Дозы ии. Доза излучения. Естественный радиационный фон

Под словом «радиация» чаще понимают ионизирующее излучение, связанное с радиоактивным распадом. При этом человек испытывает действие и неионизирующих видов излучения: электромагнитного и ультрафиолетового.

Основными источниками радиации являются:

• природные радиоактивные вещества вокруг и внутри нас - 73%;
• медицинские процедуры (рентгеноскопия и прочие) - 13%;
• космическое излучение - 14%.

Конечно, существуют техногенные источники загрязнений, появившиеся в результате крупных аварий. Это наиболее опасные для человечества события, поскольку, как и при ядерном взрыве, в таком случае может выделяться йод (J-131), цезий (Cs-137) и стронций (в основном Sr-90). Оружейный плутоний (Pu-241) и продукты его распада не менее опасны.

Также не стоит забывать, что последние 40 лет атмосфера Земли очень сильно загрязнялась радиоактивными продуктами атомных и водородных бомб. Конечно, на данный момент радиоактивные осадки выпадают только в связи с природными катаклизмами, например при извержении вулканов. Но, с другой стороны, при делении ядерного заряда в момент взрыва образуется радиоактивный изотоп углерода-14 с периодом полураспада 5 730 лет. Взрывы изменили равновесное содержание в атмосфере углерода-14 на 2,6%. В настоящее время средняя мощность эффективной эквивалентной дозы, обусловленная продуктами взрывов, составляет около 1 мбэр/год, что равно примерно 1% от мощности дозы, обусловленной естественным радиационным фоном.

mos-rep.ru

Энергетика - это ещё одна причина серьёзного накопления радионуклидов в организме человека и животных. Каменные угли, используемые для работы ТЭЦ, содержат естественные радиоактивные элементы, такие как калий-40, уран-238 и торий-232. Годовая доза в районе ТЭЦ на угле составляет 0,5–5 мбэр/год. Кстати, атомные электростанции характеризуются значительно меньшими выбросами.

Медицинским процедурам с использованием источников ионизирующего излучения подвергаются почти все жители Земли. Но это более сложный вопрос, к которому мы вернёмся чуть позже.

В каких единицах измеряется радиация

Для измерения количества энергии излучения используют различные единицы. В медицине основной является зиверт - эффективная эквивалентная доза, полученная за одну процедуру всем организмом. Именно в зивертах на единицу времени измеряют уровень радиационного фона. Беккерель служит единицей измерения радиоактивности воды, почвы и так далее на единицу объёма.

С прочими единицами измерения можно ознакомиться в таблице.

Термин	Единицы измерения		Соотношение единиц	Определение
	В системе СИ	В старой системе
Активность	Беккерель, Бк		1 Ки = 3,7 × 10 10 Бк	Число радиоактивных распадов в единицу времени
Мощность дозы	Зиверт в час, Зв/ч	Рентген в час, Р/ч	1 мкР/ч = 0,01 мкЗв/ч	Уровень излучения в единицу времени
Поглощённая доза		Радиан, рад	1 рад = 0,01 Гр	Количество энергии ионизирующего излучения, переданное определённому объекту
Эффективная доза	Зиверт, Зв		1 рем = 0,01 Зв	Доза облучения, учитывающая различную чувствительность органов к радиации

Последствия облучения

Воздействие радиации на человека называют облучением. Основное его проявление - острая лучевая болезнь, которая имеет различные степени тяжести. Лучевая болезнь может проявиться при облучении дозой, равной 1 зиверту. Доза в 0,2 зиверта увеличивает риск раковых заболеваний, а в 3 зиверта - угрожает жизни облучённого.

Лучевая болезнь проявляется в виде следующих симптомов: потеря сил, понос, тошнота и рвота; сухой, надсадный кашель; нарушения сердечной деятельности.

Кроме этого, облучение вызывает лучевые ожоги. Очень большие дозы приводят к отмиранию кожи, вплоть до повреждения мышц и костей, что лечится гораздо хуже, чем химические или тепловые ожоги. Вместе с ожогами могут появиться нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, лучевое бесплодие, лучевая катаракта.

Последствия облучения могут проявить себя через длительное время - это так называемый стохастический эффект. Он выражается в том, что среди облучённых людей может увеличиваться частота определённых онкологических заболеваний. Теоретически возможны также генетические эффекты, однако даже среди 78 тысяч детей японцев, которые пережили атомную бомбардировку Хиросимы и Нагасаки, не обнаружили увеличения числа случаев наследственных болезней. И это несмотря на то, что последствия облучения сильнее сказываются на делящихся клетках, поэтому для детей облучение гораздо опаснее, чем для взрослых.

Кратковременное облучение малыми дозами, применяемое для обследований и лечения некоторых заболеваний, порождает интересный эффект под названием гормезис. Это стимуляция какой-либо системы организма внешними воздействиями, имеющими силу, недостаточную для проявления вредных факторов. Данный эффект позволяет организму мобилизовать силы.

Статистически радиация может повышать уровень онкологии, однако очень сложно выявить прямое влияние излучения, отделив его от действия химически вредных веществ, вирусов и прочего. Известно, что после бомбардировки Хиросимы первые эффекты в виде учащения заболеваемости стали проявляться только через 10 лет и более. Напрямую с облучением связан рак щитовидной железы, молочной железы и определённых частей .

chornobyl.in.ua

Естественный радиационный фон составляет порядка 0,1–0,2 мкЗв/ч. Считается, что постоянный фоновый уровень выше 1,2 мкЗв/ч опасен для человека (нужно различать мгновенно поглощённую дозу облучения и постоянную фоновую). Много ли это? Для сравнения: уровень радиации на расстоянии 20 км от японской атомной электростанции «Фукусима-1» в момент аварии превысил норму в 1 600 раз. Максимальный зафиксированный уровень излучения на этом расстоянии - 161 мкЗв/ч. После взрыва на уровень радиации доходил до нескольких тысяч микрозивертов в час.

За время 2–3-часового перелёта над экологически чистой территорией человек получает облучение в 20–30 мкЗв. Та же доза облучения грозит в том случае, если человеку в один день делают 10–15 снимков современным рентгенографическим аппаратом - визиографом. Пара часов перед электронно-лучевым монитором или телевизором дают ту же дозу облучения, что и один такой снимок. Годовая доза от курения по одной сигарете в день - 2,7 мЗв. Одна флюорография - 0,6 мЗв, одна рентгенография - 1,3 мЗв, одна рентгеноскопия - 5 мЗв. Излучение от бетонных стен - до 3 мЗв в год.

При облучении всего тела и для первой группы критических органов (сердце, лёгкие, мозг, поджелудочная железа и прочие) нормативные документы устанавливают максимальное значение дозы в 50 000 мкЗв (5 бэр) в год.

Острая лучевая болезнь развивается при дозе однократного облучения в 1 000 000 мкЗв (25 000 цифровых флюорографий, 1 000 рентгенографий позвоночника в один день). Большие дозы влияют ещё сильнее:

• 750 000 мкЗв - кратковременное незначительное изменение состава крови;
• 1 000 000 мкЗв - лёгкая степень лучевой болезни;
• 4 500 000 мкЗв - тяжёлая степень лучевой болезни (погибает 50% облучённых);
• около 7 000 000 мкЗв - смерть.

Опасны ли рентгенологические исследования

Чаще всего с облучением мы сталкиваемся во время медицинских исследований . Однако дозы, которые мы получаем в процессе, настолько малы, что бояться их не стоит. Время облучения старинным рентгеновским аппаратом составляет 0,5–1,2 секунды. А с современным визиографом всё происходит в 10 раз быстрее: за 0,05–0,3 секунды.

