Лушов К.А. Влияние ионизирующих излучений на биологические объекты

Подождите немного. Документ загружается.

Расположение пунктов радиометрического контроля в 20-км зоне вокруг Курской АЭС.

Обобщённые результаты измерений

Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения в мкР/ч

Железногорск Курск Курчатов Льгов Обоянь Поныри Рыльск Тим Фатеж

Ср. 2003 г. 16 13 12 13 12 13 12 12 12

Макс. 2003 г. 17 16 16 18 14 17 15 16 15

Ср. 2002 г. 16 13 12 14 11 14 12 13 13

Обобщённые результаты измерения суммарной бета-активности проб

атмосферных аэрозолей

Объёмная суммарная бета-активность атмосферных аэрозолей, N∗10

–5

Бк/м

Пункт

Максимальная

суточная

Максимальная

среднемесячная

Средняя

2003 год

Средняя

2002 год

ур

88 24 14 16

Курчатов 30 10 4 4

При ежемесячном маршрутном обследовании 20-километровой зоны

Курской АЭС МЭД изменялась в пределах от 7 до 17 мкР/ч, среднее

значение на маршруте за год составило 11 мкР/ч.

Приземная атмосфера

Наблюдения за радиоактивным загрязнением приземной атмосферы

проводились путем ежесуточного отбора проб атмосферных аэрозолей с

помощью фильтрующих установок в Курске и Курчатове.

Превышений максимальных значений критерия экстремально -

высокого загрязнения (ЭВЗ) не наблюдалось. Среднегодовые значения не

отличались от значений 2002 года.

182

практических задач достаточно рассматривать следующие: изотропное,

косинусоидальное, мононаправленное. Иногда встречаются угловые

распределения, которые можно записать в виде комбинаций изотропных и

косинусоидальных угловых распределений излучений.

Источниками ионизирующих излучений являются радиоактивных

элементы и их изотопы, ядерные реакторы, ускорители заряженными

частиц и др. рентгеновские установки и высоковольтные источники

постоянного тока относятся к источникам рентгеновского

излучения.

Здесь следует отметить, что при нормальном режиме их

эксплуатации радиационная опасность незначительна. Она наступает при

возникновении аварийного режима и может долго проявлять себя при

радиоактивном заражении местности.

Радиоактивный фон, создаваемый космическими лучами (0,3

мЗв/год), дает чуть меньше половины всего внешнего облучения (0,65

мЗв/год), получаемого населением. Нет такого места на

Земле, куда бы ни

проникали космические лучи. При этом надо отметить, что Северный и

Южный полюса получают больше радиации, чем экваториальные районы.

Происходит это из-за наличия у Земли магнитного поля, силовые линии

которого входят и выходят у полюсов.

Однако более существенную роль играет место нахождения

человека. Чем выше поднимается он

над уровнем моря, тем сильнее

становится облучение, ибо толщина воздушной прослойки и ее плотность

по мере подъема уменьшается, а, следовательно, падают защитные

свойства.

Те, кто живет на уровне моря, в год получают дозу внешнего

облучения приблизительно 0,3 мЗв, на высоте 4000 метров – уже 1,7 мЗв.

На высоте 12 км доза облучения за счет космических

лучей возрастает

приблизительно в 25 раз по сравнению с земной. Экипажи и пассажиры

самолетов при перелете на расстояние 2400 км получают дозу облучения

10 мкЗв (0,01 мЗв или 1 мбэр), при полете из Москвы в Хабаровск эта

цифра уже составит 40 – 50 мкЗв. Здесь играет роль не только

продолжительность, но и высота полета.

Земная радиация, дающая ориентировочно 0,35

мЗв/год внешнего

облучения, исходит в основном от тех пород полезных ископаемых,

которые содержат калий – 40, рубидий – 87, уран – 238, торий – 232.

Естественно, уровни земной радиации на нашей планете неодинаковы и

колеблются большей частью от 0,3 до 0,6 мЗв/год. Есть такие места, где

эти показатели во много раз выше.

Внутренне облучение населения от естественных источников на

две

трети происходит от попадания радиоактивных веществ в организм с

пищей, водой и воздухом. В среднем человек получает около 180 мкЗв/год

за счет калия – 40, который усваивается организмом вместе с

нерадиоактивным калием, необходимым для жизнедеятельности. Нуклиды

свинца – 210, полония – 210 концентрируются в рыбе и моллюсках.

Поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, получают

относительно высокие дозы внутреннего облучения.

Жители северных районов, питающиеся мясом оленя, тоже

подвергаются более высокому облучению, потому что лишайник, который

употребляют олени в пищу зимой, концентрирует в себе значительные

количества радиоактивных изотопов полония и свинца.

За последние десятилетия человек усиленно занимался

проблемами

ядерной физики. Он создал сотни искусственных радионуклидов, научился

использовать возможности атома в самых различных отраслях - в

медицине, при производстве электро- и тепловой энергии, изготовлении

светящихся циферблатов часов, множества приборов, при поиске полезных

ископаемых и в военном деле. Все это, естественно, приводит к

дополнительному облучению людей. В большинстве случаев дозы

невелики, но иногда техногенные источники оказываются во много тысяч

раз интенсивнее, чем естественные.

Дозиметрия и радиометрия

(средства и методы обнаружения и регистрации ионизирующих

излучений, дозиметрические и радиометрические приборы, принцип

их работы и назначение.)

Дозиметрия - раздел ядерной физики и измерительной техники, в

котором изучают величины, характеризующие действие ионизирующего

излучения на

вещества, а также методы и приборы для его качественного и

количественного измерения.

