Влияние излучений на человека польза
Природа радиации.
Это только человек открыл и познакомился с радиацией в конце XIX века, а по сути, радиоактивный фон на планете существует с самого ее создания. Еще в 1898 году Пьер и Мария Кюри установили при исследовании урана, что такой элемент превращается в совсем другие химические элементы.
Учеными было установлено, что все атомы состоят из различного сочетания одних и тех же невидимых элементов:
- электроны – отрицательно заряженные частицы;
- протоны – положительно заряженные частицы;
- нейтроны – частицы без электрического заряда
Атом находится в уравновешенном электрическом состоянии при одинаковом количестве электронов и протонов. Как только объем этих частиц не совпадает, то из атомов образуются изотопы, стабильность которых зависима от количества нейтральных нейтронов.
Ядра изотопов химических элементов, так называемые нуклиды, имеют нестабильное состояние, и все время преобразуются в прочие нуклиды. Регулярные превращения нуклидов в виде самопроизвольного распада протекают с разными излучениями:
- альфа-излучение – испускание ядрами двух протонов и двух нейтронов, то есть излучение положительно заряженных альфа-частиц;
- бета-излучение – испускание электрона, то есть излучение отрицательно заряженных бета-частиц;
- гамма-излучение – испускание незаряженных частиц гамма-квантов.
Альфа- и бета-частицы с гамма-квантами составляют радиоактивное излучение. Такие частицы характеризуются своими особенностями, выраженными различной массой, энергией заряда, величиной радиоактивности и разным воздействием на человеческий организм.
Самопроизвольный распад нестабильного нуклида получил название радиоактивного распада, а нуклид называют радионуклидом. Распространение радионуклидов способствует радиоактивному заражению всей окружающей среды, а именно воздушного пространства, почвенного покрова и воды.
Для мониторинга радиоактивного фона окружающей среды людей необходимо постоянно контролировать уровень радиации и принимать меры по полной или частичной нейтрализации излучения.
Источники радиации
Человек в незначительной степени сам считается источником радиации и имеет свое естественное радиоактивное поле. В его мягких тканях, мышцах и костях содержится совсем небольшое количество радиоактивных веществ.
Источники радиации имеют естественное, природное и искусственное происхождение.
К природным источникам облучения относятся:
- радиоактивные вещества, расположенные в недрах земной коры;
- излучение из космического пространства;
- каменный уголь в печи;
- многочисленные терриконы.
К искусственным источникам облучения относятся:
- атомные реакторы АЭС, атомных подводных лодок и исследовательских лабораторий;
- склады радиоактивных веществ;
- захоронения атомных отходов;
- ядерные боеприпасы;
- рентгеновские лучи в медицине.
Значительную дозу облучения люди получают от природных источников, если, конечно, не идет речь о техногенной аварии или ядерной катастрофе. Большинство таких источников избежать невозможно, но можно уменьшить их негативное влияние.
Люди подвержены двум основным типам облучения: внутреннему и внешнему. Влияние радиации на организм человека сильно различается и зависит от воздействия окружающей среды, места проживания и путей проникновения радиации в организм человека.
Внешние источники облучения
К внешним источникам радиоактивного излучения относятся:
- лучи, поступающие из космического пространства;
- радиоактивные химические элементы и продукты их распада в ходе применения ядерного оружия, техногенных аварий на реакторах АЭС, подводных лодках и в лабораториях;
- радиоактивные вещества, которые находятся в недрах земной коры.
Доза облучения человека формируется из рентгеновских альфа-лучей, гамма-лучей и бета-частиц с выделением большой энергии.
Внутренние источники облучения.
К внутренним источникам радиоактивного излучения относятся:
- продукты питания и вода, поступающие в организм;
- царапины, порезы и другие повреждения на поверхности кожи;
- зараженный воздух.
Внутренние источники облучения являются наиболее опасными источниками, так как последствия воздействия радиации на организм человека изнутри будут наиболее тяжелыми.
При проникновении в организм радиоактивных атомов они еще соприкасаются с тканями, которые также облучаются. Длительность такого действия определяется временем нахождения зараженных атомов внутри организма человека, чем и опасна радиация для организма человека от таких источников облучения.
Радиационный эффект воздействия на организм со временем усиливается, так как радиоактивные вещества имеют свойство накапливаться именно в определенных внутренних органах. Это происходит благодаря кровеносной системе, которая посредством крови создает локальные очень высокие очаги радиации.
Дозировка облучения
Для того чтобы определить мощность облучения и степень воздействия радиации на живые организмы было придумано несколько шкал измерения.
