относительно высокие дозы внутреннего облучения. Недавно ученые установили, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является радон. Это невидимый, не имеющий ни вкуса, ни запаха тяжелый газ. Он в 7,5 раза тяжелее воздуха.
Значительную часть дозы облучения человек получает от радионуклидов радона, попадающих в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом.
За последние десятилетие человек усиленно занимался проблемами ядерной физики. Он создал сотни искусственных радионуклидов, научился использовать возможности атома в самых различных отраслях - в медицине, при производстве электро- и тепловой энергии, изготовления светящихся циферблатов часов, множества приборов, при поиске полезных
ископаемых и в военном деле. Все это, естественно, приводит к дополнительному облучению людей. В большинстве случаев дозы невелики, но иногда техногенные источники оказываются во много тысяч раз интенсивнее, чем естественные.
Атомная энергетика вносит малый вклад в суммарное облучение населения, если все реакторы работают без повреждений и поломок. Другим источником загрязнения радиоактивными веществами служат рудники и обогатительные фабрики. Медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности, вносят основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников.
Ядерные взрывы тоже вносят свою лепту в увеличение дозы облучения человека. Ядерные взрывы различаются по типам: а) воздушный взрыв; б) наземный или надводный взрыв; в)подземный или подводный взрыв. При взрыве ядерных боеприпасов выделяют несколько поражающих факторов, одни из которых является проникающая радиация. Обычно взрыв сопровождается мощными и неощутимыми ядерными излучениями, на доля которых приходится около 16-20% энергии ядерного взрыва.
При ядерном взрыве испускаются нейтроны, гамма-лучи, бета- и
- 8 -
альфа-частицы. Но если альфа- и бета-частицы способны распространяться в воздухе лишь на небольшие расстояния, то гамма-лучи и нейтроны распространяются во все стороны от центра взрыва на многие сотни метров и даже на километры. Именно поток гамма-лучей и нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва и радиоактивного облака, принято называть проникающей радиацией. Время действия проникающей радиации при ядерном взрыве определяется двумя факторами, во-первых, подъемом продуктов взрыва и , во-вторых, периодом полураспада короткоживущих радиоактивных "осколков".
Вредное биологическое воздействие гамма-лучей и нейтронов обусловлено их способностью ионизировать атомы и молекулы клеток живой ткани. В результате ионизация клетки погибают или теряют способность к дальнейшему делению. Во время облучения человек не испытывает боли. Однако через некоторое время у него может развиться лучевая болезнь.
Воздействие ионизирующего излучения на биологические объекты.
В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биохимические процессы.
При попадание радиоактивных веществ внутрь организма поражающее действие оказывают в основном альфа-источники, а затем и бетта-источники, т.е. в обратной наружному облучению последовательности. Альфа-частицы, имеющие небольшую плотность ионизации, разрушают слизистую оболочку, которая является слабой защитой внутренних органов по сравнению с наружным кожным покровом.
Существует три пути поступления радиоактивных веществ в организм: при вдыхание воздуха, загрязненного радиоактивными веществами, через зараженную пищу или воду, через кожу, а также при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь, поскольку во-первых, объем легочной вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в легких более высоки.
Пылевые частицы, на которых сорбированы радиоактивные изотопы, при вдыхании воздуха через верхние дыхательные пути частично оседают в полости рта и носоглотке. Отсюда пыль поступает в пищеварительный тракт. Остальные частицы поступают в легкие. Степень задержки аэрозолей в легких зависит от их дисперсионности. В легких задерживается около 20% всех частиц; при уменьшении размеров аэрозолей величина задержки увеличивается до 70%.
При всасывании радиоактивных веществ из желудочно-кишечного тракта имеет значение коэффициент резорбции, характеризующий долю вещества, попадающего из желудочно-кишечного тракта в кровь. В зависимости от природы изотопа коэффициент изменяется в широких пределах: от сотых долей процента(для циркония, ниобия), до нескольких десятков процентов (водород, щелочно-земельные элементы). Резорбция через неповрежденную кожу в 200-300 раз меньше, чем через желудочно-кишечный тракт, и, как правило, не играет существенной роли.
При попадании радиоактивных веществ в организм любым путем они уже через несколько минут обнаруживаются в крови. Если поступление радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в крови вначале возрастает до максимума, а затем в течение 15-20 суток снижается.
