Koliko vrsta ionizirajućeg zračenja postoji? Ionizirana radiacija

Ionizirajuće zračenje (IR) - tokovi elementarnih čestica (elektrona, pozitrona, protona, neutrona) i kvanti elektromagnetske energije, čijim prolaskom kroz tvar dolazi do ionizacije (nastajanja suprotno polarnih iona) i ekscitacije njezinih atoma i molekula. Ionizacija - pretvaranje neutralnih atoma ili molekula u električki nabijene čestice - ione bII dopiru do Zemlje u obliku kozmičkih zraka, nastaju kao posljedica radioaktivnog raspada atomskih jezgri (απ β-čestice, γ- i X-zrake), stvaraju se umjetno na akceleratorima nabijenih čestica. Od praktičnog su interesa najčešći tipovi IR - tokovi a- i β-čestica, γ-zračenje, X-zrake i tokovi neutrona.

Alfa zračenje(a) – tok pozitivno nabijenih čestica – jezgre helija. 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 tijekom raspada je 20 tisuća km/s. Istodobno, α-čestice imaju najmanju sposobnost prodiranja, njihova duljina 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 gustoća ionizacije po jedinici Raspon je vrlo velik (za 1 cm do nekoliko desetaka tisuća parova), pa ove čestice imaju najveću ionizacijsku sposobnost i opasne su unutar tijela.

Beta zračenje(β) – tok negativno nabijenih čestica. Trenutno je poznato oko 900 beta radioaktivnih izotopa. Masa β-čestica je nekoliko desetaka tisuća puta manja od mase α-čestica, ali imaju veću prodornu moć. Brzina im je 200–300 tisuća km/s. Duljina putanje protoka od izvora u zraku je 1800 cm, u ljudskom tkivu – 2,5 cm β-čestice u potpunosti zadržavaju čvrsti materijali (3,5 mm aluminijska ploča, organsko staklo); njihova je ionizacijska sposobnost 1000 puta manja od sposobnosti α čestica.

Gama zračenje(γ) – elektromagnetsko zračenje valne duljine od 1 · 10 -7 m do 1 · 10 -14 m; emitiran kada brzi elektroni u tvari usporavaju. Javlja se tijekom raspada većine radioaktivnih tvari i ima veliku moć prodiranja; putuje brzinom svjetlosti. U električnom i magnetskom polju γ-zrake se ne odbijaju. Ovo zračenje ima nižu ionizirajuću sposobnost od a- i beta-zračenja, jer je gustoća ionizacije po jedinici duljine vrlo niska.

X-zračenje mogu se dobiti u posebnim rendgenskim cijevima, u akceleratorima elektrona, pri usporavanju brzih elektrona u tvari i pri prijelazu elektrona iz vanjskih elektronskih ljuski atoma u unutarnje, pri stvaranju iona. X-zrake, poput γ-zračenja, imaju malu ionizirajuću sposobnost, ali veliku dubinu prodiranja.

neutroni - elementarne čestice atomske jezgre, njihova masa je 4 puta manja od mase α-čestica. Njihov životni vijek je oko 16 minuta. Neutroni nemaju električni naboj. Duljina staze sporih neutrona u zraku je oko 15 m, u biološkom okruženju - 3 cm; za brze neutrone - 120 m i 10 cm, respektivno.Potonji imaju visoku sposobnost prodiranja i predstavljaju najveću opasnost.

Postoje dvije vrste ionizirajućeg zračenja:

Korpuskularni, koji se sastoji od čestica s masom mirovanja različitom od nule (α-, β– i neutronsko zračenje);

Elektromagnetsko (γ- i X-zračenje) – s vrlo kratkom valnom duljinom.

Za procjenu utjecaja ionizirajućeg zračenja na bilo koje tvari i žive organizme koriste se posebne veličine - doze zračenja. Glavna karakteristika međudjelovanja ionizirajućeg zračenja i okoliša je ionizacijski učinak. U početnom razdoblju razvoja dozimetrije zračenja najčešće se moralo baviti rendgenskim zračenjem koje se širilo u zraku. Stoga je stupanj ionizacije zraka u rendgenskim cijevima ili uređajima korišten kao kvantitativna mjera polja zračenja. Kvantitativna mjera koja se temelji na količini ionizacije suhog zraka pri normalnom atmosferskom tlaku, koju je prilično lako izmjeriti, naziva se doza izloženosti.

