Nemoci, které se objevují v důsledku záření. Co je radiace? Proč je rádiové vyzařování nebezpečné?

Záření má svůj vliv na organismus. V závislosti na dávce záření se budou reakce těla lišit, některé z nich jsou smrtelné.

Většina lidí slyšela více než jednou o nebezpečí vystavení radiaci. Ne každý však přesně ví, jaký to má dopad a jaký to je. Proto stojí za to zjistit, jaké jsou jeho vlastnosti, jaké patologie může způsobit a zda je možné se chránit a životní prostředí před jeho škodlivými účinky.

Radiace je definice toků částic, které vznikají během jaderné reakce. Tyto prvky mají silný účinek na lidské tělo a způsobují všechny druhy odchylek v jeho práci až do smrti.

Při zjišťování, odkud záření pochází, stojí za to zdůraznit několik zdrojů. Pochází jak z přírodních radioaktivních prvků nacházejících se v útrobách Země nebo na jejím povrchu, tak z vesmíru. Některé mohou v malých množstvích emitovat záření stavební materiál a rentgenové přístroje používané v lékařství. Je přítomen ve velkých dávkách v uranových dolech, v rozšířených jaderných elektrárnách, ve specializovaných laboratořích. Značné nebezpečí představují i testovací místa. nukleární zbraně a radioaktivní „pohřebiště“.

Nejprve částice záření působí na tkáň zvenčí. Kůže, oblečení a domov člověka mohou poskytnout určitou ochranu před zdroji záření. Hlavní nebezpečí však spočívá v jeho schopnosti ozařovat zevnitř. Vstup do těla s vodou a vzduchem přes rány na kůži, radioaktivní prvky po dlouhou dobu, až do úplného vyloučení, působí negativně na všechny orgány. Není možné je opustit nebo se schovat za olověnou čepici, což situaci jen zhoršuje.

Typy ozařování

Pro stanovení síly záření a důsledků jeho účinku na živé bytosti byly vyvinuty různé měřící stupnice. Všechny se scvrkají na použití takových jednotek pro stanovení intenzity záření, jako je Gray (Gy) a Rada (R). Ty zase korelují jako jedna až sto, to znamená, že 1 Gy se rovná 100 R. Díky těmto indikátorům je možné určit úroveň expozice při použití Geigerova počítače. Mnoho badatelů navíc pro tyto účely používá také Roentgenovu stupnici.

Při znalosti pouze uvedených hodnot však nelze posoudit skutečné ohrožení zdraví. V tomto procesu je také důležité určit konkrétní typ záření, z nichž jsou tři:

Gama, což jsou fotony, které volně pronikají do lidského těla. Jediný způsob, jak se proti nim chránit, je postavit silný betonový nebo olověný plot.
, což jsou těžké radioaktivní částice (protony a neutrony), které mohou způsobit největší škodaživá bytost. Vyznačují se však malou penetrační silou, která neumožňuje průnik ani přes svrchní kůži. Do těla se dostávají vzduchem a ranami.
Beta neboli radioaktivní elektrony, které mohou proniknout kůží až do hloubky dvou centimetrů.

Právě z Alfa a Beta paprsků se tvoří vnitřní dávka záření. Obvykle pocházejí z radionuklidů, které vstupují do těla s potravou, vodou a vzduchem. V tomto případě má gama paprsky vnější vliv na lidské tělo a může pocházet z vesmíru nebo z látek pozemského původu.

Stupnice měření dopadu

Při vystavení radioaktivním prvkům dochází v lidském těle k významným molekulárním změnám. V tomto případě se v buňkách tvoří volné radikály, které v procesu své vlastní životně důležité činnosti ničí okolní látky, ze kterých se skládají. Protože každý organismus má jedinečnou strukturu, vědci vyvinuli koncept ekvivalentní dávky.

Pro identifikaci radioaktivní hrozby vycházející z každé dávky záření vynásobili odborníci její ukazatele v Gy, R a Roentgen takzvaným faktorem kvality. U protonů a neutronů je toto číslo dvacet a u radioaktivních elektronů a fotonů je to pouze jedna. Rentgenový expoziční faktor je rovněž roven 1. Získané výsledky jsou označeny Baersem a Sievertem. Pokud je koeficient roven 1, pak jeden rem je 1 Rad nebo rentgen a jeden Sievert odpovídá 1 Grayovi nebo stovce Bermů.

Mimo jiné pro zjištění, jak nebezpečné je záření pro člověka v závislosti na dávce záření, bylo zavedeno i ekvivalentní riziko, jehož ukazatele se u každého jednotlivého orgánu liší. To je způsobeno zvláštnostmi účinku radioaktivního záření na různé tkáně těla. Pro organismus jako takový je tento ukazatel jeden. Díky všemu kalkulu, obecné měřítko radioaktivní nebezpečí při jediné expozici člověka:

Důsledky pro tělo

Abychom pochopili, proč je záření životu nebezpečné, stojí za to prozkoumat účinky, které může způsobit. Vlivem volných radikálů na lidský organismus začnou trpět rychle se dělící buňky, což způsobuje problémy s orgány krvetvorby a reprodukčním systémem.

Kromě toho jsou negativně ovlivněny i další systémy. Tkáně trpí nervové buňky a sliznice, které se postupně ničí. V důsledku toho se projevují různé odchylky psychiky.

Oči jsou častým orgánem, který je snadno ovlivnitelný zářením. Velká dávka záření může způsobit úplnou slepotu z radiační katarakty.

Neméně nebezpečné jsou kvalitativní změny v jiných tkáních těla, které vedou k rozvoji onkologických onemocnění. Děje se tak v důsledku přeměny tkáňových struktur a poškození molekuly DNA volnými radikály. Kvůli tomu se zapíná proces buněčné mutace, ze které se tvoří nádory a rakoviny.