В первую очередь измеряется мощность источника излучения в Греях и Радах. Здесь все достаточно просто. 1 Гр=100Р.
Именно так определяется уровень облучения с помощью счетчика Гейгера.
Также используется шкала Рентген. Но не стоит считать, что данные показания достоверно указывают на степень опасности для здоровья. Недостаточно знать мощность излучения. Влияние радиации на организм человека меняется также в зависимости от типа излучения. Всего их 3:
1. Альфа. Это тяжелые радиоактивные частицы – нейтроны и протоны, которые несут наибольший вред для человека. Но они обладают малой пробивной силой и не способны проникнуть даже сквозь верхние слои кожи. Но при наличии ран или взвеси частиц в воздухе,
2. Бета. Это радиоактивные электроны. Их пробивная способность – 2 см. кожи.
3. Гамма. Это фотоны. Они свободно пронизывают тело человека, и защититься возможно только с помощью свинца или толстого слоя бетона.
Радиационное воздействие происходит на молекулярном уровне. Облучение приводит к образованию в клетках тела свободных радикалов, которые начинают разрушать окружающие вещества. Но, учитывая уникальность каждого организма и неравномерную чувствительность органов к действию радиации на человека, ученым пришлось ввести понятие эквивалентной дозы.
Для определения, чем опасна радиация в той или иной дозе, мощность излучения в Радах, Рентгенах и Греях умножается на коэффициент качества.
Для Альфа-излучения он равен 20, а для Бета и Гамма – 1.
Рентгеновские лучи также имеют коэффициент 1.
Полученный результат измеряется в Бэрах и Зивертах.
При коэффициенте равном единице, 1 Бэр равен одному Раду или Рентгену, а 1 Зиверт равен одному Грею или 100 Бэрам.
Чтобы определить степень воздействия эквивалентной дозы на организм человека пришлось ввести еще один коэффициент риска. Для каждого органа он отличается, в зависимости от того как влияет радиация на отдельные ткани тела. Для организма в целом он равен единице. Благодаря этому получилось составить шкалу опасности радиации и ее влияния на человека при однократном воздействии:
-100 Зиверт. Это быстрая смерть. Через несколько часов, а в лучшем случае дней нервная система организма прекращает свою деятельность.
-10-50 – это смертельная доза, в результате которой человек умрет от многочисленных внутренних кровоизлияний спустя несколько недель мучений.
-4-5 Зиверт – -смертность составляет около 50%. Из-за поражения костного мозга и нарушения процесса кроветворения организм погибает спустя пару месяцев или меньше.
-1 Зиверт. Именно с этой дозы начинается лучевая болезнь.
-0,75 Зиверта. Кратковременные изменения в составе крови.
-0,5 – эта доза считается достаточной, чтобы стать причиной развития онкозаболеваний. Но других симптомов обычно не бывает.
-0,3 Зиверта. Это мощность аппарата при получении рентгеновского снимка желудка.
-0,2 Зиверта. Это безопасный уровень излучения, допустимого при работе с радиоактивными материалами.
-0,1 – при данном радиационном фоне добывается уран.
-0,05 Зиверта. Норма фонового облучения медицинской аппаратурой.
-0,005 Зиверта. Допустимый уровень радиации возле АЭС. Также это годовая норма облучения для гражданского населения.
Что влияет на последствия облучения.
Влияние радиации на живые организмы сильно различается от мощности и типа излучения: альфа, бета или Гамма. В зависимости от этого одна и та же доза радиации может оказаться практически безопасной или привести к скоропостижной смерти. Также важно понимать, что воздействие радиации на организм человека редко бывает одновременным. Получить дозу в 0.5 Зиверта за один раз – это опасно, а 5-6 – смертельно. Но сделав несколько рентгеновских снимков по 0,3 Зиверта в течение определенного времени, человек дает возможность организму очиститься. Поэтому негативные последствия радиационного облучения просто не проявляются, так как при суммарной дозе в несколько Зиверт, единовременно на тело будет действовать лишь малая часть облучения. Кроме того, различные последствия действия радиации на человека сильно зависят от индивидуальных особенностей организма. Здоровое тело дольше сопротивляется разрушительному действию облучения. Но лучше всего для обеспечения безопасности радиации для человека, как можно меньше контактировать с излучением для минимизации ущерба.
Впервые ультрафиолетовое излучение было описано в 18-м веке индийским философом Шри Маквачаром. Однако научное обоснование — заслуга немецкого физика Иоганна Вильгельма Риттера. УФ-лучи могут как принести пользу организму человека, так и оказать вредное влияние.
