Озерське ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ

МОСКОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ІНЖЕНЕРНО-ФІЗИЧНОГО ІНСТИТУТУ

(технічний університет)

Кафедра ХіХТ

РЕФЕРАТ по курсу « Екологічний моніторинг »

Тема:« Малі дози іонізуючого випромінювання та їх вплив на організм людини »

Студенти: Чібічік

П.А. < p> Харлов Н.В.

Група: 1 МЕК 46Д

Викладач: Кононов Н.А.

р. Озерськ

2000

ЗМІСТ

Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
Глава 1. Статистичний аналіз впливу інкорпорованих радіонуклідів наімунний статус у професіоналів ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 17
Глава 2. Клінічні аспекти дії малих доз іонізуючого випромінювання налюдини ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 21
Глава 3. Вплив різних видів випромінювання малих потужностей на людину
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 26

Глава 4. Перебіг та наслідки вагітності у жінок, які постраждали внаслідокаварії на Чорнобильській АЕС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31

Додаток ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 38

Література ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 42

ВСТУП

Явище радіоактивності було відкрито близько ста років тому П'єром Кюрі і
Марією Склодовської-Кюрі. Саме це відкриття поклало початок бурхливомурозвитку нових напрямків в хімії та фізики, які, у свою чергу, сталифундаментом для створення атомно-промислового комплексу.

Перші підприємства атомної промисловості були спрямовані на створенняатомної бомби, що й було зроблено вперше в США. У бойових цілях ядернезброя була застосована 6 і 9 серпня 1945 року, коли були американцямипідірвано дві атомні бомби над японськими містами Хіросіма і Нагасакі.
Першим підприємством атомної промисловості, створеним в СРСР, сталовиробниче об'єднання «Маяк», призначений для одержанняділяться ядерних матеріалів. Перші підприємства ядерного комплексуформувалися в умовах «гонки озброєння», до того ж ефекти впливурадіації на організм людини і навколишнє середовище були мало вивчені, що іпризвело до необдуманого скидання відходів, великомасштабного забрудненнянавколишнього середовища і зростання кількості захворювань у працівників атомноїпромисловості і населення, що проживає в зоні радіоактивного забруднення,внаслідок невірного нормування доз опромінення.

В даний час атомно-промисловий комплекс представляє собоюрозгалужену мережу підприємств з різними цілями і завданнями. У ньоговходять підприємства військово-промислового комплексу, АЕС, науково -дослідні центри та інститути.

За останні десятиліття відбулася переоцінка ефектів впливу атомноїрадіації на людину і навколишнє середовище. Було запроваджено заборону на випробування ірозповсюдження ядерної зброї, а також підписано декілька договорів проскорочення ядерного озброєння. 29 липня 1957 була заснована МАГАТЕ --автономна міжурядова організація з питань мирноговикористання ядерної енергії. Метою її створення став контроль задіяльністю країн з розвиненою атомною промисловістю відповідно доцілями і принципами ООН, спрямованими на зміцнення миру і заохоченняміжнародного співробітництва. Міжнародні організації, що працюють всфері вивчення впливу радіації на людину і ОС, періодичнопереглядали ступінь її небезпеки у бік підвищення. З 30-их років цейрівень зріс у тисячу разів. Міжнародна комісія радіаційного захистуофіційно визнала концепцію безпорогової дії радіації на здоров'ялюдини.

В даний час існує 2 думки щодо подальшогорозвитку атомної промисловості:
1. Атом - безумовне благо. Найбільш пріоритетним шляхом розвитку енергетики є створення великого числа АЕС. На здоров'я людини впливають винятково великі дози; атом настільки корисний, що слід опромінювати навіть продукти харчування для більш тривалого зберігання.
2. Атом не може бути благом для людства через неісключенной ймовірності атомно-техногенних глобальних катастроф, його згубного впливу на ОС і здоров'я людини, аж до смертельного результату.

