Рентгенологическим видам обследования в медицине по-прежнему отводится ведущая роль. Иногда без данных невозможно подтвердить или поставить правильный диагноз. С каждым годом методики и рентгенотехника совершенствуются, усложняются, становятся более безопасными но, тем не менее, вред от излучения остается. Минимизация негативного влияния диагностического облучения – приоритетная задача рентгенологии.

Наша задача – на доступном любому человеку уровне разобраться в существующих цифрах доз излучения, единицах их измерения и точности. Также, коснемся темы реальности возможных проблем со здоровьем, которые может вызвать этот вид медицинской диагностики.

Рекомендуем прочитать:

Что такое рентгеновское излучение

Рентгеновское излучение представляет собой поток электромагнитных волн с длиной, находящейся в диапазоне между ультрафиолетовым и гамма-излучением. Каждый вид волн имеет свое специфическое влияние на организм человека.

По своей сути рентгеновское излучение является ионизирующим. Оно обладает высокой проникающей способностью. Энергия его представляет опасность для человека. Вредность излучения тем выше, чем больше получаемая доза.

О вреде воздействия рентгеновского излучения на организм человека

Проходя через ткани тела человека, рентгеновские лучи ионизирует их, изменяя структуру молекул, атомов, простым языком – «заряжая» их. Последствия полученного облучения могут проявиться в виде заболеваний у самого человека (соматические осложнения), или у его потомства (генетические болезни).

Каждый орган и ткань по-разному подвержены влиянию излучения. Поэтому созданы коэффициенты радиационного риска, ознакомиться с которыми можно на картинке. Чем больше значение коэффициента, тем выше восприимчивость ткани к действию радиации, а значит и опасность получения осложнения.

Наиболее подвержены воздействию радиации кроветворные органы – красный костный мозг.

Самое частое осложнение, появляющееся в ответ на облучение, – патологии крови.

У человека возникают:

  • обратимые изменения состава крови после незначительных величин облучения;
  • лейкемия – уменьшение количества лейкоцитов и изменение их структуры, приводящая к сбоям деятельности организма, его уязвимости, снижению иммунитета;
  • тромбоцитопения – уменьшение содержания тромбоцитов, клеток крови, отвечающих за свертываемость. Этот патологический процесс может вызывать кровотечения. Состояние усугубляется повреждением стенок сосудов;
  • гемолитические необратимые изменения в составе крови (распад эритроцитов и гемоглобина), в результате воздействия мощных доз радиации;
  • эритроцитопения – снижение содержания эритроцитов (красных кровяных клеток), вызывающее процесс гипоксии (кислородного голодания) в тканях.

Друг ие патологи и :

  • развитие злокачественных заболеваний;
  • преждевременное старение;
  • повреждение хрусталика глаза с развитием катаракты.

Важно : Опасным рентгеновское излучение становится в случае интенсивности и длительности воздействия. Медицинская аппаратура применяет низкоэнергетическое облучение малой длительности, поэтому при применении считается относительно безвредной, даже если обследование приходится повторять многократно.

Однократное облучение, которое получает пациент при обычной рентгенографии, повышает риск развития злокачественного процесса в будущем примерно на 0,001%.

Обратите внимание : в отличие от воздействия радиоактивных веществ, вредоносное действие лучей прекращается сразу же, после выключения аппарата.

Лучи не могут накапливаться и образовывать радиоактивные вещества, которые затем будут являться самостоятельными источниками излучения. Поэтому после рентгена не следует принимать никаких мер для «вывода» радиации из организма.

В каких единицах измеряются дозы полученной радиации

Человеку, далекому от медицины и рентгенологии, тяжело разобраться в обилии специфической терминологии, цифрах доз и единицах, в которых они измеряются. Попробуем привести информацию к понятному минимуму.

Итак, в чем же измеряется доза рентгеновского излучения? Единиц измерения радиации много. Мы не будет подробно разбирать все. Беккерель, кюри, рад, грэй, бэр – вот список основных величин радиации. Применяются они в разных системах измерения и областях радиологии. Остановимся только на практически значимых в рентгендиагностике.

Нас больше будут интересовать рентген и зиверт.

Характеристика уровня проникающей радиации, излучаемой рентгеновским аппаратом, измеряется в единице под названием «рентген» (Р).

Чтобы оценить действие радиации на человека, введено понятие эквивалентной поглощенной дозы (ЭПД). Помимо ЭПД существуют и другие виды доз – все они представлены в таблице.

Эквивалентная поглощенная доза (на картинке – Эффективная эквивалентная доза) представляет собой количественную величину энергии, которую поглощает организм, но при этом учитывается биологическая реакция тканей тела на излучение. Измеряется она в зивертах (Зв).

Зиверт приблизительно сопоставим с величиной 100 рентген.

Естественный фон облучения и дозы, выдаваемые медицинской рентгенаппаратурой, намного ниже этих значений, поэтому для их измерения используются величины тысячной доли (милли) или одной миллионной доли (микро) Зиверта и Рентгена.

В цифрах это выглядит так:

  • 1 зиверт (Зв) = 1000 миллизиверт (мЗв) = 1000000 микрозиверт (мкЗв)
  • 1 рентген (Р) = 1000 миллирентген (мР) = 1000000 миллирентген (мкР)

Чтобы оценить количественную часть излучения, получаемого за единицу времени (час, минуту, секунду) используют понятие – мощность дозы, измеряемую в Зв/ч (зиверт-час), мкзв/ч (микрозиверт-ч), Р/ч (рентген-час), мкр/ч (микрорентген-час). Аналогично – в минутах и секундах.

Можно еще проще:

  • общее излучение измеряется в рентгенах;
  • доза, получаемая человеком – в зивертах.

Дозы облучения, полученные в зивертах, накапливаются в течение всей жизни. Теперь попробуем выяснить, сколько же получает человек этих самых зивертов.

Естественный радиационный фон

Уровень естественной радиации везде свой, зависит он от следующих факторов:

  • высоты над уровнем моря (чем выше, тем жестче фон);
  • геологической структуры местности (почва, вода, горные породы);
  • внешних причин – материала здания, наличия рядом предприятий, дающих дополнительную лучевую нагрузку.