Радиометрия – раздел прикладной ядерной физики, который

разрабатывает теорию и практику измерения радиоактивности и

идентификацию радиоизотопов.

Несмотря на различие задач радиометрии и дозиметрии, базируются

они на общих методических принципах обнаружения и регистрации

ионизирующих излучений.

Биологическое действие рентгеновского и ядерного

излучений на

организм обусловлено ионизацией и возбуждением атомов и молекул

биологической среды. На процесс ионизации излучения растрачивают

свою энергию (ионизационные потери). В результате взаимодействия

излучений с биологической средой живому организму передается

определенная величина энергий. Часть поступающего излучения, которая

пронизывает облучаемый объект (без поглощения), действия на него не

оказывает. Поэтому основная

величина, характеризующая действие

излучения на организм, находится в прямой зависимости от количества

поглощенной энергии.

Радиоактивные излучения не воспринимаются органами чувств. Эти

излучения могут быть обнаружены (детектированы) при помощи приборов

и приспособлений, работа которых основана на физико-химических

Радиационная обстановка в Курской области на 2003 год.

Радиационный мониторинг на территории Курской области

осуществлялся силами Курского (ЦГМС-Р) по следующим

направлениям: 1) измерения мощности экспозиционной дозы гамма-

излучения (МЭД) в 9 стационарных пунктах (8 раз в сутки); 2) отбор

и анализ проб атмосферных выпадений в 5 пунктах (ежесуточно); 3)

отбор и анализ проб атмосферных аэрозолей в 2 пунктах - Курск,

Курчатов (ежесуточно).

В дополнение к наблюдениям в стационарных пунктах,

осуществлялся ежемесячный контроль уровней радиоактивного

загрязнения в 20-километровой зоне Курской АЭС путем отбора и

анализа проб снега, воды и растительности, а также измерения

мощности экспозиционной дозы (МЭД) на маршруте.

Примечание: ХФК – хозяйственно-фекальная канализация, ПЛК

- производственно - ливневая канализация.

Мощность экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения.

Среднемесячные значения МЭД изменялись от 10 мкР/ч (Тим)

до 16 мкР/час (Железногорск). Повышенные уровни МЭД в

Железногорске обусловлены влиянием остаточного загрязнения

территории после катастрофы на Чернобыльской АЭС в 1986 году.

Единичные измерения на пунктах не превышали среднемесячных

значений на величину, большую трёх среднеквадратических

отклонений от среднего

. Среднегодовые значения МЭД существенно

не отличались от средних за 2002 год.

Расположение пунктов в 100-км зоне вокруг Курской АЭС:

● - наблюдения за гамма-фоном

▲ - наблюдения за атмосферными выпадениями

■ - наблюдения за атмосферными аэрозолями

Дмитровск-Орловский

181

Иными словами, экстремальные условия существования приводят к

искажению процессов восприятия и, как следствие, - к формированию

искаженной картины мира. Ситуация с радиационным заражением

интересна еще и тем, что радиация не ощущается непосредственно

органами чувств, а поступает по другим, в основном социокультурным

каналам. Следовательно, существует принципиальная возможность

управления процессами формирования такого образа окружающей

действительности, который будет помогать человеку максимально

использовать свои резервы в процессе адаптации к резко ухудшающимся

условиям существования. К сожалению, несмотря на то, что чрезвычайные

ситуации и локальные экологические катастрофы учащаются, к

психологам и экологическим психологам пока прислушиваются редко.

180

эффектах, возникающих при взаимодействии излучении с веществом.

Практике наиболее употребительны ионизационные детекторы излучений,

которые измеряют непосредственные эффекты взаимодействия излучения

с веществом- ионизация газовой среды (ионизационные камеры,

пропорциональные счетчики и счетчики Гейгера- Мюллера, а также

коронные и искровые счетчики).

Другие методы предусматривают измерение вторичных эффектов,

обусловленных ионизацией - фотографический, люминесцентный,

химический, калориметрический и

др.

Ионизационные детекторы излучения представляют собой

заполненную воздухом или газом камеру с электродами для создания в ней

соответствующего электрического поля.

Рис. Схема работы ионизационной камеры:

1. камера, заполненная воздухом или газом; 2. анод; 3. катод; 4.

изолятор; 5. прибор для измерения ионизационного тока камеры; 6.

источник питания.

Ионизационная камера - один из распространенных детекторов

излучения. Ее применяют для измерения всех типов ядерных излучений.

По конструктивному оформлению ионизационные камеры могут быть

плоские, цилиндрические и сферические с объемом воздуха

0,5-5 л. Есть

миниатюрные ионизационные камеры - наперстковые, смонтированные в

футляре, по форме похожей на авторучку. Их используют как

индивидуальные дозиметры (ДК-0,2, КИД-1 и КИД-2, ДП-22В, ДП-24 и

др.). Воздушный объем таких камер колеблется от нескольких кубических

сантиметров до их долей.

Камеры с большим объемом более чувствительны, поэтому для

измерения малых

доз излучения используются камеры с большим

объемом.

В плоской ионизационной камере электроды имеют вид пластин.

Они заключены в корпус и разделены газовым слоем. Цилиндрическая

ионизационная камера состоит из плоского цилиндра, по оси которого

расположен металлический стержень – собирающий электрод. Высокое

напряжение подводят к собирающему электроду, а цилиндрический

корпус заземляют.

Ионизационные камеры в зависимости от назначения и конструкции

могут работать в импульсном и токовым (интегральном) режимах.

