Все про радіацію: що таке радіація, вплив радіації на здоров’я людини, захист від радіації

Про існування невидимих ​​смертоносних променів сьогодні обізнані навіть малі діти. З екранів комп’ютерів і телевізорів нас лякають страшними наслідками радіації: постапокаліпсіческіе фільми та ігри, як і раніше залишаються модними. Однак лише деякі можуть дати чітку відповідь на питання “що таке радіація?”. І ще менше людей усвідомлюють, наскільки реальна загроза опромінення. Причому, не десь в Чорнобилі або Хіросімі, а в своєму власному будинку.

Що таке радіація?

Насправді термін “радіація” не обов’язково має на увазі “смертоносні промені”. Теплова або, наприклад, сонячна радіація не несе практично ніякої загрози життю і здоров’ю мешкають на поверхні Землі живих організмів. З усіх відомих видів радіації реальну небезпеку становить тільки іонізуюче випромінювання, яке фізики також називають електромагнітним або корпускулярним. Ось воно-то і є тією самою “радіацією”, про небезпеку якої говорять з екранів телевізорів.

Іонізуюче гамма і рентгенівське випромінювання – та “радіація”, про яку говорять з екранів телевізорів

Особливість іонізуючого випромінювання полягає в тому, що, на відміну від інших видів випромінювання, воно має виключно великою енергією і при взаємодії з речовиною викликає іонізацію його молекул і атомів. Електрично нейтральні до опромінення частки речовини збуджуються, внаслідок чого утворюються вільні електрони, а також позитивно і негативно заряджені іони.

Найбільш поширені чотири типи іонізуючого випромінювання: альфа, бета, гамма і рентгенівське (володіє тими ж властивостями, що і гамма). Вони складаються з різних частинок, а тому мають різний енергією і, відповідно, різною проникаючою здатністю. Саме “слабке” в цьому сенсі альфа-випромінювання, яке представляє собою потік позитивно заряджених альфа-частинок, нездатний “просочитися” навіть через звичайний аркуш паперу (або шкіру людини). Бета-випромінювання, що складається з електронів, проникає крізь шкіру вже на 1-2 см, але і від нього цілком реально захиститися. А ось від гамма-радіації практично немає порятунку: затримати високоенергійні фотони (або гамма-кванти) може, хіба що, товсті свинцеві або залізобетонна стіна. Втім, те, що альфа і бета-частинки легко зупинити навіть незначної перепоною на кшталт паперу, зовсім не означає, що вони ніяк не потраплять в організм. Органи дихання, мікротравми на шкірі і слизових оболонках – “відкриті ворота” для радіації з низькою проникаючою здатністю.

Іонізуюче випромінювання: альфа, бета і гамма

Одиниці виміру та норма радіації

Основним заходом впливу радіації прийнято вважати експозиційну дозу. Вона вимірюється в Р (рентгенах) або похідних (мР, мкР) і являє собою загальну кількість енергії, яке джерело іонізуючого випромінювання встиг передати предмету або організму в процесі опромінення. Так як різні види радіації мають різний ступінь небезпеки при одному і тому ж кількості переданої енергії, прийнято розраховувати ще один показник – еквівалентну дозу. Вона вимірюється в Б (берах), Зв (зіверт) або їх похідних і розраховується, як добуток експозиційної дози на коефіцієнт, що характеризує якість випромінювання (для бета і гамма-випромінювання коефіцієнт якості дорівнює 1, для альфа – 20). Для оцінки сили самого іонізуючого випромінювання використовують інші показники: потужність експозиційної і еквівалентної дози (вимірюється в Р / сек або похідних: мР / сек, мкР / год, мР / год), а також щільність потоку (вимірюється в (см2 · хв) – 1) для альфа і бета-випромінювання.