Обратите внимание: наиболее приемлемым считается фон, при котором уровень радиации не превышает 0,2 мкЗв/ч (микрозиверт-час), или 20 мкР/ч (микрорентген-час)

Верхней границей нормы считается величина до 0,5 мкЗв/ч = 50 мкР/ч.

В течение нескольких часов облучения допускается доза до 10 мкЗв/ч = 1мР/ч.

Все виды рентгенологических исследований вписываются в безопасные нормативы лучевых нагрузок, измеряемых в мЗв (миллизивертах).

Допустимые дозы облучения для человека, накопленные за жизнь не должны выходить за пределы 100-700 мЗв. Фактические значения облучения людей, проживающих в высокогорье, могут быть выше.

В среднем за год человек получает дозу равную 2-3 мЗв.

Она суммируется из следующих составляющих:

  • радиация солнца и космических излучений: 0,3 мЗв – 0,9 мЗв;
  • почвенно-ландшафтный фон: 0,25 – 0,6 мЗв;
  • излучение жилищных материалов и строений: 0,3 мЗв и выше;
  • воздух: 0,2 – 2 мЗв;
  • пища: от 0,02 мЗв;
  • вода: от 0,01 – 0,1 мЗв:

Помимо внешней получаемой дозы радиации, в организме человека накапливаются и собственные отложения радионуклидных соединений. Они также представляют источник ионизирующих излучений. К примеру, в костях этот уровень может достигать значений от 0,1 до 0,5 мЗв.


Кроме того, происходит облучение калием-40, скапливающимся в организме. И это значение достигает 0,1 – 0,2 мЗв.

Обратите внимание : для измерения радиационного фона можно пользоваться обычным дозиметром, например РАДЭКС РД1706, который дает показания в зивертах.

Вынужденные диагностические дозы рентген облучения

Величина эквивалентной поглощенной дозы при каждом рентгенобследовании может значительно отличаться в зависимости от вида обследования. Доза облучения также зависит от года выпуска медицинской аппаратуры, рабочей нагрузки на него.

Важно : современная рентгеноаппаратура дает излучения в десятки раз более низкие, чем предшествующая. Можно сказать так: новейшая цифровая рентгенотехника безопасна для человека.

Но все же попытаемся привести усредненные цифры доз, которые может получать пациент. Обратим внимание на различие данных, выдаваемых цифровой и обычной рентгеноаппаратурой:

  • цифровая флюорография: 0,03-0,06 мЗв, (самые современные цифровые аппараты дают излучение в дозе от 0,002 мЗв, что в 10 раз ниже их предшественников);
  • плёночная флюорография: 0,15-0,25 мЗв, (старые флюорографы: 0,6-0,8 мЗв);
  • рентгенография органов грудной полости: 0,15-0,4 мЗв.;
  • дентальная (зубная) цифровая рентгенография: 0,015-0,03 мЗв., обычная: 0,1-0,3 мзВ.

Во всех перечисленных случаях речь идет об одном снимке. Исследования в дополнительных проекциях увеличивают дозу пропорционально кратности их проведения.

Рентгеноскопический метод (предусматривает не фотографирование области тела, а визуальный осмотр рентгенологом на экране монитора) дает значительно меньшее излучение за единицу времени, но суммарная доза может быть выше из-за длительности процедуры. Так, за 15 минут рентгеноскопии органов грудной клетки общая доза полученного облучения может составить от 2 до 3,5 мЗв.

Диагностика желудочно-кишечного тракта – от 2 до 6 мЗв.

Компьютерная томография применяет дозы от 1-2 мЗв до 6-11 мЗв, в зависимости от исследуемых органов. Чем более современным является рентгеноаппарат, тем более низкие он дает дозы.

Отдельно отметим радионуклидные методы диагностики. Одна процедура, основанная на радиофармпрепарате, дает суммарную дозу от 2 до 5 мЗв.

Сравнение эффективных доз радиации, полученных во время наиболее часто используемых в медицине диагностических видов исследований, и доз, ежедневно получаемых человеком из окружающей среды, представлено в таблице.

Процедура Эффективная доза облучения Сопоставимо с природным облучением, полученным за указанный промежуток времени
Рентгенография грудной клетки 0,1 мЗв 10 дней
Флюорография грудной клетки 0,3 мЗв 30 дней
Компьютерная томография органов брюшной полости и таза 10 мЗв 3 года
Компьютерная томография всего тела 10 мЗв 3 года
Внутривенная пиелография 3 мЗв 1 год
Рентгенография желудка и тонкого кишечника 8 мЗв 3 года
Рентгенография толстого кишечника 6 мЗв 2 года
Рентгенография позвоночника 1,5 мЗв 6 месяцев
Рентгенография костей рук или ног 0,001 мЗв менее 1 дня
Компьютерная томография – голова 2 мЗв 8 месяцев
Компьютерная томография – позвоночник 6 мЗв 2 года
Миелография 4 мЗв 16 месяцев
Компьютерная томография – органы грудной клетки 7 мЗв 2 года
Микционная цистоуретрография 5-10лет: 1,6 мЗв
Грудной ребенок: 0,8 мЗв 		6 месяцев
3 месяца
Компьютерная томография – череп и околоносовые пазухи 0,6 мЗв 2 месяца
Денситометрия костей (определение плотности) 0,001 мЗв менее 1 дня
Галактография 0,7 мЗв 3 месяца
Гистеросальпингография 1 мЗв 4 месяца
Маммография 0,7 мЗв 3 месяца

Важно: Магнитно-резонансная томография не использует рентгеновское облучение. При этом виде исследования на диагностируемую область направляется электромагнитный импульс, возбуждающий атомы водорода тканей, затем измеряется вызывающий их отклик в сформированном магнитном поле с уровнем высокой напряженности. Некоторые люди ошибочно причисляют этот метод к рентгеновским.

Облучение подстерегает нас в самых неожиданных местах, потому так важно знать безопасную дозу радиации для человека и его организма.

Еще недавно человечеству казалось, что радиация не способна нанести большого урона человеку и его жизнедеятельности, однако, каждый, кто непосредственно сталкивался с подобным излучением, почувствовал на себе всю опасность данного процесса. Сегодня знамениты эксперименты Марии Кюри, которая контактировала с излучением на протяжении продолжительного срока.

