Koliko vrsta jonizujućeg zračenja postoji? Jonizujuće zračenje

Jonizujuće zračenje (IR) - tokovi elementarnih čestica (elektrona, pozitrona, protona, neutrona) i kvanta elektromagnetne energije, čiji prolazak kroz supstancu dovodi do jonizacije (formiranja suprotno polarnih jona) i pobuđivanja njenih atoma i molekula. jonizacija - transformacija neutralnih atoma ili molekula u električno nabijene čestice - jone.bII do Zemlje dospiju u obliku kosmičkih zraka, nastaju kao rezultat radioaktivnog raspada atomskih jezgara (απ β-čestice, γ- i X-zrake), nastaju umjetno na akceleratorima nabijenih čestica. Od praktičnog interesa su najčešći tipovi IR - tokovi a- i β-čestica, γ-zračenje, rendgensko zračenje i tok neutrona.

Alfa zračenje(a) – protok pozitivno nabijenih čestica – jezgra helijuma. Trenutno je poznato više od 120 umjetnih i prirodnih alfa radioaktivnih jezgri, koje pri emitiranju alfa čestice gube 2 protona i 2 neutrona. Brzina čestica tokom raspada je 20 hiljada km/s. Istovremeno, α-čestice imaju najmanju sposobnost prodiranja, njihova dužina puta (udaljenost od izvora do apsorpcije) u tijelu je 0,05 mm, u zraku 8–10 cm. Ne mogu proći ni kroz list papira. , ali gustina jonizacije po jedinici Opseg je veoma velik (za 1 cm do nekoliko desetina hiljada parova), tako da ove čestice imaju najveću jonizujuću sposobnost i opasne su unutar organizma.

Beta zračenje(β) – protok negativno nabijenih čestica. Trenutno je poznato oko 900 beta radioaktivnih izotopa. Masa β-čestica je nekoliko desetina hiljada puta manja od α-čestica, ali imaju veću prodornu moć. Njihova brzina je 200-300 hiljada km/s. Dužina putanje strujanja iz izvora u vazduhu je 1800 cm, u ljudskom tkivu – 2,5 cm β-čestice su potpuno zadržane čvrstim materijalima (aluminijumska ploča 3,5 mm, organsko staklo); njihova jonizujuća sposobnost je 1000 puta manja od sposobnosti α čestica.

Gama zračenje(γ) – elektromagnetno zračenje talasne dužine od 1 · 10 -7 m do 1 · 10 -14 m; emituje kada se brzi elektroni u supstanci usporavaju. Nastaje tokom raspadanja većine radioaktivnih supstanci i ima veliku prodornu moć; putuje brzinom svetlosti. U električnim i magnetskim poljima, γ-zraci se ne odbijaju. Ovo zračenje ima nižu jonizujuću sposobnost od a- i beta zračenja, budući da je gustina jonizacije po jedinici dužine veoma mala.

rendgensko zračenje mogu se dobiti u specijalnim rendgenskim cijevima, u akceleratorima elektrona, pri usporavanju brzih elektrona u materiji i pri prelasku elektrona iz vanjskih elektronskih omotača atoma u unutrašnje, kada se stvaraju joni. X-zrake, poput γ-zračenja, imaju nisku jonizujuću sposobnost, ali veliku dubinu prodiranja.

neutroni - elementarnih čestica atomskog jezgra, njihova masa je 4 puta manja od mase α-čestica. Njihov životni vijek je oko 16 minuta. Neutroni nemaju električni naboj. Dužina puta sporih neutrona u vazduhu je oko 15 m, u biološkoj sredini - 3 cm; za brze neutrone - 120 m odnosno 10 cm.Potonji imaju visoku prodornu sposobnost i predstavljaju najveću opasnost.

Postoje dvije vrste jonizujućeg zračenja:

Korpuskularno, koje se sastoji od čestica čija je masa mirovanja različita od nule (α-, β– i neutronsko zračenje);

Elektromagnetno (γ- i rendgensko zračenje) - sa vrlo kratkom talasnom dužinom.