Іонізуюче випромінювання та радіоактивність

Іонізуюче випромінювання - потік заряджених або нейтральних частинок іквантів електромагнітного випромінювання, проходження яких через речовинупризводить до іонізації і збудження атомів або молекул середовища.

Всі іонізуюче випромінювання за своєю природою діляться на фотонні ікорпускулярні. До фотонного іонізуючого випромінювання належать гамма -випромінювання, що виникає при зміні енергетичного стану атомних ядерабо анігіляції часток, гальмівний випромінювання, що виникає при зменшеннікінетичної енергії заряджених часток, характеристичне випромінювання здискретним енергетичним спектром, що виникає при змініенергетичного стану електронів атома і рентгенівське випромінювання,що складається з гальмового і/або характеристичного випромінювань. Докорпускулярного іонізуючого випромінювання відносять альфа-випромінювання,електронне, протонів, нейтронів і мезонів випромінювання. Корпускулярновипромінювання, що складається з потоку заряджених частинок (альфа-, бета-частинок,протонів, електронів), кінетична енергія яких достатня дляіонізації атомів при зіткненні, відноситься до класу безпосередньоіонізуючого випромінювання. Нейтрони і інші елементарні частинкибезпосередньо не виробляють іонізацію, але в процесі взаємодії ізсередовищем вивільняють заряджені частинки (електрони, протони), здатнііонізувати атоми і молекули середовища, через яку проходять.
Відповідно, корпускулярне випромінювання, що складається з потоку незарядженихчастинок, називають побічно іонізуючим випромінюванням.

Джерелом іонізуючого випромінювання називають об'єкт, що міститьрадіоактивний матеріал, або технічний пристрій, що випускають абоздатне (за певних умов) випускати іонізуюче випромінювання.
Класифікація джерел випромінювання. Сучасні ядерно-технічніустановки зазвичай представляють собою складні джерела випромінювань. Наприклад,джерелами випромінювань чинного ядерного реактора, крім активної зони,є система охолодження, конструкційні матеріали, обладнання та ін
Поле випромінювання таких реальних складних джерел зазвичай представляється яксуперпозиція полів випромінювання окремих, більш елементарних джерел.

Будь-яке джерело випромінювання характеризується:

1. Видом випромінювання - основна увага приділяється найбільш часто зустрічається на практиці джерел (-випромінювання, нейтронів, (-, (+-

, (- частинок.

2. Геометрією джерела (формою і розмірами) - геометрично джерела можуть бути точковими і протяжними. Протяжні джерела представляють суперпозицію точкових джерел і можуть бути лінійними, поверхневими або об'ємними з обмеженими, напівнескінченних або нескінченними розмірами. Фізично точковим можна вважати таке джерело, максимальні розміри якого значно менше відстані до точки детектування і довжини вільного пробігу в матеріалі джерела (ослабленням випромінювання в джерелі можна знехтувати). Поверхневі джерела мають товщину багато меншу, ніж відстань до точки детектування і довжина вільного пробігу в матеріалі джерела. В об'ємному джерелі випромінювачі розподілені в тривимірної області простору.

3. Потужністю та її розподілом за джерела - джерела випромінювання найбільш часто розподіляються по протяжному випромінювача рівномірно, експоненціально, лінійно або за косінусоідальному закону.

4. Енергетичним складом - енергетичний спектр джерел може бути моноенергетіческім (випускаються частки одній фіксованій енергії), дискретним (випускаються моноенергетіческіе частки декількох енергій) або безперервним (випускаються частки різних енергій в межах деякого енергетичного діапазону).

5. кутового розподілу випромінювання - серед різноманіття кутових розподілів випромінювань джерел для вирішення більшості практичних завдань досить розглядати наступні: ізотропне, косінусоідальное, мононаправленное. Іноді зустрічаються кутові розподілу, які можна записати у вигляді комбінацій ізотропних і косінусоідальних кутових розподілів випромінювань.

(На практиці джерела зустрічаються в необмеженій різноманіттівказаних характеристик.)