Сьогодні прийнято вважати, що іонізуюче випромінювання з потужністю дози нижче 30 мкР / год абсолютно безпечно для здоров’я. Але все відносно . Як показали останні дослідження, різні люди мають різну стійкість до впливу іонізуючого випромінювання. Приблизно 20% мають підвищену чутливість, стільки ж – зниженою. Наслідки опромінення малими дозами зазвичай проявляються через роки або не виявляються зовсім, позначаючись тільки на нащадках ураженого радіацією людини. Так що, безпеку малих доз (трохи перевищують норму) до сих пір залишається одним з найбільш обговорюваних питань.

Радіація і людина

Отже, в чому ж полягає вплив радіації на здоров’я людини та інших живих істот? Як вже було зазначено, іонізуюче випромінювання різними шляхами проникає в організм і викликає іонізацію (збудження) атомів і молекул. Далі, під впливом іонізації в клітинах живого організму утворюються вільні радикали, які порушують цілісність білків, ДНК, РНК і ін. Складних біологічних сполук. Що в свою чергу призводить до масової загибелі клітин, канцеро- і мутагенезу.

Іншими словами, вплив радіації на організм людини руйнівно. При сильному опроміненні негативні наслідки виявляються практично відразу: високі дози викликають променеву хворобу різних ступенів тяжкості, опіки, сліпоту, виникнення злоякісних новоутворень. Але не менш небезпечні і малі дози, до недавніх пір вважалися “нешкідливими” (сьогодні до такого висновку приходить все більше число дослідників). Відмінність полягає лише в тому, що наслідки радіації позначаються не відразу, а через кілька років, іноді десятиліть. Лейкози, ракові пухлини, мутації, каліцтва, порушення шлунково-кишкового тракту, системи кровообігу, психічного і розумового розвитку, шизофренія – ось далеко не повний список захворювань, які здатні викликати малі дози іонізуючого випромінювання.

Чутливість різних органів до радіації

Навіть невелике опромінення призводить до катастрофічних наслідків. Але особливо небезпечна радіація для маленьких дітей і літніх людей. Так, за даними фахівців нашого сайту www.profvideo.net, ймовірність виникнення лейкемії при опроміненні малими дозами збільшується в 2 рази для дітей молодше 10 років і в 4 рази для немовлят, які перебували на момент опромінення в утробі матері. Радіація і здоров’я в буквальному сенсі слова не сумісні!

Захист від радіації

Характерна особливість радіації полягає в тому, що вона не “розчиняється” в навколишньому середовищі, подібно шкідливим хімічних сполук. Навіть після усунення джерела випромінювання, фон довгий час залишається підвищеним. Тому ясного і однозначної відповіді на питання “як боротися з радіацією?” не існує до цих пір. Зрозуміло, що на випадок ядерної війни (наприклад) придумані спеціальні засоби захисту від радіації: спецкостюми, бункери та ін. Але це для “надзвичайних ситуацій”. А як бути з малими дозами, які до сих пір багато хто вважає “практично безпечними”?

Відомо, “порятунок потопаючих – справа рук самих потопаючих”. Поки дослідники вирішують, яку дозу слід визнати небезпечною, а яку – ні, краще самому купити прилад, що вимірює радіацію і за версту обходити території і предмети, навіть якщо вони “фонують” зовсім небагато ( заодно вирішиться питання “як розпізнати радіацію?”, Адже з дозиметром в руках Ви завжди будете в курсі навколишнього фону). Тим більше що в сучасному місті радіацію можна зустріти в будь-яких, навіть самих несподіваних місцях.

Натуральні антиоксиданти допомагають впоратися з наслідками радіації

І наостанок пара слів про те, як вивести радіацію з організму. Щоб максимально прискорити очищення, лікарі рекомендують:

1. Фізичні навантаження, лазня і сауна – прискорюють обмін речовин, стимулюють кровообіг і, отже, сприяють виведенню будь-яких шкідливих речовин з організму природним шляхом.

2. Здорове харчування – особливу увагу варто приділити овочам і фруктам, багатим антиоксидантами (саме таку дієту прописують онкологічним хворим після хіміотерапії). Цілі “поклади” антиоксидантів містяться в чорниці, журавлині, винограді, горобині, смородині, буряках, гранатах і інших кислих і кисло-солодких плодах червоних відтінків.

