51. Ionisierende Strahlung. Arten ionisierende Strahlung, Hauptmerkmale.

KI werden in 2 Typen unterteilt:

Korpuskulare Strahlung

- 𝛼-Strahlung ist ein Strom von Heliumkernen, der von einer Substanz beim radioaktiven Zerfall oder bei Kernreaktionen emittiert wird;

- 𝛽-Strahlung - ein Strom von Elektronen oder Positronen, der durch radioaktiven Zerfall entsteht;

Neutronenstrahlung (Bei elastischen Wechselwirkungen tritt die übliche Ionisierung von Materie auf. Bei inelastischen Wechselwirkungen tritt Sekundärstrahlung auf, die sowohl aus geladenen Teilchen als auch aus Quanten bestehen kann).

2. Elektromagnetische Strahlung

- 𝛾-Strahlung ist elektromagnetische (Photonen-)Strahlung, die bei Kernumwandlungen oder Wechselwirkungen von Teilchen emittiert wird;

Röntgenstrahlung - tritt in der Umgebung der Strahlungsquelle in Röntgenröhren auf.

KI-Eigenschaften: Energie (MeV); Geschwindigkeit (km/s); Laufleistung (in Luft, in lebendem Gewebe); Ionisierungskapazität (Ionenpaar pro 1 cm Weg in Luft).

Die niedrigste Ionisierungsfähigkeit von α-Strahlung.

Geladene Teilchen führen zu einer direkten, starken Ionisierung.

Die Aktivität (A) eines radioaktiven Stoffes ist die Anzahl der spontanen Kernumwandlungen (dN) in diesem Stoff in kurzer Zeit (dt):

1 Bq (Becquerel) entspricht einer Kernumwandlung pro Sekunde.

52. Ionisierende Strahlung. Dosen ionisierender Strahlung und Maßeinheiten.

Ionisierende Strahlung (IR) ist Strahlung, deren Wechselwirkung mit dem Medium zur Bildung von Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen führt. Ionisierende Strahlung tritt beim radioaktiven Zerfall, bei Kernumwandlungen sowie bei der Wechselwirkung geladener Teilchen, Neutronen, Photonen (elektromagnetischer) Strahlung mit Materie auf.

Strahlendosis ist der Wert, der zur Beurteilung der Exposition gegenüber ionisierender Strahlung verwendet wird.

Belichtungsdosis(charakterisiert die Strahlungsquelle durch den Ionisationseffekt):

Expositionsdosis am Arbeitsplatz bei Arbeiten mit radioaktiven Stoffen:

wobei A die Aktivität der Quelle [mCi], K die Gammakonstante des Isotops [Rcm2/(hmCi)], t die Expositionszeit, r die Entfernung der Quelle zum Arbeitsplatz [cm] ist.

Dosisleistung(Bestrahlungsintensität) - das Inkrement der entsprechenden Dosis unter dem Einfluss dieser Strahlung pro Einheit. Zeit.

Expositionsdosisleistung [rh -1 ].

Absorbierte Dosis zeigt an, wie viel KI-Energie von der Einheit absorbiert wird. Massen der bestrahlten In-va:

D-Absorption = D erw. K1

wo K 1 - Koeffizient unter Berücksichtigung der Art der bestrahlten Substanz

Absorption Dosis, Gray, [J/kg]=1Gy

Dosisäquivalent gekennzeichnet durch chronische Exposition gegenüber Strahlung beliebiger Zusammensetzung

H = D Q [Sv] 1 Sv = 100 rem.

Q ist ein dimensionsloser Gewichtungsfaktor für eine bestimmte Strahlungsart. Für Röntgen- und -Strahlung ist Q=1, für Alpha-, Beta-Teilchen und Neutronen Q=20.

Effektive Äquivalentdosis Zeichenempfindlichkeit dekomp. Organe und Gewebe durch Strahlung.

Bestrahlung unbelebter Objekte - Absorbieren. Dosis

Bestrahlung lebender Objekte - Äquiv. Dosis

53. Die Wirkung ionisierender Strahlung(KI) auf dem Körper. Externe und interne Exposition.

Die biologische Wirkung von AI basiert auf der Ionisierung von lebendem Gewebe, was zum Aufbrechen molekularer Bindungen und einer Veränderung der chemischen Struktur verschiedener Verbindungen führt, was zu einer Veränderung der DNA von Zellen und ihrem anschließenden Tod führt.

Eine Verletzung der lebenswichtigen Prozesse des Körpers äußert sich in solchen Störungen wie

Hemmung der Funktionen der blutbildenden Organe,

Verletzung der normalen Blutgerinnung und erhöhte Zerbrechlichkeit der Blutgefäße,

Störung des Magen-Darm-Traktes,

Verringerte Resistenz gegen Infektionen

Erschöpfung des Körpers.

Äußere Exposition tritt auf, wenn sich die Strahlungsquelle außerhalb des menschlichen Körpers befindet und es keine Möglichkeit gibt, in das Innere einzudringen.

Interne Exposition Ursprung wenn die Quelle der KI in einer Person liegt; während die interne Die Bestrahlung ist auch aufgrund der Nähe der IR-Quelle zu Organen und Geweben gefährlich.

Schwelleneffekte (Í > 0,1 Sv/Jahr) abhängig von der IR-Dosis, treten bei lebenslanger Expositionsdosis auf

Strahlenkrankheit ist eine Krankheit, die durch Symptome gekennzeichnet ist, die bei Exposition gegenüber AI auftreten, wie z. B. eine Abnahme der hämatopoetischen Fähigkeit, Magen-Darm-Störungen und eine Abnahme der Immunität.

Der Grad der Strahlenkrankheit hängt von der Strahlendosis ab. Am schwersten ist der 4. Grad, der bei einer AI-Exposition mit einer Dosis von mehr als 10 Gray auftritt. Chronische Strahlenschäden werden normalerweise durch innere Exposition verursacht.

Wirkungen ohne Schwellenwert (stochastische) treten bei H.-Dosen auf<0,1 Зв/год, вероятность возникновения которых не зависит от дозы излучения.

Stochastische Effekte umfassen:

Somatische Veränderungen

Immunveränderungen

genetische Veränderungen

Das Prinzip der Rationierung – d.h. Nichtüberschreitung zulässiger Grenzen individuell. Strahlendosen aus allen KI-Quellen.

Begründungsprinzip – d.h. Verbot aller Arten von Aktivitäten zur Nutzung von KI-Quellen, bei denen der Nutzen für eine Person und die Gesellschaft das Risiko eines möglichen Schadens, der zusätzlich zur natürlichen Strahlung verursacht wird, nicht übersteigt. Tatsache.

Optimierungsprinzip - Wartung auf dem geringstmöglichen und erreichbaren Niveau unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit. und sozial individuelle Faktoren. Expositionsdosen und die Anzahl exponierter Personen bei Verwendung einer AI-Quelle.

SanPiN 2.6.1.2523-09 „Strahlenschutznormen“.

In Übereinstimmung mit diesem Dokument, 3 gr. Personen:

gr.A - das sind sicher Gesichter. Arbeiten mit künstlichen KI-Quellen

GR .B - das sind Personen, Bedingungen für die Arbeit der Katze nah-Xia im unmittelbaren. Brise aus der KI-Quelle, aber deyat. diese Personen sofort. ist nicht mit der Quelle verbunden.

GR .BEI ist der Rest der Bevölkerung inkl. Personen gr. A und B außerhalb ihrer Produktionstätigkeiten.

Die Hauptdosisgrenze ist eingestellt. nach effektiver Dosis:

Für Personen Gr.A: 20mSv pro Jahr am Mi. für die nächsten 5 Jahre, aber nicht mehr als 50 mSv Im Jahr.

Für Personengruppe B: 1mSv pro Jahr am Mi. für die nächsten 5 Jahre, aber nicht mehr als 5 mSv Im Jahr.

Für Personengruppe B: sollte ¼ der Werte für Personalgruppe A nicht überschreiten.

Bei einem durch einen Strahlenunfall verursachten Notfall gibt es einen sog. Spitze erhöhte Exposition, Kat. ist nur in den Fällen zulässig, in denen keine Maßnahmen ergriffen werden können, die eine Schädigung des Körpers ausschließen.

Die Verwendung solcher Dosen kann sein nur durch Lebensrettung und Unfallverhütung gerechtfertigt, zusätzlich nur für Männer über 30 Jahre mit freiwilliger schriftlicher Vereinbarung.

AI-Schutz m/s:

Mengenschutz

zeitlicher Schutz

Distanzschutz

Zonierung

Fernbedienung

Abschirmung

Zum Schutz vorγ -Strahlung: metallisch Siebe mit großem Atomgewicht (W, Fe) sowie aus Beton, Gusseisen.

Zum Schutz vor β-Strahlung: Es werden Materialien mit niedriger Atommasse (Aluminium, Plexiglas) verwendet.

Zum Schutz vor α-Strahlung: H2-haltige Metalle verwenden (Wasser, Paraffin etc.)

Siebdicke К=Ро/Рdop, Ро – Leistung. Dosis, gemessen pro rad. Platz; Rdop - maximal zulässige Dosis.