Největší nebezpečí spočívá v tom, že takové změny se mohou přenášet z generace na generaci, protože je ovlivněna a genetický materiál zárodečné buňky. I když v některých případech může záření vést k neplodnosti, která brání šíření poškozeného genu. Za zmínku také stojí schopnost záření způsobit rychlé poškození buněk, které je plné zrychleného stárnutí člověka.

Problém mutace

Vědcům se již podařilo dojít k závěru, že záření může způsobit mutace v těle. O těchto důsledcích je však v tuto chvíli poměrně obtížné soudit, protože tyto jevy se objevují po celých generacích, takže tato oblast není zatím dostatečně prozkoumána. Navíc není zcela jasné, zda jsou všechny případy mutací spojeny s radiací, nebo byly příčinou některé jiné faktory. Obtížnost studia této problematiky je dána i tím, že velká část dětí, které mají anomálie v děloze, se nestihne narodit.

Mutace se dělí na dominantní a recesivní. To první se projeví téměř okamžitě a to druhé se projevuje až po generace, nebo nemusí vyvolat vůbec žádné změny. Recesivní mutace je obvykle spojena s přítomností stejného mutantního genu u otce a matky dítěte.

Tragédie, ke které došlo v Hirošimě a Nagasaki, umožnila vědcům studovat asi dvacet sedm tisíc dětí, jejichž rodiče byli ozářeni velkými dávkami radiace. Ze všech vyšetřených se v těle našlo jen pár mutací. A u lidí, kteří podstoupili nevýznamnou část záření, se děti narodily zcela bez tohoto druhu odchylky. To ale stále nezaručuje, že se v dalších generacích nezačnou objevovat nejrůznější anomálie.

Onkologická onemocnění

Vzhledem k tomu, že záření postihuje především hematopoetické orgány, nemoc z ozáření se nejčastěji stává příčinou rozvoje leukémie, nazývané také rakovina krve. Všechny systémy těla trpí jeho projevy a začínají se objevovat následující příznaky:

Před událostmi v Hirošimě a Nagasaki vědci nespojovali leukémii s radiací. Po vyšetření stovek tisíc pacientů však vyšlo najevo, že radiace je příčinou mnoha případů rakoviny.

Kromě leukémie záření často vyvolává rozvoj rakoviny plic, štítné žlázy a mléčných žláz. Plíce nejčastěji postihují horníci pracující v uranových dolech. Mléčné žlázy jsou onemocněním postiženy téměř u každé sté ženy, která přežila velkou dávku ozáření. Štítnou žlázu postihuje rakovina u jednoho procenta exponovaných lidí.

Při krátkodobém působení záření na lidský organismus je moderní medicína schopna vyléčit onkologii v počátečních stádiích onemocnění.

Ovlivňující faktory

Hlavními prvky, které mohou v té či oné míře ovlivnit celkový obraz ozáření lidského těla, jsou síla a konkrétní typ záření. Na základě těchto ukazatelů nemusí mít stejná dávka záření prakticky žádný vliv na zdraví, nebo se naopak stát osudným.

Za zmínku také stojí, že záření zřídkakdy působí na člověka současně. Nejčastěji se to provádí několika přístupy. Pokud dostanete 5-6 Sievertů najednou, je smrtelné, pak stejné množství záření získané za určitou dobu nemusí mít negativní důsledky. V tomto případě má tělo možnost se od volných radikálů postupně očistit.

Často na některých závisí i síla účinku záření na organismus individuální vlastnosti... Zdravý člověk je například schopen čelit škodlivým účinkům záření mnohem déle. I když lze s jistotou říci, že stojí za to se co nejvíce chránit před jakýmikoli druhy radiačních účinků, aby se minimalizovalo možné poškození těla.

Když člověk vidí ceduli varující před zvýšenou radioaktivitou, snaží se nebezpečné místo co nejdříve opustit. To, co se stalo v Černobylu, Hirošimě a Nagasaki, naučilo lidi dávat si pozor na radiaci. A z dobrého důvodu. Po tragédiích se lidstvo potýkalo s vážnými zdravotními problémy, které jsou stále pociťovány. Záření má na tělo škodlivý vliv, někdy vede ke smrti. Proto je důležité vědět o jeho působení, vlastnostech a přijatelných dávkách.

Co je radiace?

Člověk je vystaven radiaci po celý život. Jeho tělo je především vystaveno přirozené radioaktivitě, která je pozorována v přírodních procesech. Radioaktivita je název pro takové jevy v přírodě, při kterých se libovolně rozpadají jádra atomů, což se stává příčinou záření. Tato záření, mající výraznou energii, se vyznačují tím, že jsou schopna ionizovat prostředí, ve kterém se šíří. Ionizace vede ke změnám fyzického a chemické vlastnosti látek. Tato schopnost má škodlivý účinek na živý organismus, protože v biologických tkáních je narušena vitální aktivita.

Pokud je ionizační kapacita v záření vysoká, pak proniká do těla méně. Pokud má ionizace nízká úroveň, je schopna proniknout hlouběji. To se stává důležitým, pokud jde o záření a jeho účinky na člověka.

Radioaktivní účinek na člověka se provádí vnějšími a vnitřními metodami. Látky, které jsou mimo hranice těla, vytvářejí vnější záření. Pokud tělo přijímá radioaktivní prvky, které pronikly dovnitř spolu se vzduchem, potravou, vodou, dochází k vnitřnímu ozáření. Vysoká pronikavost záření působí silněji při vystavení vnějším vlivům. Vnitřní vliv se zhoršuje, pokud je záření charakterizováno vysokou ionizací.

Záření, které tělo dostává zevnitř, je považováno za nebezpečnější, protože záření ovlivňuje tkáně a orgány, které nejsou ničím chráněny. Tento proces probíhá na molekulární, buněčné úrovni. Kůže, oděv, ochranné prostředky, stěny prostor slouží jako ochranná bariéra proti vnějšímu ozáření.

