Реферат: Влияние радиоактивных веществ на организм человека

Содержание :

Физическая сторона радиоактивности.

Основные понятия. Типы излучений…………………………………………3

Острая и хроническая лучевая болезнь. Радиационныеожоги…………..…3

Острая лучевая болезнь……………………………………………………..…4

Противорадиационнаязащита населения.

Медицинскаяпрофилактика и оказание

первойпомощи при радиационных поражениях…………………………….9

Биологическое действие ионизирующих излучений…………………….…10

Источники излучения, защита, хранение,аварии…………………………..11

Йод……………………………………………………………………………..12

Цезий…………………………………………………………………………...13

Стронций………………………………………………………………………14

Список использованной литературы…………………………………………15

1.Физическая сторона радиоактивности. Основные понятия. Типы излучений.

Радиоактивность – способность некоторыхатомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра сиспусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц.

Радиоактивность подразделяютна естественную(наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе) и искусственную(наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций).

Радиоактивное излучениеразделяют на три типа:

a-излучение– отклоняется электрическим и магнитными полями, обладает высокойионизирующей способностью и малой проникающей способностью; представляет собойпоток ядер гелия; заряд a

-частицы равен +2е, а массасовпадает с массой ядра изотопа гелия 42Не.

Правило смещения a

-распада

b

-излучение – отклоняется электрическими магнитным полями; его ионизирующая способность значительно меньше(приблизительно на два порядка), а проникающая способность гораздо больше, чему a-частиц; представляет собой поток быстрыхэлектронов.

Правило смещения b

--распада.

Правило смещения b

+-распада.

g

-излучение– не отклоняется электрическим и магнитными полями, обладаетотносительно слабой ионизирующей способностью и очень большой проникающейспособностью; представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение счрезвычайно малой длиной волны l< 10-10 м ивследствие этого – ярко выраженными корпускулярнымисвойствами, то есть является поток частиц — g-квантов (фотонов).

Периодполураспада Т1/2 – время, за которое исходное число радиоактивных ядер всреднем уменьшается вдвое.

2.Острая ихроническая лучевая болезнь. Радиационные ожоги.

При применении противникомядерного оружия возникает очаг ядерного поражения – территория, где факторамимассового поражения людей являются воздушнаяударная волна, световое излучение, проникающая радиация и радиоактивноезаражение местности.

Основнымпоражающим фактором является воздушнаяударная волна, которая образуется за счёт быстрого увеличения объёмапродуктов ядерного взрыва под действием огромного количества тепла и сжатия, азатем и разрежения окружающих слоев воздуха. Воздушная ударная волна может разрушатьздания и поражать людей на значительном расстоянии от эпицентра взрыва.

Врезультате поражающего действия световогоизлучения могут возникнуть массовые ожоги и поражения глаз. Для защитыпригодны различного рода укрытия, а на открытой местности – специальная одеждаи очки.

Проникающая радиация представляет собойгамма-лучи и поток нейтронов, исходящихиз зоны ядерного взрыва. Они могут распространяться на тысячи метров, проникатьв различные среды, вызывая ионизацию атомов и молекул. Проникая в тканиорганизма, гамма-лучи и нейтроны нарушают биологические процессы и функцииорганов и тканей, в результате чего развивается лучевая болезнь.

Радиоактивное заражение местностисоздается за счет адсорбции радиоактивных атомов частицами грунта ( так называемоерадиоактивное облако, которое перемещается по направлению движения воздуха ).Основная опасность для людей на зараженной местности – внешнеебета-гаммма-облучение и попадание продуктов ядерного взрыва внутрь организма ина кожные покровы.

2.1 Остраялучевая болезнь.

Остраялучевая болезнь (ОЛБ) представляет собой одномоментную травму всех органов исистем организма, но прежде всего – острое повреждение наследственных структурделящихся клеток, преимущественно кроветворных клеток костного мозга,лимфатической системы, эпителия желудочно-кишечного тракта и кожи, клетокпечени, легких и других органов в результате воздействия ионизирующей радиации.