Импульсные камеры используют для регистрации отдельных тяжелых

заряженных частиц (α - частиц, протонов и т.д.). удельная ионизация

легких частиц (электронов

, позитронов) сравнительно мала, поэтому

регистрация их в импульсном режиме неэффективна. Токовые камеры

применяют для измерения интенсивности всех типов излучения, которые

пропорциональны среднему току, проходящему через камеру. Величина

ионизационного тока пропорциональна энергии излучения, то

ионизационные камеры измеряют ток насыщения в единицу времени, т.е.

мощность дозы данного излучения. Поэтому они могут

быть

отградуированы в единицах мощности дозы. Ионизационные камеры

могут быть использованы не только для измерения дозы излучения, но и ее

мощности.

Пропорциональные счетчики выгодно отличаются от ионизационной

камеры тем, что начальное усиление первичной ионизации происходит

внутри самого счетчика (Ку = 10

- 10

). Наличие пропорциональности

усиления в счетчиках позволяет определить энергию ядерных частиц и

изучать их природу. Пропорциональные счетчики изготовляют и

торцового типа, например САТ-7 и САТ-8 (счетчик α- частиц торцовый),

СИ-3Б и др. Чтобы обеспечить проникновение в плоскость счетчика α –

частиц, входное слюдяное окно делают очень тонким (4-10 мкм).

Наполняют счетчик смесью

неона с аргоном почти до уровня

атмосферного давления. Есть счетчики открытые, рабочая полость

которых сообщается с внешним воздухом. Такие счетчики работают при

атмосферном давлении, они допускают непрерывные протекание или

циркуляцию наполняющего их газа и поэтому их часто используют для

регистрации активности газовых проб.

Счетчики Гейгера – Мюллера (газоразрядные счетчики)

конструктивно мало

чем отличаются от пропорциональности счетчиков

цилиндрического торцового типа.

Основное отличие состоит в том, что внутренний объем счетчика

Гейгера наполнен инертным газом при пониженном давлении (15-75 мПа),

а работа осуществляется в области Гейгера, т.е. в режиме

самостоятельного газового разряда.

Счетчики для регистрации гамма – излучения имеют некоторую

особенность в конструкции. Регистрация гамма – излучения

возможна в

результате выбивания вторичных электронов из катода счетчика на основе

известных трех механизмов взаимодействия этого излучения с веществом:

фотоэффекта, Комптон-эффекта, образования электронно–позитронных

пар.

2) Демократическая причина – люди должны быть лучше

информированы о последствиях размещения объектов ядерной энергетики

и связанных с этим изменениях в радиоактивной обстановке;

3) Образовательная причина – необходимо знать и понимать тот

мир, в котором мы живем.

Последняя причина – одна из основных для студентов и

медицинских работников, поскольку именно им приходится заниматься

лечением

как самих лучевых заболеваний, так и всевозможных психозов,

вызванных неправильным восприятием последствий радиации.

Е. Гуськов, профессор заведующий кафедрой генетики РГУ,

проанализировав огромное количество фактического материала, пришел к

выводу, что особую опасность представляют невежество в области

радиобиологии, которое реально наносит ущерб здоровью, причем это

невежество с удивительным непониманием жестокости своих действий

тиражируют средства массовой информации. В Вене на конференции ООН

«Десять лет после Чернобыля» докладывались результаты работ с

ликвидаторами, из которых следует, что главной причиной их

многочисленных заболеваний оказалось не столько воздействие радиации,

сколько стресс. Структура заболеваемости участников ликвидации аварии

на ЧАЭС показала, что психосоматические нарушения переходят в

органические даже у

тех, кто, пребывая в зоне аварии, не получил

избыточных доз по сравнению с нормальным фоном. Сейчас эта проблема

связывает исследователей нескольких стран - России, Армении, Франции,

Голландии и Швеции. Формула «страх-стресс-смерть» вполне

материальна, и если каждый день в газетах писать о том, что человек

должен умереть - человек умирает задолго

до отпущенного срока. Как

известно, в основе стресса, лежат фобии - страхи. Фобии порождаются

незнанием или невежеством. Невежество - результат нелюбознательности

и лени. Мало кто из непрофессионалов пойдет в библиотеку и начнет

читать современные книги по радиобиологии, проще окунуться в местную

газету, пропитанную радиофобией. Кстати говоря, психологи считают, что

фобии заразны и что

, умело ими манипулируя, можно лишить здоровья

огромное количество людей.

Другой пример: у людей, живущих в зонах экологического бедствия,

наблюдается не только рост тех или иных заболеваний, но и глубокие

личностные изменения, затрагивающие эмоционально-волевую и

ценностные сферы психики. Дети, выросшие в чернобыльских зонах,

совсем по-другому воспринимают свежий воздух, дождь,

траву, грибы и

т.п., чем их сверстники из “чистых” районов. Для этих детей все

смертоносно и опасно. Безопасны лишь закрытые помещения и пища,

привозимая в контейнерах. Трудно сказать, что здесь приносит больший

вред: радиация или образ окружающего мира, искаженный условиями

жизни.

179

своей природе и не может быть выражен одним единственным числом.

«Приемлемый риск» – это понятие, которое может быть оценено только в

применимости к данному сценарию. Приемлемость риска связана с

получением выгод от принятия данного риска. Если выгоды нулевые или

минимальные, то такой риск является неприемлемым. При этом в

восприятии риска (его

идентификации, анализе и описании) существует

как объективная, так и субъективная составляющие.

Для лучевого риска не существует однозначного выражения.

Общественное восприятие и принятие этого риска часто воспринимается в

контексте того, как используется излучение. Также существенно

различается восприятие риска облучения экспертами и широкой публикой.