Radioaktivní záření se dělí na několik typů, které se liší vlastnostmi a dopadem na člověka.

Dávky a zdroje radioaktivního záření

Záření neustále pochází z přírodních zdrojů. Takové zdroje vnějšího záření jsou:

kosmické záření,
solární radiace,
záření kamenů,
záření vzduchu.

I stavební materiály, které se používají při stavbě budov, mají malou dávku záření.

Vnitřní vliv záření nesou plyny pocházející z útrob země, radioaktivní draslík, thorium, uran, radium a rubidium, které jsou součástí vody, rostlin a potravy. Žádný z těchto typů radioaktivního vystavení není škodlivý, pokud je záření v malých množstvích.

Pro lidské tělo existuje přijatelná míra záření. Za bezpečnou se považuje dávka do 0,3-0,5 μSv za hodinu. Maximální přípustné záření je 10 µSv za hodinu, pokud nepůsobí na tělo dlouhodobě. Již při výkonu 50 mSv za rok vede expozice k onkologii. Smrtelná dávka pro člověka je 10 Sv za rok. Smrt dojde po několika týdnech.

Lidská činnost vede k tomu, že se zvyšuje radiační zátěž, vyjádřená ve znečištění životního prostředí. Pochází především z těchto zdrojů:

radioaktivní reaktory,
uranový průmysl,
radiochemická výroba,
zpracování a ukládání radioaktivního odpadu,
radionuklidy v oblasti národního hospodářství.

Pozitivní zkušenosti může mít i záření a jeho vliv na člověka. Například radiační zátěž se používá v medicíně, navíc je široce používána. Mezi těmito aplikacemi jsou známy následující diagnostické metody:

radiografie,
fluorografie,
CT vyšetření.

Ozáření tomografií je intenzivnější. Ale také výsledek diagnózy v tento případ výše.

Kromě toho se záření v medicíně používá v následujících oblastech:

Radioterapie. S jeho pomocí se provádí léčba onkologických onemocnění. Správná radiace může zabít nádory.
Radiochirurgie. Zde se používá gama nůž, který nevede k řezům v kůži. Zvláště intenzivně se používá ve vyspělých zemích.

Kompetentní přístup k využívání radioaktivity slouží ku prospěchu lidstva. Zatímco nadměrná průmyslová činnost znečišťuje přírodu, což vede k různým zdravotním problémům.

Vliv záření na člověka

Záření a jeho účinky na člověka mohou způsobit vážné zdravotní problémy. Porážka se týká nejen organismu toho, kdo byl vystaven radiaci, ale i dalších generací, protože záření ovlivňuje genetický aparát. Radioaktivní vliv má tedy dva účinky:

Somatické - jsou onemocnění jako leukémie, onkologické útvary orgánů, lokální radiační poranění a nemoc z ozáření.
Genetická – vede k genové mutace a změny ve struktuře chromozomů.

Ozařování chronického charakteru přináší pro organismus nižší zátěž než jednorázová dávka stejné dávky, protože regenerační procesy mají čas proběhnout. Akumulace radionuklidů v těle je nerovnoměrná. Nejvíce jsou postiženy dýchací a trávicí orgány, kterými se do těla dostávají radionuklidy, játra a štítná žláza. Mezi rakovinami způsobenými zářením jsou nejčastější rakovina štítné žlázy a prsu.

Radiační leukémii, tedy rakovinu krve, lze detekovat čtyři až deset let po expozici. Nebezpečné je zejména pro ty, kteří ještě nedosáhli patnáctého roku. O tom, že záření může vést k této nemoci, svědčí její nárůst u obyvatel Hirošimy a Nagasaki. Kromě toho bylo zaznamenáno, že úmrtnost mezi radiology vzrostla právě kvůli leukémii.

Vystavení záření je také plné rakoviny plic. Zejména u horníků pracujících v uranových dolech je diagnóza běžná.

Nejznámějším důsledkem ozáření je nemoc z ozáření. Vyvolává ho jak jednorázové záření, tak chronické. Velké dávky mohou být smrtelné.

Mutace, ke kterým dochází v genetickém aparátu v důsledku ozáření, nejsou v současné době dostatečně prozkoumány. Je to dáno tím, že se dokážou projevovat po mnoho let v různých generacích. Pak je obtížné prokázat, z jakého důvodu k té či oné mutaci došlo.

Někdy se objeví hned. Takové mutace se nazývají dominantní. Existují recesivní mutace, které o sobě dávají vědět po generace. I když se v nových generacích nemusí vůbec projevit. Mutace se zjišťují fyzickými nebo psychickými poruchami ve zdraví potomků. K tomu je třeba, aby se poškozený gen spojil s genem, který má stejné poškození.

Při zevním ozáření se objevují popáleniny kůže a sliznic různé závažnosti.

Volné radikály a důsledky jejich působení

Když je ionizační schopnost radioaktivního záření intenzivní, vede to k tvorbě aktivních molekul v živých buňkách. Takové molekuly jsou volné radikály. Poškozují a zabíjejí živé buňky.

Jejich agresivní účinek směřuje k životním funkcím organismu. V první řadě jsou postiženy buňky gastrointestinálního a hematopoetického systému a zárodečné buňky. V tomto případě se objevují určité příznaky: nevolnost, zvracení, horečka, průjem a úbytek krvinek.

Buňky, které se nedělí tak rychle jako ty, které jsou uvedeny výše, procházejí změnami směrem k dystrofii. Pokud jsou oči poškozeny zářením, může způsobit radiační kataraktu. Cévní skleróza a špatná imunita jsou také důsledky práce volných radikálů.

V boji s volnými radikály tělo samo nastartuje regeneraci poškozených buněk. Ale když je záření silné, není schopen překonat škodlivý účinek. Velkou roli v tom hraje druh záření, jeho intenzita a individuální vnímavost člověka.