Согласно медицинским требованиям, изложенным в СанПиН 2.6.1.1192-03 , при проведении профилактических медицинских рентгенологических процедур доза радиации не должна превышать 1 000 мкЗв в год. Сколько это в снимках? Довольно много:

• 500 прицельных снимков (2–3 мкЗв), полученных с помощью радиовизиографа;
• 100 таких же снимков, но с использованием хорошей рентгеновской плёнки (10–15 мкЗв);
• 80 цифровых ортопантомограмм (13–17 мкЗв);
• 40 плёночных ортопантомограмм (25–30 мкЗв);
• 20 компьютерных томограмм (45–60 мкЗв).

То есть если каждый день в течение всего года делать по одному снимку на визиографе, добавить к этому пару-тройку компьютерных томограмм и столько же ортопантомограмм, то даже в этом случае мы не выйдем за пределы разрешённых доз.

Кому нельзя облучаться

Однако существуют люди, которым даже такие виды облучения строго запрещены. Согласно утверждённым в России стандартам (СанПиН 2.6.1.1192-03), облучение в виде рентгенографии можно проводить только во второй половине беременности за исключением случаев, когда должен решаться вопрос об аборте или необходимости оказания скорой или неотложной помощи.

Пункт 7.18 документа гласит: «Рентгенологические исследования беременных проводятся с использованием всех возможных средств и способов защиты таким образом, чтобы доза, полученная плодом, не превысила 1 мЗв за два месяца невыявленной беременности. В случае получения плодом дозы, превышающей 100 мЗв, врач обязан предупредить пациентку о возможных последствиях и рекомендовать прервать беременность».

Молодым людям, которым в будущем предстоит стать родителями, необходимо закрывать от облучения брюшную область и половые органы. Рентгеновское излучение наиболее негативно действует на клетки крови и половые клетки. У детей вообще должно быть экранировано всё тело, кроме исследуемой области, а проводиться исследования должны только при необходимости и по назначению врача.

Сергей Нелюбин, заведующий отделением рентгенодиагностики РНЦХ им. Б. В. Петровского, кандидат медицинских наук, доцент

Как защититься

Главных методов защиты от рентгеновского излучения три: защита временем, защита расстоянием и экранирование. То есть чем меньше вы находитесь в зоне действия рентгеновских лучей и чем дальше вы от источника излучения, тем меньше доза облучения.

Хотя безопасная доза лучевой нагрузки рассчитана на год, всё же не стоит в один день делать несколько рентгенологических исследований, например флюорографию и . Ну и у каждого больного должен быть радиационный паспорт (он вкладывается в медицинскую карточку): в него врач-рентгенолог заносит информацию о полученной при каждом обследовании дозе.

Рентгенография прежде всего влияет на железы внутренней секреции, лёгкие. То же касается и небольших доз облучения при авариях и выбросах активных веществ. Поэтому в качестве профилактики врачи рекомендуют дыхательные упражнения. Они помогут очистить лёгкие и активизировать резервы организма.

Для нормализации внутренних процессов организма и вывода вредных веществ стоит употреблять больше антиоксидантов: витаминов А, С, Е (красное вино, виноград). Полезны сметана, творог, молоко, зерновой хлеб, отруби, необработанный рис, чернослив.

В том случае, если продукты питания внушают определённые опасения, можно воспользоваться рекомендациями для жителей регионов, затронутых в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

»
При реальном облучении вследствие аварии или в заражённой зоне необходимо сделать довольно много. Сначала нужно провести дезактивацию: быстро и аккуратно снять одежду и обувь с носителями радиации, правильно утилизировать её или хотя бы удалить радиоактивную пыль со своих вещей и окружающих поверхностей. Достаточно помыть тело и одежду (по отдельности) под проточной водой с использованием моющих средств.

До или после воздействия радиации используют пищевые добавки и препараты против радиации. Наиболее известны лекарства с высоким содержанием йода, который помогает эффективно бороться с негативным воздействием его радиоактивного изотопа, локализующегося в щитовидной железе. Для блокировки накопления радиоактивного цезия и недопущения вторичного поражения используют «Калия оротат». Добавки с кальцием дезактивируют радиоактивный препарат стронция на 90%. Для защиты клеточных структур и показан диметилсульфид.

Кстати, всем известный активированный уголь может нейтрализовать действие радиации. Да и польза употребления водки сразу после облучения вовсе не миф. Это действительно помогает вывести радиоактивные изотопы из организма в простейших случаях.

Только не стоит забывать: самостоятельное лечение должно проводиться только при невозможности своевременно обратиться к врачу и только в случае реального, а не выдуманного облучения. Рентген-диагностика, просмотр телевизора или полёт на самолёте не влияют на здоровье среднестатистического жителя Земли.

Рентгенологическим видам обследования в медицине по-прежнему отводится ведущая роль. Иногда без данных невозможно подтвердить или поставить правильный диагноз. С каждым годом методики и рентгенотехника совершенствуются, усложняются, становятся более безопасными но, тем не менее, вред от излучения остается. Минимизация негативного влияния диагностического облучения – приоритетная задача рентгенологии.

Наша задача – на доступном любому человеку уровне разобраться в существующих цифрах доз излучения, единицах их измерения и точности. Также, коснемся темы реальности возможных проблем со здоровьем, которые может вызвать этот вид медицинской диагностики.

Рекомендуем прочитать:

Что такое рентгеновское излучение

Рентгеновское излучение представляет собой поток электромагнитных волн с длиной, находящейся в диапазоне между ультрафиолетовым и гамма-излучением. Каждый вид волн имеет свое специфическое влияние на организм человека.

По своей сути рентгеновское излучение является ионизирующим. Оно обладает высокой проникающей способностью. Энергия его представляет опасность для человека. Вредность излучения тем выше, чем больше получаемая доза.

О вреде воздействия рентгеновского излучения на организм человека

Проходя через ткани тела человека, рентгеновские лучи ионизирует их, изменяя структуру молекул, атомов, простым языком – «заряжая» их. Последствия полученного облучения могут проявиться в виде заболеваний у самого человека (соматические осложнения), или у его потомства (генетические болезни).

Каждый орган и ткань по-разному подвержены влиянию излучения. Поэтому созданы коэффициенты радиационного риска, ознакомиться с которыми можно на картинке. Чем больше значение коэффициента, тем выше восприимчивость ткани к действию радиации, а значит и опасность получения осложнения.

Наиболее подвержены воздействию радиации кроветворные органы – красный костный мозг.

Самое частое осложнение, появляющееся в ответ на облучение, – патологии крови.

У человека возникают:

• обратимые изменения состава крови после незначительных величин облучения;
• лейкемия – уменьшение количества лейкоцитов и изменение их структуры, приводящая к сбоям деятельности организма, его уязвимости, снижению иммунитета;
• тромбоцитопения – уменьшение содержания тромбоцитов, клеток крови, отвечающих за свертываемость. Этот патологический процесс может вызывать кровотечения. Состояние усугубляется повреждением стенок сосудов;
• гемолитические необратимые изменения в составе крови (распад эритроцитов и гемоглобина), в результате воздействия мощных доз радиации;
• эритроцитопения – снижение содержания эритроцитов (красных кровяных клеток), вызывающее процесс гипоксии (кислородного голодания) в тканях.

Друг ие патологи и :

• развитие злокачественных заболеваний;
• преждевременное старение;
• повреждение хрусталика глаза с развитием катаракты.

Важно : Опасным рентгеновское излучение становится в случае интенсивности и длительности воздействия. Медицинская аппаратура применяет низкоэнергетическое облучение малой длительности, поэтому при применении считается относительно безвредной, даже если обследование приходится повторять многократно.

