соприкасаясь с внутренними тканями. От внешнего контакта с частицами электромагнитного поля защищает одежда, воздух, стены.
Все виды радиации сопровождаются ионизацией клеток организмов, что приводит к появлению свободных радикалов, отравляющих соприкасающиеся клетки. Специалисты выявили определенную закономерность воздействия радиации на организм человека:
- первыми страдают кроветворные клетки, наступает анемия, лейкоз крови;
- затем воздействию подвергаются органы желудочно-кишечного тракта, о чем свидетельствует тошнота, рвота, диарея;
- поражаются половые клетки, функция размножения сводится к нулю, наступает половое бесплодие и онкологические заболевания (женщины менее подвержены удару, нежели мужчин);
- поражаются органы зрения, возникает лучевая катаракта и слепота;
- человек теряет волосяной покров;
- увеличивается риск появления онкологии – рак молочных желез, рак щитовидной железы, рак легких;
- генетические мутации (могут мутировать как гены, так и набор хромосом).
Опасность для детей возрастает в несколько раз. Чем младше ребенок, тем губительнее радиация воздействует на кости и головной мозг. Проявляется это в остановке роста костей, что приводит к патологиям, в головном мозге нарушаются процессы, приводящие к потере памяти, нарушению развития умственных способностей.
Для детей, находящихся в утробе матери, влияние особо пагубно в первом триместре. В этот период формируется кора головного мозга, а радиация нарушит этот процесс, и ребенок либо родится мертвым, либо с явными патологиями.
Радиация – разновидность электромагнитного излучения. Имеет еще несколько видов излучений, способных приносить вред здоровью человека: радиоволны, ультрафиолетовое, инфракрасное, лазерное.
Радиоволны и их влияние на человека
Радиоволны представляют собой низкочастотные волны (до 6 тыс. ГГц). Источников их излучения много: мобильные телефоны, радио, различные беспроводные устройства (Bluetooht), радионяни.
Человек и радиоволны могут существовать рядом долгие годы. Низкая приникающая способность радиоволн обеспечивает контакт только с кожными покровами. Они могут нагреваться, что чревато для человека повышенным потоотделением.
Смертельную угрозу радиоволны несут людям с проблемами сердца, у которых установлен сердечный кардиостимулятор. Этот прибор чувствителен к различным колебаниям в виде волн.
Инфракрасное излучение и его вред
Коротковолновые ИК-лучи пагубно влияют на человека, так как способны существенно нагревать кожные покровы. Способность проникать на несколько сантиметров под кожу может спровоцировать ожоги, волдыри, солнечный удар с последующей госпитализацией.
Большую угрозу ИК-свет несет для глаз. Длительное воздействие на сетчатку приводит к судорогам, водно-солевому дисбалансу, катаракте.
Оптическое излучение и его влияние на человека
Оптическое или лазерное излучение – характеризуется его видимостью в виде луча, а также атомной природой происхождения. Лазерное излучение схоже с природой света, но свет на улице – явление естественное, а лазер – вынужденное свечение.
Длинные лазерные волны не способны нанести вред живым существам, но короткие высокочастотные волны при длительном воздействии угрожают:
- поражением органов зрения (катаракта, поражение сетчатки, помутнение хрусталика, отек век);
- перегревом кожных покровов, их покраснением, разрушением внутренних слоев эпидермиса, отмиранием участков кожи;
- расстройством сердечно-сосудистой и центральной нервной систем.
Ультрафиолетовое излучение и его негативное влияние
Ультрафиолетовое излучение – тесно связано с инфракрасным излучением. Особенностью УФ-лучей является химическая реакция, которая происходит во время излучения. Основным источником УФ-импульсов является солнце, но от его пагубных лучей защищает озоновый слой атмосферы.
Опасность представляют приборы в быту: сварочный аппарат, солярий, ультрафиолетовые лампы.
Длительное воздействие коротковолновых УФ-волн приводит не только к загару кожи, но и к ее травматизму. Способность проникать в глубокие слои кожи влечет за собой ожоги, и мутагенез (нарушение в клетках кожи на генном уровне). Как результат – онкологическое заболевание под названием меланома с пессимистическим прогнозом.
Важно! Глаза очень чувствительны к ультрафиолету, столкновение со средневолновым излучением приводит к электроофтальмии, то есть ожогу сетчатки.
Электромагнитные поля разных частот взаимодействуют с человеком постоянно и приносят ущерб в той или иной мере. Однако только радиация проникает в клетки организма незаметно, вызывая самые серьезные и необратимые последствия: мутация, генетические нарушения, онкологические опухоли. Эти последствия могут возникать не сразу, а спустя годы, ведь вывести радионуклиды из организма – дело многих лет.