Závěr

Radioaktivní záření v přírodě je normální. Přirozené záření probíhá v minimálních dávkách a člověk ho zažívá celý život. Koneckonců, pochází z takových přirozených nosičů, jako je slunce a vzduch. Ale tam, kde člověk překročí limit a znečišťuje životní prostředí různými druhy výroby, se záření stává velmi nebezpečným pro zdraví a život. Jeho účinek při překročení přípustných dávek může poškodit nejen tělo toho, kdo byl pod jeho vlivem, ale i potomky takového člověka. Ovlivněním genetiky může záření poškodit duševní a fyzické schopnosti nových generací.

Kromě negativního dopadu záření se člověk potýká s jeho pozitivní stránka pokud jde o lékařské prohlídky a procedury. Vědci byli schopni zabalit radiaci pro dobro a použít ji v medicíně.

Radioaktivní (neboli ionizující) záření je energie, kterou uvolňují atomy ve formě částic nebo vln elektromagnetické povahy. Tomuto vlivu je člověk vystaven jak z přírodních, tak z antropogenních zdrojů.

Příznivé vlastnosti záření umožnily jeho úspěšné využití v průmyslu, medicíně, vědeckých experimentech a výzkumu, zemědělství a dalších oborech. S rozšířením používání tohoto jevu však vzniklo ohrožení lidského zdraví. Malá dávka radioaktivního záření může zvýšit riziko získání závažných onemocnění.

Rozdíl mezi zářením a radioaktivitou

Záření v širokém slova smyslu znamená záření, tedy šíření energie ve formě vln nebo částic. Radioaktivní záření se dělí na tři typy:

záření alfa - tok jader helia-4;
beta záření - tok elektronů;
gama záření je proud fotonů s vysokou energií.

Charakterizace radioaktivních emisí je založena na jejich energii, přenosových vlastnostech a typu emitovaných částic.

Alfa záření, což je tok kladně nabitých částic, může být zachyceno vzduchem nebo oblečením. Tento druh prakticky neproniká kůží, ale když se dostane do těla například řeznými ranami, je velmi nebezpečný a má škodlivý účinek na vnitřní orgány.

Beta záření má více energie – elektrony se pohybují vysokou rychlostí a jejich velikost je malá. Proto tento typ záření proniká přes tenké oblečení a kůži hluboko do tkání. Beta záření lze odstínit několika milimetry hliníku nebo silnou dřevěnou deskou.

Gama záření je vysokoenergetické záření elektromagnetické povahy, které má silnou pronikavou sílu. K ochraně proti němu musíte použít silnou vrstvu betonu nebo desku z těžkých kovů, jako je platina a olovo.

Fenomén radioaktivity byl objeven v roce 1896. Objev učinil francouzský fyzik Becquerel. Radioaktivita je schopnost předmětů, sloučenin, prvků emitovat ionizující studium, tedy záření. Důvod jevu spočívá v nestabilitě atomového jádra, které při rozpadu uvolňuje energii. Existují tři typy radioaktivity:

přírodní - typické pro těžké prvky, jejichž pořadové číslo je více než 82;
umělá – iniciovaná specificky jadernými reakcemi;
směrované - charakteristické pro předměty, které se samy stávají zdrojem záření, pokud jsou silně ozářeny.

Prvky s radioaktivitou se nazývají radionuklidy. Každý z nich se vyznačuje:

poločas rozpadu;
druh vyzařovaného záření;
energie záření;
a další vlastnosti.

Zdroje záření

Lidské tělo je pravidelně vystavováno radioaktivnímu záření. Kosmické záření tvoří přibližně 80 % ročně přijatého množství. Vzduch, voda a půda obsahují 60 radioaktivních prvků, které jsou zdroji přirozeného záření. Hlavní přírodní zdroj radiace je považována za inertní plyn radon uvolňovaný ze země a hornin. Radionuklidy se do lidského těla dostávají také s potravou. Část ionizujícího záření, kterému jsou lidé vystaveni, pochází z antropogenních zdrojů, od jaderných generátorů energie a jaderných reaktorů až po záření používané k léčbě a diagnostice. Dnes jsou běžné umělé zdroje záření:

lékařské vybavení (hlavní antropogenní zdroj záření);
radiochemický průmysl (těžba, obohacování jaderného paliva, zpracování jaderných odpadů a jejich využití);
radionuklidy používané v zemědělství, lehkém průmyslu;
havárie v radiochemických závodech, jaderné výbuchy, radiační emise
Konstrukční materiály.

Radiační zátěž se podle způsobu pronikání do těla dělí na dva typy: vnitřní a vnější. Ten je typický pro radionuklidy (aerosol, prach) rozstřikované do ovzduší. Přicházejí do kontaktu s kůží nebo oděvem. V tomto případě lze zdroje záření odstranit jejich propláchnutím. Zevní ozáření způsobuje poleptání sliznic a kůže. U vnitřního typu se radionuklid dostává do krevního oběhu např. injekčně do žíly nebo ranami a je odstraňován vylučováním nebo terapií. Takové záření vyvolává zhoubné nádory.

Radioaktivní pozadí výrazně závisí na geografická lokace- v některých regionech může úroveň radiace stokrát překročit průměr.

Vliv záření na lidské zdraví

Radioaktivní záření vede vlivem ionizujícího účinku k tvorbě volných radikálů v lidském těle – chemicky aktivních agresivních molekul, které způsobují poškození buněk a jejich smrt.

Zvláště citlivé jsou na ně buňky gastrointestinálního traktu, reprodukčního a krvetvorného systému. Radioaktivní záření narušuje jejich práci a způsobuje nevolnost, zvracení, poruchy stolice a horečku. Působením na tkáně oka může vést k radiační kataraktě. K důsledkům ionizujícího záření patří také poškození, jako je skleróza cév, zhoršení imunity a narušení genetického aparátu.

Systém předávání dědičných dat má jemnou organizaci. Volné radikály a jejich deriváty jsou schopny narušit strukturu DNA - nositele genetické informace. To vede ke vzniku mutací, které ovlivňují zdraví dalších generací.