Однократное облучение, которое получает пациент при обычной рентгенографии, повышает риск развития злокачественного процесса в будущем примерно на 0,001%.

Обратите внимание : в отличие от воздействия радиоактивных веществ, вредоносное действие лучей прекращается сразу же, после выключения аппарата.

Лучи не могут накапливаться и образовывать радиоактивные вещества, которые затем будут являться самостоятельными источниками излучения. Поэтому после рентгена не следует принимать никаких мер для «вывода» радиации из организма.

В каких единицах измеряются дозы полученной радиации

Человеку, далекому от медицины и рентгенологии, тяжело разобраться в обилии специфической терминологии, цифрах доз и единицах, в которых они измеряются. Попробуем привести информацию к понятному минимуму.

Итак, в чем же измеряется доза рентгеновского излучения? Единиц измерения радиации много. Мы не будет подробно разбирать все. Беккерель, кюри, рад, грэй, бэр – вот список основных величин радиации. Применяются они в разных системах измерения и областях радиологии. Остановимся только на практически значимых в рентгендиагностике.

Нас больше будут интересовать рентген и зиверт.

Характеристика уровня проникающей радиации, излучаемой рентгеновским аппаратом, измеряется в единице под названием «рентген» (Р).

Чтобы оценить действие радиации на человека, введено понятие эквивалентной поглощенной дозы (ЭПД). Помимо ЭПД существуют и другие виды доз – все они представлены в таблице.

Эквивалентная поглощенная доза (на картинке – Эффективная эквивалентная доза) представляет собой количественную величину энергии, которую поглощает организм, но при этом учитывается биологическая реакция тканей тела на излучение. Измеряется она в зивертах (Зв).

Зиверт приблизительно сопоставим с величиной 100 рентген.

Естественный фон облучения и дозы, выдаваемые медицинской рентгенаппаратурой, намного ниже этих значений, поэтому для их измерения используются величины тысячной доли (милли) или одной миллионной доли (микро) Зиверта и Рентгена.

В цифрах это выглядит так:

• 1 зиверт (Зв) = 1000 миллизиверт (мЗв) = 1000000 микрозиверт (мкЗв)
• 1 рентген (Р) = 1000 миллирентген (мР) = 1000000 миллирентген (мкР)

Чтобы оценить количественную часть излучения, получаемого за единицу времени (час, минуту, секунду) используют понятие – мощность дозы, измеряемую в Зв/ч (зиверт-час), мкзв/ч (микрозиверт-ч), Р/ч (рентген-час), мкр/ч (микрорентген-час). Аналогично – в минутах и секундах.

Можно еще проще:

• общее излучение измеряется в рентгенах;
• доза, получаемая человеком – в зивертах.

Дозы облучения, полученные в зивертах, накапливаются в течение всей жизни. Теперь попробуем выяснить, сколько же получает человек этих самых зивертов.

Естественный радиационный фон

Уровень естественной радиации везде свой, зависит он от следующих факторов:

• высоты над уровнем моря (чем выше, тем жестче фон);
• геологической структуры местности (почва, вода, горные породы);
• внешних причин – материала здания, наличия рядом предприятий, дающих дополнительную лучевую нагрузку.

Обратите внимание: наиболее приемлемым считается фон, при котором уровень радиации не превышает 0,2 мкЗв/ч (микрозиверт-час), или 20 мкР/ч (микрорентген-час)

Верхней границей нормы считается величина до 0,5 мкЗв/ч = 50 мкР/ч.

В течение нескольких часов облучения допускается доза до 10 мкЗв/ч = 1мР/ч.

Все виды рентгенологических исследований вписываются в безопасные нормативы лучевых нагрузок, измеряемых в мЗв (миллизивертах).

Допустимые дозы облучения для человека, накопленные за жизнь не должны выходить за пределы 100-700 мЗв. Фактические значения облучения людей, проживающих в высокогорье, могут быть выше.

В среднем за год человек получает дозу равную 2-3 мЗв.

Она суммируется из следующих составляющих:

• радиация солнца и космических излучений: 0,3 мЗв – 0,9 мЗв;
• почвенно-ландшафтный фон: 0,25 – 0,6 мЗв;
• излучение жилищных материалов и строений: 0,3 мЗв и выше;
• воздух: 0,2 – 2 мЗв;
• пища: от 0,02 мЗв;
• вода: от 0,01 – 0,1 мЗв:

Помимо внешней получаемой дозы радиации, в организме человека накапливаются и собственные отложения радионуклидных соединений. Они также представляют источник ионизирующих излучений. К примеру, в костях этот уровень может достигать значений от 0,1 до 0,5 мЗв.

Кроме того, происходит облучение калием-40, скапливающимся в организме. И это значение достигает 0,1 – 0,2 мЗв.

Обратите внимание : для измерения радиационного фона можно пользоваться обычным дозиметром, например РАДЭКС РД1706, который дает показания в зивертах.

Вынужденные диагностические дозы рентген облучения

Величина эквивалентной поглощенной дозы при каждом рентгенобследовании может значительно отличаться в зависимости от вида обследования. Доза облучения также зависит от года выпуска медицинской аппаратуры, рабочей нагрузки на него.

Важно : современная рентгеноаппаратура дает излучения в десятки раз более низкие, чем предшествующая. Можно сказать так: новейшая цифровая рентгенотехника безопасна для человека.

Но все же попытаемся привести усредненные цифры доз, которые может получать пациент. Обратим внимание на различие данных, выдаваемых цифровой и обычной рентгеноаппаратурой:

• цифровая флюорография: 0,03-0,06 мЗв, (самые современные цифровые аппараты дают излучение в дозе от 0,002 мЗв, что в 10 раз ниже их предшественников);
• плёночная флюорография: 0,15-0,25 мЗв, (старые флюорографы: 0,6-0,8 мЗв);
• рентгенография органов грудной полости: 0,15-0,4 мЗв.;
• дентальная (зубная) цифровая рентгенография: 0,015-0,03 мЗв., обычная: 0,1-0,3 мзВ.

Во всех перечисленных случаях речь идет об одном снимке. Исследования в дополнительных проекциях увеличивают дозу пропорционально кратности их проведения.

Рентгеноскопический метод (предусматривает не фотографирование области тела, а визуальный осмотр рентгенологом на экране монитора) дает значительно меньшее излучение за единицу времени, но суммарная доза может быть выше из-за длительности процедуры. Так, за 15 минут рентгеноскопии органов грудной клетки общая доза полученного облучения может составить от 2 до 3,5 мЗв.

Диагностика желудочно-кишечного тракта – от 2 до 6 мЗв.

Компьютерная томография применяет дозы от 1-2 мЗв до 6-11 мЗв, в зависимости от исследуемых органов. Чем более современным является рентгеноаппарат, тем более низкие он дает дозы.

Отдельно отметим радионуклидные методы диагностики. Одна процедура, основанная на радиофармпрепарате, дает суммарную дозу от 2 до 5 мЗв.

Сравнение эффективных доз радиации, полученных во время наиболее часто используемых в медицине диагностических видов исследований, и доз, ежедневно получаемых человеком из окружающей среды, представлено в таблице.