Всё живое на нашей планете не может существовать без воздуха, воды и солнечных лучей. Яркое и тёплое солнце приносит радость и является источником витамина D. Но вместе с этим на организм оказывает влияние ультрафиолетовое излучение, которое по-разному может отзываться на здоровье. Каково истинное влияние ультрафиолета на человеческий иммунитет и где оно применяется в качестве оздоровления, об этом далее.
История открытия УФ-лучей
Первым, кто указал в своих работах о существовании ультрафиолетовых лучей, стал индийский философ Шри Маквачар, живущий в XIII веке. Он описал в книге Анувьякхьяна необычную местность Бхутакаша, где атмосфера с фиолетовыми лучами, невидимыми глазу.
Научное доказательство существования УФ-лучей приходится на 1801 год. Автором открытия стал немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер. Учёный обнаружил, что хлорид серебра быстрее разлагается под воздействием невидимых лучей за границей фиолетового спектра. Сам физик и другие учёные пришли к выводу, что свет делится на три компонента:
- окислительный (тепловой, инфракрасный);
- осветительный (видимый);
- восстановительный (ультрафиолетовый).
Исследования при помощи ультрафиолетовых лучей
Ультрафиолетовое излучение назвали актиническим. По мнению учёных, влияние УФ-лучей является непрерывным. Этот фактор сыграл ключевую роль в эволюционных процессах земной жизни. Появился абиогенный синтез органических соединений, что обеспечило разнообразие форм жизни.
Все живые организмы приспособились в эволюционном процессе использовать все 3 компонента света. Осветительный компонент применяется для фотосинтеза, а окислительный для тепла. Восстановительный компонент используется организмами для фотохимического синтеза витамина D. Эта группа биологических веществ главным образом влияет на обменные процессы фосфора и кальция в организме всего живого на Земле.
Оконное стекло практически не пропускает УФ-излучение. Свойства волн поглощает оксид железа, который находится в структуре стекла.
Подтипы УФ
Спектр ультрафиолетового излучения поделён на подтипы (подгруппы). Каждый из них оказывает разное влияние на органические клетки. Согласно стандарту ISO «Определение солнечного излучения (ISO-DIS-21348)», подтипы УФ-излучения делятся на 9 категорий.
Категории УФ-излучений по определению ISO-DIS-21348
Две последние категории на 90-95% поглощаются кислородом, озоном, водяным паром и углекислым газом. А вот ультрафиолет UVA совсем плохо поглощается, и его радиация в солнечных лучах достигает поверхности Земли.
Влияние на здоровье человека
Действие каждого УФ-луча на организм человека влечёт различные последствия. Чем меньше длина волны, тем она глубже проникает в тело живого существа через кожный покров. Таким образом можно определить степень влияния ультрафиолета на здоровье человека. Зная о положительном влиянии излучения, его используют в медицинских целях. Помимо болеутоляющего, успокаивающего, антирахитического и антиспастического влияния, в организме происходит:
- формирование витамина группы D, который необходим для укрепления костной ткани;
- успокаиваются нервные окончания;
- повышается обмен веществ;
- расширяются сосуды и улучшается циркуляция крови;
- организм вырабатывает эндорфины — гормоны счастья;
- вырабатываются антитела, противостоящие инфекциям;
- ускоряется регенерация (восстановление) тканей.
Женщина загорает, защитив глаза очками
Длительное влияние УФ-излучения на организм может вызвать эритему (ожог). При сильном поражении возможно появление волдыря или схождение эпителия (шелушение кожи). Но страшнее всего, это патологические изменения в организме, например, рак кожи. Наиболее частые симптомы передозировки УФ-излучением выглядят так:
- мигрени (головные боли);
- высокая температура тела;
- утомляемость и апатичность;
- частичная потеря памяти;
- выраженная аритмия;
- тошнота и отсутствие аппетита.
Ультрафиолетовая радиация имеет накопительный эффект. Она может долго скапливаться в организме, впоследствии вызывая серьёзные хронические заболевания.
Некоторые животные способны видеть УФ-излучение. Например, голубь ориентируется в полете по солнцу даже в пасмурную погоду.
Сферы применения УФ-излучения
Искусственные источники УФ-излучения нашли широкое применение в медицине, косметологии, сельском хозяйстве и на предприятиях со стерильной чистотой. Генерировать ультрафиолет возможно с помощью:
- нагрева (лампы накаливания);
- газа (газовые лампы);
- паров металла (ртутные лампы).