Za procjenu utjecaja jonizujućeg zračenja na bilo koje tvari i žive organizme koriste se posebne količine - doze zračenja. Glavna karakteristika interakcije jonizujućeg zračenja i okoline je efekat jonizacije. U početnom periodu razvoja dozimetrije zračenja najčešće je bilo potrebno baviti se rendgenskim zračenjem koje se širi u zraku. Stoga je stepen jonizacije zraka u rendgenskim cijevima ili uređajima korišten kao kvantitativna mjera polja zračenja. Kvantitativna mjera zasnovana na količini jonizacije suhog zraka pri normalnom atmosferskom tlaku, koju je prilično lako izmjeriti, naziva se doza izlaganja.

Doza ekspozicije određuje jonizujuću sposobnost X-zraka i γ-zraka i izražava energiju zračenja pretvorenu u kinetičku energiju nabijenih čestica po jedinici mase atmosferskog zraka. Ekspozicijska doza je omjer ukupnog naboja svih jona istog predznaka u elementarnoj zapremini zraka prema masi zraka u ovoj zapremini. SI jedinica doze izloženosti je kulon podijeljen s kilogramom (C/kg). Nesistemska jedinica je rendgen (R). 1 C/kg = 3880 R. Proširivanjem spektra poznatih vrsta jonizujućeg zračenja i područja njegove primjene pokazalo se da se mjera uticaja jonizujućeg zračenja na supstancu ne može lako odrediti zbog složenosti i raznolikosti. procesa koji se dešavaju u ovom slučaju. Najvažniji od njih, koji dovode do fizičko-hemijskih promjena u ozračenoj tvari i dovode do određenog efekta zračenja, je apsorpcija energije ionizirajućeg zračenja tvari. Kao rezultat toga, nastao je koncept apsorbirane doze.

Apsorbovana doza pokazuje koliko se energije zračenja apsorbira po jedinici mase bilo koje ozračene tvari, a određuje se omjerom apsorbirane energije jonizujućeg zračenja i mase tvari. Jedinica mjerenja apsorbirane doze u SI sistemu je siva (Gy). 1 Gy je doza pri kojoj se 1 J energije jonizujućeg zračenja prenosi na masu od 1 kg. Ekstrasistemska jedinica apsorbovane doze je rad. 1 Gy = 100 rad. Proučavanje pojedinačnih posljedica zračenja živih tkiva pokazalo je da, uz iste apsorbirane doze, različite vrste zračenja proizvode nejednake biološke učinke na organizam. To je zbog činjenice da teža čestica (na primjer, proton) proizvodi više iona po jedinici puta u tkivu nego lakša čestica (na primjer, elektron). Za istu apsorbovanu dozu, što je veći radiobiološki destruktivni efekat, to je gušća ionizacija koju stvara zračenje. Da bi se ovaj efekat uzeo u obzir, uveden je koncept ekvivalentne doze.

Ekvivalentna doza izračunava se množenjem vrijednosti apsorbirane doze posebnim koeficijentom - koeficijentom relativne biološke djelotvornosti (RBE) ili koeficijentom kvaliteta. Vrijednosti koeficijenata za različite vrste zračenja date su u tabeli. 7.

Tabela 7

Relativni koeficijent biološke efikasnosti za različite vrste zračenja

SI jedinica za dozni ekvivalent je sivert (Sv). Vrijednost 1 Sv jednaka je ekvivalentnoj dozi bilo koje vrste zračenja koja se apsorbira u 1 kg biološkog tkiva i stvara isti biološki efekat kao apsorbirana doza od 1 Gy fotonskog zračenja. Nesistemska jedinica mjerenja ekvivalentne doze je rem (biološki ekvivalent rada). 1 Sv = 100 rem. Neki ljudski organi i tkiva su osjetljiviji na djelovanje zračenja od drugih: na primjer, pri istoj ekvivalentnoj dozi, verovatnije je da će se rak pojaviti u plućima nego u štitnoj žlijezdi, a zračenje spolnih žlijezda je posebno opasno zbog rizik od genetskog oštećenja. Stoga doze zračenja na različite organe i tkiva treba uzeti u obzir sa različitim koeficijentima, što se naziva koeficijent rizika od zračenja. Pomnožimo vrijednost ekvivalentne doze sa odgovarajućim koeficijentom rizika od zračenja i zbrojimo sva tkiva i organe, dobivamo efektivna doza, odražavajući ukupni učinak na tijelo. Ponderisani koeficijenti se utvrđuju empirijski i računaju na način da njihov zbir za cijeli organizam bude jedinica. Jedinice efektivne doze su iste kao i jedinice ekvivalentne doze. Takođe se mjeri u sivertima ili remima.