Doza izloženosti određuje ionizacijsku sposobnost X-zraka i γ-zraka te izražava energiju zračenja pretvorenu u kinetičku energiju nabijenih čestica po jedinici mase atmosferskog zraka. Doza izloženosti je omjer ukupnog naboja svih iona istog predznaka u elementarnom volumenu zraka i mase zraka u tom volumenu. SI jedinica doze izloženosti je kulon podijeljen s kilogramom (C/kg). Nesistemska jedinica je rendgen (R). 1 C/kg = 3880 R. Širenjem spektra poznatih vrsta ionizirajućeg zračenja i područja njegove primjene pokazalo se da se mjera utjecaja ionizirajućeg zračenja na tvar ne može jednostavno odrediti zbog složenosti i raznolikosti. procesa koji se događaju u ovom slučaju. Najvažniji od njih, koji dovodi do fizikalnih i kemijskih promjena u ozračenoj tvari i dovodi do određenog učinka zračenja, jest apsorpcija energije ionizirajućeg zračenja od strane tvari. Kao rezultat toga, nastao je koncept apsorbirane doze.

Apsorbirana doza pokazuje koliko se energije zračenja apsorbira po jedinici mase bilo koje ozračene tvari, a određuje se omjerom apsorbirane energije ionizirajućeg zračenja i mase tvari. Mjerna jedinica apsorbirane doze u SI sustavu je grej (Gy). 1 Gy je doza pri kojoj se 1 J energije ionizirajućeg zračenja prenosi na masu od 1 kg Izvansustavna jedinica apsorbirane doze je rad. 1 Gy = 100 rad. Proučavanje pojedinačnih posljedica zračenja živih tkiva pokazalo je da, uz iste apsorbirane doze, različite vrste zračenja proizvode različite 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 apsorbiranu dozu, što je veći radiobiološki destruktivni učinak, to je gušća ionizacija koju stvara zračenje. Kako bi se ovaj učinak uzeo u obzir, uveden je koncept ekvivalentne doze.

Ekvivalentna doza izračunava se množenjem vrijednosti apsorbirane doze s posebnim koeficijentom – koeficijentom relativne biološke učinkovitosti (RBE) ili koeficijentom kvalitete. Vrijednosti koeficijenata za različite vrste zračenja dane su u tablici. 7.

Tablica 7

Relativni koeficijent biološke učinkovitosti za različite vrste zračenja

SI jedinica za ekvivalent doze 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 učinak kao apsorbirana doza od 1 Gy fotonskog zračenja. Nesustavna mjerna jedinica ekvivalentne doze je rem (biološki ekvivalent rad). 1 Sv = 100 rem. Neki ljudski organi i tkiva osjetljiviji su na djelovanje zračenja od drugih: primjerice, pri istoj ekvivalentnoj dozi veća je vjerojatnost pojave raka na plućima nego na štitnjači, a posebno je opasno ozračivanje spolnih žlijezda zbog rizik od genetskog oštećenja. Stoga doze zračenja različitih organa i tkiva treba uzeti u obzir s različitim koeficijentima, koji se nazivaju koeficijenti rizika od zračenja. Množenjem vrijednosti ekvivalentne doze s odgovarajućim koeficijentom rizika zračenja i zbrajanjem po svim tkivima i organima dobivamo učinkovita doza, odražavajući ukupni učinak na tijelo. Ponderirani koeficijenti se utvrđuju empirijski i izračunavaju na način da njihov zbroj za cijeli organizam bude jedinica. Jedinice učinkovite doze iste su kao jedinice ekvivalentne doze. Također se mjeri u sivertima ili removima.