Радіація та живі організми

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Якби в історії наук існували якісь вихідні дати, «дні становлення» – таким часом для радіобіології слід було б, напевно, вважати 1895 рік. Це рік виготовлення перших радієвих препаратів і перших радіобіологічних експериментів. Однак в історії науки є й інша віха – 6 серпня 1945 року. У той пам’ятний для людства день тисячі людей, вцілілих, здавалося, при атомному бомбардуванні Хіросіми і Нагасакі, піддалися дії радіації. Вони ще не знали про це. Вони ловили рибу, годували дітей, оплакували вбитих. Але вони вже були вражені важкою хворобою. У той пам’ятний день перші радіобіологічні дослідження, розпочаті раніше в кількох лабораторіях світу, придбали новий сенс, виросли в найважливішу проблему практичної медицини та теоретичної біології.

Ми твердо віримо, що ядерна війна ніколи не буде розв’язана. Але атомна енергія вже глибоко увійшла в наше мирне господарство. В енергетику і промисловість. У хімію. У медицину. У наукові дослідження. Забезпечити повну безпеку людини, захистити живі істоти від дії іонізуючої радіації – це проблема номер один сучасної радіобіології. Вона складна.

Дія іонізуючої радіації на живий організм багато в чому загадкова. (Вчені, правда, не люблять цього слова – загадкова; вони кажуть – поки незрозуміло.) Отримані в досліді факти іноді ставлять у глухий кут самих експериментаторів.

Словом, про складний механізмі радіаційного ураження було відомо ще мало, коли вчені почали пошуки захисту від радіації. І тим дивніше та несподівано виявилися результати перших же дослідів: виявилося, що захисними властивостями володіють тисячі найрізноманітніших речовин. Це «уламки» нуклеїнових кислот, фруктоза, ціаністий калій, етиловий спирт, навіть інертні гази! І цілий ряд спеціально синтезованих препаратів, назви яких в силу своєї важкої вимовленості, навіть для хіміків, були замінені короткими й енергійними: БАЛ, АЕТ, ЕДТА.

«Захистити складний багатоклітинний організм виявилося дуже непросто, – розповідає доктор біологічних наук Е. Я. Граєвський. – Адже чим складніший організм – тим складніше механізм ураження його іонізуючою радіацією. Виділіть окрему клітину з організму, опромінюючи – клітина залишиться неушкодженою. Якщо ж опромінити рівною дозою цілий організм – клітина в організмі загине. Більше того. Якщо виділити клітину, опромінити, а потім помістити назад в організм, – це приведе її до загибелі. Поки це незрозуміло, звичайно, є деякі припущення .. Наведу аналогію, зрозуміло, дуже грубу. Ось віз, у нього зламана вісь. Поки він стоїть нерухомо – наче цілий віз, можна навіть сісти на нього, якщо людина не дуже важка. Запряжіть в нього коня – віз розвалиться. Подібне відбувається з ураженою клітиною в організмі. Організм пред’являє їй великі вимоги: жива клітина в живому організмі не може «не працювати». І це навантаження виявляється згубним…»

І все-таки вченим вдалося домогтися перших успіхів. Створені препарати, що зберігають життя опроміненим мишам, собакам, мавпам. Правда, і у цих препаратів є свої «але», часто вирішальні. Однак про це трохи нижче.

ШЛЯХИ, ПРОВІДНІ В НАУКУ

Склалося так, що перші кроки в пошуках цих речовин були зроблені чисто емпірично. Попросту кажучи, експериментатори вводили опромінюваним тваринам все, що чомусь приходило в голову – десятки, сотні, тисячі з’єднань в надії, що яке-небудь з них врятує приречених тварин від загибелі (метод наукового тику). Але зараз настав час, коли йти далі вже неможливо без глибокого розуміння механізму дії захисних речовин. Існує кілька теорій на цей рахунок – і немає єдиної, прийнятої всіма. А може бути, і не існує єдиного захисного механізму? Можливо, захист здійснюється різними шляхами?