Незнание опасности привело не только к скоропостижной и мучительной смерти великой женщины, но и к необходимости ее захоронения в полной изоляции на долгие годы. До сих пор саркофаг, в котором находится исследователь, излучает опасные дозы радиации, способные навредить человеку.

Еще один яркий пример вреда, нанесенного радиационным фоном – авария на знаменитой Чернобыльской АЭС. В апреле 1986 года во время рядовых испытаний на одном из энергоблоков, находящемся в непосредственной близости к рабочему городку Припять, произошел сильнейший взрыв, огромные дозы радиации обрушились не только на работников станции и жителей города, но и на большую часть Европы.

Сегодня, спустя несколько десятилетий, город ассоциируется с ужасом тех лет – жить здесь невозможно до сих пор из-за высокого радиационного фона, а саму станцию вынужденно упрятали в прочный стальной саркофаг.

Самым печальным является тот факт, что практически все, кто принимал непосредственное участие в ликвидации последствий аварии, скоропостижно скончались от лучевой болезни. Именно это заболевание может спровоцировать опасное излучение, а муки, в которых умирает пострадавший, напоминаю настоящее суровое наказание.

К сожалению, в то время мало кто знал, что радиация способна убить человека с такой удивительной легкостью, потому и последствия оказались весьма плачевными.

Что такое радиация?

На самом деле понятие радиации гораздо шире, чем мы привыкли думать. Ученые относя к этому термину излучения, распространяющиеся в виде элементарных частиц и квантовых потоков. Выделяется несколько видов радиации:

  1. Световая.
  2. Инфракрасная.
  3. Ультрафиолетовая.
  4. Ионизирующая.

Особенный интерес человечество проявляет к последнему виду излучения – ионизирующему. Именно оно обладает способностью проникать в клетки любого живого организма и разрушать важный элемент – белок, являющийся строительным инструментом для тканей.

Процессы, происходящие в результате подобного разрушения, могут привести не только к развитию серьезных патологий, но и к смерти живого организма, потому под словом «радиация» в современном мире понимается именно такое излучение.

Виды радиации

Большинство людей сегодня ошибочно считают, что любая радиация непременно несет за собой смертельную опасность. На деле все обстоит совершенно иначе, существует даже безопасная доза радиации для человека, не наносящая практически никакого урона при разовом воздействии. Конечно, если соприкасаться с излучением регулярно, эффект будет исключительно негативным – частицы имеют свойство скапливаться на одежде, вещах, волосах и даже коже человека.

Некоторое излучение человечество научилось использовать с целью получения собственной выгоды. Среди таких факторов применения можно отметить следующие:

Обратите внимание! Следует различать радиацию и радиоактивность. Несмотря на то что эти понятия тесно связаны между собой, разница в них очевидна. Радиация – это потоки энергии, способные существовать в открытом пространстве до соприкосновения с предметом или живым существом, а радиоактивность – это способность определенного предмета поглощать эти самые потоки.

Как было сказано выше, существует несколько видов радиационного излучения. Среди них можно выделить основные и самые распространенные:

  1. Альфа-излучение, основанное на положительно заряженных частицах с большой массой. Подобный вид излучения способен ионизировать организм, потому опасен для человека. Проникая в желудочно-кишечный тракт, частицы не распространяются по всему организму, так как восприимчивы к преградам.
  2. Бета излучение, чья проникающая способность замено выше, чем у предыдущего вида. Предотвратить облучение в этом случае поможет алюминиевый лист или деревянный саркофаг.
  3. Гамма-лучи и рентгеновское излучение – частицы, заряженные нейтрально. У них наблюдается максимальная проникающая способность, за счет чего возникает сильная опасность не только для человеческого, но и для любого другого живого организма. Защита от такого облучения состоит из создания плотного саркофага, например, созданного из стали, при этом слой должен составлять несколько сантиметров.

Помимо распределения излучений, основанного на характере лучей, существуют и другие разновидности радиации. Излучение может производиться как естественным путем, так и извлекаться в результате человеческого труда. Второй вариант чаще используется на промышленных предприятиях с целью получения энергии, и именно такой способ применялся на Чернобыльской АЭС.

Если говорить о природе, то основным источником радиационного фона на нашей планете является Солнце – звезда, находящаяся в непосредственной близости к Земле. Доза облучения, проникающая на поверхность, остается в рамках допустимого за счет озонового слоя, который эффективно поглощает лучи и не дает им уничтожить человечество.

Интересно, что даже человеческий организм, функционирующий в нормальном режиме, регулярно производи радиационные лучи, которые никак не сказываются на жизнедеятельности.

Искусственная радиация, как правило, возникает в процессе деятельности атомных электростанций, создания любого вида техники и даже ее применения. Использование радиоактивных изотопов в процессе лечения любого страшного заболевания также провоцирует появление лучей.

Обратите внимание! Отходы, регулярно выбрасываемые большинством предприятий, функционирующих на нашей планете, не только разрушают озоновый слой, но и создают повышенную радиационную опасность. Как правило, вещества, входящие в состав производственных отходов, требуют профессиональной утилизации, но предприятий, способных провести это процесс, сегодня очень мало.

Внешнее и внутреннее облучение

Помимо уже перечисленных категорий облучения, существует еще и распределение по типу облучения человека. Он напрямую зависит от вида проникновения вредного элемента в организм одним из следующих способов:

  • Вредные вещества проникают в организм через пищеварительный тракт вместе с пищей или жидкостью, что полностью связано с образом жизни или характером работы пострадавшего.
  • Излучение может проникать в организм и из внешней среды. Если человек работает на предприятии, непосредственно связанном с излучением, или проживает недалеко от подобного завода или станции, через его кожу и волосы в организм регулярно попадают вредные вещества, постепенно разрушающие строительные элементы всех систем организма.

Обратите внимание! Опасность радиационного облучения несут не только крупные предприятия, нацеленные на получение энергии или производство ресурсов, но даже простые строительные материалы, при изготовлении которых не соблюдалась или недостаточно соблюдалась технология и техника безопасности.

Дозы

Доза облучения, которая не нанесет вреда человеку, определяется не только из его индивидуальных показателей, но зависит о местности проживания человека и характера его работы. При длительном воздействии небольшого количества лучей организм начинает самостоятельную борьбу и адаптируется к условиям, тем самым защищая себя от серьезного поражения.