Именно поэтому – это радиация, своевременно защититься от которой порой невозможно.
Ранее люди, чтобы объяснить то, что они не понимают, придумывали различные фантастические вещи - мифы, богов, религию, волшебных существ. И хотя в эти суеверия всё ещё верит большое количество людей, сейчас нам известно, что у всего есть своё объяснение. Одной из наиболее интересных, таинственных и удивительных тем является излучение. Что оно собой представляет? Какие его виды существуют? Что такое излучение в физике? Как оно поглощается? Можно ли защититься от излучения?
Общая информация
Итак, выделяют следующие виды излучений: волновое движение среды, корпускулярное и электромагнитное. Наибольшее внимание будет уделено последнему. Относительно волнового движения среды можно сказать, что оно возникает как результат механического движения определённого объекта, что вызывает последовательное разрежение или сжатие среды. В качестве примера можно привести инфразвук или ультразвук. Корпускулярное излучение - это поток атомных частиц, таких как электроны, позитроны, протоны, нейтроны, альфа, что сопровождается естественным и искусственным распадом ядер. Об этих двух пока и поговорим.
Влияние
Рассмотрим солнечное излучение. Это мощный оздоровительный и профилактический фактор. Совокупность сопутствующих физиологических и биохимических реакций, что протекают при участии света, назвали фотобиологическими процессами. Они берут участие в синтезе биологически важных соединений, служат для получения информации и ориентации в пространстве (зрение), а также могут вызывать вредные последствия, как то появление вредных мутаций, разрушение витаминов, ферментов, белков.
Об электромагнитном излучении
В дальнейшем статья будет посвящена исключительно нему. Что такое излучение в физике делает, как влияет на нас? ЭМИ представляет собой электромагнитные волны, что испускаются заряженными молекулами, атомами, частицами. В качестве крупных источников могут выступать антенны или другие излучающие системы. Длина волны излучения (частота колебания) вместе с источников оказывает решающее значение. Так, в зависимости от этих параметров выделяют гамма, рентгеновское, оптическое излучение. Последнее делится на целый ряд других подвидов. Так, это инфракрасное, ультрафиолетовое, радиоизлучение, а также свет. Диапазон находится в пределах до 10 -13 . Гамма-излучение генерируют возбуждённые атомные ядра. Рентгеновские лучи можно получить при торможении ускоренных электронов, а также при их переходе не свободные уровни. Радиоволны оставляют свой след во время движения по проводникам излучающих систем (например, антенн) переменных электрических токов.
Об ультрафиолетовом излучении
В биологическом отношении наиболее активными являются УФ-лучи. При попадании на кожу они могут вызывать местные изменения тканевых и клеточных белков. Кроме этого, фиксируется воздействие на рецепторы кожи. Оно рефлекторным путём влияет на целый организм. Поскольку это неспецифический стимулятор физиологических функций, то он оказывает благоприятное влияние на иммунную систему организма, а также на минеральный, белковый, углеводный и жировой обмен. Всё это проявляется в виде общеоздоровительного, тонизирующего и профилактического действия солнечного излучения. Следует упомянуть и об отдельных специфических свойствах, что есть у определённого диапазона волн. Так, влияние излучений на человека при длине от 320 до 400 нанометров способствует эритемно-загарному действию. При диапазоне от 275 до 320 нм фиксируются слабо бактерицидный и антирахитический эффекты. А вот ультрафиолетовое излучение от 180 до 275 нм повреждает биологическую ткань. Поэтому, следует соблюдать осторожность. Длительное прямое солнечное излучение даже в безопасном спектре может привести к выраженной эритеме с отеками кожного покрова и существенному ухудшению состояния здоровья. Вплоть до повышения вероятности развития рака кожи.
Реакция на солнечный свет
В первую очередь следует упомянуть инфракрасное излучение. На организм оно оказывает тепловое воздействие, что зависит от степени поглощения лучей кожей. Для характеристики его влияния используется слово «ожог». Видимый спектр влияет на зрительный анализатор и функциональное состояние центральной нервной системы. А посредством ЦНС и на все системы и органы человека. Следует отметить, что на нас оказывает влияние не только степень освещенности, но и цветовая гамма солнечного света, то есть, весь спектр излучения. Так, от длины волны зависит цветоощущение и оказывается влияние на нашу эмоциональную деятельность, а также функционирование различных систем организма.
