Радіаційне опромінення та радіоактивне забруднення - Травма; отруєння; видання

, Кандидат наук, DABMP, Медичний факультет Каліфорнійського університету, Девіс

опромінення

  • Аудіо (0)
  • Калькулятори (0)
  • Зображення (1)
  • 3D-моделі (0)
  • Столи (4)
  • Відео (0)

Іонізуюче випромінювання випромінюється радіоактивними частинками або таким обладнанням, як рентгенівські передавачі для рентгенографії або медичні опромінювачі.

Види опромінення

Іонізуюче випромінювання включає

Електромагнітні хвилі високої енергії (рентген, гамма-промені)

Частинки (альфа-частинки, бета-частинки, нейтрони)

альфа-частинки - ядра гелію, що викидаються різними радіоізотопами з великим атомним числом (наприклад, плутонієм, радієм, ураном); вони не можуть проникнути на здорову шкіру за дуже малу товщину (0,1 мм).

бета-частинки - це електрони з високою енергією, що випромінюються з ядер нестійких атомів (наприклад, цезій-137, йод-131). Ці частинки можуть глибше проникати в шкіру (1-2 см) і спричиняти пошкодження епітелію та субепітелію.

нейтрони є електрично нейтральними частинками, що виділяються деякими радіоізотопами (наприклад, каліфорній-252) і утворюються в реакціях ядерного поділу (наприклад, в ядерних реакторах); їх глибина проникнення в тканини коливається від декількох міліметрів до декількох десятків сантиметрів, залежно від їх енергії. Вони стикаються з ядрами стабільних атомів, викликаючи викид енергетичних протонів, альфа- і бета-частинок та гамма-променів.

гамма та рентгенівські промені є дуже короткохвильовим електромагнітним випромінюванням (тобто фотонами), яке може проникати глибоко в тканини людини (кілька сантиметрів). Хоча деякі фотони доставляють всю свою енергію до людського тіла, інші фотони тієї самої енергії можуть відкладати лише частку своєї енергії, а інші можуть повністю проходити через тіло, не взаємодіючи.

Через свої характеристики альфа- та бета-частинки завдають найсерйознішої шкоди, коли виявляються радіоактивні елементи, що їх випромінюють всередині тіла (у разі внутрішнього забруднення) або, для бета-випромінювачів, безпосередньо звичайно тіло; уражаються лише тканини, що знаходяться в безпосередній близькості від радіоізотопу. Рентгенівські та гамма-промені можуть завдати шкоди далеко від джерела випромінювання і, як правило, відповідають за гострий глобальний радіаційний синдром. Гострий глобальний радіаційний синдром може бути викликаний достатньою дозою певних радіонуклідів, що відкладаються всередині організму і широко поширюються в тканинах та органах і мають високу питому активність. Наприклад, полоній-210 (Po-210) має високу питому активність 166 терабеккерелів на г (ТБк/г), а 1 мкг (розмір зерна солі) Po-210 забезпечує дозу 50 Зв (

20 разів середня летальна доза).

Вимірювання радіації

Звичайними одиницями виміру є рентген, рад і рем. Рентген (R) - це одиниця опромінення, яка вимірює іонізуючу здатність X або гамма-випромінювання в повітрі. Сірий (Gy) виражає кількість енергії, що поглинається на одиницю маси. Оскільки біологічні ураження змінюються залежно від виду випромінювання (наприклад, вони нейтрони важчі, ніж рентгенівські або гамма-промені), поглинена доза в Гр коригується коефіцієнтом якості; отримана одиниця еквівалентної дози - це рентген-еквівалент людини (rem). За межами США та в науковій літературі використовуються одиниці SI (Міжнародна система), в яких rad замінюється сірим (Gy), а REM - сівертом (Sv); 1 Гр = 100 рад і 1 Зв = 100 рем. Rad і rem (і, отже, Gy та Sv) в основному однакові (тобто коефіцієнт якості дорівнює 1) для опису X, гамма-або бета-випромінювання.

Кількість (кількість) радіоактивності виражається через кількість розпадів ядер (перетворень) в секунду. Беккерель (Bq) - одиниця радіоактивності СІ; один Бк - це 1 розпад в секунду (дпс). В американській системі одна кюрі відповідає 37 млрд. Бк.

Види впливу

Радіаційне опромінення може складатися з

внутрішнє забруднення відповідає включенню та утриманню радіонукліду всередині тіла, зазвичай у формі пилу або рідини. Забруднення може бути

Зовнішнє забруднення - це відкладення радіонукліду на шкірі або одязі, від якого він може впасти або бути змітеним та забруднити інші предмети або предмети. Внутрішнє забруднення - це мимовільне відкладення радіоактивного матеріалу в організмі, потрапляючи всередину, вдихаючи або розбиваючи шкіру. Включений радіонуклід транспортується до різних органів (наприклад, кісткового мозку, щитовидної залози), де він продовжує випромінювати своє випромінювання, поки не буде усунутий або не розпадений. Внутрішнє забруднення важче усунути. Незважаючи на те, що можливе внутрішнє забруднення будь-яким радіоізотопом, історично в більшості випадків важкого забруднення спостерігається відносно низька кількість радіоізотопів, таких як фосфор-32, кобальт-60, стронцій-90, цезій-137, йод-131, йод-125, радій- 226, уран-235, уран-238, плутоній-238, плутоній-239, полоній-210 та америцій-241.

