Внешнее и внутреннее облучение

При оценке действия излучения на организм необходимо различать внешнее и внутреннее облучения.

Внешнее облучение - воздействие на организм ионизирующих излучений от источников, находящихся вне организма. В технике радиационной безопасности принимают, что внешнее облучение создается закрытыми радиоактивными источниками, для которых исключается возможность попадания радиоактивных веществ в окружающую среду в условиях их эксплуатации. К ним относятся источники нейтронов, a-, b-, g-источники, имеющие защитное покрытие или оболочку, рентгеновские установки, ускорители частиц. Воздействие на людей проникающей радиации ядерных взрывов, космических излучений и излучений природных радиоактивных веществ также представляет собой случаи внешнего облучения.

Степень лучевого поражения человека при внешнем облучении в значительной мере обусловлена проникающей способностью излучений, которая зависит от их вида и энергии. Внешнее облучение a- частицами не опасно, так как они проникают в покровный слой кожи (эпидермис) лишь на несколько десятков мкм и практически не достигают чувствительного слоя кожи (см. таблицу).

Бета-частицы проникают в ткань на несколько мм, поглощаясь кожей и подкожной жировой клетчаткой. При облучении открытых участков тела сравнительно большими дозами b-излучения могут возникать эритемы кожи, катаракты глаз и т. п.

Более опасно внешнее γ-излучение, которое пронизывает все тело и способно поражать все органы и ткани человека. Еще в большей степени это относится к быстрым нейтронам, обладающим большой проникающей способностью и образующим в ткани протоны ядра отдачи с высоким ЛПЭ.

Внутреннее облучение – воздействие на организм ионизирующих излучений радиоактивных веществ, находящихся внутри организма. Радиоактивные вещества могут попасть внутрь организма через дыхательные пути, пищеварительный тракт, через повреждения кожи. Опасность поступления радионуклидов внутрь организма возникает при работе с открытыми источниками и при радиоактивном загрязнения окружающей среды.

Рассмотрим факторы, влияющие на биологический эффект при внутреннем облучении.

• Активность радионуклида в организме или критическом органе. Очевидно, что с увеличением активности возрастает степень лучевого поражения.

• Вид излучения и его ЛПЭ. При одинаковой активности инкорпорированных нуклидов опасность внутреннего облучения возрастает в последовательности, обратной внешнему облучению: g-излучение < b-излучение < a-излучение (наиболее опасно).

Это объясняется тем, что частицы испускаются и поглощаются в самих органах и тканях и основную роль играет их коэффициент качества к, зависящий от ЛПЭ. Под действием a-частиц разрушаются почти все клетки вблизи a-источника, и в ткани образуется плотный очаг поражения. Клетки, пораженные b-излучением, более рассредоточены в ткани, что не вызывает столь губительного эффекта, g-излучение ионизирует посредством вторичных электронов (косвенная ионизация) и, несмотря на одинаковую ЛПЭ, создает в ткани намного меньше ионов, чем b-излучение; кроме того, часть энергии g-излучения уходит за пределы организма. Поэтому при прочих равных условиях внутреннее облучение g-фотонами наименее опасно.

• Локализация – способность некоторых нуклидов избирательно накапливаться в отдельных органах тела, называемых «критическими». Критический орган – орган, ткань, часть тела или все тело, облучение которого в данных условиях причиняет наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомства. В порядке убывания радиочувствительности выделены три группы критических органов: I группа – все тело, гонады и красный костный мозг; II группа – мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к I и III группам; III группа – кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки и стопы. Так, например, около 20% йода депонируется в щитовидной железе, которая по массе составляет только 0,03% массы тела. В костных тканях отлагаются источники a-излучения – радий, уран, плутоний и b-излучения - ⁹⁰Sr, ⁹⁰Y, ⁴⁵Са; ³²Р накапливается в костях и легких, ³⁵S - в легких и гонадах, ¹³⁷Сз - в печени, легких и по всему телу, ¹⁴С – в жировой ткани, ³Н – по всему организму. Различная радиочувствительность органов влияет на суммарный эффект внутреннего облучения организма.

• Эффективный период полувыведения. Активность радионуклида в организме уменьшается со временем в результате радиоактивного распада
(l – постоянная распада) и биологического выведения элемента из организма (скорость выведения подчиняется экспоненциальному закону с постоянной l_б). Эффективная скорость выведения l_эфф =l + l_б.

Эффективный период полувыведения может значительно отличаться от периода полураспада.

При непрерывном хроническом поступлении радионуклида в организм устанавливается равновесие между его поступлением и выведением.