Будучитравмой, лучевое повреждение биологических структур имеет строго количественныйхарактер, то есть малые воздействия могут оказаться незаметными, большие могутвызвать гибельные поражения. Существенную роль играет и мощность дозырадиационного воздействия: одно и то же количество энергии излучения,поглощенное клеткой, вызывает тем большее повреждение биологических структур,чем короче срок облучения. Большие дозы воздействия, растянутые во времени,вызывают существенно меньшие повреждения, чем те же дозы, поглощенные закороткий срок.

Основнымихарактеристиками лучевого повреждения являются таким образом две следующие:биологический и клинический эффект определяется дозой облучения («доза — эффект»), с одной стороны, а с другой, этот эффект обуславливается и мощностьюдозы («мощность дозы — эффект»).

Дозыизлучения и единицы их измерения. Эффект облучения зависит от величиныпоглощенной дозы, её мощности, объёма облученных тканей и органов, видаизлучения. Снижение мощности дозы излучения уменьшает биологический эффект.Различия связаны с возможностью восстановления поврежденного облучением организма.С увеличением мощности дозы значимость восстановительных процессов снижается.

Поглощённая доза излучения измеряетсяэнергией ионизирующего излучения, переданного массе облучаемого вещества.Единица поглощённой дозы – грей (Гр), равный 1 джоулю, поглощённому 1 кгвещества ( 1 Гр = 1Дж/кг = 100 рад ).

Органные повреждения и зависимость проявлений от

дозы на ткань

Клинический синдром

Минимальная доза, рад

Гематологический :

первые признаки цитопении (тромбоцитопении до 10*104 в 1 мкл на 29-30-е сутки)

агранулоцитоз (снижение лейкоцитов ниже 1*103 в 1 мкл), выраженная тромбоцитопения

Эпиляция :

начальная

постоянная

Кишечный :

картина энтерита

язвенно-некротические изменения слизистых оболочек ротовой полости, ротоглотки, носоглотки

Поражения кожи :

эритема (начальная и поздняя)

сухой радиоэмпидерматит

экссудативный радиоэпидерматит

язвенно-некротический дерматит

50 – 100

200 и более

свыше 250 – 300

700 и более

500, чаще 800 – 1000

1000

800 – 1000

1000 – 1600

1600 – 2500

2500 и более

Эффектбиологического действия излучений зависит также от пространственногораспределения поглощённой энергии, которая характеризуется линейной передачей энергии (ЛПЭ), что учитывается при оценкеразличных видов излучения показателем относительнойбиологической эффективности (ОБЭ). При этом ОБЭ рентгеновского и g

-излучения принимают равной 1.

Доза рентгеновского излучения (180-250 кэВ)

вызывающаяданный эффект

ОБЭ= ______________________________________________________

Поглощённаядоза любого другого

видаизлучения, вызывающая такой же эффект

ОБЭзависит не только от ЛПЭ излучений, но и от ряда физических и биологическихфакторов, например, от величины дозы, кратности облучения и др. По предложениюМеждународной комиссии по радиологическим единицам, показатель ОБЭ для оценкиразличных видов излучения используется только в радиобиолигии. Для решениязадач радиационной защиты предложен коэффициенткачества излучения k,зависящий от ЛПЭ

ЛПЭ, кэВ/мкм воды

<3,5

7,0

>175

Вобласти радиационной безопасности для оценки возможного ущерба здоровьючеловека при хроническом облучении введено понятие эквивалентной дозы Н,которая равна произведению поглощенной дозы Dна средний коэффициенткачества ионизирующего излучения kв данном элементе объёмабиологической ткани:

H=Dk

Единица эквивалентной дозы –зиверт (Зв), равный 1 Дж/кг (1 Зв = 100 бэр).

Приопределении эквивалентной дозы ионизирующего излучения используют следующие значениякоэффициента качества :

Вид излучения

Рентгеновское и g-излучение

Электроны, позитроны, b-излучение

Протоны с энергией <10 МэВ

Нейтроны с энергией < 20 кэВ

Нейтроны с энергией 0.1 – 10 МэВ

a

-излучение с энергией < 10 МэВ

Тяжёлые ядра отдачи

Дляоценки ущерба здоровью человека при неравномерном облучении введено понятие эффектнойэквивалентной дозы Нэфф, применяемый при оценке возможныхстохастических эффектов – злокачественных новообразований :

Нэфф = S

WTHT

где НТ – среднее значение эквивалентнойдозы в органе или ткани; WT– взвешенный коэффициент,равный отношению ущерба облучения органа или ткани к ущербу облучения всеготела при одинаковых эквивалентных дозах.