Zonierung - Aufteilung des Territoriums in 3 Zonen: 1) Unterschlupf; 2) Objekte und Räumlichkeiten, in denen Menschen finden können; 3) Zonenposten. Aufenthalt von Menschen.

Dosimetrische Kontrolle basierend auf isp-ii-trace. Methoden: 1. Ionisation 2. Phonographisch 3. Chemisch 4. Kalorimetrisch 5. Szintillation.

Grundgeräte , verwendet für Dosimetrie. Kontrolle:

Röntgenmessgerät (zum Messen starker exp. Dosen)

Radiometer (zur Messung der AI-Flussdichte)

Individuell. Dosimeter (zur Messung der Exposition oder Energiedosis).

Ionisierende Strahlung ist elektromagnetische Strahlung, die beim radioaktiven Zerfall, Kernumwandlungen, Abbremsen geladener Teilchen in Materie entsteht und bei Wechselwirkung mit der Umgebung Ionen verschiedener Vorzeichen bildet.

Wechselwirkung mit Materie geladener Teilchen, Gammastrahlen und Röntgenstrahlen. Korpuskulare Teilchen nuklearen Ursprungs (-Teilchen, Teilchen, Neutronen, Protonen usw.) sowie Photonenstrahlung (-Quanten und Röntgen- und Bremsstrahlung) haben eine erhebliche kinetische Energie. Bei der Wechselwirkung mit Materie verlieren sie diese Energie hauptsächlich durch elastische Wechselwirkungen mit Atomkernen oder Elektronen (wie dies bei der Wechselwirkung von Billardkugeln der Fall ist) und geben ihnen ihre gesamte oder einen Teil ihrer Energie, um Atome anzuregen (d.h. Übertragung eines Elektrons von einem näher an einer weiter vom Kern entfernten Umlaufbahn) sowie die Ionisation von Atomen oder Molekülen des Mediums (d. h. die Trennung eines oder mehrerer Elektronen von Atomen)

Elastische Wechselwirkung ist charakteristisch für neutrale Teilchen (Tronen) und Photonen, die keine Ladung haben. In diesem Fall kann das mit Atomen wechselwirkende Neutron gemäß den Gesetzen der klassischen Mechanik einen Teil der Energie übertragen, der proportional zu den Massen der kollidierenden Teilchen ist. Handelt es sich um ein schweres Atom, wird nur ein Teil der Energie übertragen. Wenn es sich um ein Wasserstoffatom mit der Masse eines Neutrons handelt, wird die gesamte Energie übertragen. Dabei wird das Neutron auf thermische Energien in der Größenordnung von Bruchteilen eines elektrischen Volts abgebremst und tritt dann in Kernreaktionen ein. Beim Auftreffen auf ein Atom kann ein Neutron so viel Energie auf dieses übertragen, dass der Atomkern aus der Elektronenhülle „herausspringt“. In diesem Fall wird ein geladenes Teilchen gebildet, das eine beträchtliche Geschwindigkeit hat, die in der Lage ist, das Medium zu ionisieren.

Ebenso die Wechselwirkung mit Materie und Photon. Es ist nicht in der Lage, das Medium selbst zu ionisieren, sondern schlägt Elektronen aus dem Atom heraus, die die Ionisierung des Mediums bewirken. Neutronen- und Photonenstrahlung sind indirekt ionisierende Strahlung.

Geladene Teilchen (- und -Teilchen), Protonen und andere können durch Wechselwirkung mit dem elektrischen Feld des Atoms und dem elektrischen Feld des Kerns das Medium ionisieren. In diesem Fall werden die geladenen Teilchen langsamer und weichen von ihrer Bewegungsrichtung ab, während sie Bremsstrahlung emittieren, eine der Arten von Photonenstrahlung.

Geladene Teilchen können aufgrund inelastischer Wechselwirkungen eine Energiemenge auf die Atome des Mediums übertragen, die für eine Ionisation nicht ausreicht. Dabei entstehen angeregte Atome, die diese Energie auf andere Atome übertragen, entweder Quanten charakteristischer Strahlung emittieren oder durch Kollision mit anderen angeregten Atomen Energie gewinnen können, die ausreicht, um die Atome zu ionisieren.

Wenn Strahlung mit Stoffen wechselwirkt, treten in der Regel alle drei Arten von Folgen dieser Wechselwirkung auf: elastischer Stoß, Anregung und Ionisation. Am Beispiel der Wechselwirkung von Elektronen mit Materie in Tabelle. 3.15 zeigt den relativen Anteil und die Energie, die sie für verschiedene Wechselwirkungsprozesse verlieren.

Tabelle 3.15

Relativer Energieanteil, der von Elektronen durch verschiedene Wechselwirkungsprozesse verloren geht, %

Der Ionisationsprozess ist der wichtigste Effekt, auf dem fast alle Methoden der Dosimetrie nuklearer Strahlung aufbauen, insbesondere indirekt ionisierender Strahlung.

Bei der Ionisierung werden zwei geladene Teilchen gebildet: ein positives Ion (oder ein Atom, das ein Elektron aus seiner äußeren Hülle verloren hat) und ein freies Elektron. Bei jedem Wechselwirkungsakt können ein oder mehrere Elektronen abgerissen werden.

Die wahre Ionisationsarbeit eines Atoms beträgt 10 ... 17 eV, d.h. wie viel Energie benötigt wird, um ein Elektron von einem Atom abzulösen. Es wurde experimentell festgestellt, dass die zur Bildung eines Ionenpaares in Luft übertragene Energie im Durchschnitt 35 eV für -Teilchen und 34 eV für Elektronen und für die Substanz eines biologischen Gewebes ungefähr 33 eV beträgt. Der Unterschied ist wie folgt definiert. Der durchschnittliche Energieaufwand für die Bildung eines Ionenpaares wird experimentell bestimmt als Verhältnis der Energie des Primärteilchens zur durchschnittlichen Anzahl von Ionenpaaren, die ein Teilchen auf seinem gesamten Weg bildet. Da geladene Teilchen ihre Energie für die Prozesse der Anregung und Ionisation aufwenden, umfasst der experimentelle Wert der Ionisationsenergie alle Arten von Energieverlusten, die mit der Bildung eines Ionenpaars verbunden sind. Tabelle 1 liefert eine experimentelle Bestätigung des Obigen. 3.14.

Strahlungsdosen. Wenn ionisierende Strahlung einen Stoff durchdringt, wird sie nur von dem Teil der Strahlungsenergie beeinflusst, der auf den Stoff übertragen wird und von diesem absorbiert wird. Der durch Strahlung auf einen Stoff übertragene Energieanteil wird als Dosis bezeichnet.

Ein quantitatives Merkmal der Wechselwirkung ionisierender Strahlung mit einem Stoff ist die Energiedosis. Die absorbierte Dosis D (J / kg) ist das Verhältnis der durchschnittlichen Energie von He, die durch ionisierende Strahlung auf eine Substanz in einem Elementarvolumen übertragen wird, zu einer Einheitsmasse dm einer Substanz in diesem Volumen

Im SI-System ist die Einheit der Energiedosis Gray (Gy), benannt nach dem englischen Physiker und Strahlenbiologen L. Gray. 1 Gy entspricht der Absorption von durchschnittlich 1 J ionisierender Strahlungsenergie in einer Materiemasse von 1 kg. 1 Gy \u003d 1 Jkg -1.

Die Äquivalentdosis H ist die absorbierte Dosis in einem Organ oder Gewebe, multipliziert mit dem entsprechenden Gewichtungsfaktor für diese Strahlung, W R

wobei D T,R die durchschnittliche absorbierte Dosis im Organ oder Gewebe T ist, W R der Gewichtungsfaktor für die Strahlung R ist. Wenn das Strahlungsfeld aus mehreren Strahlungen mit unterschiedlichen Werten von W R besteht, wird die Äquivalentdosis bestimmt als:

Die Einheit der Äquivalentdosis ist Jkg. -1, das einen besonderen Namen sievert (Sv) hat.

Die effektive Dosis E ist ein Maß für das Auftreten von Langzeitwirkungen der Bestrahlung des gesamten menschlichen Körpers und seiner einzelnen Organe unter Berücksichtigung ihrer Strahlenempfindlichkeit. Sie stellt die Summe der Produkte der Äquivalentdosis in einem Organ und des entsprechenden Koeffizienten für ein bestimmtes Organ oder Gewebe dar:

wobei die Äquivalentdosis für Gewebe T im Laufe der Zeit ist und W T der Gewichtungsfaktor für Gewebe T ist. Die Einheit der effektiven Dosis ist Jkg -1 , die einen speziellen Namen hat - Sievert (Sv).

Effektives Kollektiv der Dosis S - der Wert, der die Gesamtwirkung der Strahlung auf eine Gruppe von Menschen bestimmt, ist definiert als:

wo ist die durchschnittliche effektive Dosis der i-ten Untergruppe einer Personengruppe, ist die Anzahl der Personen in der Untergruppe.

Die Einheit der effektiven Kollektivdosis ist Mann-Sievert (Mann-Sv).

