9.1. Биологическое действие ионизирующих излучений (ии)

Работа с источниками ИИ сопряжена с невидимой опасностью, связанной с ионизацией молекул тканей. Процессы ионизации сопровождаются выбиванием электронов из атомов и молекул, составляющих клетку. Это ведет к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений. Такое действие называется прямым.

Как известно, в организме человека содержится свыше 70% воды. Следовательно, первичные процессы во многом определяются поглощением излучения водой клеток, ионизацией молекул воды с образованием ОН^- и Н⁺. Эти ионы могут образовывать гидратный оксид (НО₂) в результате реакции: 2ОН^- + О₂ = 2НО₂ и пероксид ( Н₂О₂ ) : 2Н⁺ + О₂ = Н₂О_{2 .} Эти соединения взаимодействуют с молекулами органических веществ тканей, окисляя и разрушая их. Такое действие излучения называется косвенным (непрямым) и наносит даже больший вред, чем прямое.

В зависимости от поглощенной дозы излучения и индивидуальных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми и необратимыми. При небольшой дозе пораженная ткань восстанавливает свою функциональную деятельность. Длительное действие доз, превышающих предельно допустимые, может вызвать необратимые поражения отдельных органов или всего организма, вызывая заболевание, которое получило название лучевая болезнь. Отдаленными последствиями лучевого поражения организма могут быть лучевые катаракты, злокачественные опухоли и т.п.

Любой вид ионизирующих излучений вызывает биологические изменения в организме как при внешнем, так и при внутреннем облучении (через рот, органы дыхания).

При однократном облучении, т.е. за время до четырех суток возможны следующие биологические нарушения в зависимости от поглощенной дозы (Д):

- до 0,25 Гр - видимых нарушений нет;

- 0,25 - 0,5 Гр - возможны изменения в крови;

- 0,5 - 1 Гр - изменения в крови, нормальное состояние трудоспособности нарушается;

- 1 - 2 Гр - возможна потеря трудоспособности;

- 2 - 4 Гр - потеря трудоспособности, возможен летальный исход.

- 4 - 5 Гр - летальный исход в 50 случаях из 100;

- свыше 6 Гр - 100 % летальный исход.

Таблица 9.4

Показатели ионизирующих излучений и соотношение между

внесистемными и системными (СИ) единицами

Величина	Сим-вол	Формула для определения	Наименование и обозначение единиц		Связь между единицами измерения
			Внеси-стемн.	СИ
Активность	А	А = dN/dt	кюри (Ku)	Бекке-рель (Бк)	1 Ku = 3,7 . 1010 Бк 1 Бк = 2,7 . 10-11 Ku
Удельная активность	Аm		Ku/ кг	Бк/кг	1Ku/кг = 3,7 . 1010 Бк/кг 1 Бк/кг = 2,7 . 10-11 Ku/кг
Объемная активность	Аv		Кu / л	Бк /м3	1Ku/л = 3,7 . 1013 Бк/м 1 Бк/м = 2,7 . 10-14 Ku/л
Поглащенная доза	Д	Д=dE /dm	рад	Грей (Гр)	1 рад = 100 эрг/г =10-2 Гр 1 Гр = 104 эрг/г = 102 рад
Мощность поглощенной дозы	РД	РД=dД/ dt	рад/с	Гр / с	1 рад/с = 10 -2 Гр/с 1 Гр/c = 10 рад/с
Эквивалентная доза	H		бэр	Зиверт (Зв)	1 бэр = 1 рад/к = 10-2 Гр/к 1 бэр = 10 -2 Зв 1 Зв = 102 бэр
Мощность эквивалентной дозы	PH	PH=dH/dt	бэр/с	Зв / с	1 бэр/с = 10 -2 Зв/с 1 Зв/с = 102 бэр/с
Экспозиционная доза	Х	Х = dQ / dm	Рент-ген (р)	Кл/кг	1р = 2,58 . 10-4 Кл/кг 1 Кл/кг = 3,88 . 103 р
Мощность экспозиционной дозы	Рх	Px = dX / dt	р / с	Кл/(кгс)	1р/с = 2,58. 10-4 Кл/кгс 1 Кл/кгс = 3,86 . 10-2 р/с

При облучениях в дозах, превышающих в 100 - 1000 раз смертельную дозу, человек может погибнуть во время облучения (смерть под лучом).

Важным фактором является время облучения. При одной и той же дозе облучения однократное облучение более опасно, чем многократное (в течение месяца, года).

Чувствительность различных тканей и органов к облучению неодинакова, она оценивается взвешивающими коэффициентами для ткани и органов (см. табл. 9.5).

Ионизирующие излучения приводят также к необратимым изменениям в материалах машин и приборов. Наименее стойки к ИИ полупроводники, политетрофторэтилен, органическое масло. Большую стойкость имеют фенольные смолы, полиамиды, полиэтилен, поливинилхлорид, стеклоткань, эпоксидные лаки. Высокую радиационную стойкость имеют стекло, кварц, керамика, слюда, металлы.