Между тем, для устранения разрыва в этом восприятии не

предпринимается практически никаких шагов. Максимум приложенных

усилий – это выпуск брошюр о содержании радона в различных

помещениях. При этом, когда случается радиологическая авария, то о

«взаимопонимании» экспертов и общественности говорить уже поздно.

После очередной катастрофы средства массовой информации создают

мощное психометрическое воздействие на публику, направленное на

отрицательное восприятие излучения и ядерной

энергетики в целом.

Ядерной энергетике, также как и химическому производству,

присваивается роль пугал, которые являются не просто загрязнителями

окружающей среды, но производят «что-то ужасное», вызывающее

непредсказуемые последствия, как в настоящем, так и в самом отдаленном

будущем. При этом, якобы, на месте аварии «никогда не станет чисто», т.е.

список

претензий к загрязнителям не может быть закрыт никогда!

Между тем, необходимо сопоставлять те риски, которые нас

волнуют, с теми, которые нас не беспокоят. Например, поездка в течение

часа на мотоцикле, также опасна, как один час жизни в возрасте старше 75

лет, а 1000 км полета на реактивном самолете имеет тот же риск, что

однократный сеанс флюорографии. Один год проживания в

тридцатикилометровой зоне атомной электростанции имеет тот же риск,

что и пятикилометровая поездка на автомобиле. Однако подобные

сопоставления часто вызывают у публики только гнев, поскольку

общественность считает это вымыслом ученых! Одной из важных

составляющих разъяснения рисков является вопрос доверия. Это очень

хрупкое понятие.

Доверие общества достигается годами упорного труда и

мгновенно разрушается при очередной техногенной катастрофе и

развязанной в связи с этим информационной компанией. Как сказал

Абрахам Линкольн: «Если Вы однажды потеряли доверие ваших

сограждан, то никогда уже не сможете восстановить их уважение».

Между тем, существует три причины, по которым широкой публике

необходимо больше

знать о последствиях радиоактивного излучения:

1) Прагматическая причина – люди должны быть лучше

подготовлены к защите от радиоактивного излучения и быть менее

подвержены безосновательным страхам;

178

Вторичные электроны (фотоэлектроны, электроны отдачи,

электронно-позитронные пары), попадая чувствительный объем счетчика,

вызывают газовый разряд (ударную ионизацию), который и

регистрируется радиометрическим устройством.

Сцинтилляционный (люминесцентный) метод регистрации

излучений.

В некоторых веществах (сцинтилляторах, фосфорах0 под действием

излучений происходят ионизация и возбуждение атомов. При переходе

атомов из ионизированного и возбужденного состояний в основное

высвечивается

энергия в виде вспышки света (сцинтилляции), которая

может быть зарегистрирована различными способами. Лучший из них

состоит в преобразовании энергии света в электрический сигнал с

помощью оптически связанного со сцинтиллятором фотоэлектронного

умножителя (ФЭУ). Сцинтилляционные счетчики обладают более высокой

эффективностью счета (до 100%) и разрешающей способностью по

сравнению с газоразрядными счетчиками.

Полупроводниковые детекторы (

ППД) ионизирующих излучений

представляют собой твердотельную ионизационную камеру, в которой

роль носителей электрического заряда выполняют электроны и так

называемые дырки. Действие ППД основано на свойствах

полупроводников проводить электрический импульс под действием

ионизирующих излучений. Из всех полупроводников наиболее пригодны

для детекторов монокристаллы германия и кремния.

Фотографический метод исторический был первым способом

обнаружения ядерных излучений, позволивших открыть радиоактивность.

Он основан на том, что излучение, взаимодействуя с галогенидами серебра

(АgВr или АgСl) фотоэмульсии, восстанавливает металлическое серебро

подобно видимому свету, которое после проявления выделяется в виде

почернения. Степень почернения фотоэмульсии (фотопластинки)

пропорциональна дозе излучения. В настоящее время фотографический

метод широко применяется в

ядерной физике при исследовании свойств

самых различных заряженных частиц, их взаимодействий и ядерных

реакций.

При химических методах регистрации излучений учитывают те или

иные химические изменения, возникающие под влиянием излучения

(например, изменение цвета растворов или кристаллических тел,

выделение газов, осаждение некоторых коллоидов и т.п.), степень

изменения пропорциональна поглощенной энергии излучения.

Приборы для измерения ионизирующих излучений можно условно

разделить на три категории: радиометрические (радиометры),

дозиметрические (дозиметры), блоки и устройства электронной

аппаратуры для ядерно–физических исследований.

Радиометры – эти приборы с газоразрядными, сцинтилляционными

счетчиками и другими детекторами, предназначенные для измерения

активности радиоактивных препаратов и источников излучения, для

определения плотности потока или интенсивности ионизирующих частиц

и квантов, поверхностей радиоактивности предметов, удельной активности

аэрозолей, газов и жидкостей.

Для более точных измерений активности препаратов и потоков

частиц применяют стационарные радиометры, которые осуществляют

дискретный счет попавших в детектор частиц и квантов

(дифференциальные измерения).

Дозиметры (рентгенометры) – приборы, измеряющие

экспозиционную и поглощенную дозы

излучения или соответствующие

мощности доз. Дозиметры состоят из трех основных частей: детектора,

радиотехнической схемы, усиливающей ионизационный ток, и

регистрируемого (измерительного) устройства.

По характеру применения дозиметры делятся на стационарные,

переносные и приборы индивидуального дозиметрического контроля. Это

такие как «Кактус», ПМР-1, РМ-1М, МРМ-2, РП-1, ДП-5А, КИД-1, КИД-2,

и т.д.