опромінення є результатом впливу радіації, але не радіонуклідів (тобто забруднення не відбувається). Випромінювання може спостерігатися без контакту джерела випромінювання (наприклад, радіоактивних матеріалів, рентгенівських апаратів) з предметом. Коли джерело випромінювання видаляється або вимикається, вплив припиняється. Опромінення може вплинути на організм в цілому і призвести до загального променевого синдрому або вплинути лише на невелику частину тіла (наприклад, при променевій терапії) і призвести лише до симптомів місцевої радіації. Люди не випромінюють випромінювання (тобто не стають радіоактивними) після опромінення.

Джерела впливу

Джерела можуть бути природними або антропогенними (див. Таблицю Середньорічне опромінення в США).

Люди постійно зазнають впливу низьких доз природного випромінювання, званого фоновим випромінюванням. Фонове випромінювання походить від космічного випромінювання та радіоактивних елементів, що знаходяться в повітрі, воді та землі. Космічне випромінювання концентрується на полюсах магнітним полем Землі і послаблюється атмосферою. Таким чином, експозиція вища для людини, яка живе у великих широтах, на висоті та/або під час поїздки на літаку. Наземні джерела зовнішнього опромінення в основному зумовлені наявністю радіоактивних елементів, періоди напіврозпаду яких порівнянні з віком землі (

4,5 мільярда років). Зокрема, уран-238 та торій-232 з кількома десятками їх радіоактивних нащадків та радіоактивним ізотопом калію (К-40) є у багатьох гірських породах та мінералах. Невеликі кількості цих радіонуклідів присутні в їжі, воді та повітрі та сприяють внутрішньому опроміненню, оскільки ці радіонукліди завжди інтегруються в організм. Більша частина дози радіонуклідів, що входять в організм, надходить від радіоізотопів вуглецю (С-14) і калію (К-40), оскільки ці та інші елементи (стабільні та радіоактивні форми) постійно поповнюються в організмі при попаданні всередину та вдиханні, і тому, що близько 7000 атомів зазнають радіоактивного розпаду в секунду.

Внутрішній вплив через вдихання радіоактивних ізотопів радону, благородного газу (Rn-222 і Rn-220), який також утворюється з урану-238, становить більшість (73%) середньої дози опромінення на душу населення отримане населенням США. Космічне випромінювання становить 11%, радіоактивні елементи в організмі 9%, а зовнішнє земне випромінювання 7%. У Сполучених Штатах суб'єкти отримують середню ефективну дозу близько 3 мілізівертів (мЗв)/рік із природних джерел (від

0,5-20 мЗв/рік). Однак у деяких частинах світу суб'єкти отримують> 50 мЗв/рік. Дози природного випромінювання занадто низькі, щоб завдати радіаційного збитку; вони можуть спричинити невелике збільшення ризику раку, хоча деякі експерти вважають, що це не так.

У Сполучених Штатах суб’єкти отримують в середньому близько 3 мЗв/рік із штучних джерел, причому переважна більшість випадків пов’язана з медичною візуалізацією. Враховуючи дозу на душу населення, вплив медичної візуалізації на КТ та ядерну кардіологію є вищим. Однак медичні діагностичні процедури рідко доставляють дози, достатні для заподіяння радіаційного збитку, хоча теоретично ризик раку дещо збільшується. Винятки можуть включати певні інтервенційні процедури, що проводяться флюороскопічно (наприклад, ендоваскулярна реконструкція, емболізація судин, радіочастотна абляція серця та пухлини); ці процедури могли завдати шкоди шкірі та підлеглим тканинам. Променева терапія також може спричинити пошкодження нормальної тканини поблизу тканини-мішені.

Дуже мала частина середнього опромінення населення є наслідком радіаційних аварій та наслідків випробувань ядерної зброї. Аварії можуть виникнути в результаті промислових опромінювальних та радіологічних джерел та ядерних реакторів. Ці аварії часто спричинені порушенням техніки безпеки (наприклад, обхід замків). Радіаційні пошкодження також були спричинені втратою або крадіжкою медичних або промислових джерел, що містять велику кількість радіоізотопів. Люди, які консультуються з приводу цих травм, можуть не знати, що вони зазнали радіаційного опромінення.

Землетрус і цунамі в Японії в 2011 році призвели до викиду радіоактивних матеріалів в навколишнє середовище кількох реакторів на АЕС Фукусіма-Даїчі. У тих, хто працює на місці, серйозних радіаційно-травмованих травм не зафіксовано. Серед майже 400 000 жителів префектури Фукусіма оціночна ефективна доза (на основі опитувань та моделювання реконструкції дози) становила 0,01