Красный цвет возбуждает психику, усиливает эмоции и дарит ощущение тепла. Но он быстро утомляет, способствует напряжению мускулатуры, учащению дыхания и повышению артериального давления. Оранжевый цвет вызывает ощущение благополучия и веселья, желтый поднимает настроение и стимулирует нервную систему и зрение. Зелёный успокаивает, полезен во время бессонницы, при переутомлении, повышает общий тонус организма. Фиолетовый цвет оказывает расслабляющее влияние на психику. Голубой успокаивает нервную систему и поддерживает мышцы в тонусе.
Небольшое отступление
Почему рассматривая, что такое излучение в физике, мы говорим в большей степени про ЭМИ? Дело в том, что именно его в большинстве случаев и подразумевают, когда обращаются к теме. То же корпускулярное излучение и волновое движение среды является на порядок менее масштабным и известным. Очень часто, когда говорят про виды излучений, то подразумевают исключительно те, на которые делится ЭМИ, что в корне не верно. Ведь говоря о том, что такое излучение в физике, следует уделять внимание всем аспектам. Но одновременно делается упор именно на наиболее важных моментах.
Об источниках излучения
Продолжаем рассматривать электромагнитное излучение. Мы знаем, что оно собой представляет волны, что возникают при возмущении электрического или магнитного поля. Этот процесс современной физикой трактуется с точки зрения теории корпускулярно-волнового дуализма. Так признаётся, что минимальная порция ЭМИ - это квант. Но вместе с этим считается, что у него есть и частотно-волновые свойства, от которых зависят основные характеристики. Для улучшения возможностей классификации источников выделяют разные спектры излучения частот ЭМИ. Так это:
- Жесткое излучение (ионизированное);
- Оптическое (видимое глазом);
- Тепловое (оно же инфракрасное);
- Радиочастотное.
Часть из них уже была рассмотрена. Каждый спектр излучения обладает своими уникальными характеристиками.
Природа источников
Зависимо от своего происхождения, электромагнитные волны могут возникать в двух случаях:
- Когда наблюдается возмущение искусственного происхождения.
- Регистрация излучения, идущего от естественного источника.
Что можно сказать о первых? Искусственные источники чаще всего представляют собой побочное явление, что возникает вследствие работы различных электрических приборов и механизмов. Излучение естественного происхождения генерирует магнитное поле Земли, электропроцессы в атмосфере планеты, ядерный синтез в недрах солнца. От уровня мощности источника зависит степень напряженности электромагнитного поля. Условно, излучение, что регистрируется, разделяют на низкоуровневое и высокоуровневое. В качестве первых можно привести:
- Практически все устройства, оборудованные ЭЛТ дисплеем (как, пример, компьютер).
- Различная бытовая техника, начиная от климатических систем и заканчивая утюгами;
- Инженерные системы, что обеспечивают подачу электроэнергии к разным объектам. В качестве примера можно привести кабель электропередач, розетки, электросчетчики.
Высокоуровневым электромагнитным излучением обладают:
- Линии электропередачи.
- Весь электротранспорт и его инфраструктура.
- Радио- и телевышки, а также станции мобильной и передвижной связи.
- Лифты и иное подъемное оборудование, где применяются электромеханические силовые установки.
- Приборы преобразования напряжения в сети (волны, исходящие от распределяющей подстанции или трансформатора).
Отдельно выделяют специальное оборудование, что используется в медицине и испускает жесткое излучение. В качестве примера можно привести МРТ, рентгеновские аппараты и тому подобное.
Влияние электромагнитного излучения на человека
В ходе многочисленных исследований ученые пришли к печальному выводу - длительное влияние ЭМИ способствует настоящему взрыву болезней. При этом многие нарушение происходят на генетическом уровне. Поэтому актуальной является защита от электромагнитного излучения. Это происходит из-за того, что ЭМИ обладает высоким уровнем биологической активности. При этом результат влияния зависит от:
- Характера излучения.
- Продолжительности и интенсивности влияния.
Специфические моменты влияния
Всё зависит от локализации. Поглощение излучения может быть местным или общим. В качестве примера второго случая можно привести эффект, что оказывают линии электропередачи. В качестве примера местного воздействия можно привести электромагнитные волны, что испускают электронные часы или мобильный телефон. Следует упомянуть и о термальном воздействии. За счет вибрации молекул энергия поля преобразуется в тепло. По этому принципу работают СВЧ излучатели, что используются для нагревания различных веществ. Следует отметить, что при влиянии на человека, термальный эффект всегда является негативным, и даже пагубным. Следует отметить, что мы постоянно облучаемся. На производстве, дома, перемещаясь по городу. Со временем негативный эффект только усиливается. Поэтому, все актуальнее становится защита от электромагнитного излучения.