Процедура	Эффективная доза облучения	Сопоставимо с природным облучением, полученным за указанный промежуток времени
Рентгенография грудной клетки	0,1 мЗв	10 дней
Флюорография грудной клетки	0,3 мЗв	30 дней
Компьютерная томография органов брюшной полости и таза	10 мЗв	3 года
Компьютерная томография всего тела	10 мЗв	3 года
Внутривенная пиелография	3 мЗв	1 год
Рентгенография желудка и тонкого кишечника	8 мЗв	3 года
Рентгенография толстого кишечника	6 мЗв	2 года
Рентгенография позвоночника	1,5 мЗв	6 месяцев
Рентгенография костей рук или ног	0,001 мЗв	менее 1 дня
Компьютерная томография – голова	2 мЗв	8 месяцев
Компьютерная томография – позвоночник	6 мЗв	2 года
Миелография	4 мЗв	16 месяцев
Компьютерная томография – органы грудной клетки	7 мЗв	2 года
Микционная цистоуретрография	5-10лет: 1,6 мЗв Грудной ребенок: 0,8 мЗв	6 месяцев 3 месяца
Компьютерная томография – череп и околоносовые пазухи	0,6 мЗв	2 месяца
Денситометрия костей (определение плотности)	0,001 мЗв	менее 1 дня
Галактография	0,7 мЗв	3 месяца
Гистеросальпингография	1 мЗв	4 месяца
Маммография	0,7 мЗв	3 месяца

Важно: Магнитно-резонансная томография не использует рентгеновское облучение. При этом виде исследования на диагностируемую область направляется электромагнитный импульс, возбуждающий атомы водорода тканей, затем измеряется вызывающий их отклик в сформированном магнитном поле с уровнем высокой напряженности. Некоторые люди ошибочно причисляют этот метод к рентгеновским.

ля измерения величин, характеризующих ионизирующее излучение, исторически первой появилась единица «рентген». Эта мера экспозиционной дозы рентгеновского или гамма-излучений. Позже для измерения поглощенной дозы излучений добавили «рад».

Доза излучения (поглощенная доза) – энергия радиоактивного излучения, поглощенная в единице облучаемого вещества или человеком. С увеличением времени облучения доза растет. При одинаковых условиях облучения она зависит от состава вещества. Поглощенная доза нарушает физиологические процессы в организме и приводит в ряде случаев к лучевой болезни различной степени тяжести. В качестве единицы поглощенной дозы излучения в системе СИ предусмотрена специальная единица – грей (Гр). 1 грей – это такая единица поглощенной дозы, при которой 1 кг. Облучаемого вещества поглощает энергию в 1 джоуль (Дж). Следовательно 1 Гр = 1 Дж/кг.
Поглощенная доза излучения является физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия.

Мощность дозы (мощность поглощенной дозы) – приращение дозы в единицу времени. Она характеризуется скоростью накопления дозы и может увеличиваться или уменьшаться во времени. Ее единица в системе Си – грей в секунду. Эта такая мощность поглощенной дозы излучения, при которой за 1 с. в веществе создается доза излучения в 1 Гр. На практике для оценки поглощенной дозы излучения до сих пор широко используют внесистемную единицу мощности поглощенной дозы – рад в час (рад/ч) или рад в секунду (рад/с).

Эквивалентная доза. Это понятие введено для количественного учета неблагоприятного биологического воздействия различных видов излучений. Определяется она по формуле Дэкв=Q*Д, где Д – поглощенная доза данного вида излучения, Q – коэффициент качества излучения, который для различных видов ионизирующих излучений с неизвестным спектральным составом принят для рентгеновского и гамма-излучения-1, для бета-излучения-1, для нейтронов с энергией от 0,1 до 10 МэВ-10, для альфа-излучений с энергией менее 10 МэВ-20. Из приведенных цифр видно, что при одной и той же поглощенной дозе нейтронное и альфа-излучение вызывают, соответственно, в 10 и 20 раз больший поражающий эффект. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв). Зиверт равен одному грею, деленному на коэффициент качества. При Q = 1 получаем

1 Зв = 1 Гр = 1 Дж/к = 100 рад = 100 бэр.
Q Q Q

Бэр (биологический эквивалент рентгена) – это внесистемная единица эквивалентной дозы, такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает тот же биологический эффект, что и 1 рентген гамма-излучения.. Поскольку коэффициент качества бета и гамма-излучений равен 1, то на местности, загрязненной радиоактивными веществами при внешнем облучении 1 Зв = 1 Гр; 1 бэр = 1 рад; 1 рад »1 Р.
Из этого можно сделать вывод, что эквивалентная, поглощенная и экспозиционные дозы для людей, находящихся в средствах защиты на зараженной местности, практически равны.

Мощность эквивалентной дозы – отношение приращения эквивалентной дозы за какой-то интервал времени. Выражается в зивертах в секунду. Поскольку время пребывания человека в поле излучения при допустимых уровнях измеряется, как правило, часами, предпочтительно выражаясь мощность эквивалентной дозы в микрозивертах в час.
Согласно заключению Международной комиссии по радиационной защите, вредные эфекты у человека могут наступать при эквивалентных дозах не менее 1,5 Зв/год (150 бэр/год), а в случаях кратковременного облучения – при дозах выше 0,5 Зв (50 бэр). Когда облучение превышает некоторый порог, возникает лучевая болезнь.
Мощность эквивалентной дозы, создаваемая естественным излучением (земного и космического происхождения), колеблется в пределах 1,5 – 2 мЗв/год и плюс искусственные источники (медицина, радиоактивные осадки) от 0,3 до 0,5 мЗв/год. Вот и выходит, что человек в год получает от 2 до 3 мЗв. Эти цифры примерные и зависят от конкретных условий. По другим источникам, они выше и доходят до 5 мЗв/год.

Экспозиционная доза – мера ионизационного действия фотонного излучения, определяемая по ионизации воздуха в условиях электронного равновесия.
В СИ единицей экспозиционной дозы является один кулон на килограмм (Кл/кг). Внесистемной единицей является рентген (Р), 1Р – 2,58*10-4 Кл/кг. В свою очередь 1 Кл/кг » 3,876*103 Р. Для удобства в работе при перерасчете числовых значений экспозиционной дозы из одной системы единиц в другую обычно пользуются таблицами, имеющимися в справочной литературе.

Мощность экспозиционной дозы – приращение экспозиционной дозы в единицу времени. Ее единица в системе СИ - ампер на килограмм (А/кг). Однако в переходный период можно пользоваться внесистемной единицей - рентген в секунду (Р/с).

1 Р/с = 2,58*10-4 А/кг

Надо помнить, что после 1 января 1990 г. не рекомендуется вообще пользоваться понятием экспозиционной дозы и ее мощности. Поэтому во время переходного периода эти величины следует указывать не в единицах СИ (Кл/кг, А/кг), а во внесистемных единицах - рентгенах и рентгенах в секунду.

4.мощность дозы излучения – доза излучения, отнесенная к единице времени – рад/час, р/час.

Примечание. P0 - мощность дозы излучения через t ч после взры­ва:

Р - мощность дозы излучения через любое время после взрыва.

Поскольку замеры мощ­ности дозы излучений на объекте проводятся неодновре­менно, целесообразно при оценке радиационной обстанов­ки рассчитывать их значение через 1 ч после ядерного взрыва (табл. 2).

1 Значения коэффициентов ослабления гамма-излучения (К) жилыми до­мами приведены для населенных пунктов сельской местности. В городах зна­чения коэффициентов ослабления для таких же зданий будут на 20-40% выше за счет ослабления мощности дозы ионизирующих излучений рядом стоящими домами и другими наземными сооружениями.

Мы рассмотрели природу радиации - что такое радиация (ионизирующее излучение) и радиоактивность, понятие радионуклидов и периода полураспада , влияние радиации на организм человека , и немного рассказали о радиоактивных предметах вокруг нас. Статья дала информацию о способах измерения радиоактивности и радиационного фона, о дозиметрах . Мы также привели несколько примеров дозиметров-радиометров, и пояснили, что не стоит паниковать, если прибор «зашкаливает». В третьей части статьи о Радиации мы расскажем про дозы излучения …

Экспозиционная доза

Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения и среды - это ионизационный эффект. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего приходилось иметь дело с рентгеновским излучением, распространявшимся в воздухе. Поэтому в качестве количественной меры поля излучения использовалась степень ионизации воздуха рентгеновских трубок или аппаратов. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза .

