Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм

При изучении действия излучения на организм были определены следующие особенности:

Высокая эффективность поглощенной энергии.
Малые количества поглощенной энергии излучения могу вызвать глубокие биологические изменения в организме.
Наличие скрытого, инкубационного, периода проявления действия ионизирующего излучения.
Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах.
Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.
Этот эффект называется кумуляцией.
Излучение действует не только на данный живой организм, но и на его потомство.
Это так называемый генетический эффект.
Разные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению.
Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.
Облучение зависит от частоты.

Энергия, излучаемая радиоактивными веществами, поглощается окружающей средой. В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биохимические процессы.
Известно, что 2/3 общего состава ткани человека составляют вода и углерод; вода под воздействием излучения расщепляется на водород Н и гидроксильную группу ОН, которые, в свою очередь,  образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный оксид НО2 и перекись водорода Н2О2. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее.
Любой вид ионизирующего излучения вызывает биологические изменения в организме, как при внешнем, так и при внутреннем облучении.
Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от суммарной дозы и времени воздействия излучения, вида излучения, размера облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма.
Основные особенности биологического действия ионизирующего излучения на организм человека:

Действие ионизирующих излучений на организм неощутимы человеком.
Видимые поражения кожного покрова, недомогания, характерные для лучевого заболевания, появляются не сразу, а спустя некоторое время.

3. Суммирование доз облучения происходит скрыто. Если в организм человека систематически будут попадать радиоактивные вещества, то со временем дозы суммируются, что неизбежно приводит к лучевым заболеваниям.
Различают две формы лучевой болезни – острую и хроническую.
Острая форма возникает в результате облучения большими дозами в короткий промежуток времени. При дозах порядка тысяч рад поражение организма может быть мгновенным (“смерть под лучом”). Острая лучевая болезнь может возникнуть и при попадании внутрь организма больших количеств радионуклидов.
Первая степень лучевой болезни (легкая) возникает при дозах 100-200 бэр, вторая (средней тяжести) – при дозах 200-300 бэр, третья (тяжелая) – при дозах 300-500 бэр и четвертая (крайне тяжелая) – при дозах более 500 бэр.
Другая форма острого лучевого поражения проявляется в виде лучевых ожогов. В зависимости от поглощенной дозы имеют место реакции I степени (при дозе выше 500 бэр), II степени (до 800 бэр),  III степени (до 1200 бэр)  и IY степени (при дозе выше 1200 бэр), проявляющиеся в разных формах: от выпадения волос, шелушения и легкой пигментации кожи (I степень ожога) до язвенно-некротических поражений и образования длительно незаживающих трофических язв (IY степень лучевого поражения).
Хронические поражения развиваются в результате систематического облучения дозами, превышающими предельно допустимые (ПДД).
Изменения в состоянии здоровья называются соматическими эффектами, если они проявляются непосредственно у облученного лица, и наследственными, если они проявляются у его потомства.
К отдаленным последствиям соматического характера относятся разнообразные биологические эффекты, среди которых наиболее существенными являются лейкемия, злокачественные новообразования, катаракта хрусталика глаз и сокращение продолжительности жизни.
Лейкемия – относительно редкое заболевание. Считается, что вероятность возникновения лейкемии составляет 1-2 случая в год на 1 млн. населения при облучении всей популяции дозой 1 бэр.
Первые случаи развития злокачественных новообразований от воздействия ионизирующих излучений описаны в начале ХХ столетия. Это были случаи рака кожи кистей рук у работников рентгеновский кабинетов.  Описаны случаи развития злокачественных новообразований у шахтеров, подвергавшихся длительному воздействию радиоактивных газов и аэрозолей, содержащихся во вдыхаемом воздухе в количествах, когда суммарная доза воздействия на бронхи достигала 1000 рад.
Развитие катаракт наблюдалось у лиц, переживших атомные бомбардировки в Хиросиме и Нагасаки, у физиков, работавших на циклотронах, у больных, глаза которых подвергались облучению с лечебной целью. Одномоментальная катарактогенная доза ионизирующей радиации, по мнению большинства исследователей, составляет около 200 бэр. Скрытый период до появления первых признаков развития поражения обычно составляет от 2 до 7 лет.
Сокращение продолжительности жизни в результате воздействия ионизирующей радиации на организм обнаружено в экспериментах на животных (предполагают, что это явление обусловлено ускорением процессов старения и увеличения восприимчивости к инфекциям). Продолжительность жизни животных, облученных дозами, близкими к летальным, сокращается на 25-30% по сравнению с контрольной группой.  При меньших дозах срок жизни животных уменьшается на 2-4% на каждые 100 рад.
По мнению большинства радиобиологов, сокращение продолжительности жизни человека при тотальном облучении находится в пределах 1-15 дней на 1 бэр.

Памятка по индивидуальной защите
Пребывание человека в зоне радиоактивного загрязнения сопряжено с риском облучения в повышенных дозах. Опасность представляет внешнее и внутреннее облучение.
Внешнее облучение обусловлено радионуклидами, находящимися в окружающей среде (радиоактивное загрязнение территории, оборудования, радиоизотопные источники и т.п.). Представляют опасность бета- и гамма-излучения.
Защита от внешнего гамма-излучения осуществляется с помощью экранов, кабин, щитов и т.п., изготовленных из свинца, бетона или других материалов с большим содержанием тяжелых элементов. Применение СИЗ для защиты от гамма-излучения нецелесообразно, поскольку при малом коэффициенте защиты (не более 2) они имеют массу более 30 кг, значительно затрудняют движение человека, что в итоге приводит к дополнительному облучению за счет увеличения времени, необходимого для проведения работ в зоне высоких уровней гамма-излучения.
Защита от внешнего бета-излучения может осуществляться с помощью СИЗ, изготовленных из материалов, состоящих из легких элементов (например, полимерных материалов) с массовой поверхностной плотностью 0,3-0,5 г/см3. Критическими органами являются хрусталик глаза и кожные покровы.
Внутреннее облучение обусловлено радионуклидами, попавшими в организм человека. Наиболее опасными путями поступления радионуклидов в организм человека являются вдыхание радиоактивных газов и аэрозолей, загрязнение кожных покровов, употребление пищи и воды с содержанием радионуклидов свыше допустимых величин, попадание радиоактивных веществ в рот при курении.
Для предотвращения поступления радионуклидов в организм человека и снижения внешнего облучения при пребывании на загрязненной территории необходимо:

постоянно применять соответствующие средства индивидуальной защиты;
курить, принимать пищу, пить воду только в специально отведенных местах, предварительно вымыв руки, лицо и прополоскав рот;
при выходе из зоны радиоактивного загрязнения пройти санитарную обработку, продезактивировав СИЗ самостоятельно или сдав их на дезактивацию в спецпрачечную.

Планируемое повышенное облучение персонала во время аварии выше установленных дозовых пределов может быть разрешено только тогда, когда нет возможности принять меры, исключающие их превышение, и может быть оправдано лишь спасением людей, предотвращением развития аварии и облучения большого числа людей.