Der Mechanismus der biologischen Wirkung ionisierender Strahlung. Die biologische Wirkung von Strahlung auf einen lebenden Organismus beginnt auf zellulärer Ebene. Ein lebender Organismus besteht aus Zellen. Eine tierische Zelle besteht aus einer Zellmembran, die eine gallertartige Masse umgibt - das Zytoplasma, das einen dichteren Kern enthält. Das Zytoplasma besteht aus organischen Verbindungen proteinartiger Natur, die ein räumliches Gitter bilden, dessen Zellen mit Wasser, darin gelösten Salzen und relativ kleinen Lipidmolekülen gefüllt sind - Substanzen mit ähnlichen Eigenschaften wie Fette. Der Zellkern gilt als der empfindlichste lebenswichtige Teil der Zelle, und seine Hauptstrukturelemente sind Chromosomen. Das Herzstück der Chromosomenstruktur ist ein Molekül Dioxyribonukleinsäure (DNA), das die Erbinformationen des Organismus enthält. Separate DNA-Abschnitte, die für die Bildung eines bestimmten elementaren Merkmals verantwortlich sind, werden als Gene oder "Bausteine ​​der Vererbung" bezeichnet. Gene befinden sich in einer streng definierten Reihenfolge auf Chromosomen, und jeder Organismus entspricht einem bestimmten Chromosomensatz in jeder Zelle. Beim Menschen enthält jede Zelle 23 Chromosomenpaare. Bei der Zellteilung (Mitose) werden Chromosomen dupliziert und in einer bestimmten Reihenfolge in Tochterzellen angeordnet.

Ionisierende Strahlung verursacht Brüche von Chromosomen (Chromosomenaberrationen), wonach die gebrochenen Enden zu neuen Kombinationen verbunden werden. Dies führt zu einer Veränderung des Genapparates und zur Bildung von Tochterzellen, die nicht mit den ursprünglichen identisch sind. Treten in Keimzellen persistierende Chromosomenaberrationen auf, so führt dies zu Mutationen, d.h. das Auftreten von Nachkommen mit anderen Merkmalen bei bestrahlten Individuen. Mutationen sind nützlich, wenn sie zu einer Steigerung der Vitalität des Organismus führen, und schädlich, wenn sie sich in Form verschiedener angeborener Fehlbildungen äußern. Die Praxis zeigt, dass unter Einwirkung ionisierender Strahlung die Wahrscheinlichkeit des Auftretens nützlicher Mutationen gering ist.

Es wurden jedoch in jeder Zelle kontinuierlich ablaufende Prozesse zur Reparatur chemischer Schäden in DNA-Molekülen gefunden. Es stellte sich auch heraus, dass DNA ausreichend widerstandsfähig gegen Strahlungsbruch ist. Es ist notwendig, sieben Zerstörungen der DNA-Struktur vorzunehmen, damit sie nicht mehr wiederhergestellt werden kann, d.h. nur in diesem Fall tritt die Mutation auf. Bei einer geringeren Anzahl von Brüchen wird die DNA in ihrer ursprünglichen Form wiederhergestellt. Dies weist auf die hohe Stärke der Gene gegenüber äußeren Einflüssen, einschließlich ionisierender Strahlung, hin.

Die Zerstörung von für den Körper lebenswichtigen Molekülen ist nicht nur durch ihre direkte Zerstörung durch ionisierende Strahlung (Target-Theorie) möglich, sondern auch durch indirekte Einwirkung, wenn das Molekül selbst nicht direkt Strahlungsenergie absorbiert, sondern sie von einem anderen Molekül (Lösungsmittel) erhält. , der diese Energie zunächst absorbierte . In diesem Fall ist die Strahlungswirkung auf die Sekundärwirkung der Radiolyse-(Zersetzungs-)Produkte des Lösungsmittels auf DNA-Moleküle zurückzuführen. Dieser Mechanismus wird durch die Radikaltheorie erklärt. Wiederholte direkte Treffer von ionisierenden Partikeln im DNA-Molekül, insbesondere in seinen empfindlichen Bereichen - Genen, können zu dessen Zerfall führen. Die Wahrscheinlichkeit solcher Treffer ist jedoch geringer als bei Treffern auf Wassermoleküle, die als Hauptlösungsmittel in der Zelle dienen. Daher ist die Radiolyse von Wasser, d.h. Zerfall unter Einwirkung von Strahlung in Wasserstoff (H und Hydroxyl (OH)-Radikale, gefolgt von der Bildung von molekularem Wasserstoff und Wasserstoffperoxid, ist von größter Bedeutung bei strahlenbiologischen Prozessen. Die Anwesenheit von Sauerstoff im System verstärkt diese Prozesse. Basierend auf der Radikaltheorie spielen Ionen die Hauptrolle bei der Entwicklung biologischer Veränderungen und Radikale, die im Wasser entlang der Flugbahn ionisierender Teilchen gebildet werden.

Die hohe Fähigkeit von Radikalen, chemische Reaktionen einzugehen, bestimmt die Prozesse ihrer Wechselwirkung mit biologisch wichtigen Molekülen, die sich in ihrer unmittelbaren Umgebung befinden. Bei solchen Reaktionen werden die Strukturen biologischer Substanzen zerstört, was wiederum zu Veränderungen in biologischen Prozessen führt, einschließlich der Prozesse der Bildung neuer Zellen.

Folgen der Exposition des Menschen gegenüber ionisierender Strahlung. Wenn eine Mutation in einer Zelle auftritt, breitet sie sich auf alle Zellen des neuen Organismus aus, der durch Teilung entstanden ist. Neben genetischen Effekten, die nachfolgende Generationen betreffen können (angeborene Missbildungen), gibt es auch sogenannte somatische (körperliche) Effekte, die nicht nur für den jeweiligen Organismus selbst (somatische Mutation), sondern auch für seine Nachkommen gefährlich sind. Die somatische Mutation erstreckt sich nur auf einen bestimmten Zellkreis, der durch gewöhnliche Teilung aus der primären Zelle, die eine Mutation erfahren hat, gebildet wird.

Somatische Schäden des Körpers durch ionisierende Strahlung sind das Ergebnis einer Strahlenexposition auf einen großen Komplex - Zellgruppen, die bestimmte Gewebe oder Organe bilden. Strahlung verlangsamt oder stoppt sogar vollständig den Prozess der Zellteilung, in dem sich ihr Leben tatsächlich manifestiert, und ausreichend starke Strahlung tötet schließlich Zellen. Die zerstörerische Wirkung der Strahlung macht sich besonders in jungen Geweben bemerkbar. Dieser Umstand wird insbesondere genutzt, um den Körper vor bösartigen (z. B. Krebstumoren) Neubildungen zu schützen, die unter dem Einfluss ionisierender Strahlung viel schneller zerstört werden als gutartige Zellen. Zu den somatischen Wirkungen gehören lokale Schädigungen der Haut (Strahlenverbrennung), grauer Star des Auges (Trübung der Linse), Schädigungen der Geschlechtsorgane (kurzzeitige oder dauerhafte Sterilisation) usw.

Im Gegensatz zu somatischen Wirkungen sind genetische Wirkungen von Strahlung schwer zu erkennen, da sie auf eine kleine Anzahl von Zellen einwirken und eine lange Latenzzeit haben, gemessen in Dutzenden von Jahren nach der Exposition. Eine solche Gefahr besteht bereits bei sehr schwacher Strahlung, die zwar keine Zellen zerstört, aber Chromosomenmutationen hervorrufen und Erbanlagen verändern kann. Die meisten dieser Mutationen treten nur auf, wenn der Embryo von beiden Elternteilen gleich beschädigte Chromosomen erhält. Die Folgen von Mutationen, einschließlich der Sterblichkeit durch erbliche Folgen – der sogenannte genetische Tod – wurden beobachtet, lange bevor die Menschen begannen, Atomreaktoren zu bauen und Atomwaffen einzusetzen. Mutationen können sowohl durch kosmische Strahlung als auch durch die natürliche Hintergrundstrahlung der Erde verursacht werden, die laut Experten 1 % der menschlichen Mutationen ausmacht.

Es wurde festgestellt, dass es kein Mindeststrahlungsniveau gibt, unterhalb dessen keine Mutation auftritt. Die Gesamtzahl der durch ionisierende Strahlung verursachten Mutationen ist proportional zur Populationsgröße und zur durchschnittlichen Strahlendosis. Die Manifestation genetischer Effekte hängt wenig von der Dosisleistung ab, sondern wird von der kumulierten Gesamtdosis bestimmt, unabhängig davon, ob sie in 1 Tag oder 50 Jahren aufgenommen wurde. Es wird angenommen, dass genetische Effekte keinen Dosisschwellenwert haben. Genetische Wirkungen werden nur durch die effektive Kollektivdosis von Mann-Sievert (Mann-Sv) bestimmt, und der Nachweis einer Wirkung bei einem einzelnen Individuum ist praktisch nicht vorhersehbar.

