Молекулярно-энергетические эффекты малых доз радиации у человека Курсовая работа (проект)

Радиоактивность - это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц.

Радиоактивный распад характеризуется продолжительностью жизни радиоактивного изотопа, типом испускаемых частиц и их энергией.

Основными видами радиоактивного распада являются:

α-распад – испускание атомным ядром α-частицы;

β-распад – испускание атомным ядром электрона и антинейтрино, позитрона и нейтрино, поглощение ядром атомного электрона с испусканием нейтрино;

γ-распад – испускание атомным ядром γ-квантов;

спонтанное деление – распад атомного ядра на два осколка сравнимой массы.

Итак, радиоактивность – это способность ряда химических элементов самопроизвольно распадаться и испускать невидимые излучения. Это процесс самопроизвольного выделения энергии с постоянной скоростью, присущей данному виду ядер

Радиоактивность – это невидимые, не имеющие цвета и запаха излучения, которые испускают некоторые вещества, которые стали называть радиоактивными. 

Радиоактивность – явление статистическое. Одинаковые радионуклиды распадаются независимо друг от друга за разное время [6]. 

Экологический фактор – это любой элемент или условие окружающей среды, оказывающие на организм внешнее воздействие и вызывающее у него приспособительные реакции.

Экологические факторы отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве. Один и тот же фактор среды имеет разное значение в жизни совместно обитающих организмов.  

Экологические факторы многообразны, при этом каждый фактор является совокупностью соответствующего условия среды и его ресурса (запаса в среде).

Радиация в любой дозе считается очень опасным явлением. Её влияние на живой организм также может быть положительным: использование в медицине и отрицательным - лучевая болезнь.

Можно с уверенностью сказать, что практически нет организма, который нельзя убить ионизирующим излучением. Нет такой жизненно важной функции, которую радиационное воздействие не подавляло бы. Однако уже в начале радиобиологических исследований было известно, что различные биологические объекты обладают неодинаковой устойчивостью к вредному воздействию ионизирующего излучения.

Результаты экспериментальной радиации показывают, что млекопитающие наиболее чувствительны к радиации, за ними следуют птицы, рыбы, рептилии и насекомые. Чувствительность растений к радиации варьирует в самых широких пределах и частично согласуется с показателями для животных. Мхи, лишайники, водоросли и микроорганизмы, особенно бактерии и вирусы, наименее чувствительны к высоким дозам облучения [2].

Микроорганизмы более устойчивы к ионизирующему излучению, чем высшие организмы. Летальная доза для них в сотни и даже тысячи раз выше, чем для животных. Степень резистентности бактерий значительно превышает тот уровень радиации, который встречается в природе. Эффект воздействия зависит от дозы облучения, возраста клеток, состава среды. Очень малые дозы активируют некоторые процессы в клетке, воздействуя на ферменты. С увеличением дозы облучения нарушается обмен веществ – лучевая болезнь, приводящая к гибели клеток.

Поскольку у человека основную часть массы тела составляет вода (около 75%), первичные процессы во многом определяются ионизацией молекул воды с образованием высокоактивных в химическом отношении свободных радикалов типа ОН и Н и последующими цепными реакциями с участием этих радикалов (в основном окислением этими радикалами молекул белка).

Прямое действие ионизирующего излучения может вызвать расщепление молекул белка. В дальнейшем под действием первичных процессов в клетках возникают функциональные изменения, подчиняющиеся уже биологическим законам жизни клеток [20].

Наиболее важными изменениями в клетках являются: повреждение механизма митоза (деления) и хромосомного аппарата облученной клетки; блокирование процессов обновления клетки; блокирование процессов пролиферации (новообразования клеток) и последующей физиологической регенерации тканей.

Реакция человеческого организма на ионизирующее облучение зависит от дозы и времени облучения, размера поверхности тела, подвергшегося облучению, типа излучения и мощности дозы. Степень чувствительности человеческих тканей к облучению различна. 

Их чувствительность в порядке уменьшения следующая: кроветворные органы, половые органы, ткань кожного покрова внутренних и наружных органов, ткань мозга и мышечная ткань, костные и хрящевые клетки, клетки нервной ткани. Чем моложе человек, тем выше его чувствительность к облучению. Человек в возрасте 30-50 лет наиболее устойчив к облучению [5].