Ionizirajuće zračenje je kombinacija raznih vrsta mikročestica i fizikalnih polja koja imaju sposobnost ionizirati tvar, odnosno u njoj stvarati električki nabijene čestice - ione. Postoji nekoliko vrsta ionizirajućeg 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 helija. Alfa čestice nastaju tijekom raspada atomske jezgre i mogu imati početnu kinetičku energiju od 1,8 do 15 MeV. Karakteristične značajke alfa zračenja su visoka ionizirajuća i niska penetracijska sposobnost. Pri kretanju alfa čestice vrlo brzo gube energiju, a to uzrokuje da ona nije dovoljna ni za svladavanje tankih plastičnih površina. Općenito, vanjska izloženost alfa česticama, ako se ne računaju visokoenergetske alfa čestice dobivene pomoću akceleratora, ne uzrokuje nikakvu štetu ljudima, ali prodiranje čestica u tijelo može biti opasno za zdravlje, jer alfa radionuklidi Imaju dug poluživot i jaku ionizaciju. Ako se progutaju, alfa čestice često mogu biti opasnije od beta i gama zračenja.

Beta zračenje

Nabijene beta čestice, čija je brzina bliska brzini svjetlosti, nastaju kao rezultat beta raspada. Beta zrake imaju veću prodornost od alfa zraka - mogu izazvati kemijske reakcije, svjetlucanje, ionizirati plinove, 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 zrake i x-zrake

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

Najčešći tip fotonskog zračenja su vrlo visoke energije, ultrakratke valne duljine gama čestice, koje su tok visokoenergetskih fotona bez naboja. Za razliku od alfa i beta zraka, gama čestice se ne odbijaju od magnetskih i električnih polja i imaju znatno veću prodornu moć. U određenim količinama i tijekom određenog trajanja izloženosti, gama zračenje može izazvati radijacijsku bolest i dovesti do raznih vrsta raka. Samo teški kemijski elementi poput olova, osiromašenog urana i volframa mogu spriječiti širenje toka gama čestica.

Neutronsko zračenje

Izvor neutronskog zračenja mogu biti nuklearne eksplozije, nuklearni reaktori, laboratorijska i industrijska postrojenja. Sami neutroni su električki neutralne, nestabilne (vrijeme poluraspada slobodnog neutrona je oko 10 minuta) čestice, koje zbog činjenice da nemaju naboj karakteriziraju visoka sposobnost prodora uz slab stupanj interakcije s materijom. Neutronsko zračenje je vrlo opasno, pa se za zaštitu od njega koriste brojni posebni materijali, uglavnom koji sadrže vodik. Neutronsko zračenje najbolje apsorbira obična voda, polietilen, parafin i otopine hidroksida teških metala.

Kako ionizirajuće zračenje utječe na tvari?

Sve vrste ionizirajućeg zračenja u ovom ili onom stupnju djeluju na različite tvari, no ono je najizraženije kod gama čestica i neutrona. Dakle, s produljenim izlaganjem mogu značajno promijeniti svojstva različitih materijala, promijeniti kemijski sastav tvari, ionizirati dielektrike i imati destruktivan učinak na biološka tkiva. Prirodno pozadinsko zračenje neće prouzročiti veliku štetu čovjeku, međutim, pri rukovanju umjetnim izvorima ionizirajućeg zračenja treba biti vrlo oprezan i poduzeti sve potrebne mjere kako biste smanjili razinu izloženosti zračenju na tijelo.

Radioaktivno zračenje (ili ionizirajuće zračenje) je energija koju oslobađaju atomi u obliku čestica ili valova elektromagnetske prirode. Ljudi su izloženi takvoj izloženosti iz prirodnih i antropogenih izvora.

Korisna svojstva zračenja omogućila su njegovu uspješnu primjenu u industriji, medicini, znanstvenim pokusima i istraživanjima, poljoprivredi i drugim područjima. Međutim, širenjem ove pojave pojavila se prijetnja ljudskom zdravlju. Mala doza radioaktivnog zračenja može povećati rizik od dobivanja teških bolesti.

Razlika između zračenja i radioaktivnosti

Zračenje, u širem smislu, znači zračenje, odnosno širenje energije u obliku valova ili čestica. Radioaktivno zračenje se dijeli u tri vrste:

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

Karakteristike radioaktivnog zračenja temelje se na njihovoj energiji, prijenosnim svojstvima i vrsti emitiranih čestica.

Alfa zračenje, koje je struja korpuskula s pozitivnim nabojem, može biti odgođeno gustim zrakom ili odjećom. Ova vrsta praktički ne prodire u kožu, ali kada uđe u tijelo, na primjer, kroz posjekotine, vrlo je opasno i ima štetan učinak na unutarnje 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 može se zaštititi pomoću aluminijske ploče debljine nekoliko milimetara ili debele drvene ploče.

