5.4. Ионизирующие излучения

Ионизирующими называют излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию электрических зарядов разного знака. Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся также фотоны.

Различают два вида ионизирующих излучений: корпускулярное и фотонное.

К корпускулярному ионизирующему излучению относятся: α и β частицы, нейтроны (n), протоны (p), и др.

Фотонное излучение – поток электромагнитных колебаний, которые распространяются в вакууме с постоянной скоростью 300000 км/с. К нему относятся гамма-излучение (γ-излучение), характеристическое, тормозное и рентгеновское излучение.

Излучения характеризуются по их ионизирующей и проникающей способности.

Ионизирующая способность излучения определяется удельной ионизацией, т.е. числом пар ионов, создаваемых частицей в единице объема массы среды или на единице длины пути. Излучения различных видов обладают различной ионизирующей способностью.

Проникающая способность излучений определяется величиной пробега. Пробегом называется путь, пройденный частицей в веществе до ее полной остановки, обусловленной тем или иным видом взаимодействия.

Альфа-частицы обладают наибольшей ионизирующей способностью и наименьшей проникающей способностью. Их удельная ионизация изменяется от 25 до 60 тысяч пар ионов на 1 см пути в воздухе. Длина пробега этих частиц в воздухе составляет несколько сантиметров, а в мягкой биологической ткани – несколько десятков микрон.

Бета-излучение имеет существенно меньшую ионизирующую способность и большую проникающую способность. Средняя величина удельной ионизации в воздухе составляет около 100 пар ионов на 1 см пути, а максимальный пробег достигает несколько метров при больших энергиях.

Наименьшей ионизирующей способностью и наибольшей проникающей способностью обладают фотонные излучения.

Под воздействием ионизирующего излучения в тканях человека могут происходить сложные физические и биологические процессы. В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярной связи и изменение химической структуры соединений, что в свою очередь приводит к гибели клеток.

Нарушения биологических процессов могут быть либо обратимыми, когда нормальная работа клеток облученной ткани полностью восстанавливается, либо необратимыми, ведущими к поражению отдельных органов или всего организма и возникновению лучевой болезни.

В зависимости от полученной дозы облучения различают четыре степени лучевой болезни:

1-я (легкая) развивается при получении дозы 100-200 рад. Она характеризуется общей слабостью, легкой тошнотой, кратковременным головокружением, головной болью, повышенной потливостью; признаки поражения проявляются через 2-3 недели. Люди обычно не теряют трудоспособности.

2-я (средняя) – при дозе 200-300 рад. Признаки поражения проявляются более резко, наступают быстрее, протекают болезненнее и лечатся медленнее. В большинстве случаев люди временно теряют трудоспособность. Заболевания в большинстве случаев заканчиваются выздоровлением.

3-я (тяжелая) – при дозах свыше 400 рад. Первичные признаки поражения проявляются, как правило, сразу после облучения. Наблюдаются резкие головные боли, подавленное, угнетенное состояние, тошнота и многократная рвота, понос, кровоизлияние во внутренние органы, в кожу и слизистые оболочки, изменение состава крови, выпадение волос, нарушение деятельности центральной нервной системы и половых желез. Выздоровление возможно при условии своевременного и эффективного лечения. Специализированное лечение затягивается на несколько месяцев. При отсутствии лечения смертность может достигать почти 100 %.

У людей, перенесших лучевую болезнь, повышается вероятность развития злокачественных опухолей и заболеваний кроветворных органов.

Дозы однократного облучения более 700 рад вызывают лучевую болезнь IV степени, которая в большинстве случаев приводит к смертельному исходу. Поражение проявляется через несколько часов. Более 1000 рад – молниеносная форма лучевой болезни.