Радиацията и човекът

Автор: Даниел Н. Стоянов ПГ по електротехника и електроника, Пловдив

Радиацията и човекът

• Въздействие на радиацията върху човека;• Приложения на йонизиращите лъчения в

медицината, енергетиката, индустрията и селското стопанство;

• Защита от радиацията.

Радиоактивност Устойчивостта на атома зависи от броя на протоните и

неутроните в ядрото му. Химични елементи с атомен номер по-голям от 83 са

неустойчиви и претърпяват радиоактивен разпад. Радионуклидите се характеризират с: активност, период на

полуразпадане, вид на радиоактивното разпадане, вид на изпусканите лъчения и енергия на лъченията.

Радионуклидите биват:-Стабилни;-природни (делят се на такива, които образуват семейства,

нуклиди и космогенни радионуклиди);-изкуствени (антропогенни).

Йонизация на атомаЙонизация на атома – процес, при

който частицата (α, β, неутрон, протон) избива електрон от електронната обвивка на атома и се получава положителен йон.

е-е-

p+p+

Атом на хелий.

Естествен радиационен фон

Има три основни източника на облъчване на хората с йонизиращи лъчения:

-Външно облъчване:- Вторично космично лъчение;- Естествените радионуклиди, намиращи се в

повърхностните земни слоеве и строителните материали.

-Вътрешно облъчване:- Естествените радионуклиди, които се съдържат във

въздуха, водите, храните и човешкото тяло.

Въздействие на йонизиращите частици върху биологичната

тъкан

Химичното действие на радикалите може да се прояви във всички нива на биологичната организация:-разкъсване на ДНК;-угнетяване на синтеза на белтъците;-инактивация на ферменти;-аберации на хромозомите;-увреждане на ядрото и клетъчната мембрана.

При по-високи дози:-морфологични промени – увреждане на клетки, органи, системи и на целия организъм.

Етапи на въздействие на йонизиращите лъчения върху

биологичните обекти

1. Физични въздействия:10 -15 s – Предаване на енергия10 -12 s – Йонизация/възбуждане

2. Физико-химичкни въздействия10 -9 s – Формиране на свободни радикали10 -6 s – Химични реакции10 -3 s – Увреждане на ДНК

3. Биологични реакции10 0 (1s) – Репарация, фиксиране на уврежданията;1h – Клетъчна смърт1d – Мутации, аберации, пролиферация;

4. Медицински ефекти1а – Възстановяване, тератогенеза;10 9 – Рак100а – Генетични ефекти

Дози и коефиценти Погълната доза в тъкан или орган (D); Средна доза; Единица за погълната доза по система СИ: Грей [Gy].

1Gy = 1J/kg; Мощност на погълнатата доза: Gy/s; Еквивалентна доза (H) H = D. WR ; Радиационен тегловен фактор (WR); Единица за еквивалентна доза по система СИ: сиверт [Sv]; Ефективна доза (Е) E = WТ.H Тъканен тегловен фактор (WТ);

Здравни ефекти от облъчването на човека

При нормален естествен радиационен фон, човек се облъчва с 0,2 Gy за целия си живот, което влиза в категорията „малки или ниски дози“. Има още две групи:

-големи дози (остър радиационен синдром) – над 1,0 – 1,5 Gy-средни дози – стойности между малките и големите дози

Съществуват две групи здрави ефекти, дължащи се на йонизиращите лъчения:

-Детерминирани ефекти -Стохастични ефекти - Соматични - Генетични (наследявани)

Прагове на дозата(след които настъпват някои детерминирани ефекти)

Лъчев хепатит.

Катаракта. Отляво – нормална леща, отдясно – леща с катаракта.

Еритема на кожата.

Космично лъчение

Първично космично лъчение – Идва от Галактиката и от Слънцето и попада в атмосферата на земята. Съдържа високоенергични протони, около 10% алфа-частици и 2% тежки ядра, електрони, фотони и неутрони.

Обикновено не оказва влияние върху облъчването на повърхността на земята.

Вторично космично лъчение – Получава се при взаимодействие на първичното лъчение с атмосферата.

Радиационен гама-фон – определя се от естествените радионуклиди, съдържащи се в повърхностните земни слоеве и в строителните материали.

Йонизиращите лъчения в медицината

- рентгенова диагностика – рентгенова снимка, получена чрез използването на X-лъчи;

- нуклеарна медицина - използва за диагностична и лечебна дейност открити радиоактивни източници;

- лъчелъчение – един от трите основни лечебни метода в онкологията, прилаган самостоятелно или в комбинация с хирургията и химиотерапията.

Рентгенова диагностика

Първата рентгенова снимка (ръката на

приятел на В. Рентген)

Вид рентгенографско излседване

Средна ефективна доза

Бял дроб 0,87 mSvТаз 6,83 mSvЛумбални прешлени 10,86 mSvЛумбални прешлени 20,29 mSvЧереп 3,24 mSvЧереп (Lat) 4,61 mSvМлечна жлеза 11,4 mSv

Обобщени статистически данни от националното проучване за дозите при някои рентгенографски изследвания.

Нуклеарна медицинаНуклеарната медицина е една от най-бързоразвиващите се

благодарение на бързия прогрес на апаратурата, с която се извършва.

Един от най-модерните позитронно-емисионни компютърни томографи в Европа - УМБАЛ „Света Марина” - Варна.

Лъчелъчение

- радиакално лъчелечение – Чрез аплициране на точно определена доза, в точно определен туморен обем, се постига пълно премахване на тумора и се осигурява туморен контрол и дългогодишна преживяемост;

- палиативно лъчелечение – цели да осъществи ефективна превенция на симптомите, причинени от тумора (болка, нарушена проходимост, целостност на скелета и функация на органите).

Професионално облъчване

Професии, свързани с облъчване от естествени източници:

-гражданска авиация;-добив и преработка на уран;-добив на каменни въглища;-петролна и газова промишленост;-обработка на различни естествени материали и торове.

ДозиметриИзползват се за определяне на професионалното облъчване.

Микропроцесорни дозиметри ДКГ-РМ1203М

Дозиметър за радиация 18-2434

Защита от радиацията

- Радиционна защита; - Международна комисия за радиационна защита – МКРЗ;- Граници на дозите – годишна ефективна доза – 1mSv;- Принципът ALARA – “as low as reasonably achievable”.

- Не се допуска никакво лъчение, без да е налице полза;- Нивата на облъчване трябва да се поддържат разумно

най-ниски;- Индивидуалната доза не трябва да надвишава

рекламентираните максимално допустими граници.

Използвани източници

- doctorbg.com;- bgastronomy.com;- pomagalo.com .

- Василев Г., С. Ушев - „Радиация, жизнена среда, човек, ядрена енеретика“;

- БУЛATOM – Български атомен форум.