Экспозиционная доза определяет ионизирующую способность рентгеновских и гамма-лучей и выражает энергию излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха. Экспозиционная доза - это отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном объёме воздуха к массе воздуха в этом объёме.

В системе СИ единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица - рентген (Р ). 1 Кл/кг = 3880 Р

Поглощённая доза

При расширении круга известных видов ионизирующего излучения и сфер его приложения, оказалось, что мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддается простому определению из-за сложности и многообразности протекающих при этом процессов. Важным из них, дающим начало физико-химическим изменениям в облучаемом веществе и приводящим к определенному радиационному эффекту, является поглощение энергии ионизирующего излучения веществом. В результате этого возникло понятие поглощенная доза . Поглощенная доза показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы любого облучаемого вещества и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения на массу вещества.

В единицах системы СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название - Грэй (Гр ). 1 Гр - это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж . Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад . 1 Гр=100 рад .

Поглощённая доза — основополагающая дозиметрическая величина, не она отражает биологический эффект облучения.

Эквивалентная доза

Эквивалентная доза (E, HT,R ) отражает биологический эффект облучения. Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы . Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент - коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ ) или коэффициент качества данного вида излучения (WR ), отражающий его способность повреждать ткани организма.

При воздействии различных видов излучения с различными коэффициентами качества эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв ) и измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг ). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является Бэр (до 1963 года — биологический эквивалент рентгена , после 1963 года — биологический эквивалент рада ). 1 Зв = 100 бэр .

Коэффициент качества - в радиобиологии усредненный коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ). Характеризует опасность данного вида излучения (по сравнению с γ-излучением). Чем коэффициент больше, тем опаснее данное излучение. (Термин нужно понимать как «коэффициент качества вреда»).

Значения коэффициента качества ионизирующих излучений определены с учетом воздействия микрораспределения поглощенной энергии на неблагоприятные биологические последствия хронического облучения человека малыми дозами ионизирующих излучений. Для коэффициента качества существует ГОСТ 8.496-83 . ГОСТ как стандарт применяют при контроле степени радиационной опасности для лиц, подвергающихся во время работы облучению ионизирующим излучением. Стандарт не применяют при острых облучениях и во время радиотерапии.

ОБЭ конкретного вида излучения - отношение поглощённой дозы рентгеновского (или гамма) излучения к поглощённой дозе излучения при одинаковой эквивалентной дозе.

Коэффициэнты качества для видов излучения:
Фотоны (γ-излучение и рентгеновские лучи), по определению	1
β-излучение(электроны, позитроны)	1
Мюоны	1
α-излучение с энергией меньше 10 МэВ	20
Нейтроны (тепловые, медленные, резонансные), до 10 кэВ	5
Нейтроны от 10 кэВ до 100 кэВ	10
Нейтроны от 100 кэВ до 2 МэВ	20
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ	10
Нейтроны более 2 МэВ	5
Протоны, 2…5 МэВ	5
Протоны, 5…10 МэВ	10
Тяжёлые ядра отдачи	20

Эффективная доза

Эффективная доза , (E , эффективная эквивалентная доза ) - величина, используемая в радиационной защите как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения (стохастических эффектов ) всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности.

Разные части тела (органы, ткани) имеют различную чувствительность к радиационному воздействию: например, при одинаковой дозе облучения возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе. Эффективная эквивалентная доза рассчитывается как сумма эквивалентных доз по всем органам и тканям, умноженных на взвешивающие коэффициенты для этих органов, и отражает суммарный эффект облучения для организма.

Взвешенные коэффициенты устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всего организма составляла единицу. Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы . Она также измеряется в Зивертах или Бэрах .

Фиксированная эффективная эквивалентная доза (CEDE - the committed effective dose equivalent )- это оценка доз радиации на человека, в результате ингаляции или употребления некоторого количества радиоактивного вещества. СЕDЕ выражается в бэрах или зивертах (Зв ) и учитывает радиочувствительность различных органов и время, в течение которого вещество остается в организме (вплоть до всей жизни). В зависимости от ситуации, СЕDЕ может также иметь отношение к дозе излучения определенного органа, а не всего тела.

Эффективная и эквивалентная дозы — это нормируемые величины, т.е.величины, являющиеся мерой ущерба (вреда) от воздействия ионизирующего излучения на человека и его потомков. К сожалению, они не могут быть непосредственно измерены. Поэтому в практику введены операционные дозиметрические велины, однозначно определяемые через физические характеристики поля излучения в точке, максимально возможно приближенные к нормируемым. Основной операционной величиной является амбиентный эквивалент дозы (синонимы — эквивалент амбиентной дозы , амбиентная доза ).

Амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — эквивалент дозы, который был создан в шаровом фантоме МКРЕ (международной комиссии по радиационным единицам) на глубине d (мм) от поверхности по диаметру, параллельному направлению излучения, в поле излучения, идентичном рассматриваемому по составу, флюенсу и энергетическому распределению, но мононаправленном и однородном, т.е. амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — это доза, которую получил бы человек, если бы он находился на месте, где проводится измерение. Единица амбиентного эквивалента дозы — Зиверт (Зв ).

Групповые дозы

Подсчитав индивидуальные эффективные дозы, полученные отдельными людьми, можно прийти к коллективной дозе - сумме индивидуальных эффективных доз в данной группе людей за данный промежуток времени. Коллективную дозу можно подсчитать для населения отдельной деревни, города, административно-территориальной единицы, государства и т. д. Её получают путем умножения средней эффективной дозы на общее количество людей, которые находились под воздействием излучения. Единицей измерения коллективной дозы является человеко-зиверт (чел.-Зв. ), внесистемная единица - человеко-бэр (чел.-бэр ).

Кроме того, выделяют следующие дозы:

• коммитментная - ожидаемая доза, полувековая доза. Применяется в радиационной защите и гигиене при расчёте поглощённых, эквивалентных и эффективных доз от инкорпорированных радионуклидов; имеет размерность соответствующей дозы.
• коллективная - расчётная величина, введенная для характеристики эффектов или ущерба для здоровья от облучения группы людей; единица - Зиверт (Зв ). Коллективная доза определяется как сумма произведений средних доз на число людей в дозовых интервалах. Коллективная доза может накапливаться в течение длительного времени, даже не одного поколения, а охватывая последующие поколения.
• пороговая - доза, ниже которой не отмечены проявления данного эффекта облучения.
• предельно допустимые дозы (ПДД) - наибольшие значения индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при которой равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами (НРБ-99)
• предотвращаемая - прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.
• удваивающая - доза, которая увеличивает в 2 раза (или на 100%) уровень спонтанных мутаций. Удваивающая доза обратно пропорциональна относительному мутационному риску. Согласно имеющимся в настоящее время данным, величина удваивающей дозы для острого облучения составляет в среднем 2 Зв, а для хронического облучения - около 4 Зв .
• биологическая доза гамма-нейтронного излучения - доза равноэффективного по поражению организма гамма-облучения, принятого за стандартное. Равна физической дозе данного излучения, умноженной на коэффициент качества.
• минимально летальная - минимальная доза излучения, вызывающая гибель всех облученных объектов.