Величина, показывающая уровень облучения, определяется дозой, полученной за конкретный период времени.

  1. Экспозиционная доза, определяющая количество проникающих в организм гамма-лучей. Основной величиной, которая и отмечает количество, является рентген.
  2. Доза, которую смог поглотить человеческий или другой животный организм или даже предмет измеряется в так называемых «греях».
  3. Доза, допустимая для облучения организма, не влияющая на его нормальную жизнедеятельность, для каждого организма определяется в индивидуальном порядке.
  4. Полноценная доза полученного излучения рассчитывается также индивидуально и полностью зависит от продолжительности и вида облучения.

Нормы

Города и поселения, находящиеся в непосредственной близости от серьезных промышленных предприятий, регулярно находятся в опасности. Именно поэтому в таких поселениях производятся измерения радиационного фона для того, чтобы исключить возможное поражение граждан.

Средний показатель нормы составляет около пятидесяти микрорентген в час, но он может значительно меняться. Например, в зонах с повышенной радиацией нормальный показатель будет расти, а в экологически чистых зонах радиационный фон значительно уменьшается. Исследовать подобные показатели рекомендуется исходя из индивидуальных особенностей определенной территории.

Важно понимать, что при регулярном нахождении в зоне повышенного радиационного фона создается определенная опасность. Проникающие лучи воздействуют на весь человеческий организм, разрушая его структуру и препятствуя нормальному росту и развитию клеток.

Потому специалистам, работающим в зонах повышенной опасности, необходимо не только часто меняться сменами и покидать зараженное помещение, но и регулярно принимать душ, носить защитную одежду и проверять собственный радиационный фон.

Заражение

Стоит обратить внимание на то, что высокую опасность для человеческого здоровья несет не только разовое нахождение в неблагополучной зоне, но и регулярное воздействие небольшого количества гамма-лучей. Радиационным заражением принято считать облучение, которое способно нанести серьезный вред здоровью и жизни человека.

Основной группой риска являются люди, проживающие вблизи территорий, на которых происходили аварии или утечки вредоносного вещества, так как период распада у подобных элементов довольно длительный и может составлять десятки, а иногда и сотни лет.

Нормальный радиационный фон может быть нарушен в результате утечки, произошедшей при производстве или транспортировке вредного вещества, в результате техногенной катастрофы, а также при утере радиоисточников.

Обратите внимание! Самыми опасными веществами, которые могут стать причиной заражения, являются йод-131, стронций, цезий, кобальт и америций. В случае с этими веществами период полураспада может занимать от нескольких суток до нескольких лет, а в случае техногенных аварий на атомных станциях урон от выпадения подобных элементов максимален.

Видео: подробнее о радиации.

Опасные дозы

Несмотря на все меры предосторожности, которые существуют на большинстве современных предприятий, облучение радиацией до сих пор может нести смертельную опасность для людей. Убить человека за несколько дней может доза радиации, равная 15Гр, при этом она считается максимальной.

Уже на 3-4 Гр человек получает практически несовместимое с жизнью заражение, и половина пострадавших постепенно умирает. При заражении, равном 9Гр, умирает практически каждый пострадавший за редким исключением.

После подобного заражения у человека развивается лучевая болезнь, длительность которой зависит от количества лучей и вида заражения. Средняя продолжительность жизни пациентов редко достигает трех недель, хотя в истории были случаи, когда пострадавшие держались несколько месяцев. Смерть от такого заражения весьма мучительна, органы постепенно разрушаются, а первым симптомом считается общее недомогание и облысение.

Симптомы возникновения лучевой болезни полностью зависят от того, какое количество лучей попало в организм. Слабое отравление чаще всего сопровождается головокружениями, тошнотой и общим недомоганием, может проявляться рвотный позыв. При следующей степени существующие симптомы заметно усиливаются, начинается развитие патологических процессов и разрушение клеток.

Две последние стадии предполагают полное нарушение всех важных органов и их отказ, что приводит к мучительной смерти. Шансов на выздоровление у пациентов с серьезными поражениями практически нет, потому рекомендуется соблюдать все меры безопасности на предприятии и регулярно проводить проверки на радиационный фон.

Несмотря на то что такие вредные и опасные лучи нанесли непоправимый урон тысячам людей, сегодня именно они способны и спасти человеческую жизнь. Практически каждый сталкивается с рентгеновскими лучами, проходя медицинское обследование, а лечение лучами является одним из эффективных методов борьбы с онкологическими заболеваниями.

Возможно, когда-то человечество научится обращаться с опасными элементами и они станут частью повседневной жизни, но сегодня все еще важно обезопасить себя и своих близких от влияния такого негативного фактора.

Человеческий организм поглощает энергию ионизирующих излучений, причем от количества поглощенной энергии зависит степень лучевых поражений. Для характеристики поглощенной энергии ионизирующего излучения единицей массы вещества используется понятие поглощенная доза.

Поглощенная доза – это количество энергии ионизирующего излучения, поглощенное облучаемым телом (тканями организма) и рассчитанной на единицу массы этого вещества. Единица поглощенной дозы в Международной системе единиц (СИ) – грей (Гр).

1 Гр = 1 Дж/кг

Для оценки еще используют и внесистемную единицу – Рад. Рад – образовано от английского «radiationabsorbeddoze» – поглощенная доза излучения. Это такое излучение, при котором каждый килограмм массы вещества (скажем, человеческого тела) поглощает 0.01 Дж энергии (или 1 г массы поглощает 100 эрг).

1 Рад = 0.01 Дж/кг 1 Гр = 100 Рад

    Экспозиционная доза

Для оценки радиационной обстановки на местности, в рабочем или жилом помещениях, обусловленной воздействием рентгеновского или гамма-излучения, используют экспозиционную дозу облучения. В системе СИ единица экспозиционной дозы – кулон на килограмм (1 Кл/кг).

На практике чаще используют внесистемную единицу – рентген (Р). 1 рентген – доза рентгеновских (или гамма) лучей, при которой в 1 см 3 воздуха образуется 2.08 х 10 9 пар ионов (или в 1 г воздуха – 1.61 х 10 12 пар ионов).