Значениякоэффициентов WTдля различных органов и тканей приведеныниже :

Орган или ткань

Половые железы

0,25

Молочные железы

0,15

Красный костный мозг

0,12

Лёгкие

0,12

Щитовидная железа

0,03

Кость (поверхность)

0,03

Остальные органы (ткани)

0,3

Всё тело

1,0

Дляоценки ущерба от стохастических эффектов воздействий ионизирующих излучений наперсонал или население используют коллективную эквивалентную дозу S,равную произведению индивидуальных эквивалентных доз на число лиц, подвергшихсяоблучению. Единица коллективной эквивалентной дозы – человеко-зиверт (чел.-Зв).

Непосредственнопосле облучения человека клиническая картина оказывается скудной, иногдасимптоматика вообще отсутствует. Именно поэтому знание дозы облучения человекаиграет решающую роль в диагностике и раннем прогнозировании течения остройлучевой болезни, в определении терапевтической тактики до развития основныхсимптомов заболевания.

Всоответствии с дозой лучевого воздействия острую лучевую болезнь приняторазделять на четыре степени тяжести:

Дифференциацияострой лучевой болезни по степени тяжести

в зависимостиот биологических показателей в

латентныйпериод

Тяжесть ОЛБ,

Доза (Гр)

Рвота

Лимфоциты через 48-72 ч. после облучения (в 1 мкл)

Лейкоциты на 7-9-е сутки после облучения (в 1 мкл)

Тромбоциты на 20-е сутки после облучения (в 1 мкл)

Сроки

Госпитализации (сут.)

смертность

Крайне тяжёлая

(>6)

через 10-30 мин. Многократ-ная

100

Менее 1000

Менее 80000

1-е

через 2 недели

Тяжёлая

( 4 – 6 )

через 30 мин. – 3 ч., 2 раза и более

100-400

1000 – 2000

То же

8-е

без лечения – до 70 %

Средняя

( 2 – 4 )

через 30 мин. – 3 ч., 2 раза и более

500 – 1000

2000 – 3000

То же

20-е

через 1.5 – 2 мес. может вызвать до 20 %

Лёгкая

( 1 – 2 )

нет или позже чем через 3 ч., однократная

Более 1000

Более 3000

Более 80000

Необяза-тельно

не смертельна

Дифференциацияострой лучевой болезни

по степенитяжести в зависимости

от проявленийпервичной реакции

Степень тяжести и доза (рад)

Косвенные признаки

Общая слабость

Головная боль и состояние сознания

Температура

Гиперемия кожи и инъекция склер

Легкая (100-200)

Лёгкая

Кратковременная головная боль, сознание ясное

Нормальная

Лёгкая инъекция склер

Средняя (200-400)

Умеренная

Головная боль, сознание ясное

Субфебрильная

Отчётливая гиперемия кожи и инъекция склер

Тяжелая (400-600)

Выраженная

Временами сильная головная боль, сознание ясное

Субфебрильная

Выраженная гиперемия кожи и инъекция склер

Крайне тяжёлая (более 600)

резчайшая

Упорная сильная головная боль, сознание может быть спутанным

Может быть

38-39оС

Резкая гиперемия кожи и инъекция склер

Само по себе разделениебольных по степеням тяжести весьма условно и преследует конкретные целисортировки больных и проведение в отношении их конкретныхорганизационно-терапевтических мероприятий. Абсолютно необходимо определятьстепень тяжести пострадавших при массовых поражениях, когда число пострадавшихопределяется десятками, сотнями и более.

Острая лучевая болезньпредставляет собойсамостоятельное заболевание, развивающееся в результате гибели преимущественноделящихся клеток организма под влиянием кратковременного (до нескольких суток)воздействия на значительные области тела ионизирующей радиации. Причиной остройлучевой болезни могут быть как авария, так и тотальное облучение организма слечебной целью – при трансплантации костного мозга, при лечении множественныхопухолей.