Jonizujuće zračenje je kombinacija različitih vrsta mikročestica i fizičkih polja koja imaju sposobnost ioniziranja tvari, odnosno stvaranja električno nabijenih čestica u njoj - jona. Postoji nekoliko vrsta jonizujućeg zračenja: alfa, beta, gama zračenje i neutronsko zračenje.

Alfa zračenje

Formiranje pozitivno nabijenih alfa čestica uključuje 2 protona i 2 neutrona koji su dio jezgri helijuma. Alfa čestice nastaju tokom raspada atomskog jezgra i mogu imati početnu kinetičku energiju od 1,8 do 15 MeV. Karakteristične karakteristike alfa zračenja su visoke jonizujuće i niske prodorne sposobnosti. Prilikom kretanja alfa čestice vrlo brzo gube energiju, a to uzrokuje činjenicu da ona nije dovoljna ni za savladavanje tankih plastičnih površina. Općenito, vanjska izloženost alfa česticama, ako ne uzmete u obzir alfa čestice visoke energije dobivene akceleratorom, ne uzrokuje nikakvu štetu ljudima, ali prodiranje čestica u tijelo može biti opasno po zdravlje, jer alfa radionuklidi Imaju dug poluživot i jaku jonizaciju. Ako se progutaju, alfa čestice često mogu biti još opasnije od beta i gama zračenja.

Beta zračenje

Nabijene beta čestice, čija je brzina bliska brzini svjetlosti, nastaju kao rezultat beta raspada. Beta zraci imaju veću prodornu moć od alfa zraka - mogu izazvati hemijske reakcije, luminescenciju, jonizirati gasove i djelovati na fotografske ploče. Kao zaštita od protoka nabijenih beta čestica (s energijom ne većom od 1 MeV) bit će dovoljno koristiti običnu aluminijsku ploču debljine 3-5 mm.

Fotonsko zračenje: gama zraci i rendgenski zraci

Fotonsko zračenje uključuje dvije vrste zračenja: rendgensko zračenje (može biti kočno i karakteristično) i gama zračenje.

Najčešći tip fotonskog zračenja su gama čestice vrlo visoke energije, ultra kratke talasne dužine, koje su tok visokoenergetskih fotona bez punjenja. Za razliku od alfa i beta zraka, gama čestice se ne odbijaju od magnetnih i električnih polja i imaju znatno veću moć prodiranja. U određenim količinama i tokom određenog trajanja izloženosti, gama zračenje može izazvati radijacijsku bolest i dovesti do raznih karcinoma. Samo teški hemijski elementi kao što su olovo, osiromašeni uranijum i volfram mogu sprečiti širenje toka gama čestica.

Neutronsko zračenje

Izvor neutronskog zračenja mogu biti nuklearne eksplozije, nuklearni reaktori, laboratorijske i industrijske instalacije. Sami neutroni su električno neutralne, nestabilne (vrijeme poluraspada slobodnog neutrona je oko 10 minuta) čestice koje se, zbog činjenice da nemaju naboj, odlikuju visokom prodornom sposobnošću sa slabim stupnjem interakcije s materijom. Neutronsko zračenje je vrlo opasno, pa se za zaštitu od njega koristi niz posebnih materijala, uglavnom koji sadrže vodonik. Neutronsko zračenje najbolje apsorbira obična voda, polietilen, parafin i otopine hidroksida teških metala.

Kako jonizujuće zračenje utiče na supstance?

Sve vrste jonizujućeg zračenja u jednom ili drugom stepenu utiču na različite supstance, ali je najizraženije kod gama čestica i neutrona. Dakle, uz produženo izlaganje, mogu značajno promijeniti svojstva različitih materijala, promijeniti kemijski sastav tvari, ionizirati dielektrike i destruktivno djelovati na biološka tkiva. Prirodno pozadinsko zračenje neće nanijeti mnogo štete čovjeku, međutim, pri rukovanju umjetnim izvorima jonizujućeg zračenja treba biti vrlo oprezan i poduzeti sve potrebne mjere kako bi se nivo izloženosti zračenju na tijelu sveo na najmanju moguću mjeru.