Im Gegensatz zu genetischen Effekten, die durch niedrige Strahlendosen verursacht werden, setzen somatische Effekte immer ab einer bestimmten Schwellendosis ein: Bei niedrigeren Dosen treten keine Schädigungen des Körpers auf. Ein weiterer Unterschied zwischen somatischen und genetischen Schäden besteht darin, dass der Körper die Auswirkungen der Exposition im Laufe der Zeit überwinden kann, während Zellschäden irreversibel sind.

Die Werte einiger Dosen und Wirkungen der Strahlenexposition auf den Körper sind in der Tabelle angegeben. 3.16.

Tabelle 3.16

Strahlungsantrieb und verwandte biologische Wirkungen

Notiz. O - Ganzkörperexposition; L - lokale Bestrahlung; SD 50 ist die Dosis, die bei exponierten Personen zu 50 % Sterblichkeit führt.

Regulierung der Exposition gegenüber ionisierender Strahlung. Zu den wichtigsten gesetzlichen Vorschriften im Bereich des Strahlenschutzes gehören die Radiation Safety Standards (NRB-99). Das Dokument gehört zur Kategorie der Hygienevorschriften (SP 2.6.1.758-99), die am 2. Juli 1999 vom staatlichen Sanitätsarzt der Russischen Föderation genehmigt wurde.

Strahlenschutznormen enthalten Begriffe und Definitionen, die bei der Lösung von Problemen im Strahlenschutz verwendet werden müssen. Sie legen auch drei Klassen von Richtlinien fest: grundlegende Dosisgrenzen; zulässige Werte, die von Dosisgrenzwerten abgeleitet werden; jährliche Aufnahmegrenzen, Volumen zulässige durchschnittliche jährliche Aufnahmemengen, spezifische Tätigkeiten, zulässige Kontaminationsgrade von Arbeitsflächen usw.; Kontrollebenen.

Die Rationierung ionisierender Strahlung wird durch die Art der Einwirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper bestimmt. Dabei werden zwei Arten von Wirkungen im Zusammenhang mit Krankheiten in der medizinischen Praxis unterschieden: deterministische Schwellenwirkungen (Strahlenkrankheit, Strahlenverbrennung, Strahlenkatarakt, fötale Entwicklungsanomalien usw.) und stochastische (wahrscheinlichkeitstheoretische) nicht-Schwellenwirkungen (bösartige Tumore, Leukämie, Erbkrankheiten).

Die Gewährleistung der Strahlensicherheit wird durch folgende Grundprinzipien bestimmt:

• 1. Das Prinzip der Rationierung besteht darin, die zulässigen Grenzwerte der individuellen Expositionsdosen der Bürger aus allen Quellen ionisierender Strahlung nicht zu überschreiten.
• 2. Der Rechtfertigungsgrundsatz ist das Verbot aller Arten von Tätigkeiten, bei denen Quellen ionisierender Strahlung verwendet werden, bei denen der Nutzen für eine Person und die Gesellschaft das Risiko eines möglichen Schadens durch eine zusätzliche Exposition gegenüber dem natürlichen Strahlungshintergrund nicht übersteigt .
• 3. Das Prinzip der Optimierung besteht darin, unter Berücksichtigung wirtschaftlicher und sozialer Faktoren die individuellen Expositionsdosen und die Anzahl der exponierten Personen bei der Verwendung einer beliebigen Quelle ionisierender Strahlung auf dem geringstmöglichen und erreichbaren Niveau zu halten.

Zum Zwecke der sozioökonomischen Bewertung der Auswirkungen ionisierender Strahlung auf den Menschen, um Schadenswahrscheinlichkeiten zu berechnen und die Kosten des Strahlenschutzes zu rechtfertigen, wird bei der Umsetzung des NRB-99-Optimierungsprinzips eingeführt, dass die Exposition gegenüber einem Kollektiv wirksam ist Dosis von 1 Mann-Sv führt zum Verlust von 1 Mannjahr der Lebensbevölkerung.

NRB -- 99 führen die Konzepte des individuellen und kollektiven Risikos ein und bestimmen auch den Wert des Höchstwerts des vernachlässigten Risikos einer Strahlenexposition. Nach diesen Normen wird das individuelle und kollektive Lebenszeitrisiko des Auftretens stochastischer (probabilistischer) Effekte entsprechend ermittelt

wobei r, R -- individuelles bzw. kollektives Lebenszeitrisiko; E - individuelle effektive Dosis; -- Wahrscheinlichkeit für das i-te Individuum, eine jährliche effektive Dosis von E bis E + dE zu erhalten; r E ist der Koeffizient des lebenslangen Risikos, die Dauer eines vollen Lebensabschnitts um durchschnittlich 15 Jahre zu verkürzen, eine stochastische Wirkung (von tödlichem Krebs, schweren erblichen Wirkungen und nicht tödlichem Krebs, reduziert in Bezug auf Schaden zu Folgen von tödlich Krebs), gleich

für industrielle Exposition:

1/Person-Sv bei mSv/Jahr

1/Person-Sv bei mSv/Jahr

für die Öffentlichkeit:

1/Person-Sv bei mSv/Jahr;

1/Person-Sv bei mSv/Jahr

Für die Zwecke des Strahlenschutzes während der Bestrahlung während des Jahres wird das individuelle Risiko einer Verringerung der Dauer eines vollwertigen Lebens infolge des Auftretens schwerwiegender Folgen deterministischer Effekte konservativ gleichgesetzt mit:

wo ist die Wahrscheinlichkeit, dass die i-te Person beim Umgang mit der Quelle während des Jahres mit einer Dosis größer als D bestrahlt wird; D ist die Schwellendosis für einen deterministischen Effekt.

Eine mögliche Exposition einer Gruppe von N Personen ist gerechtfertigt, wenn

wobei die durchschnittliche Verkürzung der Dauer einer vollen Lebensdauer infolge des Auftretens stochastischer Effekte gleich 15 Jahre ist; -- die durchschnittliche Verkürzung der Dauer eines vollwertigen Lebens infolge des Auftretens schwerwiegender Folgen von deterministischen Effekten, gleich 45 Jahre; -- das monetäre Äquivalent des Verlusts von 1 Mannjahr des Lebens der Bevölkerung; V-- Einnahmen aus der Produktion; P – die Kosten der Hauptproduktion, mit Ausnahme von Schutzschäden; Y – Verteidigungsschaden.

NRB-99 betonen, dass die Risikominderung auf das niedrigstmögliche Niveau (Optimierung) unter Berücksichtigung von zwei Umständen durchgeführt werden sollte:

• - Die Risikogrenze regelt die potenzielle Exposition aus allen möglichen Quellen. Daher wird für jede Quelle die Risikogrenze während der Optimierung festgelegt;
• - bei der Reduzierung des Risikos einer potenziellen Exposition gibt es ein Mindestrisikoniveau, unterhalb dessen das Risiko als vernachlässigbar angesehen wird und eine weitere Risikoreduzierung unangemessen ist.

Die individuelle Risikogrenze für die technogene Exposition des Personals wird mit 1,010 -3 für 1 Jahr und für die Bevölkerung mit 5,010 -5 für 1 Jahr angenommen.

Die Stufe des vernachlässigbaren Risikos trennt den Bereich der Risikooptimierung und den Bereich des unbedingt akzeptablen Risikos und beträgt 10 -6 für 1 Jahr.

NRB-99 führt die folgenden Kategorien von exponierten Personen ein:

• - Personal und Personen, die mit technogenen Quellen arbeiten (Gruppe A) oder sich aufgrund der Arbeitsbedingungen in ihrem Einflussbereich befinden (Gruppe B);
• - die gesamte Bevölkerung, einschließlich Personen aus dem Personal, außerhalb des Umfangs und der Bedingungen ihrer Produktionstätigkeit.

Tabelle 3.17

Grundlegende Dosisgrenzen

Anmerkungen. * Expositionsdosen sollten, wie alle anderen zulässigen abgeleiteten Werte für Personal der Gruppe B, 1/4 der Werte für Personal der Gruppe A nicht überschreiten.

** Bezieht sich auf den Mittelwert in einer 5 mg/cm2 Schicht unter einer 5 mg/cm2 Deckschicht. Auf den Handflächen beträgt die Dicke der Deckschicht 40 mg/cm 2 .

Die Hauptdosisgrenzwerte für exponiertes Personal und die Bevölkerung beinhalten keine Dosen aus natürlichen, medizinischen Quellen ionisierender Strahlung und die Dosis aufgrund von Strahlenunfällen. Diese Engagementarten unterliegen besonderen Beschränkungen.

NRB-99 schreibt vor, dass bei gleichzeitiger Exposition gegenüber externen und internen Expositionsquellen die Bedingung erfüllt sein muss, dass das Verhältnis der externen Expositionsdosis zum Dosisgrenzwert und das Verhältnis der jährlichen Nuklidzufuhr zu ihren Grenzwerten insgesamt 1 nicht überschreiten.