Промышленный светильник ультрафиолетового излучения
Мощность оборудования может варьироваться от нескольких ватт до нескольких кВт. Мощное оборудование устанавливается стационарно. В зависимости от категорий лучей можно регулировать биологические и химические процессы, обеспечивать объекты бактерицидным эффектом и освещать органические объекты люминесценцией.
Всем спасибо!
Ставьте лайки, если статья вам понравилась, подписывайтесь на канал, у нас еще много удивительных фактов. Задавайте вопросы в комментариях и делитесь статьей в соц. сетях.
Что такое радиация?
Это энергия. Ядро атома состоит из нейтронов и протонов. Их баланс в некоторых химических элементах может быть нарушен, поэтому они могут быть нестабильны. Такие ядра имеют лишнюю энергию, от которой стремятся избавиться.
Виды радиоактивных излучений:
– Альфа-частицы, когда из ядра вылетают тяжёлые ядра гелия, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, так происходит альфа распад. Эти частицы чрезвычайно опасны для любого живого организма при попадании внутрь и практически безвредны снаружи. Останавливаются листом бумаги при пробеге в воздухе всего 8-10 сантиметров, в зависимости от силы энергий.
– В ядре происходят процессы превращения нейтрона в протон и наоборот, в результате из ядра вылетают бета-частицы, электроны или антиэлектроны. Остановить бету способен металл. Эти частицы так же способны нанести серьезный вред живому организму как снаружи (бета ожоги) так и если препарат попадёт внутрь организма (вдохнув или проглотив)
– Практически любой распад происходит с испусканием электромагнитной энергии (гамма радиация) в виде фотонов, этот вид излучения пронизывает живой организм полностью, изменяя структуру ДНК клеток. Останавливается только бетоном. В случае с небольшими дозами (снимок в рентген кабинете), пострадавшие клетки со временем восстанавливаются. В случае сильного облучения, клетки умирают или начинают делиться бесконтрольно (Рак) с возникновением лучевой болезни и ожогов.
Знак радиационной опасности в Чернобыльской зоне отчуждения
В Чернобыльской зоне присутствуют все три, описанных мною выше вида излучений. Во время аварии и в первые дни после, в атмосферу было выброшено огромное количество радионуклидов: Плутоний, Стронций, Цезий, Радиойод и прочие. Некоторые элементы имеют период полураспада в 28 лет, а некоторые в несколько десяткой тысяч лет.
ПОСЛЕДСТВИЯ ДЕЙСТВИЯ РАДИАЦИИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
В теле человека постоянно происходят процессы гибели и восстановления клеток. При условии естественного радиационного фона (мощности дозы), радиоактивные частицы повреждают около восьми тысяч соединений клеток в час, которые затем восстанавливаются.
Учёные и биологи считают что малые дозы радиации стимулируют систему биозащиты организма, как влияют средние дозы — не изучены, большие — разрушают и убивают организм. Получить первые признаки лучевой болезни можно уже при облучении в 50 рентген за короткое время. Для сравнения при обычном сеансе флюорографии, человек в среднем (в зависимости от аппарата) получает 25 миллирентген, это 0,025 Рентген. При компьютерной томографии в среднем 200 миллирентген, это 0,2 Рентгена.
Для того чтобы знать радиационную обстановку нужно пользоваться дозиметром-радиометром. Вкуса или запаха радиация не имеет, привкус металла появляется в случаях когда мощность дозы превышает уровень в 600 рентген в час. Естественным радиационным гамма фоном считается уровень в 0-30 микро рентген в час .
При повышенных дозах, радиация в первую очередь действует на кроветворную систему, именно поэтому у некоторых ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС были зафиксированы случаи лейкозов. Годовая доза человека при жизни в нормальных условиях не должна превышать 100 миллирентген в год.
При повышенном облучении повреждаются атомы клеток. Эта энергия, которую получает человек, трансформирует клетки, разрушает ДНК, приводит к генетическим изменениям клеток. Из-за того что ДНК повреждаются, клетки человека не могут адекватно делиться. При получении высокой дозы радиации клетки не успевают регенерироваться и возможен отказ органов. Более восприимчивы к радиации ткани в которых происходит больше всего деление клеток:
Костный мозг
Кишечник
Легкие
Желудок
Половые органы
Есть только один способ обезопасить себя и убедится что превышение санитарных норм радиации нет – использовать дозиметр. Самое неприятное в том что повышенную радиацию невозможно почувствовать, а последствия облучения могут появиться через год, скажем пребывания в помещении повышенной радиации. В современном мире существует множество предметов прошлого (часы, объективы камер, украшения, дефектоскопы, ритэги и прочее), эти предметы могут находиться у вас дома, а вы и не подозревать об их опасности.