Гамма-промені, альфа-і бета-частинки мають різної проникаючоїздатністю. Пробіг альфа-частинки в повітрі не перевищує декількохсантиметрів; бета-частинки можуть пройти в повітрі кілька метрів, а гамма -кванти - десятки, сотні метрів. При зовнішньому опроміненні людини альфа -частинки повністю затримуються поверхневим шаром шкіри; бета-частинки неможуть проникнути в глиб людського організму більше, ніж на кількаміліметрів; гамма-кванти здатні викликати опромінення всього тіла.

Під радіоактивністю розуміється мимовільне перетвореннянестійкого нукліда в іншій нуклід, що супроводжується випусканняміонізуючого випромінювання.

Кількість радіоактивної речовини вимірюється одиницями маси іактивністю, що дорівнює числу ядерних перетворень (розпадів) за одиницючасу. Одиницею активності в СІ служить розпад на секунду: 1Бк = 1расп/с.
Найбільш уживаних Позасистемною міжнародної одиницею є кюрі:
1Кі = 3,7 1010 Бк, що відповідає активності 1 г радію.

Також застосовуються:
1. Частки кюрі: 1міллікюрі = 0,001 кюрі;

1мікрокюрі = 0,000001 кюрі.
2. Резерфорд: 1резерфорд - таку кількість радіоактивної речовини, в якому відбувається 106 розпадів в 1с.
3. Рентген: 1рентген - така кількість гамма-випромінювання (або рентгенівського випромінювання), яке викликає утворення 2,082 109 пар іонів у 1см3 повітря (умови нормальні), або ту кількість випромінювання, яке викликає виділення енергії 0,109 ерг/см3 повітря. < p> Доза: поняття, види, одиниці виміру

Вплив іонізуючого випромінювання на речовину характеризуєтьсяпоглиненої дозою - кількістю енергії, переданим одиниці маси речовини.
У системі СІ одиницею поглиненої дози є грей (Гр) - доза, при якій
1кг речовини передається енергія 1Дж. Іноді використовують позасистемна одиницю
- Радий: 1рад = 100ерг/г = 10-2гр. Поглинута доза іонізуючого випромінюванняє основною фізичною величиною, яка визначає ступінь радіаційноговпливу, тобто мірою очікуваних наслідків опромінення об'єктів живої танеживої природи. Поглинута доза характеризує не саме випромінювання, а йоговплив на середу.

Однак, для вивчення впливу радіації на живі організми цих одиницьнедостатньо, оскільки такий вплив залежить не тільки від щільностіпоглиненої енергії, але і від її розподілу в просторі, точніше - віденергії, переданої частинками на одиниці довжини їх пробігу. Для альфа -частинок, наприклад, вона в 20 разів вище, ніж для гамма-квантів, і тому, приоднаковою поглиненої дози опромінення цими частками приблизно в 20 разівнебезпечніше гамма-опромінення. Щоб врахувати це, вводиться поняття еквівалентноїдози, яка дорівнює добутку поглиненої дози на коефіцієнт якості k,який характеризує дію даного виду радіації на живі організми.
Коефіцієнт якості показує, у скільки разів очікуваний біологічнийефект більше, ніж для випромінювання з ЛПЕ = 3,5 кеВ на 1 мкм шляху у воді. (ЛПЕ
(лінійна передача енергії) уздовж шляху пробігу іонізуючої частинкихарактеризує втрату енергії заряджених частинок на одиницю шляху внаслідокіонізації і збудження.) Одиниця еквівалентної дози в системі СІ - зіверт
(Зв). Позасистемна одиниця: бер - біологічний еквівалент рентгену;
1зв = 100бер.

Характерні значення дози опромінення:

1,0 мбер - одна тисячна частка бер;

2,5 бер - доза космічного опромінення пасажира цивільного літака,яку він отримує за час перельоту в одну сторону від Москви до
Новосибірська;

10мбер - одне медичне обстеження грудної клітини з використаннямсучасного флюорографічного обладнання;

10-40мбер - середня доза, отримана середньостатистичним жителем,мешкають у зоні впливу ПО «Маяк» від усіх факторів зовнішнього тавнутрішнього техногенного опромінення за 1995 рік.