Мощность дозы

Мощность дозы (интенсивность облучения ) - приращение соответствующей дозы под воздействием данного излучения за единицу времени. Имеет размерность соответствующей дозы (поглощенной, экспозиционной и т. п.), делённую на единицу времени. Допускается использование различных специальных единиц (например, мкР/час , Зв/час , бэр/мин , сЗв/год и др.).

Пособие для граждан "Осторожно! Радиация"

Основные единицы измерения ионизирующих излучений

Экспозиционная доза (две единицы)

Рентген (Р) - внесистемная единица экспозиционной дозы. Это такое количество гамма- или рентгеновского излучения, которое в 1 см^3 сухого воздуха (имеющего при нормальных условиях вес 0,001293 г) образует 2,082 х 10^9 пар ионов. Эти ионы несут заряд в 1 эл.-статическую единицу каждого знака (в системе СГСЭ), что в единицах работы и энергии (в системе СГС) составит около 0, 114 эрг поглощённой воздухом энергии (6,77 х 10^4 Мэв). (1 эрг = 10^-7 Дж = 2,39 х 10^-8 кал). При пересчёте на 1 г воздуха это составит 1,610 х 10^12 пар ионов или 85 эрг/г сухого воздуха. Таким образом физический энергетический эквивалент рентгена равен 85 эрг/г для воздуха. (По некоторым данным он равен 83,8, по другим - 88,0 эрг/г).

1 Кл/кг - единица экспозиционной дозы в системе СИ. Это такое количество гамма- или рентгеновского излучения, которое в 1 кг сухого воздуха образует 6,24 х 10^18 пар ионов, которые несут заряд в 1 кулон каждого знака. (1 кулон = 3 х 10^9 ед. СГСЭ = 0,1 ед. СГСМ). Физический эквивалент 1 Кл/кг равен 33 Дж/кг (для воздуха).

Соотношения между рентгеном и Кл/кг следующие:

1 Р = 2,58 х 10^-4 Кл/кг - точно.

1 Кл/кг = 3,88 х 10^3 Р - приблизительно.

Поглощённая доза (две единицы)

Рад - внесистемная единица поглощённой дозы. Соответствует энергии излучения 100 эрг, поглощённой веществом массой 1 грамм (сотая часть "Грэя" - см.).

1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр = 2,388 x 10^-6 кал/г

При экспозиционной дозе в 1 рентген поглощённая доза в воздухе будет 0,85 рад (85 эрг/г).

Грэй (Гр.) - единица поглощённой дозы в системе единиц СИ. Соответствует энергии излучения в 1 Дж, поглощённой 1 кг вещества.

1 Гр. = 1 Дж/кг = 10^4 эрг/г = 100 рад.

Эквивалентная доза (две единицы)

Бэр - биологический эквивалент рентгена (в некоторых книгах - рада). Внесистемная единица измерения эквивалентной дозы. В общем случае:

1 бэр = 1 рад * К = 100 эрг/г * К = 0,01 Гр * К = 0,01 Дж/кг * К = 0,01 Зиверт

При коэффициенте качества излучения К = 1, то есть для рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов, 1 бэр соответствует поглощённой дозе в 1 рад.

1 бэр = 1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг = 0,01 Зиверт

Особо необходимо отметить следующий факт. Ещё в 50-х годах было установлено, что если при экспозиционной дозе в 1 рентген воздух поглощает 83,8?88,0 эрг/г (физический эквивалент рентгена), то биологическая ткань поглощает 93?95 эрг/г (биологический эквивалент рентгена). Поэтому оказывается, что при оценке доз можно считать (с минимальной погрешностью), что экспозиционная доза в 1 рентген для биологической ткани соответствует (эквивалентна) поглощённой дозе в 1 рад и эквивалентной дозе в 1 бэр (при К=1), то есть, грубо говоря, что 1 Р, 1 рад и 1 бэр - это одно и то же.

Зиверт (Зв) - единица эквивалентной и эффективной эквивалентной доз в системе СИ. 1 Зв равен эквивалентной дозе, при которой произведение величины поглощённой дозы в Грэях (в биологической ткани) на коэффициент К будет равно 1 Дж/кг. Иными словами, это такая поглощённая доза, при которой в 1 кг вещества выделяется энергия в 1 Дж.

В общем случае:

1 Зв = 1 Гр. К = 1 Дж/кг. К = 100 рад. К = 100 бэр

При К=1 (для рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов) 1 Зв соответствует поглощённой дозе в 1 Гр:

1 Зв = 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад = 100 бэр.

В заключение ещё раз напомним, что для рентгеновских, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов величины рентген, рад и бэр, а также (отдельно) величины Грэй и Зиверт оказываются равнозначными при оценке облучения человека.

Пример.

Если в каком-либо месте зафиксирован фон (от гамма-излучения) в 25 мкР/час (25 мкрад/час; 0,25 мкГр/час; 0,25 мкЗв/час), то за 1 час пребывания в этом месте человек получит эквивалентную дозу (ЭД) в 25 мкбэр (0,25 мкЗв). За неделю соответственно:

ЭД = 25 мкР/час * 168 час = 4200 мкбэр = 4,2 мбэр = 42 мкЗв или 0,042 мЗв,

а за год:

ЭД = 25 мкР/час * 8760 час = 219000 мкбэр = 219 мбэр = 2,19 мЗв.

Но если такая же поглощённая доза будет создана альфа-излучением (например, при внутреннем облучении), то с учётом коэффициента качества (20) эквивалентная доза за 1 час составит:

ЭД = 25 мкР/час * 20 * 1 час = 500 мкР = 500 мкбэр = 0,5 мбэр = 5 мкЗв,

то есть она будет эквивалентна поглощённой дозе от рентгеновского, гамма-, бета-излучений, в 500 мкрад (5 мкГр).

Но особое внимание читателя хочу обратить на резкое несоответствие между полученной дозой, то есть выделившейся в организме энергией, и биологическим эффектом. Так давно уже стало очевидно, что одинаковые дозы, полученные человеком от внешнего и от внутреннего облучения, а также дозы, полученные от разных видов ионизирующего излучения, от разных радионуклидов (при попадании их в организм) вызывают разные эффекты! А абсолютно смертельная для человека доза в 1000 рентген в единицах тепловой энергии составляет всего 0,0024 калорий. Это количество тепловой энергии сможет нагреть только на 1 С около 0,0024 мл воды (0,0024 см^3 0,0024 г), то есть всего 2,4 мг воды. Со стаканом горячего чая мы получаем в тысячи раз больше. При этом медики, учёные, атомщики оперируют дозами в милли- и даже в микрорентгены. То есть указывают такую точность, которой на самом деле не существует.

Влияние излучения на организм человека. Эффекты радиации

Радиоактивное излучение называют ионизирующим излучением, а радиоактивные частицы - ионизирующими частицами.

Как уже было сказано, радиоактивные частицы, обладая огромной энергией, огромными скоростями, при прохождении через любое вещество сталкиваются с атомами и молекулами этого вещества и приводят к их разрушению, ионизации, к образованию "горячих" (высокоэнергетичных) и исключительно реакционноспособных частиц - осколков молекул: ионов и свободных радикалов.

То же самое происходит и в тканях биологических объектов. При этом так как биологические ткани человека на 70% состоят из воды, то в большой степени ионизации подвергаются прежде всего именно молекулы воды. Из осколков молекул воды - из ионов и свободных радикалов - образуются исключительно вредные для организма и реакционноспособные перекисные соединения, которые запускают целую цепь последовательных биохимических реакций и постепенно приводят к разрушению клеточных мембран (стенок клеток и других структур).

В целом, воздействие радиации на биологические объекты и, в первую очередь, на организм человека вызывает три различных отрицательных эффекта.