Für weibliches Personal unter 45 Jahren sollte die Äquivalentdosis in der Haut an der Oberfläche des Unterbauchs 1 mSv pro Monat nicht überschreiten, und die Aufnahme von Radionukliden in den Körper sollte 1/20 der jährlichen Aufnahmegrenze für nicht überschreiten Personal pro Jahr. Gleichzeitig überschreitet die äquivalente Bestrahlungsdosis des Fötus für 2 Monate einer nicht diagnostizierten Schwangerschaft 1 mSv nicht.

Bei der Feststellung der Schwangerschaft von Frauen aus dem Personal müssen Arbeitgeber sie auf andere Arbeiten übertragen, die nicht mit Strahlung zusammenhängen.

Für Studenten unter 21 Jahren, die Quellen ionisierender Strahlung ausgesetzt sind, sollten die jährlichen kumulierten Dosen die für die Öffentlichkeit festgelegten Werte nicht überschreiten.

Bei der Durchführung präventivmedizinischer röntgenwissenschaftlicher Untersuchungen an praktisch gesunden Personen sollte die jährliche effektive Strahlendosis 1 mSv nicht überschreiten.

NRB-99 legt auch Anforderungen für die Begrenzung der öffentlichen Exposition bei einem Strahlenunfall fest.

ionisierende Strahlung ist jede Strahlung, die eine Ionisierung des Mediums verursacht , diese. der Fluss elektrischer Ströme in dieser Umgebung, auch im menschlichen Körper, der häufig zu Zellzerstörung, Veränderungen der Blutzusammensetzung, Verbrennungen und anderen schwerwiegenden Folgen führt.

Quellen ionisierender Strahlung

Quellen ionisierender Strahlung sind radioaktive Elemente und ihre Isotope, Kernreaktoren, Beschleuniger für geladene Teilchen usw. Röntgenanlagen und Hochspannungsgleichstromquellen sind Quellen von Röntgenstrahlung. Hierbei ist zu beachten, dass im normalen Betriebsmodus die Strahlengefährdung vernachlässigbar ist. Es tritt auf, wenn ein Notfall eintritt, und kann sich bei einer radioaktiven Kontamination des Gebiets für lange Zeit manifestieren.

Die Bevölkerung erhält einen erheblichen Teil der Strahlenbelastung durch natürliche Strahlenquellen: aus dem Weltraum und durch radioaktive Stoffe, die sich in der Erdkruste befinden. Das bedeutendste dieser Gruppe ist das radioaktive Gas Radon, das in fast allen Böden vorkommt und ständig an die Oberfläche gelangt und vor allem in Industrie- und Wohngebäude eindringt. Es manifestiert sich fast nicht, da es geruchs- und farblos ist, was es schwierig macht, es zu erkennen.

Ionisierende Strahlung wird in zwei Arten unterteilt: elektromagnetische (Gammastrahlung und Röntgenstrahlung) und korpuskuläre Strahlung, dh a- und β-Teilchen, Neutronen usw.

Arten ionisierender Strahlung

Ionisierende Strahlung wird als Strahlung bezeichnet, deren Wechselwirkung mit dem Medium zur Bildung von Ionen verschiedener Vorzeichen führt. Die Quellen dieser Strahlung werden in großem Umfang in der Kernenergietechnik, im Maschinenbau, in der Chemie, der Medizin, der Landwirtschaft usw. verwendet. Die Arbeit mit radioaktiven Stoffen und Quellen ionisierender Strahlung stellt eine potenzielle Bedrohung für die Gesundheit und das Leben der an ihrer Verwendung beteiligten Personen dar.

Es gibt zwei Arten von ionisierender Strahlung:

1) korpuskular (α- und β-Strahlung, Neutronenstrahlung);

2) elektromagnetisch (γ-Strahlung und Röntgenstrahlung).

Alpha-Strahlung- Dies ist der Kernfluss von Heliumatomen, die von Materie während des radioaktiven Zerfalls von Materie oder während Kernreaktionen emittiert werden. Eine beträchtliche Masse von α-Partikeln begrenzt ihre Geschwindigkeit und erhöht die Anzahl von Kollisionen in Materie, sodass α-Partikel eine hohe Ionisierungsfähigkeit und eine geringe Durchdringungskraft haben. Die Reichweite von α-Partikeln in Luft beträgt 8÷9 cm und in lebendem Gewebe mehrere zehn Mikrometer. Diese Strahlung stellt keine Gefahr dar, solange die radioaktiven Stoffe emittieren a- Partikel gelangen nicht durch eine Wunde, Nahrung oder eingeatmete Luft in den Körper; dann werden sie extrem gefährlich.

Beta-Strahlung- Dies ist der Fluss von Elektronen oder Positronen, der beim radioaktiven Zerfall von Kernen entsteht. Im Vergleich zu α-Teilchen haben β-Teilchen eine viel kleinere Masse und eine geringere Ladung, daher haben β-Teilchen eine höhere Durchdringungskraft als α-Teilchen und die Ionisierungskraft ist geringer. Die Reichweite von β-Partikeln in Luft beträgt 18 m, in lebendem Gewebe - 2,5 cm.

Neutronenstrahlung- Dies ist ein Strom von Kernteilchen, die keine Ladung haben und bei einigen Kernreaktionen, insbesondere bei der Spaltung von Uran- und Plutoniumkernen, von den Atomkernen emittiert werden. Je nach Energie gibt es langsame Neutronen(mit Energie kleiner 1 keV), Neutronen mittlerer Energie(von 1 bis 500 keV) und schnelle Neutronen(von 500 keV bis 20 MeV). Bei der inelastischen Wechselwirkung von Neutronen mit Atomkernen des Mediums entsteht Sekundärstrahlung, die sowohl aus geladenen Teilchen als auch aus γ-Quanten besteht. Die Durchdringungskraft von Neutronen hängt von ihrer Energie ab, ist aber viel höher als die von α-Teilchen oder β-Teilchen. Bei schnellen Neutronen beträgt die Weglänge in Luft bis zu 120 m und in biologischem Gewebe 10 cm.

Gammastrahlung ist eine elektromagnetische Strahlung, die bei Kernumwandlungen oder Wechselwirkungen von Teilchen emittiert wird (10 20 ÷ 10 22 Hz). Gammastrahlung hat eine geringe ionisierende Wirkung, aber eine hohe Durchschlagskraft und breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Es durchdringt ungehindert den menschlichen Körper und andere Materialien. Diese Strahlung kann nur durch eine dicke Blei- oder Betonplatte blockiert werden.

Röntgenstrahlung stellt auch die elektromagnetische Strahlung dar, die durch die Verzögerung schneller Elektronen in Materie entsteht (10 17 ÷ 10 20 Hz).

Das Konzept der Nuklide und Radionuklide

Die Kerne aller Isotope chemischer Elemente bilden eine Gruppe von "Nukliden". Die meisten Nuklide sind instabil, d.h. sie verwandeln sich ständig in andere Nuklide. Beispielsweise emittiert ein Atom Uran-238 gelegentlich zwei Protonen und zwei Neutronen (a-Teilchen). Uran wird zu Thorium-234, aber auch Thorium ist instabil. Am Ende dieser Umwandlungskette steht ein stabiles Bleinuklid.

Der spontane Zerfall eines instabilen Nuklids wird als radioaktiver Zerfall bezeichnet, und ein solches Nuklid selbst wird als Radionuklid bezeichnet.

Bei jedem Zerfall wird Energie freigesetzt, die in Form von Strahlung weiter übertragen wird. Man kann also sagen, dass bis zu einem gewissen Grad die Emission eines aus zwei Protonen und zwei Neutronen bestehenden Teilchens durch den Kern a-Strahlung, die Emission eines Elektrons eine β-Strahlung und in manchen Fällen g ist -Strahlung auftritt.

Die Bildung und Ausbreitung von Radionukliden führt zu einer radioaktiven Kontamination von Luft, Boden und Wasser, was eine ständige Überwachung ihres Gehalts und die Ergreifung von Maßnahmen zu ihrer Neutralisierung erfordert.

Im Alltag begegnet man ständig ionisierender Strahlung. Wir spüren sie nicht, aber wir können ihre Auswirkungen auf die belebte und unbelebte Natur nicht leugnen. Vor nicht allzu langer Zeit lernten die Menschen, sie sowohl für das Gute als auch als Massenvernichtungswaffen einzusetzen. Bei richtiger Anwendung können diese Strahlungen das Leben der Menschheit zum Besseren verändern.

Arten ionisierender Strahlung

Um die Besonderheiten des Einflusses auf lebende und nicht lebende Organismen zu verstehen, müssen Sie herausfinden, was sie sind. Es ist auch wichtig, ihre Natur zu kennen.

Ionisierende Strahlung ist eine spezielle Welle, die Substanzen und Gewebe durchdringen kann und eine Ionisation von Atomen verursacht. Es gibt verschiedene Arten davon: Alphastrahlung, Betastrahlung, Gammastrahlung. Alle haben eine unterschiedliche Ladung und Fähigkeit, auf lebende Organismen einzuwirken.

