Причины и последствия радиоактивного загрязнения местности

Радиационное излучение: виды и свойства

Спонтанное беспричинное изменение химического или внутреннего состава нестабильных нуклидов, атомных ядер, которые распадаются, приводит к образованию новых элементарных радиоактивных частиц, появлению радиации. Какие виды радиоактивного излучения бывают:

• альфа. Частица, которая в химическом виде представлена ядром атома гелия. Скорость движения — 20 км/с. Быстро теряет энергию, поэтому при внешнем облучении риск проникновения радионуклидов отсутствует. Представляет опасность при внутреннем воздействии, проникающая способность — 3-11 см. Попадая в органы пищеварения и дыхания, провоцирует лучевую болезнь и смерть;
• бета. Образуется заряженная частица в результате бета-распада. Распространяется практически со скоростью света. Изотоп вызывает серьезные лучевые ожоги. Может стать причиной лучевой болезни. Длина пробега достигает 20 метров;
• гамма. Электромагнитное излучение, которое обладает большой проникающей способностью, 2×10-10 метра. По своим свойствам близко к рентгеновским лучам. Результатом гамма-излучения для человека становится острая и хроническая формы лучевой болезни, появление онкологических заболеваний;
• нейтронное. Образуется лучи из электрически нестабильной частицы. Бывают сверхбыстрыми. Провоцируют серьезные лучевые поражения;
• рентгеновское. Энергия фотонов. В медицине получают путем ускорителя заряженных частиц, широко используются для диагностики заболеваний.

Провоцируют мутации, лучевую болезнь, ожоги.

Чтобы защититься от альфа-частиц, будет достаточно одежды, которая пропускает через себя 50% излучения бета. Для предупреждения проникновения этого вида радиации следует использовать металлические экраны, подойдут застекленные окна. От нейтронного облучения поможет и обычная вода, полиэтилен, парафин. Но самым и наиболее опасным для человека излучением является поток гамма. Лучшая защита от него — свинец.

Доза облучения и воздействие на организм

Вред радиоактивных элементов и воздействие радиации на человеческий организм активно изучается учёными всего мира. Доказано, что в ежедневных выбросах из АЭС содержится радионуклид «Цезий-137», который при попадании в организм человека вызывает саркому (разновидность рака), «Стронций-90» замещает кальций в костях и грудном молоке, что приводит к лейкемии (раку крови), раку кости и груди. А даже малые дозы облучения «Криптоном-85» значительно повышают вероятность развития рака кожи.

Влияние радиации на состояние здоровья людей

Влияние радиации на людской организм называется облучением. В процессе этого воздействия радиоактивная энергия внедряется в клетки, при этом разрушая их. При облучении могут проявляться самые разнообразные болезни, типа инфекционных осложнений, нарушений обмена веществ, злокачественных опухолей и лейкоза, бесплодия, катаракты и многого другого. В особенности необычайно остро радиация может воздействовать на процесс деления клеток, из-за этого она представляет чрезвычайную опасность для детского организма.

Людской организм может реагировать не столько на саму радиацию, как на ее источники. Проникновение в организм радиоактивных веществ может происходить разными путями. Например, появление ее в кишечнике может происходить при приеме пищи или воды, в легких — в  процессе дыхания, а на коже или через нее при проведении медицинской диагностики с помощью радиоизотопов. Это будет так называемым внутренним облучением.

Как вывести радиацию из организма? Таким вопросом, несомненно, задаются многие люди. Так, например, известно, что при употреблении отдельных продуктов питания, а также витаминов можно оказать помощь организму в его очистке от незначительных радиоактивных доз. Хотя во времена Чернобыльской катастрофы ходили слухи, что представители КГБ знали, как вывести радиацию, находясь в зоне, и выходили из нее без вреда для организма. Домыслы  опирались на то, что они якобы принимали внутрь какой-то особый совершенно секретный активированный уголь или какой-то аналог.