Radioaktivno zračenje (ili jonizujuće zračenje) je energija koju oslobađaju atomi u obliku čestica ili valova elektromagnetne prirode. Ljudi su izloženi takvoj izloženosti i kroz prirodne i antropogene izvore.

Korisna svojstva zračenja omogućila su njegovu uspješnu upotrebu u industriji, medicini, naučnim eksperimentima i istraživanjima, poljoprivredi i drugim oblastima. Međutim, širenjem ovog fenomena nastala je prijetnja po zdravlje ljudi. Mala doza radioaktivnog zračenja može povećati rizik od dobijanja ozbiljnih bolesti.

Razlika između zračenja i radioaktivnosti

Zračenje, u širem smislu, znači zračenje, odnosno širenje energije u obliku talasa ili čestica. Radioaktivno zračenje se deli na tri vrste:

• alfa zračenje – tok jezgara helijuma-4;
• beta zračenje – protok elektrona;
• Gama zračenje je tok fotona visoke energije.

Karakteristike radioaktivnog zračenja su zasnovane na njihovoj energiji, svojstvima transmisije i vrsti emitovanih čestica.

Alfa zračenje, koje je tok čestica sa pozitivnim nabojem, može se odgoditi gustim zrakom ili odjećom. Ova vrsta praktički ne prodire u kožu, ali kada uđe u tijelo, na primjer, kroz posjekotine, vrlo je opasna i štetno djeluje na unutrašnje organe.

Beta zračenje ima više energije - elektroni se kreću velikom brzinom i male su veličine. Stoga ova vrsta zračenja prodire kroz tanku odjeću i kožu duboko u tkivo. Beta zračenje se može zaštititi pomoću aluminijskog lima debljine nekoliko milimetara ili debele drvene ploče.

Gama zračenje je visokoenergetsko zračenje elektromagnetne prirode koje ima jaku prodornu sposobnost. Da biste se zaštitili od toga, morate koristiti debeli sloj betona ili ploču od teških metala kao što su platina i olovo.

Fenomen radioaktivnosti otkriven je 1896. Do otkrića je došao francuski fizičar Becquerel. Radioaktivnost je sposobnost predmeta, jedinjenja, elemenata da emituju jonizujuće zračenje, odnosno zračenje. Razlog za ovaj fenomen je nestabilnost atomskog jezgra, koje oslobađa energiju tokom raspada. Postoje tri vrste radioaktivnosti:

• prirodno – tipično za teške elemente čiji je serijski broj veći od 82;
• umjetni – pokrenuti posebno uz pomoć nuklearnih reakcija;
• inducirani - karakterističan za objekte koji sami postaju izvor zračenja ako su jako ozračeni.

Elementi koji su radioaktivni nazivaju se radionuklidi. Svaki od njih karakteriše:

• poluživot;
• vrsta emitovanog zračenja;
• energija zračenja;
• i druge imovine.

Izvori zračenja

Ljudsko tijelo je redovno izloženo radioaktivnom zračenju. Otprilike 80% primljenog iznosa svake godine dolazi od kosmičkih zraka. Vazduh, voda i tlo sadrže 60 radioaktivnih elemenata koji su izvori prirodnog zračenja. Glavnim prirodnim izvorom zračenja smatra se inertni gas radon koji se oslobađa iz zemlje i stijena. Radionuklidi takođe ulaze u ljudski organizam putem hrane. Dio jonizujućeg zračenja kojem su ljudi izloženi dolazi iz izvora koje je stvorio čovjek, u rasponu od nuklearnih generatora električne energije i nuklearnih reaktora do zračenja koje se koristi za liječenje i dijagnostiku. Danas su uobičajeni umjetni izvori zračenja:

• medicinska oprema (glavni antropogeni izvor zračenja);
• radiohemijska industrija (vađenje, obogaćivanje nuklearnog goriva, prerada nuklearnog otpada i njegova oporaba);
• radionuklidi koji se koriste u poljoprivredi i lakoj industriji;
• nesreće u radiohemijskim postrojenjima, nuklearne eksplozije, ispuštanje radijacije
• Građevinski materijali.