Клиническая картинаострой лучевой болезни весьма разнообразна; она зависит от дозыоблучения и сроков, прошедших после облучения. В своём развитии болезньпроходит несколько этапов. В первые часы после облучения появляется первичная реакция ( рвота, лихорадка,головная боль непосредственно после облучения ). Через несколько дней ( темраньше, чем выше доза облучения ) развивается опустошение костного мозга, вкрови – агранулоцитоз, тромбоцитопения. Появляются разнообразные инфекционныепроцессы, стоматит, геморрагии. Между первичной реакцией и разгаром болезни придозах облучения менее 500-600 рад отмечается период внешнего благополучия –латентный период. Деление острой лучевой болезни на периоды первичной реакции,латентный, разгара и восстановления неточное: чисто внешние проявления болезнине определяют истинного положения.

Хроническая лучевая болезньпредставляетсобой заболевание, вызванное повторными облучениями организма в малых дозах,суммарно превышающих 100 рад. Развитие болезни определяется не только суммарнойдозой, но и её мощностью, то есть сроком облучения, в течение которогопроизошло поглощение дозы радиации в организме. В условиях хорошоорганизованной радиологической службы в стране случаев хронической лучевойболезни не наблюдается. Плохой контроль за источниками радиации, нарушениеперсоналом техники безопасности в работе с рентгенотерапевтическими установкамиприводит к появлению случаев хронической лучевой болезни.

Клиническая картина хронической лучевой болезни определяется преждевсего астеническим синдромом и умеренными цитопеническими изменениями в крови.Сами по себе изменения в крови не являются источниками опасности для больных,хотя снижают трудоспособность.

При хронической лучевойболезни очень часто возникают опухоли – гемобластозы и рак. При хорошопоставленной диспансеризации, тщательном онкологическом осмотре 1 раз в год иисследовании крови 2 раза в год удается предупредить развитие запущенных формрака, и продолжительность жизни таких больных приближается к нормальной.

Наряду с острой ихронической лучевой болезнями, можно выделить подострую форму,возникающую в результате многократных повторных облучений в средних дозах напротяжении нескольких месяцев, когда суммарная доза за сравнительно короткийсрок достигает 500-600 рад. По клинической картине это заболевание напоминаетострую лучевую болезнь.

2.2 Противорадиационная защита населения. Медицинскаяпрофилактика и оказание первой помощи при радиационных поражениях.

Противорадиационнаязащита населения включает: оповещение о радиационной опасности, использованиеколлективных и индивидуальных средств защиты, соблюдение режима поведениянаселения на зараженной радиоактивными веществами территории, защиту продуктовпитания и воды от радиоактивного заражения, использование медицинских средствиндивидуальной защиты, определение уровней заражения территории,дозиметрический контроль за облучением населения и экспертизу заражениярадиоактивными веществами продуктов питания и воды.

Посигналам оповещения Гражданской обороны «Радиационная опасность» населениедолжно укрыться в защитных сооружениях. Как известно, они существенно (внесколько раз) ослабляют действие проникающей радиации.

Из-заопасности получить радиационное поражение нельзя приступать к оказанию первоймедицинской помощи населению при наличии на местности высоких уровней радиации.В этих условиях большое значение имеет оказание само- и взаимопомощи самимпострадавшим населением, строгое соблюдение правил поведения на заражённой территории.

Натерритории, заражённой радиоактивными веществами, нельзя принимать пищу, питьводу из заражённых водоисточников, ложиться на землю. Порядок приготовленияпищи и питания населения определяется органами Гражданской обороны с учётомуровней радиоактивного заражения местности.

Приоказании первой медицинской помощи на территории с радиоактивным заражением вочагах ядерного поражения в первую очередь следует выполнять те мероприятия, откоторых зависит сохранение жизни поражённого. Затем необходимо устранить илиуменьшить внешнее гамма-облучение, для чего используются защитные сооружения:убежища, заглублённые помещения, кирпичные, бетонные и другие здания. Чтобыпредотвратить дальнейшее воздействие радиоактивных веществ на кожу и слизистыеоболочки, проводят частичную санитарную обработку и частичную дезактивациюодежды и обуви. Частичная санитарная обработка проводится путём обмываниячистой водой или обтирания влажными тампонами открытых участков кожи.Поражённому промывают глаза, дают прополоскать рот. Затем, надев на поражённогореспиратор, ватно-маревую повязку или закрыв его рот и нос полотенцем, платком,шарфом, проводят частичную дезактивацию его одежды. При этом учитываютнаправление ветра, чтобы обмётываемая с одежды пыль не попадала на других.

