Экология и проблемы безопасности товаров народного потребления - Некос А.Н.
ISBN 966-623-391-6
Скачать (прямая ссылка):
частицы (ядра гелия) и тяжелые ионы (ядра других элементов).
Отдельные кванты гамма- и рентгеновских лучей обладают
наибольшей проникающей способностью, они практически
беспрепятственно проникают в глубь тканей.
Самое общее представление о падающей энергии излучения может
быть получено измерением количества энергии, освобождаемой
источником излучения за время облучения. Чаще всего измеряют
так называемую экспозиционную дозу - ионизирующую способность
излучения в воздухе. Единицей ее измерения служит рентген (Р).
При экспозиционной дозе 1 Р электроны, освобожденные гамма-
квантами из одного 1 см3 воздуха создают 2,08х109 пар ионов. В
отличие от экспозиционной, поглощенная доза характеризует
поглощение энергии в единице облучаемого вещества. Поглощенная
доза расходуется на нагрев вещества и его химические и
физические превращения. Поглощенную дозу измеряют в радах
(radiation
absorbed dose); 1 рад равен Дж/кг или в Греях (Гр - в системе
СИ):
100
1 Гр = 1 Дж/кг = 100рад. Величина поглощенной дозы зависит от
экспозиционной дозы, состава облучаемого вещества и энергии
фотонов излучения.
Эффекты, возникающие в облученных живых организмах при
равной поглощенной дозе могут быть различными. Это объясняется
различиями природы излучений. Для любого данного вида
излучения биологический эффект пропорционален дозе. Для учета
неодинаковости биологической активности разных видов излучения
применяют понятие эквивалентной дозы. Эквивалентную дозу
получают путем умножения поглощенной дозы на коэффициент
качества (К). Для рентгеновского и гамма-излучения, бета-
излучения он принимается равным 1, для медленных нейтронов -
2, для быстрых нейтронов - 10, для альфа-излучения от 10 до
20. Единицами измерения эквивалентной дозы являются зиверт (в
системе СИ) и бэр - биологический эквивалент рентгена (1 3в =
100 бэр). При неравномерном облучении тела используют понятие
эффективной эквивалентной дозы, при расчете которой учитывают
коэффициент W^ равный отношению ущерба облучения органа или
ткани к ущербу облучения всего тела при одинаковых
эквивалентных дозах.
Эти данные (табл. 12) иллюстрируют радиочувствительность
разных органов. Говоря о различиях радиочувствительности
организмов разных видов, можно отметить, что в водной оболочке
атомного реактора в США были обнаружены размножающиеся
бактерии, несмотря на то, что мощность дозы там составляет 1
млн. Р/ч [164]. Это пример исключительной радиоустойчивости.
Удобным примером радиоустойчивости является доза,
150
вызывающая смертность 50 % облученных особей. Это 50 %-ая
летальная доза - ЛД50. Радиочувствительность сильно различается
не только между различными видами, но и в пределах одного вида
(табл. 13).
Таблица 12 - Значение коэффициента Wr [33]
Орган или ткань
W,
Половые железы
0,25
Молочные железы
0,15
Красный костный
мозг
0,12
Легкие
0,12
Щитовидная железа
0,03
Кость
(поверхность)
0,03
Остальные органы
(ткани)
0,30
Обратим внимание на то, что доза, приводящая к гибели
половины облученных млекопитающих любого вида, не превышает
1000 Р.
Если выразить эту дозу по суммарной тепловой энергии,
поглощенной в теле человека, то окажется, что организм
нагреется на 0,001о, то есть меньше, чем от выпитой чашки кофе.
Согласно расчетам Д.Э. Ли, в одном кубическом микроне ткани
при дозе 1000 Р происходит около 200 ионизаций: если учесть,
что в этом объеме содержится 1011 атомов, то ионизации
подверглась ничтожно малая доля молекул.
Таблица 13 - Значения ДД^ гамма-излучения для разных видов
[164]
Вид
ДДяъ Р
Вид
ДД501 Р
Овца
150-200
Хомяк
900-1000
Осел
150-200
Птицы
800-1200
Человек
250-300
Рыбы
800-1200
Собака
250-300
Змеи
8000-20000
Обезьяна
250-400
Насекомые
10000-
100000
Мышь
600-1300
Дрожжи
30000-50000
Крыса
700-900
Растения
1000-150000
Кролик
900-1000
простейшие
100000-
300000
Если облучать вещество, по плотности соответствующее живым
тканям, то половина его атомов превратится в ионы примерно
через тысячу лет. Ничтожно малое количество энергии,
поглощенной организмом приводит к гибели. Это явление Н. В.
Тимофеев-Рессовский назвал "радиобиологическим парадоксом".
Объясняется он, скорее всего той исключительной ролью, которую
выполняет в клетке ядро. А, как оказалось, попадание лишь
одной а-частицы в ядро оплодотворенного яйца вызывает
151
гибель зародыша, в случае же облучения цитоплазмы яйца гибель
зародыша регистрируется после прохождения 15 миллионов частиц
[164]. Ионизирующее излучение вызывает повреждение
содержащегося в клеточном ядре наследственного вещества - ДНК.
Пока клетка не делится, ДНК может функционировать в виде
отдельных участков макромолекул. Но в момент очередного
деления клетки оторванные фрагменты содержащих ДНК хромосом
неравномерно распределяются по двум дочерним клеткам и
возникает, как говорят цитогенетики, генный дисбаланс.
Новообразованная клетка, лишенная части ДНК, необратимо