Как же можно обезопасить себя?
Первоначально необходимо знать, с чем приходится иметь дело. В этом поможет специальный прибор для измерения излучения. Он позволит оценить ситуацию с безопасностью. На производстве для защиты используются поглощающие экраны. Но, увы, на использование в домашних условиях они не рассчитаны. В качестве начала можно соблюдать три рекомендации:
- Следует пребывать на безопасном расстоянии от устройств. Для ЛЭП, теле- и радиовышек это как минимум 25 метров. С ЭЛТ мониторами и телевизорами достаточно тридцати сантиметров. Электронные часы должны быть не ближе 5 см. А радио и сотовые телефоны не рекомендуется подносить ближе, чем на 2,5 сантиметра. Подобрать место можно с помощью специального прибора - флюксметра. Допустимая доза излучения, фиксируемая ним, не должна превышать 0,2мкТл.
- Старайтесь сократить время, когда приходится облучаться.
- Всегда следует выключать неиспользуемые электроприборы. Ведь даже будучи неактивными, они продолжают испускать ЭМИ.
О тихом убийце
И завершим статью важной, хотя и довольно слабо известной в широких кругах темой - радиационным излучением. На протяжении всей своей жизни, развития и существования, человек облучался естественным природным фоном. Естественное радиационное излучение может быть условно поделено на внешнее и внутреннее облучение. К первому относятся космическое излучение, солнечная радиация, влияние земной коры и воздуха. Даже строительные материалы, из которых создаются дома и сооружения, генерируют определённый фон.
Радиационное излучение обладает значительной проникающей силой, поэтому остановить его проблематично. Так, чтобы полностью изолировать лучи, необходимо укрыться за стеной из свинца, толщиной в 80 сантиметров. Внутреннее облучение возникает в тех случаях, когда естественные радиоактивные вещества попадают внутрь организма вместе с продуктами питания, воздухом, водой. В земных недрах можно найти радон, торон, уран, торий, рубидий, радий. Все они поглощаются растениями, могут быть в воде - и при употреблении пищевых продуктов попадают в наш организм.
Радиация – это невидимое человеческому глазу излучение, которое тем не менее оказывает мощнейшее влияние на организм. К сожалению, последствия облучения для человека исключительно негативные.
Изначально излучение влияет на организм извне. Оно исходит от естественных радиоактивных элементов, которые находятся в земле, а также попадает на планету из космоса. Также внешнее облучение исходит в микродозах от стройматериалов, медицинских рентгеновских аппаратов. Большие дозы облучения можно обнаружить на ядерных электростанциях, специальных физических лабораториях и урановых рудниках. Также крайне опасны полигоны испытания ядерного оружия и места захоронения радиационных отходов.
В определенной степени наша кожа, одежда и даже дома защищают от вышеперечисленных источников излучения. Но главная опасность радиации заключается в том, что облучение может быть не только внешним, но и внутренним.
Радиоактивные элементы могут проникать с воздухом и водой, через порезы в коже и даже сквозь ткани организма. В этом случае источник облучения действует намного дольше – пока он не будет выведен из тела человека. От него не защититься свинцовой плитой и невозможно уехать подальше, что делает ситуацию еще опаснее.
Дозировка облучения
Для того чтобы определить мощность облучения и степень воздействия радиации на живые организмы было придумано несколько шкал измерения. В первую очередь измеряется мощность источника излучения в Греях и Радах. Здесь все достаточно просто. 1 Гр=100Р. Именно так определяется уровень облучения с помощью счетчика Гейгера. Также используется шкала Рентген.
Но не стоит считать, что данные показания достоверно указывают на степень опасности для здоровья. Недостаточно знать мощность излучения. Влияние радиации на организм человека меняется также в зависимости от типа излучения. Всего их 3:
- Альфа. Это тяжелые радиоактивные частицы – нейтроны и протоны, которые несут наибольший вред для человека. Но они обладают малой пробивной силой и не способны проникнуть даже сквозь верхние слои кожи. Но при наличии ран или взвеси частиц в воздухе,
- Бета. Это радиоактивные электроны. Их пробивная способность – 2 см. кожи.
- Гамма. Это фотоны. Они свободно пронизывают тело человека, и защититься возможно только с помощью свинца или толстого слоя бетона.
Радиационное воздействие происходит на молекулярном уровне. Облучение приводит к образованию в клетках тела свободных радикалов, которые начинают разрушать окружающие вещества. Но, учитывая уникальность каждого организма и неравномерную чувствительность органов к действию радиации на человека, ученым пришлось ввести понятие эквивалентной дозы.