Alphastrahlung ist die am stärksten geladene aller Arten. Es hat eine enorme Energie, die selbst in kleinen Dosen Strahlenkrankheit verursachen kann. Bei direkter Bestrahlung dringt es jedoch nur in die oberen Schichten der menschlichen Haut ein. Selbst ein dünnes Blatt Papier schützt vor Alphastrahlen. Gleichzeitig werden die Quellen dieser Strahlung, wenn sie mit Nahrung oder Inhalation in den Körper gelangen, schnell zur Todesursache.

Betastrahlen tragen eine etwas geringere Ladung. Sie können tief in den Körper eindringen. Bei längerer Exposition verursachen sie den Tod einer Person. Kleinere Dosen bewirken eine Veränderung der Zellstruktur. Als Schutz kann ein dünnes Aluminiumblech dienen. Strahlung aus dem Inneren des Körpers ist ebenfalls tödlich.

Am gefährlichsten ist die Gammastrahlung. Es dringt durch den Körper. In großen Dosen verursacht es Strahlenverbrennungen, Strahlenkrankheit und Tod. Der einzige Schutz dagegen kann Blei und eine dicke Betonschicht sein.

Röntgenstrahlen gelten als eine besondere Art von Gammastrahlung, die in einer Röntgenröhre erzeugt wird.

Forschungsgeschichte

Am 28. Dezember 1895 erfuhr die Welt zum ersten Mal von ionisierender Strahlung. An diesem Tag gab Wilhelm K. Roentgen bekannt, dass er eine besondere Art von Strahlen entdeckt habe, die verschiedene Materialien und den menschlichen Körper durchdringen können. Von diesem Moment an begannen viele Ärzte und Wissenschaftler, aktiv mit diesem Phänomen zu arbeiten.

Lange Zeit wusste niemand um seine Wirkung auf den menschlichen Körper. Daher gibt es in der Geschichte viele Todesfälle durch übermäßige Exposition.

Die Curies haben die Quellen und Eigenschaften ionisierender Strahlung im Detail untersucht. Dies ermöglichte es, es mit maximalem Nutzen zu nutzen und negative Folgen zu vermeiden.

Natürliche und künstliche Strahlungsquellen

Die Natur hat eine Vielzahl von Quellen ionisierender Strahlung geschaffen. Zunächst einmal ist es die Strahlung von Sonnenlicht und Weltraum. Der größte Teil davon wird von der Ozonschicht absorbiert, die sich hoch über unserem Planeten befindet. Einige von ihnen erreichen jedoch die Erdoberfläche.

Auf der Erde selbst, oder besser gesagt in ihren Tiefen, gibt es einige Substanzen, die Strahlung erzeugen. Unter ihnen sind Isotope von Uran, Strontium, Radon, Cäsium und anderen.

Künstliche Quellen ionisierender Strahlung werden vom Menschen für eine Vielzahl von Forschungs- und Produktionszwecken geschaffen. Gleichzeitig kann die Strahlungsstärke um ein Vielfaches höher sein als bei natürlichen Indikatoren.

Auch unter Schutzbedingungen und Einhaltung von Sicherheitsmaßnahmen erhalten Menschen gesundheitsgefährdende Strahlendosen.

Maßeinheiten und Dosen

Ionisierende Strahlung ist normalerweise mit ihrer Wechselwirkung mit dem menschlichen Körper korreliert. Daher hängen alle Maßeinheiten irgendwie mit der Fähigkeit einer Person zusammen, Ionisierungsenergie zu absorbieren und zu akkumulieren.

Im SI-System werden Dosen ionisierender Strahlung in Einheiten gemessen, die als Gray (Gy) bezeichnet werden. Sie zeigt die Energiemenge pro Einheit bestrahlter Substanz. Ein Gy entspricht einem J/kg. Der Einfachheit halber wird jedoch häufiger die Off-System-Einheit rad verwendet. Es ist gleich 100 Gr.

Der Strahlungshintergrund am Boden wird durch Expositionsdosen gemessen. Eine Dosis entspricht C/kg. Diese Einheit wird im SI-System verwendet. Die ihm entsprechende Einheit außerhalb des Systems wird Röntgen (R) genannt. Um eine absorbierte Dosis von 1 rad zu erhalten, muss man einer Expositionsdosis von etwa 1 R erliegen.

Da verschiedene Arten ionisierender Strahlung eine unterschiedliche Energieladung haben, wird ihre Messung meist mit biologischer Beeinflussung verglichen. Im SI-System ist die Einheit eines solchen Äquivalents das Sievert (Sv). Sein Gegenstück außerhalb des Systems ist rem.

Je stärker und länger die Strahlung ist, je mehr Energie der Körper absorbiert, desto gefährlicher ist ihr Einfluss. Um herauszufinden, wie lange eine Person in Strahlenbelastung bleiben darf, werden spezielle Geräte verwendet - Dosimeter, die ionisierende Strahlung messen. Dies sind sowohl Geräte für den individuellen Gebrauch als auch große Industrieanlagen.

Wirkung auf den Körper

Entgegen der landläufigen Meinung ist ionisierende Strahlung nicht immer gefährlich und tödlich. Dies ist am Beispiel der ultravioletten Strahlen zu sehen. In kleinen Dosen stimulieren sie die Bildung von Vitamin D im menschlichen Körper, die Zellregeneration und eine Erhöhung des Melaninpigments, was eine schöne Bräune verleiht. Eine längere Exposition verursacht jedoch schwere Verbrennungen und kann Hautkrebs verursachen.

In den letzten Jahren wurde die Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper und ihre praktische Anwendung aktiv untersucht.

In kleinen Dosen schadet die Strahlung dem Körper nicht. Bis zu 200 Milliröntgen können die Zahl der weißen Blutkörperchen verringern. Die Symptome einer solchen Exposition sind Übelkeit und Schwindel. Ungefähr 10 % der Menschen sterben, nachdem sie eine solche Dosis erhalten haben.

Große Dosen verursachen Verdauungsstörungen, Haarausfall, Hautverbrennungen, Veränderungen in der Zellstruktur des Körpers, die Entwicklung von Krebszellen und den Tod.

Strahlenkrankheit

Eine längere Einwirkung ionisierender Strahlung auf den Körper und die Aufnahme einer großen Strahlendosis kann zu Strahlenkrankheit führen. Mehr als die Hälfte der Fälle dieser Krankheit verlaufen tödlich. Der Rest wird zur Ursache einer Reihe von genetischen und somatischen Erkrankungen.

Auf genetischer Ebene treten Mutationen in Keimzellen auf. Ihre Veränderungen werden in den nächsten Generationen offensichtlich.

Somatische Erkrankungen äußern sich durch Karzinogenese, irreversible Veränderungen in verschiedenen Organen. Die Behandlung dieser Krankheiten ist langwierig und ziemlich schwierig.

Behandlung von Strahlenschäden

Infolge der pathogenen Wirkung von Strahlung auf den Körper treten verschiedene Läsionen menschlicher Organe auf. Je nach Strahlendosis werden unterschiedliche Therapieverfahren durchgeführt.

Zunächst wird der Patient auf einer sterilen Station untergebracht, um die Möglichkeit einer Infektion offener betroffener Hautareale zu vermeiden. Darüber hinaus werden spezielle Verfahren durchgeführt, die zur schnellen Entfernung von Radionukliden aus dem Körper beitragen.

Bei schweren Läsionen kann eine Knochenmarktransplantation erforderlich sein. Durch Strahlung verliert es die Fähigkeit, rote Blutkörperchen zu reproduzieren.

Aber in den meisten Fällen läuft die Behandlung leichter Läsionen auf eine Anästhesie der betroffenen Bereiche hinaus, wodurch die Zellregeneration stimuliert wird. Der Rehabilitation wird viel Aufmerksamkeit geschenkt.

Einfluss ionisierender Strahlung auf Alterung und Krebs

Im Zusammenhang mit dem Einfluss ionisierender Strahlen auf den menschlichen Körper führten Wissenschaftler verschiedene Experimente durch, die die Abhängigkeit der Alterungsprozesse und der Krebsentstehung von der Strahlendosis bewiesen.

Gruppen von Zellkulturen wurden unter Laborbedingungen bestrahlt. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass bereits geringe Bestrahlung zur Beschleunigung der Zellalterung beiträgt. Je älter die Kultur ist, desto mehr unterliegt sie diesem Prozess.

Längere Bestrahlung führt zu Zelltod oder abnormaler und schneller Teilung und Wachstum. Diese Tatsache weist darauf hin, dass ionisierende Strahlung eine krebserzeugende Wirkung auf den menschlichen Körper hat.

Gleichzeitig führte die Einwirkung von Wellen auf die betroffenen Krebszellen zu deren vollständigem Absterben oder zum Stopp ihrer Teilungsprozesse. Diese Entdeckung half bei der Entwicklung einer Technik zur Behandlung von Krebs beim Menschen.

Praktische Anwendungen der Strahlung

Zum ersten Mal wurde Strahlung in der medizinischen Praxis eingesetzt. Mit Hilfe von Röntgenstrahlen gelang es den Ärzten, in den menschlichen Körper zu schauen. Gleichzeitig wurde ihm fast kein Schaden zugefügt.