30мбер - середньорічна доза опромінення, обумовлена космічнимвипромінюванням на рівнинній частині території Росії;

60-80мбер - середньорічна доза опромінення, обумовлена космічнимвипромінюванням для людей, що живуть в гірській місцевості;

80мбер - середня річна доза для громадян США від штучнихджерел радіоактивного випромінювання;

160мбер - середня річна доза, одержувана екіпажами цивільнихлітаків від космічного випромінювання;

300мбер - середня річна доза населення від усіх джерелприродного радіоактивного опромінення;

500мбер - гранично допустима річна доза опромінення для обмеженоючастини населення;

5000мбер - гранично допустима річна доза опромінення для персоналупрацівників атомної промисловості.

Природна радіоактивність

Біосфера Землі постійно піддається дії іонізуючоговипромінювання, у тому числі космічного, альфа-, бета-і гамма-випромінюваннячисленних радіонуклідів, розсіяних в земних породах, воді підземнихджерел, річок, морів і океанів, в повітрі, а також входять до складуживих організмів. Сукупність цих видів іонізуючого випромінювання отрималаназва природного або природного радіоактивного фону.

Космічне випромінювання

Космічне випромінювання (космічні промені) було відкрито в 1912р.австрійським фізиком В. Гессом, який встановив, що іонізація повітря навеликій висоті перевищує таку на рівні моря. Він припустив, щопричиною цього є промені позаземного походження. Космічневипромінювання являє собою потік елементарних частинок дуже високоюенергії (1010-1020еВ і вище), що потрапляють на Землю із світового простору.
В атмосфері Землі ці частки (первинне космічне випромінювання - ПКІ),взаємодіючи з ядрами її атомів, в зіткненнях з ними втрачають своювелику енергію, і породжують нову групу елементарних частинок, такожщо володіють високою енергією та швидкістю (вторинне космічне випромінювання -
ВКИ).

ПКІ в основному складається з швидких протонів, альфа-частинок і невеликогокількості ядер вуглецю, азоту, кисню і більш важких ядер. Замежами земної атмосфери до його складу входять також електрони, нейтрони,і, можливо, гамма-промені. Значна частина цих частинок затримуєтьсяатмосферою і не досягає земної поверхні. Високоенергетичних частки
ПКІ, проникаючи у верхні шари атмосфери, впливають на ядра атомівскладових її елементів, викликаючи ядерні реакції з утворенням такихрадіонуклідів як тритій, берилій-7, 10, натрій -22,23. При цих реакціяхвиникають високоенергетичних протони, півонії і КАОН, у свою чергувикликають ядерні реакції. Нейтрони, втрачаючи свою енергію, частковозахоплюються атомами азоту повітря, утворюючи радіоактивний ізотоп вуглець-
14. Потоки цих часток утворюють так звані космічні зливи,складові вторинне космічне випромінювання, що проникає вже в нижні шариатмосфери і опромінюють біосферу.

ВКИ складається з «м'яких» (позитрони, фотони) і «жорсткої» ((-мезони)компонент. Потужність ВКИ в земної поверхні нерівномірна: чим вище вонарозташована над рівнем моря, тим менше екрануючої шар атмосфери і,відповідно, вище потужність ВКИ. Це явище отримало назвубарометричного ефекту.

Космогенние радіонукліди

Невеликий внесок в опромінення біосфери вносять космогенние радіонукліди --тритій, вуглець-14, берилій-7 та натрій-22. Тритій перетворюється натрітірованную воду, з опадами випадає на земну поверхню і бере участь укругообігу води. Концентрація тритію в тканинах живих організмів - у середньому
0,4 Бк/кг. Вуглець-14 окислюється і через фотосинтез разом зі звичайнимвуглекислим газом залучається до біотичний кругообіг. Середня концентраціявуглецю-14 в тканинах рослин і тварин становить 27Бк/кг. Берилій-7надходить з дощовою водою в рослини, з зеленими овочами - в організмтварин і людини в кількості 50Бк/год.