Povaha účinku radioaktivního záření na tělo je určena řadou faktorů:

druh záření;
intenzita záření;
individuální vlastnosti organismu.

Výsledky radiační zátěže se nemusí dostavit okamžitě. Někdy se jeho důsledky stanou patrnými po značné době. Navíc velká jednotlivá dávka záření je nebezpečnější než dlouhodobé vystavení nízkým dávkám.

Absorbované množství záření je charakterizováno veličinou zvanou Sievert (Sv).

Normální radiace pozadí nepřesahuje 0,2 mSv / h, což odpovídá 20 mikroroentgenům za hodinu. Když je zub rentgenován, člověk dostane 0,1 mSv.

Smrtelná jednotlivá dávka je 6-7 sv.

Aplikace ionizujícího záření

Radioaktivní záření je široce používáno v technice, medicíně, vědě, vojenském a jaderném průmyslu a dalších oblastech lidské činnosti. Tento jev je základem takových zařízení, jako jsou detektory kouře, elektrické generátory, hlásiče námrazy a ionizátory vzduchu.

V lékařství se radioaktivní záření používá v radiační terapii k léčbě rakoviny. Ionizující záření umožnilo vytvořit radiofarmaka. S jejich pomocí se provádějí diagnostická vyšetření. Na základě ionizujícího záření jsou uspořádána zařízení pro analýzu složení sloučenin, sterilizaci.

Objev radioaktivního záření byl bez nadsázky revoluční – využití tohoto jevu přivedlo lidstvo na novou úroveň rozvoje. To však také způsobilo ohrožení životního prostředí a lidského zdraví. V tomto ohledu je udržení radiační bezpečnosti důležitým úkolem naší doby.

Navigace v článku:

Záření a druhy radioaktivního záření, složení radioaktivního (ionizujícího) záření a jeho hlavní charakteristiky. Vliv záření na hmotu.

Co je záření

Nejprve si uveďme definici toho, co je záření:

V procesu rozpadu látky nebo její syntézy dochází k vyvržení atomárních prvků (protonů, neutronů, elektronů, fotonů), jinak můžeme říci dochází k záření tyto prvky. Takové záření se nazývá - ionizující radiace nebo co je častější radioaktivní záření, nebo ještě jednodušší záření ... Mezi ionizující záření patří také rentgenové a gama záření.

Záření je proces záření hmotou nabitých elementárních částic, ve formě elektronů, protonů, neutronů, atomů helia nebo fotonů a mionů. Typ záření závisí na tom, který prvek je emitován.

Ionizace je proces tvorby kladně nebo záporně nabitých iontů nebo volných elektronů z neutrálně nabitých atomů nebo molekul.

Radioaktivní (ionizující) záření lze rozdělit do několika typů v závislosti na typu prvků, ze kterých se skládá. Různé typy záření jsou způsobeny různými mikročásticemi, a proto mají různé energetické účinky na látku, různou schopnost jí pronikat a v důsledku toho různé biologické účinky záření.

Alfa, beta a neutronové záření jsou záření skládající se z různých částic atomů.

Gama a rentgen je vyzařování energie.

Alfa záření

emitováno: dva protony a dva neutrony
penetrační schopnost: nízký
ozařování ze zdroje: do 10 cm
rychlost emisí: 20 000 km/s
ionizace: 30 000 iontových párů na cm běhu
vysoký

Alfa (α) záření vzniká rozpadem nestálých izotopy elementy.

Alfa záření- jedná se o záření těžkých, kladně nabitých částic alfa, které jsou jádry atomů helia (dva neutrony a dva protony). Alfa částice jsou emitovány při rozpadu složitějších jader, například při rozpadu atomů uranu, radia, thoria.

Alfa částice mají velkou hmotnost a jsou emitovány relativně nízkou rychlostí, v průměru 20 tisíc km/s, což je asi 15x méně než rychlost světla. Vzhledem k tomu, že alfa částice jsou velmi těžké, při kontaktu s látkou se částice srazí s molekulami této látky, začnou s nimi interagovat, ztrácejí svou energii, a proto penetrační schopnost těchto částic není velká a dokonce i jednoduchý list papíru je může zadržet.

Alfa částice však nesou mnoho energie a při interakci s látkou způsobují její výraznou ionizaci. A v buňkách živého organismu kromě ionizace alfa záření ničí tkáně, což vede k různým poškozením živých buněk.

Alfa záření má ze všech druhů záření nejmenší pronikavou sílu, ale důsledky ozařování živých tkání tímto typem záření jsou nejzávažnější a nejvýraznější ve srovnání s jinými druhy záření.

Vystavení záření ve formě alfa záření může nastat, když radioaktivní prvky proniknou do těla, například vzduchem, vodou nebo jídlem, nebo řeznými ranami nebo ranami. Jakmile jsou tyto radioaktivní prvky v těle, jsou přenášeny krevním řečištěm po celém těle, hromadí se v tkáních a orgánech a mají na ně silný energetický účinek. Vzhledem k tomu, že některé typy radioaktivních izotopů emitujících záření alfa mají dlouhou životnost, dostanou se do těla, mohou způsobit vážné změny v buňkách a vést k degeneraci tkání a mutacím.

Radioaktivní izotopy se ve skutečnosti samy o sobě z těla nevylučují, a proto, když se dostanou dovnitř těla, budou ozařovat tkáně zevnitř po mnoho let, dokud nevedou k vážným změnám. Lidské tělo není schopno neutralizovat, zpracovat, asimilovat nebo využít většinu radioaktivních izotopů, které se dostaly do těla.