Дозы излучения и единицы их измерения. Эффект облучения

зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, объема облученных

органов, вида излучения. Снижение мощности дозы излучения снижает

биологический эффект. Различия связаны с возможностью восстановления

поврежденного облучением организма. С увеличением мощности дозы

значимость восстановительных процессов снижается.

Поглощенная доза излучения измеряется энергией ионизирующего

излучения

, переданного массе облучаемого вещества. Единица

поглощения дозы – Грей (Гр), равный 1 Дж, поглощенному 1 кг вещества

(1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад).

Эффект биологического действия излучения зависит также от

пространственного распределения поглощенной энергии, которая

характеризуется линейной передачей энергии (ЛПЭ), что учитывается при

оценке различных видов излучения показателем относительной

биологической эффективности (ОБЭ). При этом ОБЭ

рентгеновского и

γ-излучения принимают равной единице.

Доза рентгеновского излучения (180-250 кэВ),

вызывающая данный эффект

ОБЭ

Поглощенная доза любого другого вида излучения,

вызывающая данный эффект

ОБЭ зависит не только от ЛПЭ излучений, но и ряда физических и

биологических факторов, например, от величины дозы, кратности

облучения и др. По предложению Международной комиссии по

радиологическим единицам, показатель ОБЭ для оценки различных видов

излучений используется только в радиобиологии.

комплексной программе выживания в условиях экологической

катастрофы, вызванной загрязнением окружающей среды солями тяжелых

металлов, пестицидами, ядохимикатами, выбросами транспорта и

промышленности, радионуклидами.

Как уже отмечалось, оптимальное содержание полноценного белка в

рационе повышает устойчивость организма ко многим факторам, в том

числе и к ионизирующему излучению. Так, при облучении животных

высокими дозами гамма-излучения

(6-8 Зв) продолжительность жизни

была большей, а смертность и выход опухолей меньшей в тех группах, где

в рационе было больше белка. Такими же свойствами обладают и

отдельные аминокислоты: метионин, изолейцин, триптофан, треонин и др.

Повышают устойчивость организма к ионизирующему (да и к

токсическому) фактору витамины. Они инактивируют свободные

радикалы, тормозят процессы

перекисного окисления липидов. Наиболее

выражен такой эффект у аскорбиновой кислоты (витамин С), токоферола,

витамина Е, каротина и ретинола (витамина А).

Аскорбиновая кислота, стимулируя иммунную систему, укрепляя

прочность кровеносных сосудов, обладает и выраженным

радиопротекторным свойством – инактивирует свободные формы

кислорода, поддерживает в восстановленном состоянии SH-группы белков.

Согласно одной из теорий, аскорбиновая кислота, блокируя

фермент

гиалуронидазу, тормозит деление клеток, снижая тем самым

радиочувствительность тканей.

Важная роль в радиозащитном комплексе принадлежит

биофлавоноидам – они укрепляют стенки сосудов и внутриклеточной

мембраны, проявляют антиоксидантные свойства, смягчают нарушения

энергетического баланса. Вместе с аскорбиновой кислотой и каротином

обеспечивают снижение «поломки» в организме при облучении. Чтобы

обеспечить поступление всех важных пищевых

веществ в организм,

питание должно быть разнообразным с обязательным включением

фруктов, овощей (фрукты и овощи можно до некоторой степени заменить

соками, особенно с мякотью или пюре); молочных, мясных и рыбных

блюд.

Радиофобия: стресс и здоровье

Говоря о последствиях воздействия радиации на организм человека и

их социальном восприятии, необходимо сказать о

понятии «риска».

Не существует одного универсального определения риска.

Непрофессионалу риск часто представляется некоей расплывчатой угрозой

или возможностью того, что случится нечто неприятное. При

профессиональном подходе риск определяется, прежде всего,

последствиями данного события и вероятностью того, что данное событие

произойдет. На практике событие часто сопровождается целым

диапазоном последствий, каждое из которых имеет

свою собственную

вероятность наступления. Именно поэтому риск является многомерным по

177

Ее можно использовать как составной компонент при создании многих

пищевых композиций, сочетая с мясным сырьем, крупами, обезжиренным

молоком. Созданы рецептуры продуктов и блюд с добавками пектинов или

пектиноносителей (яблочного, свекловичного или виноградного порошка).

Стимуляция выведения радионуклидов из организма – весьма

сложная, малоэффективная, а иногда и небезопасная для организма

проблема. Значительно легче предупредить

(снизить) всасывание в

желудочно-кишечном тракте, чем ускорить выведение уже всосавшихся

радионуклидов. Практически можно ускорить выведение только тех

радионуклидов, которые депонируются в мягких тканях (цезий, йод,

рутений и т.д.). Остеотропы очень трудно поддаются выведению.

Ускорить выведение цезия в 2-3 раза может применение берлинской

лазури (ферроцина) или продукты их содержащие. Он

нашел применение

для декорпорации цезия в Китае, Японии, Югославии, Германии, Норвегии

и России. При радиационной аварии в Гойянии (Бразилия) в 1987 г врачи

назначили его (по 10-15 г в сутки взрослым и 3-5 г – детям) более чем 400

пострадавшим.

Уже упоминалось выше, что продукты и рационы с повышенным

содержанием белка и солей калия несколько ускоряют

выведение цезия,

однако этот прием малоэффективен.

В течение первых послеаварийных месяцев показан прием

стабильного йода (5-6 капель 5% йода, или 120-150 мг йодистого калия в

день), что снижает поступление радиоактивного йода в щитовидную

железу и ускоряет его выведение с мочой.