Na osnovu načina prodiranja u tijelo, izlaganje radijaciji dijeli se na dvije vrste: unutrašnje i vanjsko. Ovo posljednje je tipično za radionuklide raspršene u zraku (aerosol, prašina). Dolaze na vašu kožu ili odjeću. U ovom slučaju, izvori zračenja se mogu ukloniti ispiranjem. Vanjsko zračenje uzrokuje opekotine sluznice i kože. Kod unutrašnjeg tipa, radionuklid ulazi u krvotok, na primjer injekcijom u venu ili kroz ranu, a uklanja se izlučivanjem ili terapijom. Takvo zračenje izaziva maligne tumore.

Radioaktivna pozadina značajno ovisi o geografskoj lokaciji - u nekim regijama nivo radijacije može stotinama puta premašiti prosjek.

Uticaj zračenja na zdravlje ljudi

Radioaktivno zračenje, zbog svog jonizujućeg djelovanja, dovodi do stvaranja slobodnih radikala u ljudskom tijelu - kemijski aktivnih agresivnih molekula koji uzrokuju oštećenje i smrt stanica.

Na njih su posebno osjetljive ćelije gastrointestinalnog trakta, reproduktivnog i hematopoetskog sistema. Radioaktivno zračenje remeti njihov rad i uzrokuje mučninu, povraćanje, disfunkciju crijeva i groznicu. Utječući na tkiva oka, može dovesti do radijacijske katarakte. Posljedice jonizujućeg zračenja također uključuju oštećenja kao što su vaskularna skleroza, pogoršanje imuniteta i oštećenje genetskog aparata.

Sistem prenosa nasljednih podataka ima finu organizaciju. Slobodni radikali i njihovi derivati ​​mogu poremetiti strukturu DNK, nosioca genetske informacije. To dovodi do mutacija koje utiču na zdravlje narednih generacija.

Priroda djelovanja radioaktivnog zračenja na tijelo određena je brojnim faktorima:

• vrsta zračenja;
• intenzitet zračenja;
• individualne karakteristike organizma.

Efekti radioaktivnog zračenja se možda neće pojaviti odmah. Ponekad njegove posljedice postaju vidljive nakon dužeg vremenskog perioda. Štaviše, velika pojedinačna doza zračenja je opasnija od dugotrajnog izlaganja malim dozama.

Količina apsorbovanog zračenja karakteriše vrednost koja se zove Sivert (Sv).

• Normalno pozadinsko zračenje ne prelazi 0,2 mSv/h, što odgovara 20 mikrorentgena na sat. Prilikom rendgenskog snimanja zuba osoba dobije 0,1 mSv.

• Smrtonosna pojedinačna doza je 6-7 Sv.

Primena jonizujućeg zračenja

Radioaktivno zračenje ima široku primenu u tehnologiji, medicini, nauci, vojnoj i nuklearnoj industriji i drugim oblastima ljudske delatnosti. Ovaj fenomen leži u osnovi uređaja kao što su detektori dima, generatori struje, alarmi za zaleđivanje i jonizatori zraka.

U medicini se radioaktivno zračenje koristi u terapiji zračenjem za liječenje raka. Jonizujuće zračenje omogućilo je stvaranje radiofarmaka. Uz njihovu pomoć provode se dijagnostički pregledi. Instrumenti za analizu sastava jedinjenja i sterilizaciju izgrađeni su na bazi jonizujućeg zračenja.

Otkriće radioaktivnog zračenja bilo je, bez pretjerivanja, revolucionarno - upotreba ovog fenomena dovela je čovječanstvo na novi nivo razvoja. Međutim, to je također uzrokovalo prijetnju okolišu i ljudskom zdravlju. U tom smislu, održavanje radijacijske sigurnosti važan je zadatak našeg vremena.

Jonizujuće zračenje – zračenje koje nastaje pri radioaktivnom raspadu, nuklearnim transformacijama, inhibiciji nabijenih čestica u materiji i stvara ione različitih znakova u interakciji sa okolinom.

Koncept jonizujućeg zračenja kombinuje vrste zračenja koje su različite po svojoj fizičkoj prirodi. Sličnost među njima je u tome što imaju visoku energiju, svoj biološki efekat ostvaruju kroz efekte jonizacije i naknadnog razvoja hemijskih reakcija u biološkim strukturama ćelije, što može dovesti do njene smrti. Jonizujuće zračenje se ne percipira ljudskim čulima, ne osjećamo njegov utjecaj na naše tijelo.