Neutronové záření

emitováno: neutrony
penetrační schopnost: vysoký
ozařování ze zdroje: kilometrů
rychlost emisí: 40 000 km/s
ionizace: od 3000 do 5000 párů iontů na 1 cm běhu
biologický účinek záření: vysoký

Neutronové záření je technogenní záření vznikající v různých jaderné reaktory a při atomových explozích. Také neutronové záření je vyzařováno hvězdami, ve kterých je aktivní termo jaderné reakce.

Neutronové záření, které nemá náboj, naráží na hmotu, slabě interaguje s prvky atomů na atomové úrovni, proto má vysokou penetrační schopnost. Neutronové záření je možné zastavit pomocí materiálů s vysokým obsahem vodíku, například nádoby s vodou. Neutronové záření také špatně proniká přes polyethylen.

Neutronové záření při průchodu biologickými tkáněmi způsobuje vážné poškození buněk, protože má významnou hmotnost a vyšší rychlost než záření alfa.

Beta záření

emitováno: elektrony nebo pozitrony
penetrační schopnost: průměrný
ozařování ze zdroje: až 20 m
rychlost emisí: 300 000 km/s
ionizace: od 40 do 150 párů iontů na 1 cm běhu
biologický účinek záření: průměrný

Beta (β) záření dochází při přeměně jednoho prvku na jiný, zatímco v samotném jádře atomu látky probíhají procesy se změnou vlastností protonů a neutronů.

U záření beta dochází k přeměně neutronu na proton nebo protonu na neutron, při této přeměně dochází podle typu přeměny k emisi elektronu nebo pozitronu (antičástice elektronu). Rychlost emitovaných prvků se blíží rychlosti světla a je přibližně rovna 300 000 km/s. Prvky emitované v tomto případě se nazývají beta částice.

Při počáteční vysoké rychlosti záření a malých rozměrech emitovaných prvků má záření beta vyšší pronikavou sílu než záření alfa, ale má stokrát menší schopnost ionizovat hmotu ve srovnání s zářením alfa.

Beta záření snadno proniká oblečením a částečně i živými tkáněmi, ale při průchodu hustšími strukturami hmoty, například kovem, s ní začne intenzivněji interagovat a většinu energie ztrácí a přenáší ji na prvky látky. . Plech o velikosti několika milimetrů může zcela zastavit beta záření.

Pokud je alfa záření nebezpečné pouze při přímém kontaktu s radioaktivním izotopem, pak beta záření může v závislosti na své intenzitě způsobit značné poškození živého organismu již ve vzdálenosti několika desítek metrů od zdroje záření.

Pokud se radioaktivní izotop vyzařující beta záření dostane do živého organismu, hromadí se v tkáních a orgánech, energeticky na ně působí, což vede ke změnám ve struktuře tkání a časem způsobuje značné poškození.

Některé radioaktivní izotopy s beta zářením mají dlouhou dobu rozpadu, to znamená, že když se dostanou do těla, budou ho ozařovat roky, dokud nepovedou k degeneraci tkání a v důsledku toho k rakovině.

Gama záření

emitováno: energie ve formě fotonů
penetrační schopnost: vysoký
ozařování ze zdroje: až stovky metrů
rychlost emisí: 300 000 km/s
ionizace:
biologický účinek záření: nízký

Gama (γ) záření je energický elektromagnetická radiace ve formě fotonů.

Gama záření doprovází proces rozpadu atomů látky a projevuje se ve formě vyzařované elektromagnetické energie ve formě fotonů uvolněných při změně energetického stavu atomového jádra. Záření gama je vyzařováno z jádra rychlostí světla.

Když dojde k radioaktivnímu rozpadu atomu, z některých látek vznikají další. Atom nově vzniklých látek je v energeticky nestabilním (excitovaném) stavu. Vzájemným působením se neutrony a protony v jádře dostávají do stavu, kdy jsou síly interakce vyváženy a přebytečná energie je vyzařována atomem ve formě gama záření.

Gama záření má vysokou pronikavou sílu a snadno proniká oblečením, živými tkáněmi a o něco obtížněji hustými strukturami látky, jako je kov. K zastavení gama záření je nutná značná tloušťka oceli nebo betonu. Ale zároveň má záření gama na hmotu stokrát slabší účinek než záření beta a desetitisíckrát slabší než záření alfa.

Hlavním nebezpečím gama záření je jeho schopnost cestovat na velké vzdálenosti a působit na živé organismy několik set metrů od zdroje gama záření.

Rentgenové záření

emitováno: energie ve formě fotonů
penetrační schopnost: vysoký
ozařování ze zdroje: až stovky metrů
rychlost emisí: 300 000 km/s
ionizace: od 3 do 5 párů iontů na 1 cm běhu
biologický účinek záření: nízký

Rentgenové záření- Jedná se o energetické elektromagnetické záření ve formě fotonů, vznikající přechodem elektronu uvnitř atomu z jedné dráhy na druhou.

Rentgenové záření je svým účinkem podobné záření gama, ale je méně pronikavé, protože má delší vlnovou délku.

Po zvážení různé druhy radioaktivní záření, je vidět, že pojem záření zahrnuje zcela odlišné druhy záření, které mají různé účinky na hmotu a živé tkáně, od přímého bombardování elementární částice(alfa, beta a neutronové záření) před energetickou expozicí ve formě gama a rentgenového vytvrzování.

Každá z uvažovaných emisí je nebezpečná!

Srovnávací tabulka s charakteristikami různých druhů záření

charakteristický	Typ záření
charakteristický	Alfa záření	Neutronové záření	Beta záření	Gama záření	Rentgenové záření
emitované	dva protony a dva neutrony	neutrony	elektrony nebo pozitrony	energie ve formě fotonů	energie ve formě fotonů
penetrační schopnost	nízký	vysoký	průměrný	vysoký	vysoký
zdroj ozařování	do 10 cm	kilometrů	až 20 m	stovky metrů	stovky metrů
emisní rychlost	20 000 km/s	40 000 km/s	300 000 km/s	300 000 km/s	300 000 km/s
ionizace, pára na 1 cm chodu	30 000	od 3000 do 5000	od 40 do 150	od 3 do 5	od 3 do 5
biologické účinky záření	vysoký	vysoký	průměrný	nízký	nízký

Jak je vidět z tabulky, v závislosti na typu záření bude mít záření o stejné intenzitě, například 0,1 Roentgenu, různý destruktivní účinek na buňky živého organismu. Pro zohlednění tohoto rozdílu byl zaveden koeficient k, odrážející míru expozice radioaktivnímu záření na živé objekty.