Außerdem begannen sie mit Hilfe von Strahlung, Krebs zu behandeln. In den meisten Fällen wirkt sich diese Methode positiv aus, obwohl der gesamte Körper einer starken Strahleneinwirkung ausgesetzt ist, was eine Reihe von Symptomen der Strahlenkrankheit mit sich bringt.

Neben der Medizin werden ionisierende Strahlen auch in anderen Branchen eingesetzt. Vermessungsingenieure können mit Strahlung die Strukturmerkmale der Erdkruste in ihren einzelnen Abschnitten untersuchen.

Die Fähigkeit einiger Fossilien, eine große Menge an Energie freizusetzen, hat die Menschheit gelernt, für ihre eigenen Zwecke zu nutzen.

Atomkraft

Kernenergie ist die Zukunft der gesamten Erdbevölkerung. Kernkraftwerke sind Quellen für relativ kostengünstigen Strom. Solche Kraftwerke sind, sofern sie ordnungsgemäß betrieben werden, wesentlich sicherer als thermische Kraftwerke und Wasserkraftwerke. Viel weniger Verschmutzung durch Atomkraftwerke Umfeld sowohl überschüssige Wärme als auch Produktionsabfälle.

Gleichzeitig entwickelten Wissenschaftler auf der Grundlage der Atomenergie Massenvernichtungswaffen. Im Moment gibt es so viele Atombomben auf dem Planeten, dass der Start einer kleinen Anzahl von ihnen einen nuklearen Winter verursachen kann, wodurch fast alle lebenden Organismen, die ihn bewohnen, sterben werden.

Mittel und Methoden des Schutzes

Der Einsatz von Strahlung im Alltag erfordert strenge Vorsichtsmaßnahmen. Der Schutz vor ionisierender Strahlung wird in vier Arten unterteilt: Zeit, Entfernung, Anzahl und Abschirmung der Quellen.

Selbst in einer Umgebung mit starkem Strahlungshintergrund kann sich eine Person einige Zeit ohne Gesundheitsschäden aufhalten. Dieser Moment bestimmt den Schutz der Zeit.

Je größer der Abstand zur Strahlungsquelle ist, desto geringer ist die absorbierte Energiedosis. Daher sollte enger Kontakt mit Orten vermieden werden, an denen ionisierende Strahlung vorhanden ist. Dies schützt garantiert vor ungewollten Folgen.

Wenn es möglich ist, Quellen mit minimaler Strahlung zu verwenden, werden sie in erster Linie bevorzugt. Das ist Schutz durch Menge.

Abschirmen hingegen bedeutet, Barrieren zu schaffen, durch die schädliche Strahlen nicht eindringen können. Ein Beispiel hierfür sind die Bleischirme in Röntgenräumen.

Haushaltsschutz

Im Falle einer ausgerufenen Strahlenkatastrophe sollten sofort alle Fenster und Türen geschlossen und versucht werden, Wasser aus versiegelten Quellen aufzufüllen. Lebensmittel sollten nur in Dosen verpackt werden. Wenn Sie sich in einem offenen Bereich bewegen, bedecken Sie den Körper so weit wie möglich mit Kleidung und das Gesicht mit einem Atemschutzgerät oder nasser Gaze. Versuchen Sie, keine Oberbekleidung und Schuhe ins Haus zu bringen.

Es ist auch notwendig, sich auf eine mögliche Evakuierung vorzubereiten: Dokumente sammeln, einen Vorrat an Kleidung, Wasser und Essen für 2-3 Tage.

Ionisierende Strahlung als Umweltfaktor

Es gibt ziemlich viele Gebiete auf der Erde, die radioaktiv verseucht sind. Grund dafür sind sowohl natürliche Prozesse als auch menschengemachte Katastrophen. Die bekanntesten davon sind der Unfall von Tschernobyl und die Atombomben über den Städten Hiroshima und Nagasaki.

An solchen Orten kann eine Person nicht ohne Schaden für ihre eigene Gesundheit sein. Gleichzeitig ist es nicht immer möglich, sich im Voraus über die Strahlenbelastung zu informieren. Manchmal kann sogar ein unkritischer Strahlungshintergrund eine Katastrophe verursachen.

Der Grund dafür ist die Fähigkeit lebender Organismen, Strahlung zu absorbieren und zu akkumulieren. Gleichzeitig werden sie selbst zu Quellen ionisierender Strahlung. Die bekannten "schwarzen" Witze über Tschernobyl-Pilze basieren genau auf dieser Eigenschaft.

In solchen Fällen reduziert sich der Schutz vor ionisierender Strahlung darauf, dass alle Verbraucherprodukte einer sorgfältigen radiologischen Untersuchung unterzogen werden. Gleichzeitig besteht immer die Möglichkeit, auf spontanen Märkten die berühmten „Tschernobyl-Pilze“ zu kaufen. Daher sollten Sie davon absehen, bei unverifizierten Verkäufern zu kaufen.

Der menschliche Körper neigt dazu, gefährliche Substanzen anzusammeln, was zu einer allmählichen Vergiftung von innen führt. Wann genau sich die Wirkung dieser Gifte bemerkbar machen wird, ist nicht bekannt: in einem Tag, einem Jahr oder einer Generation.

ionisierende Strahlung- eine Strahlungsart, die jeder ausschließlich mit Explosionen von Atombomben und Unfällen in Atomkraftwerken in Verbindung bringt.

In Wirklichkeit jedoch umgibt ionisierende Strahlung einen Menschen und ist ein natürlicher Strahlungshintergrund: Sie entsteht in Haushaltsgeräten, an Strommasten usw. Bei Exposition gegenüber Quellen ist eine Person dieser Strahlung ausgesetzt.

Müssen wir ernsthafte Folgen befürchten – Strahlenkrankheit oder Organschäden?

Die Stärke der Strahlung hängt von der Kontaktdauer mit der Quelle und ihrer Radioaktivität ab. Haushaltsgeräte, die ein leichtes „Geräusch“ erzeugen, sind für den Menschen ungefährlich.

Aber einige Arten von Quellen können dem Körper ernsthaften Schaden zufügen. Um negative Auswirkungen zu vermeiden, müssen Sie die grundlegenden Informationen kennen: Was ist ionisierende Strahlung, woher kommt sie und wie wirkt sie sich auf eine Person aus?

Natur ionisierender Strahlung

Ionisierende Strahlung entsteht beim Zerfall radioaktiver Isotope.

Es gibt viele solcher Isotope, sie werden in der Elektronik, der Nuklearindustrie und der Energieerzeugung verwendet:

1. Uran-238;
2. Thorium-234;
3. Uran-235 usw.

Radioaktive Isotope zerfallen auf natürliche Weise im Laufe der Zeit. Die Zerfallsrate hängt von der Art des Isotops ab und wird in der Halbwertszeit berechnet.

Nach einer gewissen Zeit (bei manchen Elementen können das wenige Sekunden sein, bei anderen Hunderte von Jahren) nimmt die Zahl der radioaktiven Atome genau um die Hälfte ab.

Die Energie, die beim Zerfall und der Zerstörung von Kernen freigesetzt wird, wird in Form von ionisierender Strahlung freigesetzt. Es dringt in verschiedene Strukturen ein und schlägt Ionen aus ihnen heraus.

Ionisierende Wellen basieren auf Gammastrahlung, gemessen in Gammaquanten. Bei der Energieübertragung werden keine Teilchen freigesetzt: Atome, Moleküle, Neutronen, Protonen, Elektronen oder Kerne. Die Wirkung ionisierender Strahlung ist rein wellenförmig.

Durchdringungskraft der Strahlung

Alle Arten unterscheiden sich in der Durchdringungsfähigkeit, dh der Fähigkeit, Entfernungen schnell zu überwinden und verschiedene physische Hindernisse zu überwinden.

Der kleinste Indikator ist Alphastrahlung, und ionisierende Strahlung basiert auf Gammastrahlen - der durchdringendsten der drei Wellenarten. In diesem Fall hat Alphastrahlung den negativsten Effekt.

Was zeichnet Gammastrahlung aus?

Es ist aufgrund der folgenden Eigenschaften gefährlich:

• breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus;
• geht durch Weichgewebe, Holz, Papier, Trockenbau;
• stoppt nur mit einer dicken Betonschicht und einem Blech.

Um die Wellen zu verzögern, die diese Strahlung ausbreiten, werden in Kernkraftwerken spezielle Boxen installiert. Dank ihnen kann Strahlung lebende Organismen nicht ionisieren, dh die molekulare Struktur von Menschen stören.

Außen sind die Kästen aus dickem Beton, innen ist sie mit einer Platte aus reinem Blei ausgekleidet. Blei und Beton reflektieren die Strahlen oder fangen sie in ihrer Struktur ein und verhindern, dass sie sich ausbreiten und das Wohnumfeld schädigen.

Arten von Strahlungsquellen

Die Meinung, dass Strahlung nur durch menschliche Aktivitäten entsteht, ist falsch. Fast alle lebenden Objekte und der Planet selbst haben jeweils einen schwachen Strahlungshintergrund. Daher ist es sehr schwierig, ionisierende Strahlung zu vermeiden.