Норма радиоактивного излучения

Институт медико-биологических проблем формирования здоровья в Москве пришел к выводу, что продолжительность жизни на 20% зависит от состояния здоровья, еще на 20% от окружающей среды, на 10% от уровня медобслуживания и на 50% от образа жизни, режима питания и отдыха. Радиоактивное излучение составляет 5% экологическим проблем цивилизации.

Какие бывают нормы радиоактивности?

Радиоактивное облучение техногенного характера совместно с естественными источниками не должно превышать индивидуальную предельно допустимую дозу (ИПДД).

НРБ – нормы радиационной безопасности, выделяют 2 категории граждан, подвергающихся воздействию радиации.

Категория А – профессиональные сотрудники, которые работают с источниками ионизирующих излучений.

Категория B – часть населения, вынужденная проживать или работать в местах, где могут находиться радиоактивные вещества.

При ликвидации аварий превышение дозовых пределов допускается только ради спасения жизни людей и отсутствия возможности принять меры защиты.

Участвовать в спасательных мероприятиях могут только мужчины старше 30 лет, при их добровольном согласии в письменном виде, после полного информирования о возможных последствиях для здоровья.

Что такое изотопы и период полураспада?

Практически всегда частицы с ионизирующим излучением выпадают из атомного ядра различных химических элементов. При этом ядро находится в стадии радиоактивного распада. Только радиоактивные элементы могут выпускать ионизирующие частицы. Часто один и тот же элемент может иметь разные варианты существования – изотопы, которые подразделяются на стабильные и радиоактивные.

Каждому радиоактивному изотопу отведено определенное время для жизни. Когда ядро распадается, оно испускает частицу, и дальше процесс не идет. Периодом полураспада называют время жизни радиоактивных изотопов, за которое распадается половина их ядер. Если допустить, что все радиоактивные элементы полностью распадутся, то радиоактивность исчезнет. Однако периоды полураспада бывают самыми разными – от нескольких долей секунд до продолжительных миллионов лет.

Радиоактивные изотопы в природе образуются естественным путем (уран, калий, радий) или могут появляться искусственно – в результате деятельности человека при строительстве АЭС, проведении ядерных испытаний.

Основной порядок действий

Когда начинает подаваться сигнал, люди, как правило, не готовы к подобной ситуации. Это может вызвать панику, но следует помнить, что сам факт оповещения направлен на спасение людей. Поэтому ни в коем случае нельзя паниковать. Следует собрать и следовать четкой инструкции действий, разработанных специально для сигнала «Радиационная опасность» (рисунок 3).

Рисунок 3. Алгоритм действий для гражданского населения

Что же нужно делать населению:

1. Находясь дома, отключите все электроприборы, перекройте газ и воду. Если вы находитесь на работе или учебе, прекратите любую деятельность и готовьтесь к эвакуации.
2. Первым делом нужно позаботиться о защите органов дыхания и слизистых. Лучше всего использовать противогаз или респиратор, но, если их нет, подойдет и обычная ватно-марлевая повязка.
3. Выбирайте максимально закрытую одежду: с длинными рукавами и воротником. Обязательно наденьте головной убор, перчатки и прочную закрытую обувь.
4. В убежище с собой следует брать только самое необходимое: документы, лекарства, небольшой запас воды и продуктов, и средства личной гигиены.

После этого сразу направляйтесь в ближайшее убежище. Если у вас нет возможности покинуть дом, проведите его полную герметизацию. Все окна завесьте плотной тканью, а щели закройте ватой или поролоном. Также следует перекрыть все вентиляционные отверстия и дымоходы. Сделайте запас воды в таре с плотной крышкой, и дожидайтесь спасателей, но ни в коем случае не выходите на улицу, пока не будет подан сигнал отмены опасности.

Правила передвижения на зараженной местности

После объявления сигнала о радиационной опасности нужно сразу же уйти в убежище или эвакуироваться. Делайте все, как будут указывать представители властей. Помните, что радиация чрезвычайно опасна, а последствия ее воздействия на человеческий организм могут проявиться далеко не сразу.

Гражданскому населению запрещено передвигаться по зараженной территории. Проводить эвакуацию и оказывать помощь пострадавшим могут только специалисты, для которых предусмотрены специальные защитные костюмы.