Gama zračenje je visokoenergetsko zračenje elektromagnetske prirode koje ima jaku prodornu sposobnost. Za zaštitu od njega potrebno je koristiti debeli sloj betona ili ploču od teških metala poput platine i olova.

Fenomen radioaktivnosti otkriven je 1896. godine. Do otkrića je došao francuski fizičar Becquerel. Radioaktivnost je sposobnost predmeta, spojeva, elemenata da emitiraju ionizirajuće zračenje, odnosno zračenje. Razlog fenomena je nestabilnost atomske jezgre koja pri raspadu oslobađa energiju. Postoje tri vrste radioaktivnosti:

• prirodno – tipično za teške elemente čiji je redni broj veći od 82;
• umjetno - inicirano posebno uz pomoć nuklearnih reakcija;
• inducirano - svojstveno objektima koji sami postaju izvor zračenja ako su jako ozračeni.

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

• Pola zivota;
• vrsta emitiranog zračenja;
• energija zračenja;
• i druga svojstva.

Izvori zračenja

Ljudsko tijelo je redovito izloženo radioaktivnom zračenju. Otprilike 80% iznosa primljenog svake godine dolazi od kozmičkih zraka. Zrak, voda i tlo sadrže 60 radioaktivnih elemenata koji su izvori prirodnog zračenja. Glavnim prirodnim izvorom zračenja smatra se inertni plin radon koji se oslobađa iz zemlje i stijena. Radionuklidi u ljudski organizam ulaze i hranom. Dio ionizirajućeg zračenja kojem su ljudi izloženi dolazi iz izvora koje je stvorio čovjek, u rasponu od nuklearnih generatora 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);
• radiokemijska industrija (vađenje, obogaćivanje nuklearnog goriva, obrada nuklearnog otpada i njegova oporaba);
• radionuklidi koji se koriste u poljoprivredi i lakoj industriji;
• nesreće u radiokemijskim postrojenjima, nuklearne eksplozije, ispuštanje zračenja
• Građevinski materijali.

Prema načinu prodiranja u tijelo izloženost zračenju dijelimo na dvije vrste: unutarnju i vanjsku. Potonje je tipično za radionuklide raspršene u zraku (aerosol, prašina). Dospijevaju na vašu kožu ili odjeću. U tom slučaju izvore zračenja moguće je ukloniti ispiranjem. Vanjsko zračenje uzrokuje opekline sluznice i kože. Kod internog tipa radionuklid ulazi u krvotok, primjerice injekcijom u venu ili kroz ranu, te se uklanja izlučivanjem ili terapijom. Takvo zračenje izaziva maligne tumore.

Radioaktivna pozadina značajno ovisi o geografskom položaju - u nekim regijama razina zračenja može premašiti prosjek stotinama puta.

Utjecaj zračenja na ljudsko zdravlje

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

Na njih su posebno osjetljive stanice gastrointestinalnog trakta, reproduktivnog i hematopoetskog sustava. Radioaktivno zračenje remeti njihov rad i uzrokuje mučninu, povraćanje, poremećaj rada crijeva i povišenu temperaturu. Utječući na tkiva oka, može dovesti do radijacijske katarakte. Posljedice ionizirajućeg zračenja su i oštećenja kao što su skleroza krvnih žila, pad imuniteta i oštećenja genetskog aparata.

Sustav prijenosa nasljednih podataka ima finu organizaciju. Slobodni radikali i njihovi derivati ​​mogu poremetiti strukturu DNK, nositelja genetske informacije. To dovodi do mutacija koje utječu na zdravlje sljedećih generacija.

Prirodu učinaka radioaktivnog zračenja na tijelo određuju brojni čimbenici:

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

Učinci radioaktivnog zračenja možda se neće pojaviti odmah. Ponekad njegove posljedice postaju vidljive nakon dužeg vremena. Štoviše, velika pojedinačna doza zračenja opasnija je od dugotrajne izloženosti malim dozama.

Količina apsorbiranog zračenja karakterizirana je vrijednošću koja se naziva Sievert (Sv).