Припопадании радиоактивных веществ внутрь организма промывают желудок, даютадсорбирующие вещества (активированный уголь). При появлении тошноты принимаютпротиворвотное средство из аптечки индивидуальной. В целях профилактикиинфекционных заболеваний, которым становиться подвержен облучённый,рекомендуется принимать противобактериальные средства.

2.3 Биологическое действиеионизирующих излучений

Жизнь наЗемле возникла и развивалась на фоне ионизирующей радиации. Поэтомубиологическое действие её не является каким-то новым раздражителем в пределахестественного радиационного фона. Радиационный фон Земли складывается изизлучения, обусловленного космическим излучением, и излучения от рассеянных вЗемной коре, воздухе, воде, теле человека и других объектах внешней средыприродных радионуклидов. Основной вклад в дозу облучения вносят 40К,238U, 232Th вместе с продуктамираспада урана и тория. В среднем доза фонового (внешнего и внутреннего)облучения человека составляет 1 мЗв/год. В отдельных районах с высокимсодержанием природных радионуклидов это значение может достигать 10 мЗв иболее. Считают, что часть наследственных изменений и мутаций у животных ирастений связана с радиационным фоном.

В основеповреждающего действия ионизирующих излучений лежит комплекс взаимосвязанныхпроцессов. Ионизация и возбуждение атомов и молекул дают начало образованиювысокоактивных радикалов, вступающих в последующем в реакции с различнымибиологическими структурами клеток. В повреждающем действии радиации важное значениеимеют возможный разрыв связей в молекулах за счет непосредственного действиярадиации и внутри- и межмолекулярной передачи энергии возбуждения.Физико-химические процессы, протекающие на начальных этапах, принято считатьпервичными – пусковыми. В последующем развитие лучевого поражения проявляется внарушении обмена веществ с изменением соответствующих функций органов.Малодифференцированные, молодые и растущие клетки наиболее радиочувствительны.

Животныеи растительные организмы характеризуются различной радиочувствительностью,причины которой до сих пор полностью ещё не выяснены. Как правило, наименеечувствительны одноклеточные растения, животные и бактерии, а наиболеечувствительны – млекопитающие животные и человек. Различие в чувствительности крадиации имеет место у отдельных особей одного и того же вида. Она зависит от физиологического состоянияорганизма, условий его существования и индивидуальных особенностей. Болеечувствительны к облучению новорожденные и старые особи. Различного рода заболевания,воздействие других вредных факторов отрицательно сказывается на течениирадиационных повреждений.

Изменения,развивающиеся в органах и тканях облучённого организма, называют соматическими.Различают ранние соматические эффекты, для которых характерна чёткая дозоваязависимость, и поздние – к которым относят повышение риска развития опухолей(лейкозов), укорочение продолжительности жизни и разного рода нарушения функцииорганов. Специфических новообразований, присущих только ионизирующей радиации,нет. Существует тесная связь между дозой, выходом опухолей и длительностьюлатентного периода. С уменьшением дозы частота опухолей падает, а латентныйпериод увеличивается.

Вотдалённые сроки могут наблюдаться и генетические (врождённые уродства, нарушения,передающиеся по наследству), повреждения, которые наряду с опухолевымиэффектами являются стохастическими. В основе генетических эффектов облучениялежит повреждение клеточных структур, ведающих наследственностью – половыхяичников и семенников.

Промежуточноеместо между соматическими и генетическими повреждениями занимаютэмбриотоксические эффекты - порокиразвития – последствия облучения плода. Плод весьма чувствителен облучению,особенно в период органогенеза (на 4-12 неделях беременности у человека).Особенно чувствительным является мозг плода (в этот период происходитформирование коры).