Земна радіація

Основні радіоактивні ізотопи, що зустрічаються в гірських породах,-калій-
40, рубідій-87 і члени двох радіоактивних сімейств беруть початоквідповідно від урану-238 і торію-232 - довгоживучих ізотопів, що входять доскладу Землі з моменту її виникнення.

Калій-40 (1,3 млн. років) - довгоживучий радіонуклід; засвоюється будь-якиморганізмом без зміни ізотопного складу. Його середня концентрація врізних органах і тканинах людини 20-120Бк/кг. Як правило, він єосновним їстьественним бета - випромінювачем, що містяться в тілі будь-якогопредставника флори і фауни.

Рубідій-87 (61 млрд. років) - радіонуклід з м'яким бета - випромінюванням (зенергією 0,275 МеВ); розповсюджений у навколишньому середовищі в мікрокількостей.

Торій-232 (14 млрд. років) є альфа - випромінювачем (з енергією 3,95 -
4,05 МеВ), проте в зонах його розповсюдження природний радіоактивний фонпідвищується за рахунок електронів (з енергією 0,2 - 2,6 МеВ), що випускаютьсядочірніми продуктами розпаду.

Радіобіологія - комплексна наукова дисципліна, що вивчає діюіонізуючого випромінювання на біологічні системи різних рівніворганізації. Об'єктами радіобіологічних досліджень ємакромолекули, віруси, найпростіші, клітинні, тканинні і органні культури,багатоклітинні рослинні та тваринні організми, людина.

радіочутливість

Відомо, що дози випромінювання, що призводять до захворювання або смертірізних організмів, різні. Тобто можна сказати, що кожномубіологічного виду властива своя міра чутливості до діїіонізуючої радіації, своя радіочутливість. Прикладом вкрай низькоюрадіочутливості служать бактерії, виявлені в каналі ядерногореактора. У цих умовах бактерії не тільки не гинули, але йрозмножувалися.

В якості інтегрального критерію радіочутливості найбільш частовикористовують величину ЛД50 (летальна доза) - доза, опромінення в якійвикликає 50%-ву загибель біооб'єктів. Величини ЛД50 в природі розрізняютьсядосить значно навіть у межах одного виду. Крім того, навіть в одномуорганізмі різні тканини і клітини значно різняться порадіочутливості, і поряд з чутливими (кістковий мозок, лімфоїднатканина, епітелій слизової тонкого кишечнику) є відносностійкі тканини (м'язова, нервова, кісткова). Величинарадіочутливості підкоряється наступного закону: чутливістьклітин до випромінювання прямо залежить від їхньої здатності до розмноження в даниймомент часу.

Ядро клітини більш радіочутливим в порівнянні з цитоплазмою.
Прямі докази цього факту були отримані в дослідах з прицільноюопроміненням ядра. Виявилося, що попадання вже однією (-частки в ядроплідного яйця комахи викликає загибель зародка, тоді як припроходження частинок через цитоплазму для досягнення такого ж ефектунеобхідно 15млн (-часток. У дослідах на амеба за допомогою мікрохірургічногометоду було показано, що пересадка ядер клітин, опромінених в дозі
15000рад, в неопромінених клітини викликає такий же ефект (5%-увиживаність). Якщо ж опроміненню піддавали цитоплазму навіть у дозі
25000рад, після чого в неї трансплантували неопромінених ядро, то ефектуне спостерігалося: всі 100% амеб ділилися і давали життєздатне потомство.