Najvažnija svojstva jonizujućeg zračenja su njihova prodorna sposobnost i jonizujući efekat.

Treba napomenuti da je stepen opasnosti određene vrste zračenja određen njegovom prodornom sposobnošću.

Emitirane čestice i elektromagnetno zračenje imaju energiju i zamah i sposobni su za interakciju s materijom i prodiranje u bilo koji objekt do određene dubine.

Jonizujuće zračenje, u interakciji sa supstancama živih i neživih objekata, uzrokuje ionizaciju atoma i molekula tvari i time ispoljava kemijski učinak. Ovo svojstvo se koristi za detekciju i snimanje zračenja.

Jonizujuće zračenje, kada je izloženo nekim čvrstim i tečnim supstancama, uzrokuje njihovo sjaj (fluorescencija), što se takođe široko koristi za snimanje zračenja.

Osim toga, utvrđeno je da jonizujuće zračenje ima određeni biološki učinak, na primjer, može uzrokovati promjene u prostornoj konfiguraciji proteina, a samim tim i poremetiti njegove biološke funkcije itd.

Jonizujuće zračenje se sastoji od nabijenih i nenabijenih čestica, koje uključuju i fotone, a dijeli se na dvije vrste:

Korpuskularno – α, β, neutron;

Kvantni ili elektromagnetski - γ i rendgenski.

α-zračenje je tok teških pozitivno nabijenih čestica. One su 7300 puta teže od β čestica. Po svojoj fizičkoj prirodi, α-čestice su jezgra atoma helija i sastoje se od dva protona i dva neutrona. Ove čestice se emituju tokom radioaktivnog raspada određenih elemenata sa atomskim brojem većim od 92. Zbog svoje velike mase, ove čestice brzo gube energiju u interakciji sa materijom.

α-zračenje ima snažan jonizujući efekat (formira desetine hiljada jonskih parova na 1 cm udaljenosti), ali je njegova sposobnost prodiranja neznatna. Raspon α-čestica u vazduhu ne prelazi 10 cm, a kada je osoba ozračena, one prodiru do dubine površinskog sloja kože. Dakle, u slučaju vanjskog zračenja, za zaštitu od štetnog djelovanja α-čestica, dovoljno je koristiti običnu odjeću ili list papira. Čini se da ne predstavljaju ozbiljnu prijetnju ljudskom zdravlju. Međutim, njihova visoka jonizacijska sposobnost čini ih vrlo opasnim ako izvor uđe u ljudsko tijelo s hranom, vodom ili zrakom. U ovom slučaju, zračenje ima vrlo destruktivno djelovanje zbog njegove apsorpcije od strane unutrašnjih organa.

β-zračenje je tok elektrona ili pozitrona koji se emituje tokom radioaktivnog raspada. Jonizujući učinak ovih čestica je manji od α-čestica, a njihova sposobnost prodiranja je mnogo veća. Udaljenost β-čestica zavisi od njihove energije. U vazduhu može biti 3 metra i više, u vodi i biološkom tkivu - do 2 cm Zimska odeća štiti telo od spoljašnjeg β-zračenja. Međutim, na izloženim površinama kože mogu nastati radijacijske opekotine različite težine, a radijacijska katarakta se može razviti ako dođe u kontakt s očnim sočivom. Kada izvori β-zračenja uđu u tijelo, dolazi do unutrašnjeg zračenja, što može dovesti do teških ozljeda zračenja.

Neutronsko zračenje predstavlja neutralne čestice koje ne nose električni naboj. Nedostatak električnog naboja u ovim česticama dovodi do činjenice da one direktno stupaju u interakciju s atomskim jezgrama, uzrokujući nuklearne reakcije. Prilikom procjene radijacijske opasnosti, neutronsko zračenje može igrati značajnu ulogu jer ima veliku prodornu moć. Priroda i intenzitet neutronsko-nuklearnih interakcija i penetraciona sposobnost ovih čestica zavise od energije zračenja, koja uveliko varira. Posebnost neutrona je njihova sposobnost da transformiraju atome stabilnih elemenata u svoje radioaktivne izotope, što naglo povećava opasnost od neutronskog zračenja. Kao moderatori neutrona koriste se tvari koje sadrže vodonik ili lagane tvari: voda, ugljik, parafin.