Koeficient k
Druh záření a energetický rozsah	Hmotnostní faktor
Fotony všechny energie (gama záření)	1
Elektrony a miony všechny energie (beta záření)	1
Neutrony s energií < 10 КэВ (нейтронное излучение)	5
Neutrony od 10 do 100 keV (neutronové záření)	10
Neutrony od 100 keV do 2 MeV (neutronové záření)	20
Neutrony od 2 MeV do 20 MeV (neutronové záření)	10
Neutrony> 20 MeV (neutronové záření)	5
Protony s energiemi > 2 MeV (kromě protonů zpětného rázu)	5
Částice alfa, štěpné fragmenty a další těžká jádra (alfa záření)	20

Čím vyšší je „koeficient k“, tím nebezpečnější je působení určitého typu záření pro tkáně živého organismu.

Video:

Atomové záření(ionizující záření) je charakterizováno toky částic (částice alfa, elektrony, neutrony, protony, těžké ionty) a elektromagnetického záření (rentgenové záření a záření gama), které vznikají při jaderných reakcích a při radioaktivním rozpadu.

Jak záření interaguje s hmotou?

Hmota a záření

Tyto paprsky a částice při průchodu hmotou (různými atomy a molekulami) produkují lokální excitaci a dokonce i ionizaci. Jak této skutečnosti rozumět? Excitace atomu- to je takový atomový stav, ve kterém se elektrony vzdalují od jádra a stávají se více "samostatnými". Přechodem do excitovaného stavu se přitažlivá síla (elektrostatická síla) mezi elektrony a jádrem snižuje. Atomový model je velmi podobný planetárnímu modelu, ale pro lepší pochopení struktury atomu si představte Sluneční Soustava... Excitovaný stav atomu si lze představit jako pohyb Země směrem k poloze Pluta.

Radiace vs. Žijící organismy

Když mluvíme o živém světě, o biologické hmotě, může způsobit excitaci atomů a molekul velké problémy, narušení důležitých biochemických procesů. Pokud je energie záření, která prochází živými buňkami, tak velká, že způsobuje ionizace atomů, pak s největší pravděpodobností buňky zemřou. Ionizace se od prosté excitace elektronů liší tím, že jsou zcela odděleny od atomového jádra a volně migrují po celé látce. Elektrony, které vznikají při ionizaci, mohou zase v závislosti na získané energii způsobit další ionizace a excitace.

Jakákoli úprava v ozařovaném předmětu vlivem ionizujícího záření se nazývá radiací vyvolaný efekt... Ne všechny účinky záření jsou zdraví škodlivé, existují i pozitivní vlastnosti záření. Negativní účinky záření jsou zaznamenány při radiačním poškození organismu v důsledku velkých dávek ionizujícího záření. Přesto ozařování nemá při identifikaci a léčbě určitých onemocnění obdoby.

Abyste se uchránili před negativním působením záření a zároveň ho využili k dobrým účelům, je třeba velmi dobře znát účinky záření. Ještě dnes nejsou plně pochopeny. V mnoha zemích pokračuje výzkum v této oblasti, který zahrnuje specialisty v různých oblastech činnosti, jako jsou: radiobiologové, fyzici, biochemici, genetici. Obtíže v pochopení těchto procesů spočívají ve skutečnosti, že proces interakce záření s živými buňkami má několik stupňů složitosti.

Abychom lépe pochopili, jaké procesy probíhají při záření živých buněk, je nutné blíže studovat, co se děje při interakci záření s „jednoduchou“ látkou (minerály, kameny, roztoky). Jde o velmi obtížný problém, který i E. Rutherford, E. Fermi, N. Bohr, G. Bethe ( laureáti Nobelovy ceny). I když nedokázali plně pochopit mechanismy interakce záření s hmotou byli prvními průkopníky tohoto oboru.

Struktura živé hmoty je tak složitá, že je obtížné analyzovat a modelovat vliv záření na živé tkáně. Při pokusech na živé hmotě to není snadný úkol, protože je ve srovnání s neživou hmotou složitější.

Je zajímavé, že na totéž působí záření živý systém, může vyvolat různé účinky, takže s mnoha kvanty záření se tvoří součet různých účinků. Záření může zničit strukturu nukleových kyselin (RNA a DNA), degenerovat strukturu chromozomů, narušit normální procesy buněčného dělení a zcela zastavit vitální funkce buněk. Je zajímavé, že tyto negativní procesy se projevují společně nebo odděleně na buněčné úrovni. Očekávat určité změny na určitém místě je velmi obtížný úkol. Ionizující záření procházející živým materiálem může být zdrojem některých procesů a možná i jiných. Zničení struktury je zaznamenáno, když jsou spuštěny primární fyzikální procesy, jako je ionizace a excitace atomů.

Je velmi zajímavé, že účinek různého záření není stejný, a to ani při stejné dávce. Samozřejmě, že první fyzikální procesy, které probíhají v živém materiálu na úrovni atomů, jsou téměř stejné, ale v závislosti na energii částic a kvant se pozorované liší. Při stejné dávce, neutrony jsou 10x škodlivější do těla než paprsky gama. Abyste mohli porovnávat odlišné typy záření (elektrony, neutrony, rentgenové záření a gama záření), vědce napadlo zavést hodnotu zvanou relativní biologická účinnost záření (RBE). Pomocí této hodnoty můžete porovnat účinek záření ve srovnání se vzorkem. Můžete tak zjistit, kolik energie určitého záření je potřeba ke stejnému účinku vyvolanému zářením. Jako vzorek se používá rentgenové záření určité energie.