Для определения, чем опасна радиация в той или иной дозе, мощность излучения в Радах, Рентгенах и Греях умножается на коэффициент качества.
Для Альфа-излучения он равен 20, а для Бета и Гамма – 1. Рентгеновские лучи также имеют коэффициент 1. Полученный результат измеряется в Бэрах и Зивертах. При коэффициенте равном единице, 1 Бэр равен одному Раду или Рентгену, а 1 Зиверт равен одному Грею или 100 Бэрам.
Чтобы определить степень воздействия эквивалентной дозы на организм человека пришлось ввести еще один коэффициент риска. Для каждого органа он отличается, в зависимости от того как влияет радиация на отдельные ткани тела. Для организма в целом он равен единице. Благодаря этому получилось составить шкалу опасности радиации и ее влияния на человека при однократном воздействии:
- 100 Зиверт. Это быстрая смерть. Через несколько часов, а в лучшем случае дней нервная система организма прекращает свою деятельность.
- 10-50 – это смертельная доза, в результате которой человек умрет от многочисленных внутренних кровоизлияний спустя несколько недель мучений.
- 4-5 Зиверт – -смертность составляет около 50%. Из-за поражения костного мозга и нарушения процесса кроветворения организм погибает спустя пару месяцев или меньше.
- 1 Зиверт. Именно с этой дозы начинается лучевая болезнь.
- 0,75 Зиверта. Кратковременные изменения в составе крови.
- 0,5 – эта доза считается достаточной, чтобы стать причиной развития онкозаболеваний. Но других симптомов обычно не бывает.
- 0,3 Зиверта. Это мощность аппарата при получении рентгеновского снимка желудка.
- 0,2 Зиверта. Это безопасный уровень излучения, допустимого при работе с радиоактивными материалами.
- 0,1 – при данном радиационном фоне добывается уран.
- 0,05 Зиверта. Норма фонового облучения медицинской аппаратурой.
- 0,005 Зиверта. Допустимый уровень радиации возле АЭС. Также это годовая норма облучения для гражданского населения.
Последствия радиационного облучения
Опасное влияние радиации на организм человека обуславливается воздействием свободных радикалов. Они образуются на химическом уровне из-за воздействия облучения и поражают в первую очередь быстро делящиеся клетки. Соответственно в большей мере от радиации страдают органы кроветворения и половая система.
Но на этом радиационные эффекты облучения человека не ограничиваются. В случае с нежными тканями слизистых и нервных клеток, происходит их разрушение. Из-за этого могут развиваться разнообразные нарушения психической деятельности.
Часто из-за действия радиации на организм человека страдает зрение. При большой дозе радиации может наступить слепота вследствие лучевой катаракты.
Другие ткани тела претерпевают качественные изменения, что не менее опасно. Именно из-за этого многократно увеличивается риск онкологических заболеваний. Во-первых, меняется структура тканей. А во-вторых, свободные радикалы повреждают молекулу ДНК. Благодаря этому развиваются мутации клеток, что и приводит к раку и опухолям в различных органах тела.
Самое опасное, что данные изменения могут сохраняться и у потомков, из-за повреждения генетического материала половых клеток. С другой стороны, возможно и обратно воздействие радиации на человека – бесплодие. Также во всех без исключения случаях, радиационное облучение приводит к быстрому износу клеток, что ускоряет старение организма.
Мутации
Сюжет многих фантастических историй начинается с того, как радиация приводит к мутации человека или животного. Обычно мутагенный фактор дает главному герою разнообразные сверхспособности. В реальности радиация влияет немного иначе – в первую очередь генетические последствия радиации сказываются на будущих поколениях.
Из-за нарушений в цепочке молекулы ДНК, вызванных свободными радикалами, у плода могут развиваться различные отклонения, связанные с проблемами внутренних органов, внешними уродствами или нарушениями психики. При этом данное нарушение может распространяться и на будущие поколения.
Молекула ДНК участвует не только в размножении человека. Каждая клетка тела делится согласно программе, заложенной в генах. Если данная информация повреждается, клетки начинают делиться неправильно. Это приводит к образованию опухолей. Обычно оно сдерживается за счет иммунной системы, которая пытается ограничить поврежденный участок тканей, а в идеале и избавиться от него. Но из-за иммунодепрессии, вызванной радиацией, мутации могут распространяться бесконтрольно. Из-за этого опухоли начинают пускать метастазы, превращаясь в рак, или разрастаются и давят на внутренние органы, например мозг.