Первый - это генетический эффект для наследственных (половых) клеток организма. Он может проявиться и проявляется только в потомстве. Это рождение детей с различными отклонениями от нормы (уродства разной степени, слабоумие и т. д.), либо рождение полностью нежизнеспособного плода, - с отклонениями, не совместимыми с жизнью.

В большой степени "поставщиками" таких детей в соответствующие больницы являются предприятия атомной энергетики и зоны их влияния.

Второй - это тоже генетический эффект, но для наследственного аппарата соматических клеток - клеток тела. Он проявляется при жизни конкретного человека в виде различных (преимущественно раковых) заболеваний. "Поставщиками" раковых больных также в большой степени являются предприятия атомной энергетики и зоны их влияния.

Третий эффект - это эффект соматический, а точнее - иммунный. Это ослабление защитных сил, иммунной системы организма за счёт разрушения клеточных мембран и других структур. Он проявляется в виде самых различных, в том числе, казалось бы, совершенно не связанных с радиационным воздействием, заболеваниях, в увеличении количества и тяжести течения заболеваний, в осложнениях, а также в ослаблении памяти, интеллектуальных способностей и т. п. Ослабление иммунитета провоцирует возникновение любых заболеваний, в том числе и раковых.

Особо следует отметить, что все видимые физические отклонения от нормы, все заболевания сопровождаются ослаблением умственных способностей, памяти, интеллекта.

Ретроспективный анализ и изучение современного состояния здоровья населения в зоне влияния красноярского ГХК показали, что здесь прирост самых различных заболеваний как детей, так и взрослых, в разы больше, чем в контрольных районах. Подобная картина характерна для зон влияния всех ядерных объектов во всём мире.

Всегда следует иметь в виду, что лучшей защитой от радиации, от любого излучения, является расстояние и время:

- чем меньше время пребывания в зоне облучения - тем лучше.

Радиация по-разному действует на людей в зависимости от пола и возраста, состояния организма, его иммунной системы и т. п., но особенно сильно - на младенцев, детей и подростков.

При воздействии радиации (особенно малофоновой) скрытый (инкубационный, латентный) период, то есть время задержки до наступления видимого эффекта, может продолжаться годами и даже десятилетиями. (из книги Ральфа Грейба "Эффект Петко: влияние малых доз радиации на людей, животных и деревья")

Эффект Петко: новое измерение радиационной угрозы?

В 1972 г. Абрам Петко из ядерного исследовательского учреждения Вайтшелл Канадской комиссии по атомной энергии в Манитоба сделал случайное открытие, заслужившее (по словам Ральфа Грейба) Нобелевской премии. Он установил, что при длительном облучении мембраны клеток прорывались при существенно более низкой суммарной дозе, чем если бы эта доза давалась короткой вспышкой, как при рентгеновском исследовании.

Так, облучение с интенсивностью 26 рад/мин разрушало клеточную мембрану за 130 минут при суммарной дозе в 3500 рад. При облучении же с интенсивностью 0,001 рад/мин (в 26000 раз меньше) было достаточно 0,7 рад (время около 700 мин). То есть для того же эффекта хватало дозы в 5000 раз меньше.

Был сделан вывод, что чем более длительным был период облучения, тем меньшая суммарная доза требовалась.

Это было открытие. Малые дозы при хроническом облучении оказались более опасными по последствиям, чем большие дозы краткосрочного (острого) облучения. Это новое революционное открытие находится в резком противоречии с генетическим эффектом при действии облучения на ядро клетки. Во всех таких исследованиях не обнаруживалось различий по эффекту между общей дозой, полученной за короткий промежуток времени или за длительный период. Наблюдалось почти постоянное действие 1 рада для целого спектра интенсивностей доз, меняющихся от самых малых до самых больших. Долгое время считалось, что молекула ДНК, которая несёт генетическую информацию, впрямую разрушается в ядрах клеток под действием излучения. Петко же открыл, что в случае клеточных мембран действует иной механизм, производящий непрямые разрушения.

Как малые дозы могут быть опаснее больших?

В клетках много воды. Под действием радиации возникают высокотоксичные нестабильные формы кислорода - свободные радикалы, перекисные соединения. Они реагируют с клеточной мембраной, где запускают цепную реакцию химических превращений - окисления молекул мембраны, в результате чего она разрушается. То есть наблюдается не прямое действие радиации, а последствия.

Цитаты

"Серьёзный ущерб от малых длительных или хронических доз радиации: чем меньше свободных радикалов в клеточной плазме, тем выше их эффективность в нанесении ущерба. Это потому, что свободные радикалы могут дезактивировать друг друга с образованием обычной молекулы кислорода или других (рекомбинация). Чем меньше свободных радикалов создаётся радиацией в данном объёме в единицу времени (при меньших интенсивностях радиации), тем меньше у них шансов достичь стенки клетки".

"Меньший ущерб от больших краткосрочных доз радиации: чем больше свободных радикалов образуется в данном объёме (при больших дозах в единицу времени), тем быстрее они рекомбинируют и станут неэффективными прежде, чем достигнут и поразят мембрану".

Кроме этого имеется дальний эффект. Клеточные мембраны создают электрическое поле в плазме клетки, которое притягивает отрицательно заряженные молекулы, такие как высокотоксичный свободный радикал. Компьютерные расчёты показали, что чем больше концентрация свободных радикалов, тем слабее притяжение электрическим полем. Поэтому, если концентрация радикалов велика, они имеют меньше шансов достичь мембраны, чем в случае, если их мало.

Таким образом, в отличие от ядер клеток клеточная мембрана менее сильно повреждается (на единицу поглощённой дозы) при кратковременной, но мощной дозе (альфа-излучение, интенсивное рентгеновское облучение и т. п.), чем при длительном или хроническом действии от радиационного фона малого уровня, от радиоактивных осадков, эмиссий от АЭС.

Радиационный фон

Источники ионизирующих излучений (ИИИ) делятся на естественные (природные) и искусственные (созданные человеком, техногенные).

К естественным ИИИ относятся разные виды космического излучения и естественные радионуклиды, содержащиеся в земной коре, в окружающей среде, в растениях и животных, в том числе и в организме человека.

По данным ООН, вклад различных ИИИ в среднюю годовую эффективную эквивалентную дозу облучения среднестатистического человека выглядит следующим образом. На долю естественных ИИИ приходится 2 мЗв (или 82,61%), а на долю техногенных - 0,421 мЗв (17,39%); в сумме 2,421 мЗв.

При этом естественное (природное) облучение складывается из "земного" и "космического". На долю "земного" приходится 1, 675 мЗв (69,186%), в том числе на долю внутреннего облучения - 1,325 мЗв (54,729%), на долю внешнего - 0,35 мЗв (14,457%). А на долю космического - 0,315 мЗв (13,011%). Все % даны от общей суммы 2,421 мЗв.

Техногенное облучение складывается из облучения при медицинских обследованиях и лечении (0,4 мЗв; 16,522%), облучения от радиоактивных осадков (0,02 мЗв; 0,826%) и от атомной энергетики (0,001 мЗв; 0,041%).

Естественный фон внешнего излучения на территории СССР колеблется в широких пределах, но считается, что в среднем он создаёт мощность экспозиционной дозы 4.20 мкР/час (40.200 мР/год). Эквивалентная доза от природных источников ИИ составляет при этом также 40-200 мбэр/год (0,05-0,2 мкЗв/час; 0,4-2,0 мЗв/год) и считается абсолютно безопасной.

Но всё это усреднённые, среднестатистические данные. Поэтому (только с целью иллюстрации) приведём некоторые более конкретные факты и цифры.