Proč různé druhy záření poškozují živé organismy různé intenzity?

Vysvětlení tohoto jevu je ve fyzice průchodu záření hmotou. Velmi velké rozdíly jsou v procesech interakce mezi hmotou a elementárními částicemi nebo elektromagnetickými kvanty. Dalo by se dokonce říci, že elektromagnetické paprsky jsou „méně škodlivé“ než jiné druhy záření, protože vyvolávají pouze excitaci atomů nebo v nejhorším případě ionizaci, ale beze změny složení samotného jádra. Ozáření "jinými druhy záření", například neutrony, vede ke složitějším důsledkům, jako jsou změny v jaderném složení, vyvolávající možné jaderné reakce v samotném živém organismu! Neutrony mohou vyrazit protony z atomových jader i ve složitých strukturách biologických makromolekul. V důsledku toho vyřazené částice vyvolávají další ionizaci živé tkáně. V ozařovaném segmentu živé tkáně začne probíhat tolik biochemických reakcí, že to nakonec vede k radiačně indukovanému efektu. Jak jste již pochopili, zde nemůžete rozumět bez pojmů fyziky a biologie. Věda, která studuje tyto procesy v živém organismu, se nazývá mikrodozimetrie.

Poškození nebo přínos záření?

Se zvýšenými dávkami záření to lidé nevydrží a onemocní, trpí a umírají. Vědce znepokojuje i další aspekt tohoto problému: jaký bude vliv nulových dávek záření na tělo? Prospěch nebo škoda? Říká se, že během pokusů na pokusných zvířatech tato snížila imunitu a brzy zemřela.

Na naší planetě radioaktivita je to normální jev a nemůžeme bez něj žít. Ano, velké dávky mají škodlivý vliv na naše zdraví, ale co slabí? Co se z takového záření může stát našemu zdraví?

Malé dávky záření – co se může stát?

A stát se toho může hodně... Za prvé vám toto záření přechází jako „bonus“ k záření na pozadí a za druhé se vlivem záření hromadí v krvi a v vnitřní orgány jako mangan, kadmium, olovo, rtuť. Díky radiační zátěži i při nízkých dávkách člověk stárne rychleji.

Byly provedeny experimenty na zjištění délky života při průniku nízkých dávek solí těžkých kovů a záření do organismu a bylo zjištěno, že v závislosti na typu solí se účinek záření měnil. Například soli železa, zinku a rtuti při vyzařování gama zářením snižovaly škodlivý účinek i při zvyšujícím se ozáření! Tento jev je však zaznamenán pouze v určitém rozsahu.

Jaké je tajemství tohoto fenoménu?

Začátek experimentu je obvyklý: zvýšením dávky záření roste i radiací vyvolaný efekt. Velmi zajímavý je ale fakt, že pak, když dávka stoupne na určitou hodnotu, tělo se začne bránit. Namísto takto klesající délky života se prodlužuje a může dosáhnout parametrů jako při nízkých dávkách záření.

Tento obranný mechanismus není pro nikoho nový a vyskytuje se ve volné přírodě téměř všude. Aby tělo působením radioaktivity výrazně netrpělo, je nutné „zapnout“ obranyschopnost organismu. A i malé dávky to zahrnují.

Studie také ukázaly, že v přítomnosti solí zinku, železa a rtuti se účinek záření zvýšil. Těžké kovy pomáhají aktivovat obranyschopnost organismu, a tak působí na organismus negativně. Pokud se tedy chystáte na rentgenové vyšetření, nepijte předem vodu s vysokým obsahem iontů železa ...

Jak se můžeme chránit před působením těžkých kovů a co dělat, aby se nám nedostaly do jídla? Existují standardní způsoby ochrany proti nim: jezte potraviny s velmi nízkým obsahem těžkých kovů, a pokud se dostanou do těla, pak můžete přijímat potraviny, které je vážou. Želé má také vazivový účinek. Není divu, že se mléko dává na škodu! Tyto prostředky velmi dobře vážou prvky jako olovo a rtuť, ale dokážou vázat i prospěšné prvky jako vápník a hořčík.

Aby do těla pronikalo méně těžkých kovů, je nutné použít užitečné konkurenční ionty. Například v Petrohradě je voda „měkká“, což znamená, že má nízký obsah vápníku. Aby bylo možné se stáhnout těžké kovy z těla musí být vstříknuty požadované množství vápenaté ionty. Jaká smůla! Jak to udělat, když normální voda obsahuje málo vápníku? Musím pít minerální voda kde je hodně vápníku a hořčíku. Snižují obsah iontů olova, rtuti a dalších kovů v ledvinách, takže se zlepšuje i krvetvorba.

Ionizace, která je výsledkem radiace při interakci s živými tkáněmi, vytváří volné radikály. Tyto radikály jsou nebezpečné v tom, že ničí důležité makromolekuly, jako jsou proteiny a nukleové kyseliny. Není tedy úniku hromadná smrt buňky a zvyšuje se riziko rakovinných nádorů a může dojít k mutacím. Záření je nebezpečné zejména pro aktivně se dělící buňky (kmenové, epiteliální a embryonální).

V závislosti na dávce záření a pozorovaných radiobiologických účincích jsou různé. Zajímavé je, že nemoc z ozáření vzniká při dávce záření 1-2 Sv (sievert je jednotka ekvivalentní dávky). Pokud zvýšíte dávku záření, pak se negativní důsledky objeví častěji. Někdy se projevy ozáření mohou objevit dlouho po ozáření (), a dokonce i po mnoha generacích (mutace).

Šéfredaktor a správce stránek www.! // \\ Všechny publikované články na našem webu procházejí mnou. // \\ Moderuji a schvaluji, aby to bylo zajímavé a užitečné pro čtenáře!