Лейкоз и другие виды рака
Из-за того, что влияние радиации на здоровье человека в первую очередь распространяется на кроветворные органы и кровеносную систему, наиболее частым следствием лучевой болезни является лейкоз. Его еще называют «раком крови». Его проявления затрагивают весь организм:
- Человек теряет в весе, при этом отсутствует аппетит. Его постоянно сопровождает слабость в мышцах и хроническая усталость.
- Появляются боли в суставах, они начинают сильнее реагировать на окружающие условия.
- Воспаляются лимфатические узлы.
- Увеличиваются печень и селезенка.
- Затрудняется дыхание.
- На коже обнаруживаются пурпурные высыпания. Человек часто и обильно потеет, могут открываться кровотечения.
- Проявляется иммунодефицит. Инфекции свободно проникают в тело, из-за чего часто поднимается температура.
До событий в Хиросиме и Нагасаки, врачи не считали лейкоз болезнью от радиации. Но 109 тысяч обследованных японцев подтвердили связь радиации и онкологических заболеваний. Также выяснилась вероятность поражения тех или иных органов. На первом месте оказался лейкоз.
Затем радиационные эффекты облучения людей чаще всего приводят к:
- Рак молочной железы. Поражается каждая сотая женщина, пережившая сильное радиационное облучение.
- Рак щитовидной железы. Им также страдает 1% облученных.
- Рак легких. Эта разновидность сильнее всего проявляет себя у облучаемых шахтеров урановых рудников.
К счастью, современная медицина вполне может справиться с онкологическими заболеваниями на ранних стадиях, если влияние радиации на здоровье человека было кратковременным и достаточно слабым.
Что влияет на последствия облучения
Влияние радиации на живые организмы сильно различается от мощности и типа излучения: альфа, бета или Гамма. В зависимости от этого одна и та же доза радиации может оказаться практически безопасной или привести к скоропостижной смерти.
Также важно понимать, что воздействие радиации на организм человека редко бывает одновременным. Получить дозу в 0.5 Зиверта за один раз – это опасно, а 5-6 – смертельно. Но сделав несколько рентгеновских снимков по 0,3 Зиверта в течение определенного времени, человек дает возможность организму очиститься. Поэтому негативные последствия радиационного облучения просто не проявляются, так как при суммарной дозе в несколько Зиверт, единовременно на тело будет действовать лишь малая часть облучения.
Кроме того, различные последствия действия радиации на человека сильно зависят от индивидуальных особенностей организма. Здоровое тело дольше сопротивляется разрушительному действию облучения. Но лучше всего для обеспечения безопасности радиации для человека, как можно меньше контактировать с излучением для минимизации ущерба.
В повседневной жизни человека ионизирующие излучения встречаются постоянно. Мы их не ощущаем, но не можем отрицать их воздействия на живую и неживую природу. Не так давно люди научились использовать их как во благо, так и в качестве оружия массового истребления. При правильном использовании эти излучения способны изменить жизнь человечества в лучшую сторону.
Виды ионизирующих излучений
Чтобы разобраться с особенностями влияния на живые и неживые организмы, нужно выяснить, какими они бывают. Также важно знать их природу.
Ионизирующее излучение - это особенные волны, которые способны проникать через вещества и ткани, вызывая ионизацию атомов. Существует несколько его видов: альфа-излучение, бета-излучение, гамма-излучение. Все они имеют разный заряд и способности действовать на живые организмы.
Альфа-излучение самое заряженное из всех видов. Оно обладает огромной энергией, способной даже в малых дозах вызывать лучевую болезнь. Но при непосредственном облучении проникает только в верхние слои кожи человека. От альфа-лучей защищает даже тонкий лист бумаги. В то же время, попадая в организм с едой или со вдохом, источники этого излучения довольно быстро становятся причиной смерти.
Бета-лучи несут немного меньший заряд. Они способны проникать глубоко в организм. При длительном облучении становятся причиной смерти человека. Меньшие дозы вызывают изменение в клеточной структуре. Защитой может послужить тонкий лист алюминия. Излучение изнутри организма также смертельно.
Самым опасным считается гамма-излучение. Оно проникает насквозь организма. В больших дозах вызывает радиационный ожог, лучевую болезнь, смерть. Защитой от него может быть только свинец и толстый слой бетона.
Особенной разновидностью гамма-излучения считаются рентгеновские лучи, которые генерируются в рентгеновской трубке.
История исследований
Впервые об ионизирующих излучениях мир узнал 28 декабря 1895 года. Именно в этот день Вильгельм К. Рентген объявил, что открыл особый вид лучей, способных проходить через разные материалы и человеческий организм. С этого момента многие врачи и ученые начали активно работать с этим явлением.