Лучевая болезнь  заболевание, вызванное воздействием различных видов ионизирующего излучения и характеризующееся симптомами в зависимости от типа излучения, его дозы, местонахождения источника излучения, распределения дозы во времени и тела живого существа (например, человека).

У человека лучевая болезнь может быть вызвана внешним или внутренним облучением - при попадании радиоактивных веществ в организм при вдыхании воздуха, через желудочно-кишечный тракт или через кожу и слизистые оболочки, а также при инъекциях [22].

Общее клиническое проявление лучевой болезни зависит, главным образом, от общей полученной дозы облучения. В зависимости от степени облучения за единицу времени развивается либо острая лучевая болезнь (высокие дозы в течение короткого периода времени), либо хроническая (малые дозы в течение длительного периода времени или фракционированная в связи с накоплением радиационного эффекта в клетках).

Долгосрочные последствия воздействия - это соматические и стохастические эффекты, которые возникают в течение длительного периода времени (несколько месяцев или лет) после однократного воздействия или как следствие хронического воздействия.

В мире

По новым Научного комитета по действию атомной радиации (НКДАР) ООН были подведены итоги изучения медицинских последствий аварии авторитетными международными экспертами на основании официальных данных медицинских учреждений Белоруссии, России и Украины, а также своих собственных исследований. 

В соответствии с современными представлениями радиологической науки и фактическими данными о состоянии здоровья вовлеченного в аварию населения и ликвидаторов были рассмотрены три типа медицинских последствий аварии:

- непосредственные детерминированные эффекты, имевшие место у 150 пострадавших с острой лучевой болезнью разной тяжести;

- отдаленные стохастические последствия, проявившиеся в виде рака щитовидной железы у 1965 человек (на 2016 год);

- общесоматические расстройства здоровья, непосредственно не связанные с воздействием радиации, в основном являющиеся результатом вредного влияния психологического, социального и бытового факторов, а также следствием экономического неблагополучия.

По данным МАГАТЭ, общее количество людей, получивших высокие дозы облучения, достигает более 600 тыс. человек (586 тыс. - по другим данным).

Среди указанных выше 600 тыс. человек в течение их продолжительности жизни могут быть потери до 4 тыс. человек. Так как приблизительно четверть из них в конечном счете умрет от спонтанного рака, не вызванного облучением в результате лучевой болезни, радиационно-индуцированное увеличение заболеваемости примерно на 3% будет трудно обнаружить. 

Однако по данным МАГАТЭ в группах людей, участвовавших в аварийно-восстановительных работах, которые получили наиболее значительное облучение, некоторый рост конкретных форм рака (например, лейкоза) уже наблюдался [8].

По результатам проведенного анализа теоретических источников о радиации можно сделать следующие выводы: 

1. Радиоактивность – это способность ряда химических элементов самопроизвольно распадаться и испускать невидимые излучения. Это процесс самопроизвольного выделения энергии с постоянной скоростью, присущей данному виду ядер

Радиоактивность – это невидимые, не имеющие цвета и запаха излучения, которые испускают некоторые вещества, которые стали называть радиоактивными. Радиоактивность – явление статистическое. Одинаковые радионуклиды распадаются независимо друг от друга за разное время. 

Экологические факторы среды принято делить на две группы: факторы косной (неживой) природы – абиотические или абиогенные; факторы живой природы – биотические или биогенные.

Радиоактивность относится к абиотическим экологическим факторам. 

Существуют разные источники радиоактивного излучения. Все они подразделяются на естественные (существующие в природе) и искусственные (синтезированные с помощью ядерных реакций)

2. Реакция человеческого тела на ионизирующее излучение зависит от дозы и времени облучения, размера поверхности облучаемого тела, типа излучения и мощности дозы. Степень чувствительности тканей человека к излучению неодинакова.

Их чувствительность в порядке уменьшения следующая: кроветворные органы, половые органы, ткань кожного покрова внутренних и наружных органов, ткань мозга и мышечная ткань, костные и хрящевые клетки, клетки нервной ткани. Чем моложе человек, тем выше его чувствительность к облучению. Человек в возрасте 30-50 лет наиболее устойчив к облучению [3].