внутрішньоядерної структурою, відповідальною за життєздатність клітини,є ДНК. Відомо, що ДНК, укладена в ядрах, являє собоюречовина спадковості, в її ланцюгах записана величезна за обсягомгенетична інформація. Опромінення викликає різні пошкодження ДНК і їїкомплексів. До їх числа відносяться розриви молекул ДНК, зшивки ДНК-ДНК, ДНК -білок, втрата підстав, зміна складу підстав. Розриви ланцюгів ДНКє основною причиною загибелі діляться клітин. У клітці існуєсистема репарації спадкового матеріалу, яка виправляє частинарозривів ДНК, видаляє змінені ділянки генетичного тексту, проте незавжди повністю «виліковує молекулу ДНК».

Критерієм для вивчення залежності доза - ефект служить виживаністьклітини або організму. Залежність виживання клітин описується наступнимрівнянням:

N - число тих, що вижили клітин, D - будь-яка доза опромінення, D0 - доза, приякої частка живих клітин зменшується в е раз. Т.ч. можна зробити висновок,що зі збільшенням дози випромінювання збільшується не тільки (і не стільки)ступінь ураження всіх опромінених клітин, скільки частка уражених, тобтофатіческіхвузлах, селезінці та інших органів. Зустрічаються ділянки некрозу і рубцюватоїгрануляційної тканини, що розвивається реактивно з ретикулярних клітин стромилімфатичних вузлів, селезінки та інших органів. Залежно відлокалізації розрізняють шкірний лімфогранулематоз, що приймає характергрибоподібний розростань; лімфогранулематоз лімфатичних вузлів - шийних,пахвових, пахових, заочеревинних; лімфогранулематоз селезінки, кістковогомозку, кісток, шлунка, кишечника, легенів. Збільшені лімфатичні вузлимають щільну консистенцію, спаяні між собою в пакети, не болючі імалорухливі. Селезінка та печінка звичайно збільшені, щільні. Вельмихарактерними симптомами є свербіж шкіри, сильний піт і неправильна,часто хвилеподібна, лихоманка, що триває вже протягом багатьох місяців інавіть кількох років. Картина крові характеризується або лейкопенією, абозбільшенням числа лейкоцитів з відповідним омолодженням. Хворі живуть
10-15 років і більше.

Рак щитовидної залози

Це найбільш часто зустрічається злоякісна пухлина щитовидноїзалози. Розвивається з вузлового зобу [2] і протікає без порушення функціїщитовидної залози. Ранні стадії ракового переродження вузла важкопіддаються діагностиці, тому що протікають безсимптомно. При подальшому зростанніпухлини вузол стає щільним, малорухливим внаслідок проростання внавколишні тканини. Пальпація пухлини викликає хворобливість. При стисненнізростаючої пухлиною органів шиї або проростанні в них розвиваютьсярозлади дихання, втрата голосу, набряки обличчя і шиї. Метастазуванняраку щитовидної залози відбувається в шийні лімфатичні вузли, легені,кістки, печінка, інші органи. При наявності пухлини, підозрілої назлоякісну, необхідно видалення всієї відповідної частки і перешийкащитовидної залози. При метастазах і неоперабельному раку щитовидної залозизастосовують променеву терапію.

Засоби індивідуального захисту від іонізуючого випромінювання

Захист від іонізуючого випромінювання грунтується на чотирьох принципах:кількість, час, відстань, екранування.

Захист кількістю забезпечується мінімальним використаннямрадіоактивних речовин та інших джерел іонізуючого випромінювання. Цейпринцип має обмежене застосування через жорстких вимог більшостітехнологічних процесів.

Захист часом обумовлюється тими ж закономірностями. Максимальноскоротивши тривалість роботи з джерелом іонізуючого випромінювання,можна значно зменшити отриману дозу.

Захист відстанню грунтується на тому, що доза іонізуючоговипромінювання обернено пропорційна квадрату відстані до джерелавипромінювання.

Велике значення, особливо при використанні закритих джерелвипромінювання, має екранування, в тому числі із застосуванням засобівіндивідуального захисту (просвінцованние фартухи, рукавички, щитки тощо) [10,
13, 26].

Розділ 1
Статистичний аналіз впливу інкорпорованих радіонуклідів на імунний статус у професіоналів

дослідже