Так, пассажир реактивного самолёта за 4 часа полёта получает в среднем дозу в 0,027 мЗв (2,7 мбэр), ибо уровень (или фон) космического излучения в салоне самолёта достигает 200 мкР/час и выше, в зависимости от высоты полёта. На высоте 12 тыс. м над уровнем моря уровень космического облучения достигает 5 мкЗв/час (500 мкР/час). Люди, живущие на высоте 2000 м над уровнем моря, получают дозу в 3-4 раза большую, чем живущие на уровне моря (без учёта "земной" радиации), так как на уровне моря "космический" фон составляет 0,03 мкЗв/час (3 мкР/час), а на указанной высоте - 0,1 мкЗв/час (10 мкР/час). Живущие на экваторе получают меньшую дозу, чем северяне, и т. д.

Также разнообразна картина и чисто "земной" радиации. 95% населения Франции, Германии, Италии, Японии и США (по данным ООН) живёт в местах, где мощность годовой дозы облучения колеблется от 0,3 до 0,6 мЗв (фон от 3-5 до 8-10 мкР/час); 3% населения получают в среднем 1 мЗв (11-15 мкР/час); 1,5% - более 1,4 мЗв (18-20 мкР/час). Но есть участки суши (в том числе и курорты) с постоянным проживанием населения, где уровень "земной" радиации в 600-800 раз выше среднего. Отдельные группы людей получают в год более 17 мЗв только от внешнего облучения "земной" радиацией, что в 50 раз больше средней годовой дозы внешнего облучения; часто находятся (временно проживают) в зонах, где уровень радиации достигает 175 мЗв/год (227 мкР/час) и т. д.

Гранитные породы, например, могут давать фон до 30-40 и более мкР/час.

Повышенной радиоактивностью обладают отходы (шлак, зола, сажа, угольная пыль) угольных ТЭЦ, ГРЭС, котельных и т. п.

Оценка количества радия и тория в некоторых строительных материалах (проведённая в ряде стран) даёт следующую картину (в Бк/кг):

Как видим, обычный песок и гравий обладают активностью в десятки раз, а кирпич, гранит, зола - в сотни раз большей, чем дерево.

• дерево (Финляндия) - 1,1
• песок и гравий (ФРГ) - 30
• кирпич (ФРГ) - 126
• гранит (Великобритания) - 170
• зольная пыль (ФРГ) - 341
• глинозём (Швеция) - 500-1400
• кальций-силикатный шлак (США) - 2140
• отходы урановых обогатительных фабрик (США) - 4625

Внутреннее облучение человека больше внешнего и в среднем составляет 2/3 от эффективной эквивалентной дозы, которую человек получает от естественных источников радиации. Его создают радионуклиды, попадающие в организм с пищей, водой, воздухом.

К ним относятся радиоизотоп калий-40 и нуклиды радиоактивных рядов распада урана-238 и тория-232. Это, в первую очередь, свинец-210, полоний-210 и, главное, радон-222 и 220.

Свинец и полоний концентрируются в рыбе и моллюсках, а также в мясе северных оленей (которые получают их, питаясь лишайником). Но основной вклад во внутреннее облучение человека вносит радон. На его долю приходится 3/4 дозы от "земных" источников радиации и примерно половина от всех естественных.

Основную часть "радоновой" дозы облучения, как это ни парадоксально, человек получает в закрытых, непроветриваемых помещениях. В зонах с умеренным климатом концентрация радона в таких помещениях в среднем в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Но это - в среднем. А если помещение сильно загерметизировано (например, с целью утепления) и редко проветривается, то концентрация радона может быть в десятки и сотни раз выше, что наблюдается в некоторых северных странах. Источниками радона служат фундаменты зданий, строительные материалы (особенно приготовленные с использованием отходов ТЭЦ, котельных, шлаков, золы, пустой породы и отвалов некоторых рудников, шахт, обогатительных фабрик и т. п.), а также вода, природный газ, почва. Являясь инертным газом, он легко проникает в помещение через все щели, поры из грунта, подвалов (особенно зимой), стен, а также с пылью, сажей, золой угольных ТЭЦ и т. д.

В целом "земные" источники радиации дают в сумме около 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы от всех естественных источников.

Теперь несколько примеров, касающихся искусственных источников ИИ. Как уже было показано, их вклад в суммарную дозу составляет по оценкам ООН 0,421 мЗв (17,39%), причём основная доля приходится на облучение при медицинских обследованиях и лечении - 0,4 мЗв (или 95% от указанной цифры). Естественно, что для конкретного человека, ни разу не посещавшего рентгенкабинет и т. п., ни о каких дозах "от медицины" речи быть не может. С другой стороны, доза, полученная человеком в результате аварии на АЭС, испытаний ядерного оружия и т. д., может оказаться в сотни и тысячи раз большей, чем при любом медицинском обследовании. Поэтому облучение отдельных групп людей при авариях, испытаниях и т. п. учтено в приведённых выше цифрах только в усреднённом для всего населения Земли виде.

Радиометры - предназначенные для измерения плотности потока ИИ и активности радионуклидов.

Спектрометры - для изучения распределения излучений по энергиям, заряду, массам частиц ИИ (то есть для анализа образцов каких-либо материалов, источников ИИ).

Дозиметры - для измерения доз, мощностей доз и интенсивности ИИ.

Среди перечисленных имеются универсальные приборы, совмещающие те или иные функции. Имеются приборы для измерения активности вещества (то есть количества расп./сек), приборы для регистрации альфа-, бета- и других излучений и т. д. Это, как правило, стационарные установки.

Имеются специальные полевые, или поисковые, приборы, предназначенные для поиска, обнаружения ИИИ, оценки фона и т. п., способные фиксировать гамма и бета-излучение и оценивать его уровень (рентгенометры, радиометры и т. п.).

Имеются индикаторные приборы, предназначенные только для получения ответа на вопрос, есть или нет излучение в данном месте, часто работающие по принципу "больше - меньше".

Но, к сожалению, мало выпускается приборов, относящихся к классу дозиметров, то есть таких, которые специально предназначены для измерения дозы или мощности дозы.

Ещё меньше дозиметров универсальных, с помощью которых можно измерять разные виды излучений - альфа-, бета-, гамма.

Основные отечественные дозиметры имеют в названии аббревиатуру "ДРГ" - "дозиметр рентген-гамма", могут быть переносными или малогабаритными (карманными) и предназначены для измерения мощности дозы рентгеновского и гамма-излучения. Поэтому обнаружение с их помощью и замер мощности гамма-излучения совершенно не означает, что в этом месте присутствует альфа и бета-излучение. И наоборот, отсутствие рентгеновского и гамма-излучения совершенно не означает, что отсутствуют альфа- и бета-излучатели.

Минздрав СССР письмом от 01.09.87 г. №129-4/428-6 запретил использование геолого-разведочных поисковых приборов типа СРП-68-01 и других подобных в качестве дозиметрических для измерения мощности экспозиционной дозы. Для измерения величины мощности экспозиционной дозы гамма и рентгеновского излучений следует использовать только дозиметры типа ДРГ-3-01 (0,2; 03); ДРГ-05; ДРГ-01; ДРГ-01Т и их аналоги.

Но в любом случае, прежде чем использовать какой-либо прибор для измерения мощности или величины экспозиционной дозы, следует изучить инструкцию и выяснить, для каких целей он предназначен. Возможно, окажется, что для дозиметрических измерений он не пригоден. Всегда следует обращать внимание на то, в каких единицах измерения проградуирован прибор.

Кроме указанных приборов, имеются также приборы (устройства, кассеты, датчики и т. п.) для индивидуального дозиметрического контроля лиц, непосредственно работающих с источниками ионизирующих излучений.