Basierend auf der Art des Vorkommens werden alle Quellen in natürliche und anthropogene unterteilt. Die gefährlichsten sind anthropogen, wie die Freisetzung von Abfällen in die Atmosphäre und Gewässer, ein Notfall oder der Betrieb eines Elektrogeräts.

Die Gefahr der letzteren Quelle ist umstritten: Es wird angenommen, dass kleine emittierende Geräte keine ernsthafte Bedrohung für den Menschen darstellen.

Die Wirkung ist individuell: Jemand kann vor dem Hintergrund einer schwachen Strahlung eine Verschlechterung des Wohlbefindens empfinden, während der andere von dem natürlichen Hintergrund völlig unbeeinflusst bleibt.

Natürliche Strahlungsquellen

Mineralgesteine ​​sind die Hauptgefahr für den Menschen. In ihren Hohlräumen sammelt sich die größte Menge an radioaktivem Gas, das für menschliche Rezeptoren unsichtbar ist - Radon.

Es wird auf natürliche Weise aus der Erdkruste freigesetzt und wird von Prüfinstrumenten nur schlecht erfasst. Bei der Lieferung von Baumaterialien ist der Kontakt mit radioaktiven Gesteinen möglich und infolgedessen der Prozess der Ionisierung des Körpers.

Sie sollten Angst haben:

1. Granit;
2. Bimsstein;
3. Marmor;
4. Phosphorgips;
5. Aluminiumoxid.

Dies sind die porösesten Materialien, die Radon am besten zurückhalten. Dieses Gas wird aus Baumaterialien oder Erdreich abgegeben.

Es ist leichter als Luft und steigt daher in eine größere Höhe. Wenn anstelle des freien Himmels ein Hindernis über dem Boden (Baldachin, Dach des Raumes) gefunden wird, sammelt sich das Gas an.

Die hohe Sättigung der Luft mit ihren Elementen führt zu einer Belastung der Menschen, die nur durch Entfernung von Radon aus Wohngebieten kompensiert werden kann.

Um Radon loszuwerden, müssen Sie eine einfache Belüftung starten. Sie sollten versuchen, die Luft in dem Raum, in dem die Infektion aufgetreten ist, nicht einzuatmen.

Die Registrierung des Auftretens von angesammeltem Radon erfolgt nur mit Hilfe spezialisierter Symptome. Ohne sie kann nur aufgrund unspezifischer Reaktionen des menschlichen Körpers (Kopfschmerzen, Übelkeit, Erbrechen, Schwindel, Augenverdunkelung, Schwäche und Brennen) auf die Anreicherung von Radon geschlossen werden.

Wenn Radon festgestellt wird, wird ein Team des Ministeriums für Notsituationen gerufen, das die Strahlung eliminiert und die Wirksamkeit der durchgeführten Verfahren überprüft.

Quellen anthropogenen Ursprungs

Ein anderer Name für künstliche Quellen ist technogen. Die Hauptquelle der Strahlung sind Kernkraftwerke auf der ganzen Welt. Der Aufenthalt in den Zonen von Bahnhöfen ohne Schutzkleidung hat den Beginn schwerer Krankheiten und den Tod zur Folge.

In einer Entfernung von mehreren Kilometern vom Atomkraftwerk reduziert sich das Risiko auf null. Bei richtiger Isolierung verbleibt die gesamte ionisierende Strahlung in der Station, und es ist möglich, sich in unmittelbarer Nähe des Arbeitsbereichs aufzuhalten, ohne eine Strahlendosis zu erhalten.

In allen Lebensbereichen kann man einer Strahlungsquelle begegnen, auch ohne in einer Stadt in der Nähe eines Atomkraftwerks zu leben.

Künstliche ionisierende Strahlung ist in verschiedenen Branchen weit verbreitet:

• Medizin;
• Industrie;
• Landwirtschaft;
• wissensintensive Branchen.

Es ist jedoch unmöglich, Strahlung von Geräten zu empfangen, die für diese Industrien hergestellt werden.

Akzeptabel ist lediglich das minimale Eindringen von Ionenwellen, die bei kurzer Einwirkungsdauer keine Schäden verursachen.

Ausfallen

Ein ernstes Problem unserer Zeit, verbunden mit den jüngsten Tragödien in Kernkraftwerken, ist die Ausbreitung von radioaktivem Regen. Strahlungsemissionen in die Atmosphäre enden mit der Ansammlung von Isotopen in der atmosphärischen Flüssigkeit - Wolken. Bei einem Flüssigkeitsüberschuss beginnen Niederschläge, die eine ernsthafte Bedrohung für Pflanzen und Menschen darstellen.

Die Flüssigkeit wird in das Ackerland aufgenommen, wo Reis, Tee, Mais und Zuckerrohr wachsen. Diese Kulturen sind typisch für den östlichen Teil des Planeten, wo das Problem des radioaktiven Regens am dringendsten ist.

Ionenstrahlung hat weniger Auswirkungen auf andere Teile der Welt, da der Niederschlag Europa und die Inselstaaten im Vereinigten Königreich nicht erreicht. In den USA und Australien weist der Regen jedoch manchmal Strahlungseigenschaften auf, daher müssen Sie vorsichtig sein, wenn Sie dort Gemüse und Obst kaufen.

Radioaktiver Fallout kann über Gewässer fallen, und dann kann die Flüssigkeit durch Wasseraufbereitungskanäle und Wasserversorgungssysteme in Wohngebäude gelangen. Die Behandlungseinrichtungen verfügen nicht über ausreichende Ausrüstung, um die Strahlung zu reduzieren. Es besteht immer die Gefahr, dass das erhaltene Wasser ionisch ist.

So schützen Sie sich vor Strahlung

Ein Gerät, das misst, ob im Hintergrund eines Produkts Ionenstrahlung vorhanden ist, ist frei erhältlich. Es kann für wenig Geld erworben und zur Verifizierung von Einkäufen verwendet werden. Der Name des Überprüfungsgeräts ist ein Dosimeter.

Es ist unwahrscheinlich, dass eine Hausfrau die Einkäufe direkt im Geschäft überprüft. Meist stört die Scheu vor Außenstehenden. Aber zumindest zu Hause müssen Produkte, die aus radioaktiv regengefährdeten Gebieten stammen, überprüft werden. Es reicht aus, den Zähler zum Objekt zu bringen, und er zeigt das Emissionsniveau gefährlicher Wellen an.

Die Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper

Es ist wissenschaftlich erwiesen, dass Strahlung eine negative Wirkung auf den Menschen hat. Dies wurde auch durch reale Erfahrungen verdeutlicht: Leider sind die Unfälle im Kernkraftwerk Tschernobyl, in Hiroshima usw. nachgewiesene biologische und Strahlung.

Die Wirkung der Strahlung basiert auf der empfangenen "Dosis" - der übertragenen Energiemenge. Ein Radionuklid (wellenaussendende Elemente) kann sowohl von innen als auch von außen auf den Körper einwirken.

Die empfangene Dosis wird in herkömmlichen Einheiten gemessen - Grau. Es ist zu beachten, dass die Dosis gleich sein kann, die Wirkung der Strahlung jedoch unterschiedlich sein kann. Dies liegt daran, dass unterschiedliche Strahlungen unterschiedlich starke Reaktionen hervorrufen (am ausgeprägtesten bei Alpha-Teilchen).

Auch die Stärke des Aufpralls wird davon beeinflusst, auf welchen Körperteil die Wellen treffen. Am anfälligsten für strukturelle Veränderungen sind die Genitalien und die Lunge, weniger - die Schilddrüse.

Das Ergebnis einer biochemischen Exposition

Strahlung beeinflusst die Struktur der Körperzellen und verursacht biochemische Veränderungen: Störungen der Zirkulation von Chemikalien und der Körperfunktionen. Der Einfluss von Wellen tritt allmählich und nicht unmittelbar nach der Bestrahlung auf.

Wenn eine Person unter die zulässige Dosis (150 rem) gefallen ist, werden keine negativen Auswirkungen ausgedrückt. Bei höherer Einstrahlung nimmt die Ionisationswirkung zu.

Die natürliche Strahlung beträgt etwa 44 rem pro Jahr, das Maximum liegt bei 175. Die maximale Anzahl liegt nur geringfügig außerhalb der Norm und verursacht keine negativen Veränderungen im Körper, außer Kopfschmerzen oder leichter Übelkeit bei überempfindlichen Menschen.

Natürliche Strahlung entsteht auf der Grundlage des Strahlungshintergrunds der Erde, der Verwendung kontaminierter Produkte und des Einsatzes von Technologie.

Wird der Anteil überschritten, entwickeln sich folgende Erkrankungen:

1. genetische Veränderungen im Körper;
2. sexuelle Funktionsstörung;
3. Hirntumoren;
4. Schilddrüsenfunktionsstörung;
5. Lungen- und Atemwegskrebs;
6. Strahlenkrankheit.

Die Strahlenkrankheit ist das letzte Stadium aller mit Radionukliden verbundenen Krankheiten und manifestiert sich nur bei denjenigen, die in die Unfallzone geraten sind.