Некоторый эффект (не более 10-15%) ускорения выведения

радионуклидов бария, стронция, радия и других остеотропов

наблюдается

при скармливании животным солей альгиновой кислоты. Однако этот

эффект незначителен и вряд ли приемлем для человека.

Применение мочегонных, желчегонных, слабительных,

гормональных и других фармацевтических препаратов малоэффективно и

показано лишь в случае острого отравления.

Применение синтетических энтеросорбентов, широко

разрекламированных средствами массовой информации, рекомендуется

только для лиц, подвергшихся радиоактивному облучению в 30-км

зоне

вскоре после аварии. Прием синтетических углеродных энтеросорбентов в

форме сферических гранул в течение двух недель уменьшает содержание

всего спектра радионуклидов в 2,5-6 раз. Следует отметить, что

энтеросорбенты, наряду с радионуклидами, выводят многие

микроэлементы и витамины, что приводит к развитию

гипомикроэлементозов и гиповитаминозов. В связи с этим энтеросорбенты

могут использоваться кратковременно

и только в случаях

инкорпорирования значительных доз радионуклидов.

Повышение устойчивости организма к неблагоприятным факторам, в

том числе к ионизирующему излучению – важный, эффективный рычаг в

176

В области радиационной безопасности для оценки возможного

ущерба здоровью человека при хроническом облучении введено понятие

эквивалентной дозы Н, которая равна произведению поглощенной дозы D

на средний коэффициент качества ионизирующего излучения k в данном

элементе объема биологической ткани:

H = D∗k

Единица эквивалентной дозы – зиверт (Зв), равный 1 Дж/кг (1 Зв =

100 бэр).

При определении эквивалентной дозы

ионизирующего излучения

используют следующие значения коэффициента качества:

Вид излучения k

Рентгеновское и γ-излучение

Электроны, позитроны, β-излучение

Протоны с энергией <10МэВ 10

Нейтроны с энергией <20 кэВ 3

Нейтроны с энергией 0,1 – 10 МэВ 10

α-излучение с энергией < 10 МэВ

Тяжелые ядра отдачи 20

Для оценки ущерба здоровью человека при неравномерном

облучении введено понятие эффективной эквивалентной дозы H

эф

применяемой при оценке возможных стохастических эффектов –

возможных злокачественных новообразований:

эф tt

HW= H

∑

где H

– среднее значение эквивалентной дозы в органе или ткани; W

– взвешенный коэффициент, равный отношению ущерба облучения органа

или ткани к ущербу облучения всего тела при одинаковых эквивалентных

дозах.

Значения коэффициентов W

для различных органов и тканей

приведены ниже:

Орган или ткань W

Половые железы 0,25

Молочные железы 0,15

Красный костный мозг 0,12

Легкие 0,12

Щитовидная железа 0,03

Кость (поверхность) 0,03

Остальные органы (ткани)0,3

Все тело 1,0

Практическое использование ионизирующих излучений.

Область применения ионизирующих излучений очень широка:

− в промышленности – это гигантские реакторы для атомных

электростанций, для опреснения морской и засолённой воды, для

получения трансурановых элементов; также их используют в

активационном анализе для быстрого определения примесей в сплавах,

металла в руде, качества угля и т.п.; для

автоматизации различных

процессов, как то: измерение уровня жидкости, плотности и влажности

среды, толщины слоя;

− на транспорте – это мощные реакторы для надводных и

подводных кораблей;

− в сельском хозяйстве – это установки для массового облучения

овощей с целью предохранения их от плесени, мяса – от порчи; выведение

новых сортов путём генетических мутаций;

− в геологии – это нейтронный каротаж для поисков нефти,

активационный анализ для поисков и сортировки металлических руд, для

определения массовой доли примесей в естественных алмазах;

− в медицине – это изучение производственных отравлений

методом меченых атомов, диагностика заболевания при помощи

активационного анализа, метода меченых атомов и радиографии, лечение

опухолей γ-лучами и

β-частицами, стерилизация фармацевтических

организме, а также ускоряет выведение уже всосавшихся радионуклидов.

Исследования, проведенные учеными Канады, США, Японии показали,

что морские овощи могут уменьшить количество радиоактивного

стронция, поглощаемого кишечником, на 50-80%. Альгинат натрия,

содержащийся в бурых водорослях – природный нетоксичный кислый

полисахарид – обладает очень высокой избирательностью, что позволяет

ему связываться только со стронцием, не затрагивая кальций. В

результате

альгинат натрия и связанный с ним стронций-90 выводятся из организма.

Подобно клетчатке, фитатам и пектину (но в 2-3 раза сильнее их) альгинат

проявляет хелатные свойства.

Создание специальных продуктов, препаратов и добавок.

Обогащение отдельных пищевых продуктов или рационов

недостающими элементами – прием не новый. Издавна во многих странах

применяется йодирование соли, витаминизация

молока, муки

синтетическими витаминными препаратами и т.д.

После радиационных аварий возникает необходимость обогащения

пищевых продуктов веществами, блокирующими всасывание

радионуклидов или повышающими устойчивость организма к

ионизирующему излучению. Такая форма донесения до потребителей

нужного вещества является наиболее эффективной и реальной.

Общеизвестно, к примеру, что препараты ферроцин, альгинаты

натрия и кальция, йодистый

калий, являются хорошими антидотами

радиоактивного цезия, стронция и йода (соответственно), а цистамин, β-

каротин – радиопротекторами, т.е. веществами, повышающими

устойчивость организма к воздействию ионизирующего излучения и

снижающими токсическое действие радиации. Однако их применение в

виде аптечных препаратов нереально.