Концентрации в крови долгоживущих изотопов в дальнейшем могут удерживаться практически на одном уровне в течение длительного времени вследствие обратного вымывания отложившихся веществ. Эффект воздействия ионизирующего излучения на клетку - результат комплексных взаимосвязанных и взаимообусловленных преобразований. По А.М. Кузину, радиационное поражение клетки осуществляется в три этапа. На первом этапе излучение воздействует на сложные макромолекулярные образования, ионизируя и возбуждая их. Это физическая стадия лучевого воздействия. Второй этап - химические преобразования. Они соответствуют процессам взаимодействия радикалов белков, нуклеиновых кислот и липидов с водой, кислородом, радикалами воды и возникновению органических перекисей. Радикалы, возникающие в слоях упорядоченно расположенных белковых молекул, взаимодействуют с образованием "сшивок", в результате чего нарушается структура биомембран. Из-за повреждения лизосомальных мембран происходит увеличение активности и высвобождение ферментов, которые путем диффузии достигают любой органеллы клетки и легко в нее проникают, вызывая ее лизис.
Конечный эффект облучения является результатом не только первичного повреждения клеток, но и последующих процессов восстановления. Предполагается, что значительная часть первичных повреждений в клетке возникает в виде так называемых потенциальных повреждений, которые могут реализовываться в случае отсутствия восстановительных процессов. Реализация этих процессов способствуют процессы биосинтеза белков и нуклеиновых кислот. Пока реализация
- 10 -
потенциальных повреждений не произошло, клетка может в них "восстановиться". Это, как предполагается, связано с ферментативными реакциями и обусловлено энергетическим обменом. Считается, что в основе этого явления лежит деятельность систем, которые в обычных условиях регулируют интенсивность естественного мутационного процесса.
Мутагенное воздействие ионизирующего излучения впервые установили русские ученые Р.А. Надсон и Р.С. Филиппов в 1925 году в опытах на дрожжах. В 1927 году это открытие было подтверждено Р.Меллером на классическом генетическом объекте - дрозофиле.
Ионизирующие излучения способны вызывать все виды наследственных перемен. Спектр мутаций, индуцированных облучением, не отличается от спектра спонтанных мутаций.
Последние исследования Киевского Института нейрохирургии показали, что радиация даже в малых количествах, при дозах в десятки бэр, сильнейшим образом воздействует на нервные клетки - нейроны. Но нейроны гибнут не от прямого воздействия радиации. Как выяснилось, в результате воздействия радиации у большинства ликвидаторов ЧАЭС наблюдается "послерадиационная энцефлопатия". Общие нарушения в организме под действием радиации приводит к изменению обмена веществ, которые влекут за собой патологические изменения головного мозга.
Радиационные проблемы в Оренбургской области.
В нашей области как и во многих других, проводились ядерные испытания, например Тоцкий воздушно-ядерный взрыв. Полученные данные свидетельствуют, что воздушно-ядерный взрыв в 1954 году на Тоцком полигоне сказался на состоянии биоты и здоровье
населения. Заметим, что даже Чернобыль, несмотря на свою удаленность, внес свой вклад в радиоактивное загрязнение области, а также не обделил нас и ядерный полигон на Новой земле - вдоль по хребту Уральских гор. Было еще 11 подземных ядерных взрывов в Оренбуржье для создания так называемых емкостей - хранилищ, но их радиоактивное воздействие на окружающую среду спорно.
Однако нельзя без проведения серьезного научного исследования связать данные изменения в здоровье населения с последствиями ядерных
- 11 -
взрывов. Необходимо определить уровень гамма-излучения, концентрации продуктов ядерного распада в объектах окружающей среды и сравнить данные показатели с фоновыми, т.е. характерными для Оренбургской области. Только при превышении фоновых значений в несколько раз можно с уверенностью говорить о негативном воздействии ядерных взрывов.
Исследованиями оренбургских ученых в течение последних лет было установлено: 1) ухудшение медико-демографической ситуации; 2) значительный рост онкопатологий; 3) негативные тенденции в здоровье детского населения;. 4) нарушения иммунного статуса у детей, проживающих в зоне влияния ядерного взрыва.
По данным международных рекомендаций отдаленными последствиями воздействия ионизирующих излучений являются: а) злокачественные новообразования; б) сокращение средней продолжительности жизни; в) генетические последствия. В этом регионе прирост онкозаболеваний с 1985 по 1993 гг. составил: по органам дыхания - 225% , щитовидной