Длительное время никто не знал о его влиянии на человеческий организм. Поэтому в истории известно немало случаев гибели от чрезмерного облучения.
Супруги Кюри подробно изучили источники и свойства, которые имеет ионизирующее излучение. Это дало возможность использовать его с максимальной пользой, избегая негативных последствий.
Естественные и искусственные источники излучений
Природа создала разнообразные источники ионизирующего излучения. В первую очередь это радиация солнечных лучей и космоса. Большая ее часть поглощается озоновым шаром, который находится высоко над нашей планетой. Но некоторая их часть достигает поверхности Земли.
На самой Земле, а точнее в ее глубинах, есть некоторые вещества, продуцирующие радиацию. Среди них - изотопы урана, стронция, радона, цезия и другие.
Искусственные источники ионизирующих излучений созданы человеком для разнообразных исследований и производства. При этом сила излучений может в разы превышать естественные показатели.
Даже в условиях защиты и соблюдения мер безопасности люди получают опасные для здоровья дозы облучения.
Единицы измерения и дозы
Ионизирующее излучение принято соотносить с его взаимодействием с человеческим организмом. Поэтому все единицы измерения так или иначе связаны со способностью человека поглощать и накапливать энергию ионизации.
В системе СИ дозы ионизирующего излучения измеряются единицей, именуемой грей (Гр). Она показывает количество энергии на единицу облучаемого вещества. Один Гр равен одному Дж/кг. Но для удобства чаще используется внесистемная единица рад. Она равна 100 Гр.
Радиационный фон на местности измеряется экспозиционными дозами. Одна доза равна Кл/кг. Эта единица используется в системе СИ. Внесистемная единица, соответствующая ей, называется рентген (Р). Чтобы получить поглощенную дозу 1 рад, нужно поддаться облучению экспозиционной дозой около 1 Р.
Поскольку разные виды ионизирующих излучений имеют разный заряд энергии, его измерение принято сравнивать с биологическим влиянием. В системе СИ единицей такого эквивалента выступает зиверт (Зв). Внесистемный его аналог - бэр.
Чем сильнее и дольше излучение, тем больше энергии поглощается организмом, тем опаснее его влияние. Чтобы узнать допустимое время пребывания человека в радиационном загрязнении, используются специальные приборы - дозиметры, осуществляющие измерение ионизирующего излучения. Это бывают как приборы индивидуального пользования, так и большие промышленные установки.
Влияние на организм
Вопреки бытующему мнению, не всегда опасно и смертельно любое ионизирующее излучение. Это можно увидеть на примере с ультрафиолетовыми лучами. В малых дозах они стимулируют генерацию витамина D в человеческом организме, регенерацию клеток и увеличение пигмента меланина, дающего красивый загар. Но длительное облучение вызывает сильные ожоги и может стать причиной развития рака кожи.
В последние годы активно изучается воздействие ионизирующего излучения на человеческий организм и его практическое применение.
В небольших дозах излучения не причиняют никакого вреда организму. До 200 милирентген могут снизить количество белых кровяных клеток. Симптомом такого облучения будут тошнота и головокружение. Около 10% людей гибнут, получив такую дозу.
Большие дозы вызывают расстройство пищеварительной системы, выпадение волос, ожоги кожи, изменения клеточной структуры организма, развитие раковых клеток и смерть.
Лучевая болезнь
Длительное действие ионизирующего излучения на организм и получение им большой дозы облучения могут стать причиной лучевой болезни. Больше половины случаев этого заболевания ведут к летальному исходу. Остальные становятся причиной целого ряда генетических и соматических заболеваний.
На генетическом уровне происходят мутации в половых клетках. Их изменения становятся очевидными в следующих поколениях.
Соматические болезни выражаются канцерогенезом, необратимыми изменениями в разных органах. Лечение этих заболеваний длительное и довольно трудное.
Лечение лучевых поражений
В результате патогенного воздействия радиации на организм возникают различные поражения органов человека. В зависимости от дозы облучения проводят разные методы терапии.
В первую очередь больного помещают в стерильную палату, чтобы избежать возможности инфицирования открытых пораженных участков кожи. Далее проводят специальные процедуры, способствующие скорому выведению из организма радионуклидов.
При сильных поражениях может понадобиться пересадка костного мозга. От радиации он теряет способность воспроизводить красные кровяные клетки.
Но в большинстве случаев лечение легких поражений сводится к обезболиванию пораженных участков, стимулированию регенерации клеток. Большое внимание уделяется реабилитации.