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

• Letalna pojedinačna doza je 6-7 Sv.

Primjena ionizirajućeg zračenja

Radioaktivno zračenje ima široku primjenu u tehnologiji, medicini, znanosti, vojnoj i nuklearnoj industriji i drugim područjima ljudske djelatnosti. Fenomen je temelj uređaja kao što su detektori dima, generatori struje, alarmi za zaleđivanje i ionizatori zraka.

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

Otkriće radioaktivnog zračenja bilo je, bez pretjerivanja, revolucionarno - korištenje ovog fenomena dovelo je čovječanstvo na novu razinu razvoja. Međutim, to je također izazvalo opasnost za okoliš i zdravlje ljudi. U tom smislu, održavanje radijacijske sigurnosti važan je zadatak našeg vremena.

Ionizirana radiacija – zračenje koje nastaje radioaktivnim raspadom, nuklearnim transformacijama, inhibicijom nabijenih čestica u tvari i stvara ione različitih predznaka u interakciji s okolinom.

Pojam ionizirajućeg zračenja kombinira vrste zračenja koje su različite po svojoj fizičkoj prirodi. Sličnost među njima je u tome što imaju visoku energiju, svoj biološki učinak ostvaruju djelovanjem ionizacije i naknadnim razvojem kemijskih reakcija u biološkim strukturama stanice, što može dovesti do njezine smrti. Ionizirajuće zračenje ne opažamo ljudskim osjetilima, ne osjećamo njegov utjecaj na naše tijelo.

Najvažnija svojstva ionizirajućeg zračenja su njihova prodornost i ionizirajuće djelovanje.

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

Emitirane čestice i elektromagnetsko zračenje imaju energiju i zamah te su sposobni djelovati u interakciji s materijom i prodrijeti u bilo koji objekt do određene dubine.

Ionizirajuće zračenje u interakciji s tvarima živih i neživih tijela uzrokuje ionizaciju atoma i molekula tvari i time ispoljava kemijski učinak. Ovo se svojstvo koristi za otkrivanje i bilježenje zračenja.

Ionizirajuće zračenje, kada je izloženo nekim čvrstim i tekućim tvarima, uzrokuje njihov sjaj (fluorescenciju), što se također naširoko koristi za snimanje zračenja.

Osim toga, utvrđeno je da ionizirajuće zračenje ima određeni biološki učinak, na primjer, može izazvati promjene u prostornoj konfiguraciji proteina, a time i poremetiti njegove biološke funkcije itd.

Ionizirajuće zračenje sastoji se od nabijenih i nenabijenih čestica, u koje spadaju i fotoni, a dijeli se na dvije vrste:

Korpuskularni – α, β, neutron;

Kvantni ili elektromagnetski - γ i x-zrake.

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

α-zračenje ima jak ionizirajući učinak (tvori desetke tisuća ionskih parova na 1 cm udaljenosti), ali je njegova prodorna sposobnost beznačajna. Domet α-čestica u zraku ne prelazi 10 cm, a kada je čovjek ozračen 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 ionizirajuća sposobnost čini ih vrlo opasnima ako izvor dospije u ljudsko tijelo s hranom, vodom ili zrakom. U ovom slučaju zračenje ima izrazito destruktivan učinak zbog apsorpcije unutarnjih organa.

β zračenje je struja elektrona ili pozitrona emitiranih tijekom radioaktivnog raspada. Ionizirajuće djelovanje ovih čestica je manje nego kod α-čestica, a sposobnost prodiranja mnogo je veća. Udaljenost putovanja β-čestica ovisi o njihovoj energiji. U zraku može biti 3 metra ili više, u vodi i biološkom tkivu - do 2 cm Zimska odjeća štiti tijelo od vanjskog β-zračenja. Međutim, radijacijske opekline različite težine mogu nastati na izloženim površinama kože, a radijacijska katarakta može se razviti ako dođe u kontakt s očnom lećom. Kada izvori β-zračenja uđu u tijelo, dolazi do unutarnjeg zračenja koje može dovesti do teških ozljeda zračenjem.

