Негативні фактори та їх вплив на людину

Одиницю поглиненої дози будь-якого виду іонізуючого випромінювання називають радом. Доза, що дорівнює одному раду, означає, що у разі опромінення кожен грам речовини поглинає 100 ерг енергії. Безпосередньо визначити кількість енергії, що поглинається, а отже, й її дозу, можна тоді, коли поглинаюче середовище, зрештою, хімічно не змінюється; тоді вся енергія іонізуючого випромінювання перетворюється на тепло. Цей ефект вимірюють за допомогою калориметра – приладу, що визначає кількість тепла, яке виділилось. Але зробити це дуже важко, бо навіть великі дози іонізуючого випромінювання, перетворені на тепло, дають дуже незначне підвищення температури.

Зазвичай дозу визначають за парами іонів, що утворились у певному об’ємі повітря. Для цього використовують прилади, призначені для виміру іонізуючого ефекту. Дозу рентгенівських і гамма-променів, яку називають експозиційною, вимірюють цими приладами й виражають у рентгенах (Р). Це загальноприйнята одиниця означає, що в 1 см3 сухого повітря за 0С і тиску 760 мм рт. ст. утворюється 2, 08•109 пар іонів. Ця величина не випадкова. Якщо врахувати, що кожен іон несе один елементарний електричний заряд (позитивний або негативний), що дорівнює 4, 80•10-10 електростатичним одиницям, то 2, 08•109 пар іонів нестимуть по одній електростатичній одиниці зарядів обох знаків. 1 г повітря за нормальних умов (тиск 760 мм рт. ст., температура 0С) займає об’єм 770 см3. Якщо доза становить 1 Р, то у 1 г повітря утвориться 1, 61012 пар іонів. Якщо вважати, що на утворення однієї пари іонів і відповідної кількості збуджених молекул потрібно 34 еВ, то на утворення 1, 6•1012 пар іонів необхідно 54, 4•1012 еВ, тобто 87 ерг.

Гальмівна здатність водяної пари більша, ніж повітря. Тому в її масі – 1 г за дози 1 Р утворюється більше пар іонів, ніж у 1 г повітря. Через те, що витрата енергії на утворення пари іонів залишається однаковою (34 еВ), доза в 1 Р у одному грамі водяної пари відповідає для цього випромінювання 98 ерг поглиненої енергії. Гальмівна здатність речовини незалежно від її стану (газоподібного, рідкого чи твердого) залишається однаковою, тому в 1 г води доза 1 Р також зумовить поглинання 98 ерг енергії. До води, з погляду іонізуючого випромінювання, прирівнюють і м’які тканини, наприклад м’язи.

Враховуючи наведене, можна припустити, що доза, виражена в рентгенах, приблизно відповідає дозі в радах для води або м’яких тканин.

Щоб оцінити вплив іонізуючого випромінювання на людину, необхідно визначити співвідношення між дією випромінювання на організм й дозою, що вимірюється в рентгенах у повітрі. Слід також знати потужність дози, інакше кажучи, дозу в рентгенах або радах за одиницю часу (секунду, хвилину, годину).

Для виміру активності радіоактивних речовин за показник беруть спеціальну одиницю – кюрі (Ku). Один Ku означає, що за 1 с розпадається 3, 7•1010 атомів; дробові частки – одну тисячну й одну мільйонну кюрі називають відповідно мілікюрі (мKu) і мікрокюрі (мкKu). Один мKu відповідає 3, 7•107, а один мкKu – 3, 7•104 росп/с. Схема розпаду у різних радіоактивних ізотопів неоднакова, тому за один розпад може випромінюватися різна кількість енергії. Щоб від активності, вираженої в кюрі, перейти до дози, вираженої в радах, користуються перерахунковими залежностями.

Обчислюючи дозу в радах, варто враховувати, яким випромінюванням та якою енергією вона зумовлена. Справа в тому, що через розходження в просторовому розподілі іонів, яке характерне кожному виду та енергії випромінювання за тієї самої дози, але з різною лінійною передачею енергії, біологічна дія випромінювання буде неоднакова. Вона буде вищою для іонізуючого випромінювання з великою лінійною передачею енергії.

Неоднакова біологічна дія різних видів енергії випромінювань за тієї самої поглиненої дози зумовила необхідність враховувати відносну біологічну ефективність (ВБЕ).

Для розрахунків захисту від випромінювання санітарні правила передбачають ВБЕ для різних видів випромінювання, що наведена в табл. 2. 1. За одиницю беруть біологічну ефективність рентгенівських променів з енергією 200 кеВ.

Відносна біологічна ефективність буде змінюватися в доволі широких межах залежно від об’єкта й умов опромінення, а також обраного показника дії іонізуючого випромінювання. Так, те саме променеве ураження, що призвело до виникнення катаракти (помутніння кришталика) у 50% мишей за опромінення рентгенівськими променями, викликалася дозою 800 рад, а за опромінення нейтронами – дозою 200 рад. У цьому разі ВБЕ дорівнює чотирьом.

 

Таблиця. ВІДНОСНА БІОЛОГІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ІОНІЗУЮЧИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ

Вид випромінювання ВБЕ Вид випромінювання ВБЕ

Рентгенівські та гамма-промені 1 Повільні нейтрони 3

Бета-частинки 1 Швидкі нейтрони 10

Альфа-частинки 20 Важкі іони та ядра віддачи 20

 

Ця величина зростала, якщо опромінення тією самою дозою здійснювалося не відразу, а поступово. Для гігієнічних розрахунків приймають відносні величини, наведені