Эффектоблучения, как было сказано, зависит от величины поглощённой дозы ипространственно-временного распределения её в организме. Облучение можетвызвать повреждения от незначительных, не дающих клинической картины, досмертельных. Однократное острое, пролонгированное, дробное, хроническоеоблучение в дозе, отличной от нуля, по современным представлениям, можетувеличить риск отдалённых стохастических эффектов – рака и генетическихнарушений. Риск и ожидаемое число смертей от опухолей и наследственных дефектовв результате облучения :

Критический орган

Заболевание

Риск, 10-2 Зв-1

Число случаев, 104 чел.-Зв

Всё тело, красный костный мозг

Лейкемия

0,2

Щитовидная железа

Рак щитовидной железы

0,05

Молочная железа

Рак молочной железы

0,25

Скелет

Опухоли костной ткани

0,05

Лёгкие

Опухоли лёгких

0,2

Все остальные органы и ткани

Опухоли других органов

0,5

Все органы и ткани

Все злокачественные опухоли

1,25

125

Половые железы

Наследственные деффекты

0,4

Всего

1,65

165

3. Источники излучения,защита, хранение, аварии.

Ядерныевзрывы, выбросы радионуклидов предприятиями ядерной энергетики и широкоеиспользование источников ионизирующих излучений в различных отрасляхпромышленности, сельском хозяйстве, медицине и научных исследованиях привели кглобальному повышению облучения населения Земли. К естественному облучениюприбавились антропогенные источники внешнего и внутреннего облучения.

При ядерныхвзрывах в окружающую среду поступают радионуклиды деления, наведеннойактивности и неразделившаяся часть заряда (уран, плутоний). Наведеннаяактивность наступает при захвате нейтронов ядрами атомов элементов, находящихсяв конструкции изделия, воздухе, почве и воде. По характеру излучения всерадионуклиды деления и наведенной активности относят к b

— или b,g-излучателям.

Выпаденияподразделяются на местные и глобальные (тропосферные и стратосферные). Местныевыпадения, которые могут включать свыше 50% образовавшихся радиоактивныхвеществ при наземных взрывах, представляют собой крупные аэрозольные частицы,выпадающие на расстоянии около 100 км от места взрыва. Глобальные выпаденияобусловлены мелкодисперсными аэрозольными частицами. Наибольшую потенциальнуюопасность в них представляют такие долгоживущие и биологически опасныерадионуклиды как 137Csи90Sr.

Радионуклиды,выпавшие на поверхность земли, становятся источником длительного облучения.

Воздействиена человека радиоактивных выпадений включает внешнее g

-, b-облучение за счётрадионуклидов, присутствующих в приземном воздухе и выпавших на поверхностьземли, контактное в результате загрязнения кожных покровов и одежды ивнутреннее от поступивших в организм радионуклидов с вдыхаемым воздухом и загрязнённойпищей и водой. Критическим радионуклидом в начальный период являетсярадиоактивный йод, а в последующем 137Cs и 90Sr.

3.1 Йод.

Природныйизотоп йода – 127I.Известны радиоактивные изотопы с массовыми числами 115-126, 128-141.Практическое значение имеют 125I, 129I,131I, 132I, 133I. Применяется в физическойхимии, биологии и медицине. Особенно широко применяются в медицине для целейдиагностики и лечения 131I и 125I.

Йодхарактеризуется высокой миграционной способностью. Поступая во внешнюю среду ивключаясь в биологические цепи миграции, он становится источником внешнего ивнутреннего облучения. Радиоактивные изотопы йода могут поступать в организмчеловека через органы пищеварения, дыхания, кожу, раневые и ожоговыеповерхности. Основными цепочками являются: растения-человек;растение-животное-молоко-человек; растения-животное-мясо-человек;растения-птица-яйцо-человек; вода-гидробионты-человек. Особенное значение, какисточник поступления в организм человека, могут иметь продукты питания растительногопроисхождения, особенно молоко, свежие молочные продукты и листовые овощи.

Поступившийв организм радиоактивный йод быстро всасывается в кровь и лимфу. В течениепервого часа в верхнем отделе тонкого кишечника всасывается 80-90 %. Органы иткани по концентрации йода образуют убывающий ряд: щитовидная железа, почки,печень, мышцы, кости. Накопление 131I в щитовидной железе протекает быстро:через 2 и 6 часов после поступления радионуклида составляет 5-10 и 15-20 %соответственно, через сутки – 25-30 % введённого коли