Neutronsko zračenje predstavlja neutralne čestice koje ne nose električni naboj. Nedostatak električnog naboja u tim česticama dovodi do činjenice da one izravno komuniciraju s atomskim jezgrama, uzrokujući nuklearne reakcije. Pri procjeni radijacijske opasnosti neutronsko zračenje može igrati značajnu ulogu jer ima veliku prodornu moć. Priroda i intenzitet neutron-nuklearnih interakcija i sposobnost prodiranja ovih čestica ovise o energiji zračenja, koja uvelike varira. Posebnost neutrona je njihova sposobnost transformacije atoma stabilnih elemenata u njihove radioaktivne izotope, što naglo povećava opasnost od neutronskog zračenja. Kao moderatori neutrona koriste se tvari koje sadrže vodik ili lake tvari: voda, ugljik, parafin.

γ zračenje je kratkovalno elektromagnetsko zračenje koje se emitira tijekom nuklearnih transformacija. Po svojoj prirodi sličan je drugim vrstama elektromagnetskog zračenja - svjetlosti, ultraljubičastom, rendgenskom zračenju. Ovo zračenje ima veliku prodornu sposobnost i što je valna duljina kraća, veća je njegova prodorna sposobnost. Raspon γ-kvanta u zraku prelazi desetke, pa čak i stotine metara. Zračenje prodire kroz sloj olova debeo nekoliko centimetara i može proći kroz ljudsko tijelo. Glavnu opasnost predstavlja izvor vanjskog zračenja. Zasloni izrađeni od materijala velike atomske mase i velike gustoće: olovo, volfram, učinkovito se koriste kao zaštita od γ-zračenja. Stacionarni zasloni izrađeni su od betona.

X-zračenje zauzima područje spektra između γ – i ultraljubičastog zračenja (valna duljina 10¯9 - 10¯¹² m) i nastaje tijekom rada odgovarajućih uređaja i aparata. Ima svojstva kao što su refleksija i lom, a energija mu je niska. Njegova visoka sposobnost prodora omogućila je njegovu upotrebu u medicini.

Ljudsko tijelo apsorbira energiju ionizirajućeg zračenja, a stupanj oštećenja zračenjem 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 ostalih vrsta zračenja, uzimajući u obzir koeficijent koji odražava sposobnost zračenja da ošteti tjelesno tkivo.

Akutna radijacijska bolest - ovo je polisindromska lezija tijela povezana s vanjskim kratkotrajnim, relativno ujednačenim učinkom ionizirajućeg zračenja na cijelo tijelo ili njegov veći dio u dozi većoj od 1 Gy uz obaveznu prisutnost znakova supresije hematopoeze i vremena granica za provedbu glavnih patoloških promjena za razdoblje od 2 - 3 mjeseca.

Ozljede od zračenja, ovisno o vrsti i energiji emitiranog ionizirajućeg zračenja, kao i jačini doze i njezinoj raspodjeli po ljudskom tijelu, mogu značajno varirati u svojoj patogenezi i kliničkoj slici.

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

· Kod zračenja u dozi od 0,25-0,75 Gy mogu se uočiti blage promjene krvne slike i neurovaskularne regulacije koje se javljaju u 5-8 tjednu od trenutka zračenja.

· Zračenje u dozi od 1-10 Gy uzrokuje tipične oblike ARS-a čiji je uzrok poremećaj hematopoeze u patogenezi.

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

· Pri ozračenju osobe u dozi od 20-80 Gy smrt nastupa 5-7. dana uz povećanje azotemije (toksemični oblik).

· Izravno rano oštećenje živčanog sustava razvija se kod zračenja u dozi većoj od 80 Gy. Smrtni ishod u živčanom (akutnom) obliku moguć je u prvim satima ili danima nakon ozračivanja.

Ionizirajuće zračenje je posebna vrsta energije zračenja koja pobuđuje proces ionizacije u ozračenom mediju. Izvori ionizirajućeg zračenja su rendgenske cijevi, moćna visokonaponska i akceleratorska postrojenja, ali uglavnom radioaktivne tvari - prirodne (uran, torij, radij) i umjetne (izotopi).

Radioaktivnost je spontani proces raspadanja atomskih jezgri, uslijed čega nastaje zračenje - elektromagnetsko i korpuskularno.