1 Р = 2.58 х 10 -3 Кл/кг

Поглощенной дозе 1 Рад соответствует экспозиционная доза, примерно равная 1 рентгену: 1 Рад = 1 Р

    Эквивалентная доза

При облучении живых организмов возникают различные биологические эффекты, разница между которыми при одной и той же поглощенной дозе объясняется разными видами облучения.

Для сравнения биологических эффектов, вызываемых любыми ионизирующими излучениями, с эффектами от рентгеновского и гамма-излучения, вводится понятие об эквивалентной дозе . В системе СИ единица эквивалентной дозы – зиверт (Зв). 1 Зв = 1 Дж/кг

Существует также внесистемная единица эквивалентной дозы ионизирующего излучения – бэр (биологический эквивалент рентгена). 1 бэр – доза любого излучения, которая производит такое же биологическое действие, как рентгеновское или гамма-излучение в 1 рентген.

1 бэр = 1 Р 1 Зв = 100 бэр

Коэффициент, показывающий, во сколько раз оцениваемый вид излучения биологически опаснее, чем рентгеновское или гамма-излучение при одинаковой поглощенной дозе, называется коэффициентом качества излучения (К).

Для рентгеновского и гамма-излучения К=1.

1 Рад х К = 1 бэр 1 Гр х К = 1 Зв

При прочих равных условиях доза ионизирующего излучения тем больше, чем больше время облучения, т.е. доза накапливается со временем. Доза, отнесенная к единице времени, называется мощностью дозы. Если мы говорим, что мощность экспозиционной дозы гамма-излучения составляет 1 Р/ч, то это значит, что за 1 час облучения человек получит дозу, равную 1 Р.

Активность радиоактивного источника (радионуклида) – это физическая величина, характеризующая число радиоактивных распадов в единицу времени. Чем больше радиоактивных превращений происходит в единицу времени, тем выше активность. В системе Си за единицу активности принят беккерель (Бк) - количество радиоактивного вещества, в котором происходит 1 распад за 1 секунду.

Другая единица радиоактивности – кюри. 1 кюри – активность такого количества радиоактивного вещества, в котором происходит 3.7 х 10 10 распадов в секунду.

Время, в течение которого число атомов данного радиоактивного вещества уменьшается вследствие распада вдвое называется периодом полураспада . Период полураспада может меняться в широких пределах: для урана-238 (U) – 4.47 млр. лет; урана-234 – 245 тыс. лет; радия-226 (Ra) – 1600 лет; йода-131 (J) – 8 суток; радона-222 (Rn) – 3.823 суток; полония-214 (Po) – 0.000164 сек.

Среди долгоживущих изотопов, выброшенных в атмосферу в результате взрыва АЭС в Чернобыле, есть стронций-90 и цезий-137, периоды полураспада которых около 30 лет, поэтому зона Чернобыльской АЭС еще многие десятилетия будет непригодна для нормальной жизни.

КОЭФФИЦИЕНТЫ РАДИАЦИОННОГО РИСКА

Следует учитывать, что одни части тела (органы, ткани) более чувствительны, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения органов и тканей следует учитывать с разными коэффициентами. Принимая коэффициент радиационного риска всего организма в целом за единицу, для разных тканей и органов коэффициенты радиационного риска будут следующие:

0.03 – костная ткань; 0.03 – щитовидная железа;

0.12 – легкие; 0.12 – красный костный мозг;

0.15 – молочная железа; 0.25 – яичники или семенники;

0.30 – другие ткани.

ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ЧЕЛОВЕКОМ

С ионизирующими излучениями население в любом регионе земного шара встречается ежедневно. Это, прежде всего, так называемый радиационный фон Земли, который складывается из:

    космического излучения, приходящего на Землю из Космоса;

    излучения от находящихся в почве, строительных материалах, воздухе и воде естественных радиоактивных элементов;

    излучения от природных радиоактивных веществ, которые с пищей и водой попадают внутрь организма, фиксируются тканями и сохраняются в теле человека.

Кроме того, человек встречается с искусственными источниками излучения, включая радиоактивные нуклиды (радионуклиды), созданные руками человека и применяемые в народном хозяйстве.

В среднем доза облучения от всех естественных источников ионизирующего излучения составляет в год около 200 мР, хотя это значение может колебаться в разных регионах земного шара от 50 до 1000 мР/год и более (табл. 1). Доза, получаемая в результате космического излучения, зависит от высоты над уровнем моря; чем выше над уровнем моря, тем больше годовая доза.

Таблица 1

Природные источники ионизирующего излучения

Источники

Средняя годовая доза

Вклад в дозу,

1. Космос (излучение на уровне моря)

2. Земля (грунт, вода, стройматериалы)

3. Радиоактивные элементы, содержащиеся в тканях тела человека (К, С и др.)

4. Другие источники

Средняя суммарная годовая доза

Искусственные источники ионизирующего излучения (табл. 2):

    медицинское диагностическое и лечебное оборудование;

    люди, постоянно пользующиеся самолетом, дополнительно подвергаются незначительному облучению;

    атомные и тепловые электростанции (доза зависит от близости их расположения);

    фосфорные удобрения;

Строения из камня, кирпича, бетона, дерева – плохая вентиляция в помещениях может увеличить дозу облучения, обусловленную вдыханием радиоактивного газа радона, который образуется при естественном распаде радия, содержащегося во многих горных породах и стройматериалах, а также в почве. Радон – невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (тяжелее воздуха в 7.5 раз) и др.

Каждый житель Земли на протяжении всей своей жизни ежегодно облучается дозой в среднем 250-400 мбэр.

Считается, что безопасно для человека набрать за всю свою жизнь дозу облучения, не превышающую 35 бэр. При дозах облучения в 10 бэр не наблюдается каких-либо изменений в органах и тканях организма человека. При однократном облучении дозой 25-75 бэр клинически определяются кратковременные незначительные изменения состава крови.

При облучении дозой более 100 бэр наблюдается развитие лучевой болезни:

100 – 200 бэр – Iстепень (легкая);

200 – 400 бэр – IIстепень (средняя);

400 – 600 бэр – IIIстепень (тяжелая);

более 600 бэр – IVстепень (крайне тяжелая).