В настоящее время разработаны продукты питания, снижающие или

предотвращающие всасывание радионуклидов цезия и

стронция в

кишечнике. Для этого в их состав внесены соответствующие добавки

различных веществ-блокаторов. На основе таких продуктов создаются

рационы питания с оптимальным содержанием как пищевых веществ, так

и радиозащитных. В эти продукты вносятся препараты или вещества –

носители витаминов, микроэлементов, белков или отдельных аминокислот.

Технологами ряда институтов разработаны большие количества

пищевых продуктов, в которые включены ферроцин, альгинат натрия

пищевой, пектин, отдельные аминокислоты (лизин, метионин,

фенилаланин), комплекс витаминов, соли кальция, йода, отруби, сухое

обезжиренное молоко, сухая морская капуста. Ассортимент продуктов

довольно широк: различные виды хлеба, несколько видов печенья,

мармелада, конфеты, консервы рыбные, мясорастительные, овощные и

фруктовые. Результаты исследования этих продуктов свидетельствуют о

значительном снижении при их использовании всасывания радионуклидов

цезия и стронция. Особенно перспективна в этом плане морская капуста.

175

Как указывалось выше, калорийность рациона должна

соответствовать энергозатратам. В условиях радиоактивного загрязнения в

первую очередь необходимо ограничить потребление всех жиров, как

животного, так и растительного происхождения. Из животных жиров,

которых должно быть в рационе не больше 60-70 г/сутки, в современных

условиях предпочтение нужно отдавать свиному салу, затем коровьему и

говяжьему. Из

растительных жиров не столько имеет значение вид жира

(подсолнечное, оливковое, льняное и т.д.), сколько степень

рафинирования. Нужно использовать нерафинированные жиры, которые

содержат биологически активные вещества.

При выборе мяса следует, если есть возможность, отдавать

предпочтение не жирному мясу (крольчатина, птица, телятина, небольшое

количество свинины).

Не пренебрегать молоком и молочными продуктами

. Только с этими

продуктами может поступить достаточное количество солей кальция,

витамина А, биологически полноценных белков. Суточное потребление

молока (кефира, ряженки, простокваши) не должно быть меньше 0,5 л в

сутки. Их можно заменить только творогом или сыром. При возможности,

особенно для лиц пожилого возраста, предпочтение нужно отдать

кисломолочным продуктам.

В потреблении рыбы

следует отдать предпочтение морской рыбе, как

менее загрязненной, так и обогащенной микроэлементами – йодом,

кобальтом, марганцем. Особенно тщательно правила приготовления рыбы

следует соблюдать при использовании старых хищных рыб (щука, судак,

окунь) и питающихся донными отложениями (вьюн, линь, сом), так как в

этих рыбах содержание радионуклидов выше, чем у других рыб из этого

же водоема.

Памятуя о значимости пищевых волокон в питании современного

человека, необходимо использовать максимальное количество продуктов

из мало- или неочищенного зерна, цельные фрукты и ягоды. Особенно

полезно использование неочищенного риса, проса, кукурузы, гречихи, овса

и ржи. Необходимо ограничить использование белого хлеба и чаще

употреблять хлеб ржаной из обдирной муки, хлеб

с отрубями, хлеб из

плющенного зерна. Кроме других положительных эффектов, такие сорта

хлеба снижают накопление в организме радионуклидов стронция и бария

на 10-15%.

Очень полезны для поддержания оптимального здоровья блюда из

морской капусты. Это объясняется тем, что морские водоросли богаты

йодом, кальцием, калием, железом, медью, цинком, кобальтом и др. В

бурой морской

водоросли ламинарии содержится (мг/100г): кальция –

1093, калия – 5250, железа – 100 и йода – 150. Потребление морской

капусты обеспечивает защиту организма от радиоактивного йода.

Другим радиозащитным фактором, содержащимся в морских

овощах, является альгинат натрия, который, связываясь с радиоактивным

барием, радием стронцием, снижает их всасывание, накопление в

174

препаратов, одежды, медицинских инструментов и оборудования γ-

излучением и т.д.

Применение ионизирующих излучений имеет место даже в таких

сферах деятельности человека, где это, на первый взгляд, кажется

совершенно неожиданным. Например, в археологии. Кроме того,

ионизирующие излучения используются в криминалистике

(восстановление фотографий и обработка материалов).

Применение радиоактивных изотопов в клинической

практике с

целью диагностики.

Методы исследований с помощью радионуклидной диагностики.

В современной радионуклидной диагностике принято различать несколько

методов исследований.

Сцинтиграфия. Метод основан на способности патологической

ткани накапливать радиоактивную метку, излучение от которой

фиксируется специальным аппаратом – гамма-камерой. Небольшая доза

радиоактивного вещества вводится внутривенно и через некоторое время

проводится сканирование. При

помощи этого метода можно

диагностировать различные новообразования головного мозга,

внутричерепные воспалительные процессы и сосудистые заболевания.

Динамическая радионуклидная ангиография. Метод основан на

визуализации прохождения радиоактивной метки по сосудистой системе

головного мозга после ее внутривенного введения. Он используется для

диагностики патологии артериальной и венозной системы головного мозга,

а также для диагностики нарушений

кровотока при различных

заболеваниях нервной системы.

Радионуклидная вентрикуло-цистеография. Метод основан на

визуализации распределения радиоактивного вещества по ликворным

пространствам головного и спинного мозга. Он используется для

диагностики нарушений продукции и циркуляции черепно-мозговой

жидкости, для диагностики функционирования шунтирующих систем.

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ).

