Сторінка
1

Радіоактивність та її біологічні наслідки. Вплив на організм людини шуму і вібрації

Людина, від народження перебуває в радіоактивному природному середовищі. Але надмірна радіація негативно впливає на ті органи людського організму, в яких відбувається активне ділення клітин, наприклад, на кровотворні. Імунні й захисні системи організму за опромінювання слабшають, що може призвести до прискорення старіння організму, виникнення онкологічних захворювань та генетичних порушень. Такі наслідки має вплив радіоактивного випромінювання на молекули ДНК і РНК.

Ясна річ, що ступінь захворювання залежить від дози опромінювання.

Основна фізична величина, яка характеризує радіоактивне джерело, — це кількість атомних розпадів за одиницю часу; така величина називається активністю, а її одиниця має назву беккерель (див. 1.2.2). Активність в один беккерель відповідає одному розпаду в секунду, . Однак у практиці радіаційних вимірювань ще й досі широко застосовують позасистемну одиницю кюрі — Сі (вимовляється «кі»). . Одиницею питомої активності радіоактивної речовини є беккерель на кілограм — .

Механізм дії радіації можна описати такою схемою.

Під впливом поглинутої енергії радіоактивного випромінювання в опроміненому об’єкті порушуються міжатомні зв’язки й накопичуються різні структурні зміни. Енергію випромінювання, поглинуту одиницею маси речовини, називають поглинутою дозою. За одиницю поглинутої дози в SI взято енергію іонізуючого випромі­нювання грей — Gу (Гр), яка дорівнює кількості поглинутої енергії в один J (джоуль) на один kg маси. Однак у сьогоднішній вітчизняній практиці значно частіше застосовується позасистемна одиниця — рад (rad). .

Потужність випромінювання визначається фізичною величиною — потужністю поглинутої дози, одиницею якої є грей за секунду (Gy/s; Гр/с). На практиці ще досить часто трапляється позасистемна одиниця . Шкали приладів старих конструкцій градуйовано саме в таких одиницях.

Найбільш широко відома позасистемна одиниця, яка застосовується в дозиметрії, це рентген — (R; Р). Фізична величина, якій відповідає одиниця «рентген», називається експозиційною дозою рентгенівського і g-випромінювання. У SI одиницею експозиційної дози є кулон на кілограм C/kg (Кл/кг). Експозиційна доза в C/kg показує, що сумарний заряд усіх іонів одного знака, які виникають під впливом іонізуючого випромінювання в 1 kg сухого повітря, дорівнює рентгену .

Для кількісної характеристики потужності експозиційної дози рентгенівського і g-випромінювання сьогодні ще широко застосовується позасистемна одиниця рентген за секунду, а також кратні й часткові від неї рентген за годину, мілірентген за годину. У системі SI рентгенові за секунду відповідає ампер на кілограм .

Наведені вище фізичні величини за своєю природою є суто енергетичними і не відтворюють належним чином тих біологічних наслідків, до яких призводить дія радіаційного випромінювання на живі організми. Знання лише поглиненої дози недостатнє для оцінки радіаційної небезпеки для людини. Тим більше, що в радіоактивній ситуації, оцінюючи поглинуту дозу, враховують передовсім зовнішнє g-опромінення, оскільки проникна здатність b- і особливо a-вип­ромінювання є незначною. Останнє повністю затримується одягом чи навіть верхнім шаром шкіри, але стає надзвичайно небезпечним, якщо з повітрям чи їжею до внутрішніх органів людини потрапляють плутоній і америцій, котрі випромінюють a-частки.

Для порівняння a- і b-випромінювання з біологічними ефектами від g-випромінювання і для оцінювання радіаційної небезпеки постійного випромінювання введено фізичну величину, так звану

еквівалентну дозу — Н, яка визначається як добуток поглинутої дози D на певний безрозмірний коефіцієнт (Q = 1…20), що враховує негативні біологічні наслідки залежно від різних видів малих доз опромінювання людини. У SI цій одиниці надано спеціальну назву — зіверт — Sυ (в українській транскрипції — Зв). Позасистемна одиниця — біологічний еквівалент рентгена — бер (1 бер = 10–2 Зв).

Для наочнішого уявлення про дію радіаційного випромінювання на організм наведемо деякі приклади з реального життя (подаються позасистемні одиниці фізичних величин, оскільки ними користуються у вітчизняних джерелах).

Наручний годинник, цифри на якому світяться, містить близько 0,3 мікрограма радіоактивної речовини. Доза g-опромінювання, яка проникає через задню стінку корпуса годинника, становить близько 0,1 рентгена за добу, чого не слід ігнорувати.

Радіоактивна речовина активністю в один кюрі, яка випромінює g-промені, на відстані в 1 m буде фіксуватися як доза радіоактивного випромінювання приблизно в один рентген за годину. Із цього випливає, що вимірювання в приміщенні чи на природі дози (чи фону) радіоактивного забруднення не дають гарантії, що навіть за доз близьких до фону (соті частки мілірентгена за годину), поруч відсутні небезпечні для здоров’я людини радіоактивні джерела.