Врага нужно знать в лицо, поэтому хотя бы минимальные сведения о радиоактивном излучении необходимы всем. К сожалению, многое из того, что пишут и говорят обывательские СМИ о радиации и ее влиянии на живые организмы, далеко не всегда соответствует действительности, а еще большее - окутано плотной завесой мифов. Отсутствие достоверных знаний порождает страх, но проблема даже не в этом. А в том, что радиация в той или иной степени окружает нас повсюду, однако на ее наличие, а главное, на повышенный или даже критический уровень наши органы чувств не реагируют. Многие, не зная о наличии радиации, долго пребывают под ее воздействием, употребляют в пищу продукты питания и напитки, содержащие радиоактивные вещества. Многие, даже зная о повышенном радиационном фоне, предпочитают либо не замечать этого явления, либо прибегать к разного рода лжеметодам профилактики и борьбы, которые, скорее, вредят организму, нежели оказывают ему помощь и помогают нивелировать или хотя бы минимизировать вредные последствия.

Виды излучений

Радиация - это излучение, существующее в нескольких видах и представленное альфа-, бета- и гамма-лучами:

  • альфа-излучение - поток тяжелых нейтронных и протонных частиц, опасных для живых организмов только при внутреннем проникновении (при вдыхании зараженного воздуха, с пищей и т.д.);
  • бета-излучение - поток заряженных отрицательно частиц, которые могут проникать через незащищенную кожу на глубину 1-2 см;
  • гамма-излучение - самое опасное излучение с высоким уровнем способности проникать через кожные покровы и другие поверхности, значительно снизить интенсивность которого могут лишь солидные по толщине бетонные или свинцовые плиты.

Радиация опасна не сама по себе, а своим ионизирующим излучением, которое взаимодействует на атомном и молекулярном уровне с нашим организмом, разрывая в нем молекулярные связи и вызывая необратимые изменения.

Дозы радиации

Существует несколько разновидностей доз, являющихся основными физико-химическими характеристиками радиации:

  1. Экспозиционная доза, измеряемая в Рентгенах (Р) и свидетельствующая о степени ионизации сухого воздуха.
  2. Поглощенная доза - величина поглощенной веществом радиоактивной энергии на единицу его массы, измеряемая в Греях (Гр) или Радах, при соответствии 100 Рад одному Гр.
  3. Эквивалентная доза - величина биовоздействия радиации на живые организмы, рассчитываемая посредством умножения параметра поглощенной дозы на способность конкретного вида излучения повреждать ткани. Эту величину называют еще коэффициентом качества (КК). Эквивалентная доза измеряется в Зивертах или Бэрах. КК у разных видов лучей отличается: альфа-лучи - 20, быстрые нейтроны и протоны - 3-10, бета-, гамма- и рентгеновские лучи - 1.

Важным показателем радиации является и мощность дозы - величина дозы облучения за определенный промежуток времени, измеряемая в Зивертах в час (Зв/ч).

Существует также показатель «эффективная эквивалентная доза», используемый для расчета индивидуальной дозы, - эквивалентная доза, умноженная на коэффициент радиационного риска, применяемый в зависимости от конкретного органа человека.

Ткани и органы по-разному воспринимают радиацию. Самые восприимчивые - красный костный мозг, половые железы и легкие. В наименьшей степени воспринимают воздействие, в частности, мышечные ткани и щитовидная железа. Эффективная эквивалентная доза измеряется в Зивертах и Бэрах, при этом 100 Бэров равны 1 Зиверту. При необходимости эффективную эквивалентную дозу можно рассчитать и для определенной группы людей.

Коэффициент радиационного риска

Органы человека Коэффициент
Гонады (половые железы) 0,2
Красный костный мозг 0,12
Толстый кишечник 0,12
Желудок 0,12
Легкие 0,12
Мочевой пузырь 0,05
Печень 0,05
Пищевод 0,05
Щитовидная железа 0,05
Кожа 0,01
Клетки костных поверхностей 0,01
Головной мозг 0,025
Остальные ткани 0,05
Организм в целом 1

Как уже упоминалось, любой организм постоянно находится под радиационным воздействием, при этом далеко не любой его уровень опасен. Допустимым считается фон 0,08-0,3 мкЗв/ч.

Среди основных источников радиационного воздействия (с указанием эффективных эквивалентных доз за год):

Последствия воздействия радиации на организм

Учитывая, что каждый орган и каждая ткань по-разному воспринимают радиоактивное облучение, радиация воздействует на организм комплексно, вызывая различные изменения обратимого и необратимого характера: соматического (непосредственно у организма) и генетического (проявляющегося у потомков).

Радиации свойственна одна немаловажная особенность - однократное облучение определенной дозой радиации оказывает более опасное воздействие, нежели многократное облучение при аналогичном уровне дозировки. Небольшие дозы, даже серийного характера, довольно часто не приводят к необратимым последствиям, и организм может восстановиться.

При однократном воздействии гамма-лучей в определенной дозе последствия будут следующими:

100 зВ — смерть наступает через несколько часов или дней вследствие повреждения центральной нервной системы
10—50 зВ — смерть наступает через 1-2 недели вследствие внутренних кровоизлияний
4—5 зВ — 50% облученных умирает в течение 1-2 месяцев вследствие поражения клеток костного мозга
1 зВ — нижний уровень развития лучевой болезни
0,75 — кратковременные незначительные изменения состава крови
0,30 — облучение при рентгеноскопии желудка (разовое)
0,25 — допустимое аварийное облучение персонала (разовое)
0,1 — допустимое аварийное облучение населения (разовое)
0,05 — допустимое облучение персонала в нормальных условиях за год
0,005 — допустимое облучение населения в нормальных условиях за год
0,0035 — годовая эквивалентная доза облучения за счет всех источников излучения в среднем для жителя России

Допустимая доза и измерение радиации

Практически каждому взрослому человеку известно, что радиация - явление опасное, способное приводить к серьезным и даже трагическим последствиям для организма, зачастую проявляемым лишь спустя некоторое время. При определенном уровне радиоактивного облучения наступает смерть - не от самого облучения, а от его последствий. Очень многие люди ассоциируют радиацию с неизбежной и мучительной смертью, поэтому не случайно, услышав о том, что где-то обнаружена радиация, люди начинают паниковать.

