3. Ионизирующее излучение

С ионизирующими излучениями население в любом регионе земного шара встречается ежедневно.

Два основных источника естественной радиации

• Космическое излучение, приходящее на Землю из космоса;

• излучение от находящихся в почве, строительных материалах, воздухе и воде естественных радиоактивных элементов.

Проще говоря, радионуклиды есть везде – в камнях, земле, воде, строительных материалах и в теле самого человека. Это неминуемый компонент нашего существования. Человечество, например, ежегодно половину естественной дозы облучения получает посредством вдыхания паров газа радона, образуещегося при распаде радия-226.

Кроме того, мы встречаемся с искусственными источниками излучения, созданными руками человека и широко применяемыми в народном хозяйстве. Главным образом, сюда относится ионизирующее излучение, используемое в медицинских целях. Другие возможные источники – это употребление продуктов, утечка радиации при тестировании оружия, аварии на ядерных объектах, фоновое излучение от ядерных установок, облучение при профессиональной деятельности или лечении.

Виды ионизирующих излучений

Эффективность защиты от излучения в значительной степени зависит от знания его видов и свойств.

Все виды ионизирующего излучения можно разделить на две группы.

1. Электромагнитное, к которому относятся рентгеновское и γ-излучение

Гамма-лучи образуются при ядерных реакциях и испускаются из ядра либо непосредственно в момент реакции, либо через некоторый промежуток времени. Обладают большой проникающей способностью, поэтому для экранирования от них необходимы специальные устройства из материалов, способных их эффективно задерживать (свинец, бетон, вода). В медицине широко используют гамма-излучения искусственно полученных радиоактивных изотопов (кобальт-60, цезий-137 и др.).

Свидетели ядерной атаки японских Хиросимы и Нагасаки получили, главным образом, гамма-облучение с элементами нейтронного воздействия.

Исследования также показали, что риск развития лейкемии намного выше, если облучение произошло в детстве, и снижается тем больше, чем старше был человек в момент облучения (70).

Известно, что облучение способно вызывать развитие разных типов рака, включая рак ротовой полости и пищевода, легких, кишечника, желудка, груди, мочевого пузыря, нервной системы, щитовидной железы и некоторых типов рака кожи (71).

Рентгеновские лучи по характеру во многом схожи с гамма-лучами и обладают значительной проникающей способностью.

В современной медицине для диагностики все чаще используется компьютерная томография (КТ). Доза облучения при частом сканировании (несколько раз в год) может превышать допустимую.

Доза излучения измеряется в зивертах (Зв), а точнее в миллизивертах (мЗв). При обычной рентгенографии человек получает от 0,1 до 1 мЗ в, в зависимости от анатомической области (например, зуб – маленькая доза, область таза – большая доза). При проведении КТ суммарная доза облучения составляет от 1 до 7 мЗв. Еще одно высокотехничное обследование с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) облучает тело с примерно такой же силой, как и КТ.

Допустимая доза облучения – 15 м³ в год

Масштабное исследование с анализом истории болезни 175 000 британских пациентов, прошедших КТ, показало связь между суммарной дозой облучения и повышенным риском рака крови и мозга (68).

При наличии возможности использовать для диагностики магнитно-резонансную томографию (МРТ), проблема снимается, так как доза облучения при этом обследовании равна нулю.

2. Корпускулярное излучение (поток частиц) – эти энергии испускаются возбужденными ядрами атомов, поэтому называются ядерными излучениями.

Альфа-частицы – представляют собой ядра гелия, которые испускаются при радиоактивном распаде элементов тяжeлее свинца или образуются в ядерных реакциях.

Бета-излучение – это электроны или позитроны, которые образуются при бета-распаде различных элементов, от самых легких до самых тяжелых. Oбладает большей проникающей способностью по сравнению с альфа-лучами поэтому и для защиты требуются более плотные и толстые экраны.

Альфа– и бета-излучение тоже способно вызывать развитие рака. Для большинства людей главный источник естественной радиации – это радон-222, излучающий альфа-частицы, и проникающий в организм путем ингаляции или прямого контакта.