Метод основан на способности некоторых веществ, помеченных

радиоактивной меткой, проникать через гематоэнцефалический барьер и

накапливаться в головном мозге пропорционально его кровоснабжению

(перфузии). С его помощью можно диагностировать нарушения

кровоснабжения непосредственно мозговой ткани. ОФЭКТ используется

для диагностики инсультов и различных ишемических состояний

головного мозга, при нарушениях мозговой перфузии после черепно-

мозговых травм и операций на головном мозге, при

подозрении на

нарушение кровоснабжения головного мозга вследствие воспалительных,

сосудистых или других заболеваний нервной системы, для контроля

действия сосудистых препаратов. Этим методом осуществляется

прогнозирование течения заболеваний головного мозга и их исходов.

Для уменьшения воздействия радиоактивного излучения на

радиотерапевта был разработан автоматический дозатор, который

позволяет рассчитать и ввести строго определенную для данного пациента

дозу радиоактивного препарата. Дозатор позволяет строго контролировать

скорость введения препарата, а также поддерживать заданную

концентрацию радиоизотопа в организме пациента.

Использование метода изотопных индикаторов в медицине для

диагностики профессиональных заболеваний

дыхательных путей. На

кафедре лучевой диагностики Самарского государственного медицинского

университета создан метод применения изотопных индикаторов для

диагностирования профессиональных заболеваний дыхательных путей. В

Самарском регионе, изобилующем предприятиями химической и

металлургической промышленности, проблема болезней, приобретенных

от такого соседства, становится особенно острой. Поэтому новую

технологию радионуклидного диагностирования органов дыхания

заметили и поддержали: в Самарском

институте обработки изображения

РАН было разработано программное обеспечение для компьютеризации

диагностики и приобретено соответствующее оборудование.

Технология базируется на описанном выше радионуклидном методе:

пациент вдыхает «меченый» аэрозоль, при помощи специальной гамма-

камеры, подключенной к компьютеру, врач наблюдает распространение

меченого воздуха по дыхательным путям. Программное обеспечение

анализирует распределение радиоактивного вещества, затем выдает

результат первого шага исследования. Далее пациенту вводят тот же

самый радионуклидный препарат, но уже внутривенно. С помощью

диагностического оборудования исследуется, какие части легких

омываются кровью больше, а какие меньше. Два изображения легких,

показывающих кровоток и насыщение воздухом, автоматически

накладываются друг на друга. Кроме того, в результате исследования

удается определить баланс между

поступлением крови и кислорода и

степени его нарушения. Для лечения, а главное -–для профилактики

профессиональных заболеваний этот метод имеет большое значение.

Использование метода меченых атомов в клинико-лабораторной

практике. Радиоактивные изотопы широко применяются в клинико-

лабораторной практике. Шагом вперед в исследовании сыворотки крови

стала разработка радиоиммунологического метода при использовании

которого

человек вообще не подвергался никакому радиоактивному

воздействию. Из вены больного берут небольшое количество крови,

которая и подвергается лабораторному исследованию с привлечением

методики меченых атомов. Установлено, что изотопы обладают

способностью обнаруживать и точно регистрировать повышение, или,

наоборот, уменьшение миллионных и миллиардных долей граммов

гормонов, содержащихся в крови. По этим показателям баланса

веществ в

4 раза уменьшить уровни загрязнения пищевых продуктов. Однако, в таких

случаях, снижается переход не только радионуклидов, но и биологически

значимых микроэлементов – кобальта, меди, цинка, железа, марганца, йода

и др., что повлекло за собой повышение заболеваемости растений,

животных и человека.

Все это вместе взятое обусловило необходимость разработки не

только радиозащитного, но и

лечебно-профилактического питания

населения, проживающего на радиоактивно загрязненной территории.

Концепция лечебно-профилактического питания в условиях

радиоактивного загрязнения окружающей среды должна базироваться как

на принципах рационального, так и радиозащитного питания. Она должна

включать:

1. Получение продуктов с минимальным радиоактивным

загрязнением;

2. Технологическую и кулинарную обработку пищевых продуктов с

целью снижения в них радионуклидов

;

3. Ограничение всасывания и накопления радионуклидов в

организме;

4. Стимуляцию выведения радионуклидов из организма;

5. Повышение устойчивости организма к неблагоприятным

факторам, в том числе и к ионизирующему излучению.

Получение продуктов с возможным минимальным содержанием

радионуклидов – сложная многоплановая проблема, которая выходит за

рамки данной работы. Однако каждый человек, пользующийся

приусадебным или дачным

участком, должен знать и использовать

простейшие приемы снижения перехода радионуклидов из почвы в

растения. Они следующие:

- обогащение участка черноземными, глинистыми почвами;

- внесение органических удобрений (навоза, сапропели) – 3-10 кг/м

;

- внесение минеральных удобрений (калия – 18-20 г/м

; фосфора –

18-20 г/м

; азота – не более 0,4-0,6 г/м

);

- известкование (только кислых почв) – внесение 0,1-0,3 кг/м

извести.

Такая обработка участка обеспечит получение чистых овощей и

фруктов.

Следует помнить, что накопление радиоактивного цезия в

зернобобовых (горох, фасоль, соя и т.д.) в 3-10 раз выше, чем в зерновых.

Сравнительно высокие коэффициенты накопления у свеклы столовой,

щавеля, ревеня, капусты.

Ограничение всасывания и накопления радионуклидов в организме в

принципе решается

двумя взаимосвязанными путями:

1. Выполнение принципов (требований) рационального питания;

2. Использованием специальных продуктов, препаратов и добавок,

блокирующих всасывание радионуклида из желудочно-кишечного тракта.

173