Радиация была, есть и будет всегда нашим окружением - как генерируемая самой планетой, так и поступающая из космоса. Это факт, который доказан научно и неоспорим. Однако до определенного уровня радиация не способна причинить никакого вреда человеку. Этот уровень - допустимая радиация , рассчитываемая для:

  • отдельных временных интервалов;
  • отдельных специальностей;
  • отдельных видов работ;
  • отдельных медицинских процедур;
  • отдельных групп людей;
  • совокупностей ряда критериев.

К сожалению, человеку не дано напрямую чувствовать радиационное воздействие и, тем более, оценивать его уровень. Измерить радиацию и определить ее различные характеристики можно только посредством специальных приборов - дозиметров.

Дозиметры в тех или иных разновидностях представляют собой большую группу приборов, ориентированных на разные условия применения, имеющих разные показатели точности и другие характеристики.

Устройства «ДО-РА»

Хотя многие считают необходимым следить на радиоактивным фоном, даже самый простой прибор для измерения радиации - устройство не очень удобное для постоянного ношения при себе.

Наш проект предлагает иное и самое эффективное решение - уникальный дозиметр радиации «ДО-РА», позволяющий проводить замеры непосредственно со своего мобильного устройства. Данный измеритель радиации устанавливается на ваше устройство как наружный блок или может быть интегрирован во внутреннюю схему. В дополнение к нему поставляется программное обеспечение для работы. При использовании дозиметров и ПО вам не понадобится совершать какие-то специальные действия для осуществления замеров. Датчик и ПО сами будут проводить измерение радиации по заданной программе или по автоматическим настройкам.

Провести измерение радиоактивного излучения может любой человек, приборы сегодня легко найти в продаже.

Какова безвредная и смертельная доза радиации для человека и что нужно знать, чтобы правильно оценить опасность?

Рассмотрим ниже.

Естественная радиация

Что имеют в виду под словами «естественный радиационный фон»?

Это радиация, создаваемая солнечным, космическим излучением, а также из природных источников. Она воздействует на живые организмы непрерывно.

Биологические объекты, предположительно, к нему адаптированы. К ней не относятся скачки радиации, возникающие из-за деятельности, осуществляемой на планете людьми.

Когда говорят безопасная доза радиации, имеют в виду именно естественный фон. В какой бы зоне человек ни находился, он получает в среднем 2400 мкЗв/год из воздуха, космоса, земли, продуктов питания.

Внимание:

  1. Естественный фон – 4-15 мкР/час. На территории бывшего Союза уровень радиации колеблется от 5 до 25 мкР/ч.
  2. Допустимый фон – 16-60 мкР/час.

Космическое излучение неравномерно охватывает земной шар, нормальная интенсивность на полюсах – выше (магнитное поле земли на экваторе сильнее отклоняет заряженные частицы). А также допустимый уровень зависит от высоты над уровнем моря ( солнечного излучения на высоте 10 км над уровнем моря – 0,2 мбэр/час, на высоте 20 км – 1,6).

Определённое количество получает человек при авиаперелетах: при длительности 7-8 часов на высоте 8 км на турбовинтовом самолете со скоростью ниже скорости звука составит 50 мкЗв.

Внимание: влияние радиоактивного излучения на живые организмы полностью еще не изучено. Малые дозы не вызывают явных, доступных для наблюдения и изучения симптомов, хотя, вероятно, оказывают отложенный, системный эффект.

Вопрос влияния небольших количеств является спорным, одни специалисты утверждают, что к естественному фону человек адаптирован, другие считают, что абсолютно безопасным нельзя считать ни один предел, в том числе нормальный радиационный фон.

Виды радиационного фона


Их необходимо знать, чтобы суметь оценить, где и когда могут встречаться дозы, смертельные для организма человека.

Виды фона:

  1. Естественный. В дополнение к внешним источникам, в организме есть внутренний источник – природный калий.
  2. Технологически измененный естественный. Его источники – природные, однако искусственно обработанные. Например, это могут быть извлеченные из недр земли природные ископаемые, из которых впоследствии были изготовлены стройматериалы.
  3. Искусственный. Под ним понимают загрязнение земного шара искусственными радионуклидами. Начал формироваться с развитием ядерного оружия. Составляет 1-3% от естественного фона.

Существуют списки городов России, в которых количество лучевых воздействий стало аномально высоким (из-за техногенных катастроф): Озерск, Северск, Семипалатинск, посёлок Айхал, город Удачный.

Как измеряют


Измерять могут либо на местности, либо – если измерение проводится с медицинскими целями — в тканях организма.

Измеряют дозиметрами, которые через несколько минут показывают мощность различных видов излучения (бета и гамма), а также поглощаемую дозу в час. Альфа-лучи бытовые приборы не улавливают.

Потребуется профессиональный, при измерении необходимо, чтобы прибор находился рядом с источником (сложно, если нужно измерить уровень излучения из земли, на которой уже построено строение). Для определения количества радона используют бытовые радиометры радона.

Единицы измерения


Часто можно встретить «радиационный фон в норме составляет 0,5 микрозиверт/час», «норма – до 50 микрорентген в час». Почему единицы измерения разные и как они соотносятся друг с другом. Значение часто может совпадать, например, 1 Зиверт = 1 Грей. Но у многих единиц разное смысловое наполнение.

Всего существует 5 главных единиц:

  1. Рентен – единица является внесистемной. 1 Р = 1 БЭР, 1 Р примерно равен 0,0098 Зв.
  2. БЭР – это устаревшая мера измерения того же самого, доза, воздействующая на живые организмы как рентгеновские или гамма-лучи мощностью 1 Р. 1 БЭР = 0,01 Зв.
  3. Грей – поглощенная. 1 Грей соответствует 1 Джоулю энергии излучения на массу 1 кг. 1 Гр = 100 Рад = 1 Дж/кг.
  4. Рад – внесистемная единица. Также показывает дозу поглощенной радиации на 1 кг. 1 рад – это 0,01 Дж на 1 кг (1 рад = 0,01 Гр).
  5. Зиверт – эквивалентная. 1 Зв, составляющий 1Гр равен 1 Дж/1 кг или 100 БЭР.

Для примера: 10 мЗв (миллизивертов) = 0,01 Зв = 0,01 Гр = 1 Рад = 1 БЭР = 1 Р.

В системе СИ прописаны Грей, Зиверт.

Существует ли вообще безопасная доза?