Влияние ионизирующего излучения на старение и рак
В связи с влиянием ионизирующих лучей на организм человека ученые проводили разные эксперименты, доказывающие зависимость процессов старения и канцерогенеза от дозы облучения.
В лабораторных условиях подвергались облучениям группы клеточных культур. Вследствие этого удалось доказать, что даже незначительное облучение способствует ускорению старения клеток. При этом чем старше культура, тем больше она подвержена этому процессу.
Длительное же облучение приводит к гибели клеток или аномальному и быстрому их делению и росту. Этот факт свидетельствует о том, что ионизирующее излучение на организм человека оказывает канцерогенное действие.
В то же время воздействие волн на пораженные раковые клетки приводило к их полной гибели или остановке процессов их деления. Это открытие помогло разработать методику лечения раковых опухолей человека.
Практическое применение радиации
Впервые излучения начали использовать в медицинской практике. С помощью рентгеновских лучей врачам удалось заглянуть внутрь человеческого организма. При этом вреда ему практически не наносилось.
Далее с помощью облучения начали лечить раковые заболевания. В большинстве случаев этот метод оказывает положительное влияние, невзирая на то что весь организм подвергается сильному воздействию излучения, влекущему за собой ряд симптомов лучевой болезни.
Кроме медицины, ионизирующие лучи используются и в других отраслях. Геодезисты с помощью радиации могут изучить особенности строения земной коры на ее отдельных участках.
Способность некоторых ископаемых выделять большое количество энергии человечество научилось использовать в собственных целях.
Атомная энергетика
Именно за атомной энергией будущее всего населения Земли. Атомные электростанции выступают источниками сравнительно недорогого электричества. При условии их правильной эксплуатации такие электростанции намного безопаснее, чем ТЭС и ГЭС. От атомных электростанций намного меньше загрязнения окружающей среды как лишним теплом, так и отходами производства.
В то же время на основании атомной энергии ученые разработали оружие массового поражения. На данный момент на планете атомных бомб столько, что запуск незначительного их количества может стать причиной ядерной зимы, вследствие которой погибнут практически все живые организмы, населяющие ее.
Средства и способы защиты
Использование в повседневной жизни радиации требует серьезных мер предосторожности. Защита от ионизирующих излучений делится на четыре типа: временем, расстоянием, количеством и экранированием источников.
Даже в среде с сильным радиационным фоном человек может находиться некоторое время без вреда для своего здоровья. Именно этот момент определяет защиту временем.
Чем больше расстояние до источника излучения, тем меньше доза поглощаемой энергии. Поэтому стоит избегать близкого контакта с местами, где есть ионизирующее излучение. Это гарантированно убережет от нежелательных последствий.
Если есть возможность использовать источники с минимальным излучением, им в первую очередь отдается предпочтение. Это и есть защита количеством.
Экранирование же означает создание барьеров, через которые не проникают вредоносные лучи. Примером тому служат свинцовые ширмы в рентгеновских кабинетах.
Бытовая защита
В случае объявления радиационной катастрофы следует немедленно закрыть все окна и двери, постараться запастись водой из закрытых источников. Еда должна быть только консервированной. При перемещении на открытой местности максимально закрыть тело одеждой, а лицо - респиратором или влажной марлей. Стараться не заносить в дом верхнюю одежду и обувь.
Необходимо также приготовиться к возможной эвакуации: собрать документы, запас одежды, воды и еды на 2-3 суток.
Ионизирующие излучения как экологический фактор
На планете Земля довольно много загрязненных радиацией участков. Причиной тому служат как естественные процессы, так и техногенные катастрофы. Самые известные из них - авария на ЧАЭС и атомные бомбы над городами Хиросима и Нагасаки.
В таких местах человек не может находиться без вреда для собственного здоровья. В то же время не всегда есть возможность узнать заранее о радиационном загрязнении. Порой даже некритический радиационный фон может стать причиной катастрофы.
Причиной тому служит способность живых организмов поглощать и накапливать радиацию. При этом они сами превращаются в источники ионизирующего излучения. Всем известные «черные» анекдоты о чернобыльских грибах основаны именно на этом свойстве.
В таких случаях защита от ионизирующих излучений сводится к тому, что все потребительские продукты поддаются тщательному радиологическому изучению. В то же время на стихийных рынках всегда есть шанс купить именно знаменитые «чернобыльские грибы». Поэтому стоит воздержаться от покупок у непроверенных продавцов.
Человеческий организм склонен накапливать опасные вещества, вследствие чего происходит постепенное отравление изнутри. Неизвестно, когда именно дадут о себе знать последствия влияния этих ядов: через день, год или через поколение.