γ zračenje je kratkotalasno elektromagnetno zračenje koje se emituje tokom nuklearnih transformacija. Po svojoj prirodi sličan je drugim vrstama elektromagnetnog zračenja - svjetlosti, ultraljubičastim, rendgenskim. Ovo zračenje ima visoku sposobnost prodiranja i što je kraća talasna dužina, to je veća njegova prodorna sposobnost. Raspon γ-kvanta u vazduhu prelazi desetine, pa čak i stotine metara. Zračenje prodire u sloj olova debljine nekoliko centimetara i može proći kroz ljudsko tijelo. Glavnu opasnost predstavlja izvor vanjskog zračenja. Ekrani napravljeni od materijala velike atomske mase i velike gustine: olovo, volfram, efikasno se koriste kao zaštita od γ-zračenja. Stacionarni ekrani su izrađeni od betona.

rendgensko zračenje zauzima područje spektra između γ – i ultraljubičastog zračenja (talasna dužina 10¯9 - 10¯¹² m) i formira se tokom rada odgovarajućih uređaja i aparata. Ima svojstva kao što su refleksija i refrakcija, a njegova energija je niska. Njegova visoka sposobnost prodiranja omogućila je upotrebu u medicini.

Ljudsko tijelo apsorbira energiju jonizujućeg zračenja, a stupanj oštećenja zračenja ovisi o količini apsorbirane energije. Na tijelo ne djeluje sva energija zračenja, već samo apsorbirana energija. Mora se uzeti u obzir da je uz istu količinu apsorbirane energije α-zračenje 20 puta opasnije od drugih vrsta zračenja, uzimajući u obzir koeficijent koji odražava sposobnost zračenja da oštećuje tjelesno tkivo.

Akutna radijaciona bolest - ovo je polisindromska lezija tijela povezana s vanjskim kratkotrajnim, relativno ujednačenim djelovanjem jonizujućeg zračenja na cijelo tijelo ili veći dio u dozi većoj od 1 Gy uz obavezno prisustvo znakova supresije hematopoeze i vremena granica za implementaciju glavnih patoloških promjena za period od 2 - 3 mjeseca.

Povrede zračenja, u zavisnosti od vrste i energije emitovanog jonizujućeg zračenja, kao i od brzine doze i njene distribucije u ljudskom telu, mogu značajno da variraju u svojoj patogenezi i kliničkoj slici.

· U slučaju jednokratne doze zračenja od 0,25 Gy, tokom rutinskog kliničkog pregleda nisu otkrivena uočljiva odstupanja.

· Pri zračenju u dozi od 0,25-0,75 Gy mogu se uočiti blage promjene krvne slike i neurovaskularne regulacije koje se javljaju u 5-8 sedmici od trenutka ozračivanja.

· Zračenje u dozi od 1-10 Gy izaziva tipične oblike ARS sa poremećajem hematopoeze koji vodi u njegovoj patogenezi.

· Zračenje u dozi od 10-20 Gy dovodi do razvoja intestinalnog oblika sa smrtnim ishodom 10-14.

· Kada je osoba ozračena dozom od 20-80 Gy, smrt nastupa 5-7. dana sa porastom azotemije (toksemični oblik).

· Direktno rano oštećenje nervnog sistema nastaje zračenjem u dozi većoj od 80 Gy. Smrtonosni ishod u nervnom (akutnom) obliku moguć je već u prvim satima ili danima nakon zračenja.

Jonizujuće zračenje je posebna vrsta energije zračenja koja pobuđuje proces jonizacije u ozračenom mediju. Izvori jonizujućeg zračenja su rendgenske cijevi, moćne visokonaponske i akceleratorske instalacije, ali uglavnom radioaktivne tvari - prirodne (uran, torij, radij) i umjetne (izotopi).

Radioaktivnost je spontani proces raspada atomskih jezgara, uslijed kojeg nastaje zračenje - elektromagnetno i korpuskularno.

