Дозы облучения

Лекция 5 Ионизирующие излучения

Уровень поглощенных доз — один из главных факторов, определяющих возможность реакции организма на лучевое воздействие. Однократное облучение собаки γ- излучением в дозе 4—5 Гр (400—500 рад) вызывает у нее острую лучевую болезнь; однократное же облучение дозой 0,5 Гр (50 рад) приводит лишь к временному снижению числа лимфоцитов и нейтрофилов в крови.

Фактор времени в прогнозе возможных последствий облучения занимает важное место в связи с развивающимися после лучевого повреждения в тканях и органах процессами восстановления.

Различия в биологическом действии ионизирующего излучения при одинаковых поглощенных дозах, но разных мощностях облучения находят свое объяснение в возможностях восстановления поврежденного излучением организма. При малой мощности дозы скорость развития повреждений соизмерима со скоростью восстановительных процессов. С увеличением мощности излучения значимость процессов восстановления уменьшается, это, в свою очередь, приводит к возрастанию биологического эффекта.

Степень лучевого поражения в значительной мере зависит от того, подвергалось ли облучению все тело или только часть его. Например, у собаки при облучении смертельной дозой достаточно экранировать область живота, чтобы предупредить летальный исход.

Многочисленными исследованиями на животных установлено, что эффект лучевого воздействия на организм зависит не только от поглощенной дозы и ее фракционирования во времени, но и в значительной степени от пространственного распределения поглощенной энергии, которая характеризуется линейной передачей энергии (ЛПЭ).

Для сопоставления биологического действия различных видов излучений в радиобиологии принято понятие относительной биологической эффективности (ОБЭ). Под ОБЭ излучения понимают относительную (по сравнению с рентгеновским или у-излучением) способность при заданной поглощенной дозе вызывать лучевое поражение определенной степени тяжести. ОБЭ рентгеновского и у-излучений принимают равной 1.

Коэффициент ОБЭ определяется как отношение доз данного и стандартного излучений, необходимое для получения одинакового эффекта.

Эквивалентная доза (Н)¹ — величина, введен­ная для оценки радиационной опасности хронического об­лучения излучением произвольного состава, определяется как произведение поглощенной дозы данного вида излучения на соответствующий коэффициент качества.

Заболевания, вызываемые действием ионизирующих излучений. Важнейшие биологические реакции организма человека на действие ионизирующей радиации условно раз­делены на две группы. К первой относятся острые пораже­ния, ко второй — отдаленные последствия, которые в свою очередь подразделяются на соматические и генетические эффекты.

Острые поражения. В случае одномоментного тоталь­ного облучения человека значительной дозой или распре­деления ее на короткий срок эффект от облучения наблю­дается уже в первые сутки, а степень поражения зависит от величины поглощенной дозы.

При облучении человека дозой менее 100 бэр, как правило, отмечаются лишь легкие реакции организма, прояв­ляющиеся в формуле крови, изменении некоторых вегета­тивных функций.

При дозах облучения более 100 бэр развивается ост­рая лучевая болезнь, тяжесть течения которой зависит от Дозы облучения. Первая степень лучевой болезни (легкая)

____________________________________________________

Для выражения эквивалентных доз используется системная единица — Зиверт (Зв).

__________________________________________________________

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.

Дозы однократного облучения 500—600 бэр при отсут­ствии медицинской помощи считаются абсолютно смертельными.

Другая форма острого лучевого поражения проявля­ется в виде лучевых ожогов. В зависимости от поглощенной дозы ионизирующей радиации имеют место реакции I степени (при дозе до 500 бэр), II (до 800 бэр), III (до 1200 бэр) и IV 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 (IV степень лучевого поражения).

При длительном повторяющемся внешнем или внутрен­нем облучении человека в малых, но превышающих допус­тимые величины, дозах возможно развитие хронической лучевой болезни.

Отдаленные последствия. 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. По данным ВОЗ, годовые показатели смертности от лейкемии на 1 млн человек в 1955 г. составляли от 23 (Япония) до 74 (Дания). Частота возникновения лейкемии среди лиц, под­вергавшихся воздействию ионизирующей радиации, по дан­ным ряда авторов, превосходит уровни, характерные для населения в целом.

Большинство радиобиологов считают, что вероятность возникновения лейкемии составляет 1—2 случая в год на 1 млн населения при облучении всей популяции дозой 1 бэр.

Злокачественные новообразования. Первые случаи развития злокачественных новообразований от воздействия ионизирующей радиации описаны еще в начале XX столетия. Это были случаи рака кожи кистей рук у работников рентгеновских кабинетов. В дальнейшем была обнаружена возможность возникновения остеосарком при содержании Ra₂₂₆ в организме в количествах, превышающих 0,5 мкКи. 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.

Сведения о возможности развития злокачественных новообразований у человека пока носят описательный характер несмотря на то, что в ряде экспериментальных исследований на животных были получены некоторые количественные характеристики. Поэтому точно указать минимальные дозы, которые обладают бластомогенным эффектом, непредставляется возможным.

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. Одномоментная 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 рействия ионизирующей радиации на организм обнаружено в экспериментах на животных (предполагают, что это явление обусловлено ускорением процессов старения и увеличением восприимчивости к инфекциям). Продолжительность жизни животных, облученных дозами близкими к летальным, сокращается на 25—50% по сравнению с контрольной группой. При меньших дозах срок жизни животных уменьшается на 2—4% на каждые 100 рад.

Достоверных данных о сокращении сроков жизни че^ века при длительном хроническом облучении малыми дог ми до настоящего времени не получено.