Ионизирующие излучения

К ионизирующим излучениям относятся рентгеновские и гамма-лучи, являющиеся электромагнитными колебаниями с очень небольшой длиной волны, а также альфа- и бета-частицы, позитроны и нейтроны – частицы с положительным или отрицательным зарядом или не несущие его. Все эти виды излучений наблюдаются при естественном самопроизвольном распаде ядер некоторых так называемых радиоактивных элементов (радий, торий и др.) или могут быть получены искусственно, например рентгеновские лучи, позитроны.

Основным свойством радиоактивных лучей является ионизирующее действие: при прохождении их в тканях нейтральные атомы или молекулы приобретают положительный или отрицательный заряд и превращаются в ионы. Наибольшую плотность ионизации вызывают -лучи, представляющие собой положительно заряженные ядра гелия. -лучи - поток электронов, который выбрасывается из атомных ядер и может нести большую или меньшую энергию, но ионизирующие свойства их выражены слабее, чем у -лучей. Позитронные частицы отличаются от -лучей только положительным знаком заряда. -лучи и рентгеновские лучи обладают наименьшей плотностью ионизации, но наибольшей проникающей способностью.

Ионизирующие излучения могут оказывать влияние на организм как при внешнем, так и внутреннем облучении. При внешнем облучении возможно попадание лучей на кожу или более глубокое прохождение их в ткани, что зависит от проникающей способности. Например, -лучи, хотя и обладают большой ионизирующей способностью, при внешнем облучении почти не проникают в ткани (0,02 0,06 мм). Большей проникающей способностью обладают -лучи, но особенно - и рентгеновские лучи. Эти лучи даже в таких материалах, как свинец, бетон, вода, которые хорошо их поглощают и применяются для защиты от ионизирующих излучений, могут проходить расстояние в десятки сантиметров. По мере удаления от источника интенсивность излучения падает прямо пропорционально квадрату расстояния.

Очень большой проникающей способностью обладает нейтронное излучение: проходя через ткани, нейтроны вызывают образование в них радиоактивных веществ - так называемую наведенную активность.

Внутреннее облучение наблюдается при попадании радиоактивных веществ в органы дыхания, желудочно-кишечный тракт или при всасывании через поврежденную кожу. При внутреннем облучении наиболее опасны -излучатели, меньше - - и -излучатели. Попадая в легкие при вдыхании радиоактивных газов и пылей или в пищеварительный тракт, такие вещества не только облучают эти органы и близ лежащие ткани, но всасываются и распространяются по организму с током крови. При этом некоторые из них, например радиоактивный натрий, распространяются в организме равномерно, другие накапливаются в определенных, так называемых критических, органах и тканях: радиоактивный йод – в щитовидной железе, радий и стронций – в костях и т. д. Длительность задержки радиоактивных веществ в организме зависит от скорости выведения и распада. Например, активность излучений такого радиоактивного газа, как торон, уменьшается вдвое в течение минуты, а такого элемента, как радий – за период около 1600 лет.

Радиоактивные вещества выводятся из организма главным образом через желудочно-кишечный тракт, почки и легкие (газообразные соединения). Некоторые соединения могут выделяться через кожу, слизистую оболочку рта, частично с потом и молоком. В первые дни после поступления в организм радиоактивные вещества выводятся быстрее; в дальнейшем этот процесс замедляется.

Биологическое действие ионизирующей радиации связано с тем, что в облучаемых жидкостях и тканях происходит ионизация: некоторые атомы и молекулы теряют электроны и становятся положительно заряженными, другие соединяются с электронами и приобретают отрицательный заряд. Основную роль играет ионизация молекул воды с образованием свободных радикалов H, OH, H₂O₂, HO₂. Взаимодействие их друг с другом и тканями ведет к возникновению перекисей и других биологически активных продуктов, которые являются сильными окислителями и ядовитыми для тканей веществами. Свободные радикалы действуют на сульфгидрильные группы (SH) белков и инактивируют их. Ионизирующая радиация также непосредственно влияет на белки и липоиды, вызывая их денатурацию.

Действие ионизирующих излучений может вызывать местные и общие поражения. Местные поражения кожи бывают главным образом в форме ожогов (острое действие), дерматитов и других форм. Иногда возникают доброкачественные новообразования, но возможно развитие кожного рака.

Длительное действие ионизирующей радиации на хрусталик может вызвать катаракту.

Общие поражения протекают в виде острой и хронической лучевой болезни. Для острой формы характерны общетоксические симптомы (слабость, тошнота и др.) и специфическое поражение кроветворных органов, желудочно-кишечного тракта, нервной системы и др. Для ранних стадий хронической формы характерны нарастающая астения, угнетение белого, а затем и красного кровяного ростка (лейкопения, тромбоцитопения, эритропения), повышенная кровоточивость. Вдыхание радиоактивной пыли может вызвать пневмосклероз, а иногда рак бронхов и легкого. Наблюдаются случаи развития лейкоза.

Ионизирующая радиация оказывает угнетающее действие на генеративную функцию мужского и женского организма и может отрицательно влиять на потомство.