Glavne vrste poslova vezane za izvore jonizujućeg zračenja: detekcija gama grešaka metala i proizvoda, rad na rendgenskim aparatima u medicinskim ustanovama i tehničkim laboratorijama, upotreba izotopa za kontrolu proizvodnih procesa, rad industrijskih i naučnih visoko- napajanje visokonaponskih i akceleratorskih instalacija, upotreba nuklearnih reaktora, upotreba radioaktivnih supstanci i zračenja u medicinskim ustanovama u dijagnostičke i terapeutske svrhe, eksploatacija radioaktivnih ruda.

Prilikom rada sa radioaktivnim supstancama, pored vanjskog zračenja, radioaktivni elementi mogu ući u organizam kroz pluća (udisanje radioaktivne prašine ili plinova) i kroz gastrointestinalni trakt. Neke supstance mogu prodrijeti u kožu.

Radioaktivne supstance koje se zadržavaju u tijelu prenose se krvlju u različita tkiva i organe, postajući u njima izvor unutrašnjeg zračenja. Brzina uklanjanja radioaktivnih supstanci iz tijela varira; visoko rastvorljive supstance se brže oslobađaju. Dugovječni izotopi su posebno opasni, jer kada uđu u tijelo, mogu biti izvor jonizujućeg zračenja tokom cijelog života žrtve.

Vrste zračenja

Kada se jezgra radioaktivnih supstanci raspadnu, emituju 4 vrste zračenja: a-, b-, y-zrake i neutrone.

a-zraci su tok pozitivno nabijenih čestica velike mase (jezgra atoma helijuma). Spoljašnje zračenje α-česticama je malo opasno, jer one plitko prodiru u tkiva i apsorbiraju ih stratum corneum epitela kože. Ulazak a-emitera u organizam predstavlja veliku opasnost, jer su ćelije direktno ozračene energijom velike snage.

B-zraci su tok čestica negativnog naboja (elektrona). B-zraci imaju veću prodornu moć od a-zraka; njihov raspon u zraku, ovisno o energiji, kreće se od frakcija centimetra do 10-15 m, u vodi, u tkivima - od frakcija milimetra do 1 cm.

Y-zrake su visokofrekventno elektromagnetno zračenje. Njihova svojstva su slična rendgenskim zracima, ali imaju kraću valnu dužinu.

Energija y-zraka uveliko varira. U zavisnosti od energije, y-zraci se konvencionalno dele na meke (0,1-0,2 MeV), srednje tvrde (0,2-1 MeV), tvrde (1-10 MeV) i super tvrde (preko 10 MeV).

Ova vrsta zračenja je najprodornija i najopasnija kada je izložena vanjskom zračenju.

Neutroni su čestice koje nemaju naboj. Imaju veliku prodornu moć. Pod uticajem neutronskog zračenja, elementi koji čine tkiva (kao što je fosfor itd.) mogu postati radioaktivni.

Biološko djelovanje

Jonizujuće zračenje uzrokuje složene funkcionalne i morfološke promjene u tkivima i organima. Pod njegovim utjecajem, molekule vode koje čine tkiva i organe se raspadaju uz stvaranje slobodnih atoma i radikala, koji imaju visok oksidacijski kapacitet. Proizvodi radiolize vode djeluju na aktivne sulfhidrilne grupe (SH) proteinskih struktura i pretvaraju ih u neaktivne - bisulfidne. Kao rezultat toga, aktivnost različitih enzimskih sistema odgovornih za sintetičke procese je poremećena, a potonji su potisnuti i izobličeni. Jonizujuće zračenje također djeluje direktno na molekule proteina i lipida, djelujući denaturirajući. Jonizujuće zračenje može uzrokovati lokalna (opekotine) i opća (radijacijska bolest) oštećenja u tijelu.

Maksimalna dozvoljena doza

Maksimalna dozvoljena doza (MAD) zračenja za cijelo tijelo (pri direktnom radu sa izvorima jonizujućeg zračenja) određena je na 0,05 J/kg (5 rem) za godinu dana. U nekim slučajevima je dozvoljeno primanje doze do 0,03 J/kg, ili 3 rem, unutar jedne četvrtine (pri čemu se ukupna doza zračenja tokom cijele godine održava na 0,05 J/kg, odnosno 5 rem). Ovo povećanje doze nije dozvoljeno za žene mlađe od 30 godina (za njih je maksimalna doza zračenja tokom kvartala 0,013 J/kg, odnosno 1,3 rem).