Порога безопасности не бывает, это было установлено ученым Р. Зивертом еще в 1950 году. Конкретные цифры могут описать диапазон, предугадать их воздействие возможно только ориентировочно. Даже малая, допустимая доза может вызывать соматические или генетические изменения.

Сложность в том, что увидеть повреждения сразу возможно не всегда, они проявляются некоторое время спустя.

Все это затрудняет исследование вопроса и вынуждает ученых придерживаться осторожных, приблизительных оценок. Именно поэтому безопасный уровень облучения для человека – это диапазон значений.

Кем устанавливаются нормы


Вопросами нормирования и контроля в РФ занимаются специалисты Госкомсанэпиднадзора. В нормах СанПиНа учтены рекомендации международных организаций.

Документы:

  1. НРБ-99. Это основной документ. Прописаны нормативы отдельно для гражданского населения и работников, чей труд предполагает контакты с источниками радиации.
  2. ОСПОР-99.

Поглощенная доза


Она показывает, какое количество радионуклидов было поглощено организмом.

Допустимые дозы облучения согласно НРБ-99:

  1. За год – до 1 мЗв, что составляет 0,57 мкЗв/ч (57 микрорентген/час). За любые пять лет подряд – не более 5 мЗв. В год — не более 5 мЗв. Если человек получил дозу облучения за год 4 мЗв, за прочие четыре года должно быть не более 1 мЗв.
  2. За 70 лет (берется как средняя продолжительность всей жизни) – 70 мЗв.

Обратите внимание: 0,57 мкЗв/ч – это верхнее значение, считается, что безопасно для здоровья – в 2 раза меньше. Оптимально: до 0,2 мЗв/час (20 микрорентген/час) – именно на эту цифру и стоит ориентироваться.

Внимание: эти нормы радиационного фона не учитывают естественный уровень, который колеблется в зависимости от местности. Порог для жителей равнин будет ниже.

Это пределы для гражданского населения. Для профессионалов они в 10 раз выше: допустимо 20 мЗв/год за 5 лет подряд, при этом необходимо, чтобы в один год выходило не более 50.

Допустимая, для человека зависит и от длительности облучения: без вреда для здоровья можно провести несколько часов при внешнем облучении 10 мкЗв (1 миллирентген/час), 10-20 минут – при нескольких миллирентген. Выполняя рентген грудной клетки пациент получает 0,5 мЗв, что составляет половину годовой нормы.

Нормы согласно СанПин


Поскольку значительная часть радиации поступает с продуктами питания, питьевой водой и из воздуха, СанПиНом введены нормы, которые позволят оценить эти источники:

  1. Сколько для помещений? Безопасное количество гамма-лучей – 0,25-0,4 мкЗв/час (эта цифра включает естественный фон для конкретной местности), радон и торон в совокупности – не более 200 Бк/куб.м. в год.
  2. В питьевой воде – сумма всех радионуклидов не больше 2,2 Бк/кг. Радона – не более 60 Бк/час.
  3. Для продуктов норма радиации прописана детально, по каждому виду отдельно.

Если дозы в квартире превышают указанные в п. 1, здание считается опасным для жизни и переквалифицируется из жилого в нежилое, либо предназначаются под снос.

Обязательно оценивается зараженность стройматериалов: уран, торий, калий в сумме должны составлять не более 370 Бк/кг. Оценивается и участок под строительство (промышленное, индивидуальное): гамма-лучи у земли – не больше 0,3 мкЗв/ч, радон – не больше 80 мБк/кв.м*с.

Что делать, если радиоактивность питьевой воды выше указанной нормы (2,2 Бк/кг)?

Такая вода еще раз проходит оценку на содержание конкретных радионуклидов отдельно по каждому виду.

Интересно: иногда можно услышать, что вредно употреблять в пищу бананы или бразильские орехи. Орехи действительно содержат некоторое количество радона, поскольку корни деревьев, на которых они растут, уходят крайне глубоко в почву, отчего и поглощают естественный, присущий недрам фон.

Важно: многие продукты естественного происхождения содержат радиоактивные изотопы. В среднем норма допустимой радиации, получаемой с пищей – 40 миллибэров/год (10% годовой дозы). Все реализуемые через магазины продукты, предназначенные в пищу, должны проходить проверку на заражение стронцием, цезием.

Смертельная доза


Какая доза будет смертельной?

В одном из произведений Бориса Акунина рассказывается об острове Ханаан. Святые отшельники не подозревали, что охраняемый ими «кус сферы небесной» — метеорит, угодивший в месторождение урана. Излучение этого природного делителя приводило к смерти через год.

Но один из «охранников» отличался богатырским здоровьем – он позже других полностью облысел, и прожил в два раза дольше, чем прочие.

Этот литературный пример четко показывает, насколько вариативным может быть ответ на вопрос, какова смертельная доза радиации для человека.

Существуют такие цифры:

  1. Смерть – свыше 10 Гр (10 Зв, или 10000 мЗв).
  2. Угроза для жизни – дозировка более 3000 мЗв.
  3. Лучевую болезнь вызовет более 1000 мЗв (или 1 Зв, или 1 Гр).
  4. Риск различных заболеваний, в том числе раковых – более 200 мЗв. До 1000 мЗв говорят о лучевой травме.

Однократное облучение приведет к:

  • 2 Зв (200 Р) – снижение лимфоцитов в крови на 2 недели.
  • 3-5 Зв – выпадение волос, облезание кожи, необратимое бесплодие, 3,5 Зв – у мужчин временно исчезают сперматозоиды, при 5,5 – навсегда.
  • 6-10 Зв – смертельное поражение, в лучшем случае еще несколько лет жизни с очень тяжелой симптоматикой.
  • 10-80 Зв – кома, смерть через 5-30 мин.
  • От 80 Зв – смерть мгновенно.

Смертность при лучевой болезни зависит от полученной дозы и состояния здоровья, при облучении более 4,5 Гр смертность – 50%. Также лучевую болезнь подразделяют на различные формы, в зависимости от полученного количества Зв.

Имеет значение и вид облучения (гамма, бета, альфа), время облучения (большая мощность в короткий промежуток или та же самая небольшими порциями), какие именно участки тела подверглись облучению, или оно было равномерным.

Ориентируйтесь на приведенные выше цифры и помните о важнейшем правиле безопасности – здравом смысле.