У всякому разі можна з різних сторін підійти до вирішення цього важкого завдання.

ЩО СПІЛЬНОГО МІЖ ЦІАНІСТИМ КАЛІЄМ, АДРЕНАЛІНОМ І НЕМБУТАЛОМ!

Людину, хоч скільки-небудь знайому з хімією і фізіологією, це питання здатне поставити в глухий кут: адреналін – судинозвужувальний засіб, нембутал – наркотик, ціаністий калій – сильна отрута. І, тим не менш, кожна з цих речовин має захисні властивості. У лабораторії Е. Я. Граєвського спробували відшукати те загальне, що робить ці далекі один від одного з’єднання протекторами – захисними речовинами.

Давно відомий так званий «кисневий ефект» при опроміненні: при підвищеному вмісті кисню радіаційні порушення виражені особливо різко. Якщо ж знизити доступ кисню до об’єкта, що опромінюється, можна значно зменшити ураження. Виходячи з цього, Граєвський із співробітниками припустив: чи не змінюють захисні речовини рівень кисню в тканинах? Виявилося, дійсно – при введенні багатьох протекторів вміст кисню в тканинах знижується. І чим яскравіше захисний ефект, тим рівень кисню нижче. Значить, існує єдиний ключ до механізму захисної дії найрізноманітніших речовин: їх ефект в значній мірі обумовлений тим, що вони так чи інакше створюють недолік кисню в тканинах (прийнято говорити – створюють штучну гіпоксію). Але інша, менша група речовин не впливає на рівень кисню – діє по якомусь іншому принципу.

Звідси випливає важлива робоча гіпотеза. Мабуть, речовини першої групи мало перспективні для практичного застосування. Це одне з тих «але», про які йшла мова спочатку.

Справді, з гіпоксією потрібно поводитися з великою обережністю. Уявіть собі такий дослід. Мишам під час опромінення давали дихати газовою сумішшю з різним вмістом кисню. Завдяки розвиненій гіпоксії самими життєздатними, самими стійкими виявилися миші, які отримували мінімум кисню. Ймовірно, можна було б добитися ще більшої стійкості до опромінення… якби при подальшому зниженні вмісту кисню миші не задихалися.

Те ж із захисними речовинами. Варіюючи хімічну структуру, ймовірно, вдасться синтезувати виключно ефективну речовину. Але перш ніж врятувати тварину від випромінювання, вона вб’є її – припинивши тканинне дихання.

Значить, якщо гіпотеза підтвердиться, особлива увага повинна бути звернена на другу, меншу групу речовин. Багато з речовин цієї групи містять сірку. Ще раніше вони були відомі як рятівна протиотрута при ураженні іпритом або отруєнні важкими металами.

Ці речовини незвичайні і примхливі. Механізм їх дії не зовсім ясний. Можливо, з’єднуючись з молекулами функціонально важливих білків, вони «прикривають» їх від руйнівної дії так званих активних радикалів, які виникають при опроміненні в рідких фазах організму. Поки це ще неясно… Однак беззаперечний основний факт: якщо перед початком смертельного опромінення ввести тваринам деякі з цих речовин (цістеамін, АЕТ), – то 80, а то і 90 відсотків тварин залишаться живі.

У дослідників сірчаних речовин постійно виникають все нові питання. Виявилося, наприклад, що речовина має захисні властивості лише в тому випадку, якщо її «вуглецевий скелет» містить три атоми вуглецю – подовження або вкорочення вуглецевого ланцюжка призводить до втрати активності. Чому? Невідомо. Виявилося, що ті чи інші речовини неоднаково проникають в різні органи. А тому певний препарат врятує, наприклад, від дії опромінення очей, але не захистить кишечник. Чому? Теж до кінця невідомо.

Виявилося, далі, що переважна кількість цих речовин ефективна лише при введенні їх безпосередньо у кров, а вводити їх з їжею марно… Загадки, пов’язані з сірковмісними сполуками, вирішують в десятках лабораторій світу. Це одна з найбільш цікавих і перспективних глав радіобіології.