Glavne vrste poslova vezanih uz izvore ionizirajućeg zračenja: gama detekcija metala i proizvoda, rad na rendgenskim uređajima u medicinskim ustanovama i tehničkim laboratorijima, uporaba izotopa za kontrolu proizvodnih procesa, rad industrijskih i znanstvenih visoko- napajanje visokonaponskih i akceleratorskih instalacija, uporaba nuklearnih reaktora, uporaba radioaktivnih tvari i zračenja u medicinskim ustanovama u dijagnostičke i terapeutske svrhe, rudarenje radioaktivnih ruda.

Pri radu s radioaktivnim tvarima, osim vanjskim zračenjem, radioaktivni elementi mogu ući u organizam kroz pluća (udisanjem radioaktivne prašine ili plinova) i kroz gastrointestinalni trakt. Neke tvari mogu prodrijeti kroz kožu.

Radioaktivne tvari zadržane u tijelu krvlju se prenose u različita tkiva i organe, postajući u njima izvorom unutarnjeg zračenja. Brzina uklanjanja radioaktivnih tvari iz tijela varira; brže se oslobađaju vrlo topljive tvari. Posebno su opasni dugoživući izotopi, jer nakon što uđu u tijelo mogu biti izvor ionizirajućeg zračenja tijekom cijelog života žrtve.

Vrste zračenja

Kada se jezgre radioaktivnih tvari raspadnu, one emitiraju 4 vrste zračenja: a-, b-, y-zrake i neutrone.

a-zrake su tok pozitivno nabijenih čestica velike mase (jezgre atoma helija). Vanjsko zračenje α-česticama je malo opasno, jer one plitko prodiru u tkiva i apsorbiraju se u stratum corneum epitela kože. Ulazak a-emitera u tijelo predstavlja veliku opasnost, jer se stanice izravno ozračuju energijom velike snage.

B-zrake su tok čestica s negativnim nabojem (elektrona). B-zrake imaju veću moć prodora od a-zraka; njihov domet 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 elektromagnetsko zračenje. Njihova su svojstva slična X-zrakama, ali imaju kraću valnu duljinu.

Energija y-zraka jako varira. Ovisno o energiji, y-zrake se konvencionalno dijele na meke (0,1-0,2 MeV), srednje tvrde (0,2-1 MeV), tvrde (1-10 MeV) i supertvrde (preko 10 MeV).

Ova vrsta zračenja je najprodornija i najopasnija pri izlaganju vanjskom zračenju.

Neutroni su čestice koje nemaju naboj. Imaju veliku moć prodora. Pod utjecajem neutronskog zračenja elementi koji čine tkiva (kao što je fosfor i dr.) mogu postati radioaktivni.

Biološki učinak

Ionizirajuće zračenje uzrokuje složene funkcionalne i morfološke promjene u tkivima i organima. Pod njegovim utjecajem dolazi do raspadanja molekula vode koje čine tkiva i organe uz stvaranje slobodnih atoma i radikala koji imaju visoku oksidacijsku sposobnost. Produkti radiolize vode djeluju na aktivne sulfhidrilne skupine (SH) proteinskih struktura i pretvaraju ih u neaktivne - bisulfidne. Kao rezultat toga, aktivnost različitih enzimskih sustava odgovornih za sintetske procese je poremećena, a potonji su potisnuti i iskrivljeni. Ionizirajuće zračenje također djeluje izravno na proteinske i lipidne molekule, imajući denaturirajući učinak. Ionizirajuće zračenje može izazvati lokalna (opekline) i opća (radijacijska bolest) oštećenja u organizmu.

Najveća dopuštena doza

Najveća dopuštena doza (MAD) zračenja za cijelo tijelo (pri izravnom radu s izvorima ionizirajućeg zračenja) određena je na 0,05 J/kg (5 rem) tijekom jedne godine. U nekim slučajevima dopušteno je primiti dozu do 0,03 J/kg, odnosno 3 rema, unutar jednog tromjesečja (uz zadržavanje ukupne doze zračenja tijekom cijele godine na 0,05 J/kg, ili 5 rema). Ovo povećanje doze nije dopušteno za žene mlađe od 30 godina (za njih je maksimalna doza zračenja tijekom kvartala 0,013 J/kg, odnosno 1,3 rem).