Радон – это радиоактивный газ без цвета и запаха, естественным образом присутствующий практически в любой почве и камнях. Радон попадает в здания из почвы, просачиваясь сквозь мельчайшие трещины или другие отверстия в полу и стенах. Аккумулируясь постепенно, способен представлять серьезную опасность для здоровья.

Естественная радиация вызывает, по меньшей мере, рак легких, как выяснилось в исследованиях на шахтерах, контактировавших с радоном в прошлом (75). Дальнейшие исследования обнаружили увеличение риска рака легких в общей популяции людей за счет влияния на них радона, главным образом содержащегося в строениях, и особенно – домах (76–77). Считается, что ежегодно 20 000 случаев рака легких в мире связаны именно с воздействием радона. Только курение вызывает большее количество смертей от рака легких.

Курильщик, живущий в доме с высоким уровнем радоновой радиации, имеет особенно высокий риск развития рака легких.

До недавнего времени воздействие естественной радиации считалось неминуемым. Однако теперь стали обращать особое внимание на наличие фоновой радиации в домах путем несложных измерений. В случае необходимости можно использовать ряд технических манипуляций для снижения концентрации радона (78).

Тестирование уровня радона может быть осуществлено довольно просто либо самим обитателем дома, – с использованием специального тест-комплекта; либо с помощью профессионалов, – обратившись в соответствующую компанию.

Самый яркий пример радиации, вызванной деятельностью людей, – это аварии на ядерных установках. Крупнейшая в истории авария на ядерной станции произошла в Чернобыле в 1986 году, в результате чего освободилось огромное количество радионуклидов в форме йода-131 и цезия-137. Исследования по воздействию радиоактивного йода на организм человека выявили значительно увеличенный риск развития рака щитовидной железы, особенно если облучение было получено в детском возрасте (79).

Нейтронное излучение – образуeтся в ядерных реакциях (в ядерных реакторах и других промышленных и исследовательских установках, а также при ядерных взрывах). Содержатся в радиоактивных отходах переработанного топлива ядерных реакторов.

Радиоактивные отходы – это продукты использования радиоактивных материалов, которые превращаются в опасный мусор, требующий особенной утилизации. Генерация отходов происходит при работе атомных станций, производстве ядерного оружия, в медицине при использовании радиоактивных элементов, в шахтах, при научных исследованиях, а также при производстве нефти и газа. В зависимости от характера отходов, радиоактивные компоненты способны сохраняться короткое или длительное время, в отрезке от нескольких дней до биллионов лет.

Нейтронное излучение oбладает высокой проникающей способностью. Задерживаются нейтроны веществами, содержащими в своей молекуле водород (вода, парафин и др.).

Исследования популяции Великобритании, Германии, Франции и других европейских стран показали увеличение риска лейкемии у детей, проживающих вблизи ядерных установок (74).

Профессиональная деятельность, подразумевающая возможный контакт с радиацией:

• любая стадия ядерного топливного цикла, чем является последовательность повторяющихся производственных процессов, начиная от добычи топлива (включая производство электроэнергии) и заканчивая удалением радиоактивных отходов;

• использование источников радиации и рентгеновских аппаратов (медицина; идустриальное использование рентгеновских лучей, например для обнаружения дефектных мест в металлических частях; специальная рентгеновская аппаратура для тестирования толщины трасс или строительных конструкций; система безопасности, используемая в аеропортах и портах);

• некоторые области научных исследований, агрокультуры и индустрии.

Масштабное исследование, охватывающее работников ядерной индустрии 15 стран, обнаружило увеличение риска рака легких, лейкемии и других типов рака, в зависимости от одноразовой и кумулятивной дозы профессионального облучения (72–73).

Особая опасность радиоактивных элементов заключается в том, что они могут присутствовать в виде твердых тел, жидкостей или газов. То есть они могут образовывать радиоактивные аэрозоли, пары; распространяться в воздушной среде и загрязнять окружающие поверхности, включая оборудование, спецодежду, кожный покров, а также проникать в органы дыхания и пищеварительный тракт.