Бывает и так, что сигнал тревоги застает людей в дороге. В данном случае передвижения по потенциально опасной местности не избежать. Чтобы максимально обезопасить себя, наденьте противогаз, респиратор или маску, плотно закройте все окна и двери в машине, и постарайтесь выехать за пределы зараженного участка. Помните, что в таком случае ограничения скорости не действуют, и перемещаться можно на максимальной скорости.

Во всех остальных случаях перемещение гражданского населения по зараженной территории ограничивается переходом в убежища или транспортные средства для эвакуации.

Использование средств индивидуальной защиты

По сигналу радиационной опасности каждому человеку необходимо позаботиться о средствах индивидуальной защиты. Противогаз есть дома далеко не у каждого, но для защиты органов дыхания от радиации подойдет и респиратор (рисунок 4).

Респиратор – это полумаска со специальными фильтрующими вставками. Она, как и противогаз, считается надежным средством защита носа, рта и легких от ядовитых паров, пыли и токсичных веществ.

Чтобы респиратор выполнял свою основную функцию, его нужно правильно надевать:

1. Вынимаем аппарат из индивидуальной сумки и снимаем головной убор (если он есть).
2. На респираторе есть завязки. Для удобства их следует слегка ослабить.
3. Задержите дыхание и начинайте надевать респиратор, натягивая его от подбородка на нос и лицо.
4. После этого сделайте выдох и откорректируйте маску с помощью завязок так, чтобы она плотно прилегала к лицу, но не слишком жала.

Рисунок 4. Противогаз и респиратор защитят дыхательные пути от ядовитых веществ Проверить правильность герметизации очень просто. Перекройте клапан выдоха и сделайте небольшой выдох внутри маски. Если воздух не выходит наружу, значит, маска герметична.

Как же защитить себя от облучения?

В качестве профилактики лучевой болезни используется индивидуальные средства защиты: противогазы и специальную одежду. Однако узнав, чем опасна радиация, никакой человек не захочет с ней контактировать. Но что же делать, если случилась такая катастрофа, а средств индивидуальной защиты нет?

Для этого рекомендованы средства для понижения радиочувствительности клеток и тканей организма к радиации, а также замедляющие радиохимические реакции. По словам специалистов, наиболее подходящим средством для таких целей является препарат «Цистамин». Этот препарат снижает содержание кислорода внутри клетки, а, как показало множество исследований, устойчивость клетки по отношению к радиоактивному облучению повышается при ее гипоксии (кислородном голодании). Свое действие препарат начинает спустя 30-40 минут после приема и продолжает около 4-5 часов. Он малотоксичный, и может быть применен повторно.

Чем проверить наличие радиации

Проверить уровень радиации может возникнуть при покупке новой квартиры, квартиры в неблагополучном районе или использовании подозрительных материалов на строительстве дома. У человека нет органов чувств способных почувствовать радиацию и оценить опасность. Поэтому для её обнаружения необходимо наличие специализированных приборов — дозиметров.

Бытовые дозиметры для измерения радиации

Они могут быть бытовыми, профессиональными, промышленными или военными. В качестве чувствительного элемента могут использоваться различные датчики: газоразрядные, сцинтилляционные кристаллы, слюдяные счётчики Гейгера-Мюллера, термолюминесцентные лампы, пин-диоды.

Для замеров в домашних условиях нам доступны бытовые дозиметры. В зависимости от прибора он может выводить показания на дисплей в мкЗв/ч или мкР/ч. Некоторые приборы более близкие к профессиональным могут показывать в обоих вариантах. Следует учитывать, что бытовые дозиметры имеют довольно высокий уровень погрешности измерений.

Лучевая болезнь

Лучевая болезнь — это состояние, развивающееся при облучении человека в дозах, превышающих порог допустимого и поражающее органы кроветворения, нервной системы, желудочно-кишечного тракта и другие органы, системы.

Выделяют две формы лучевой болезни: острую и хроническую. Хроническая форма развивается при постоянном или частом облучении малой дозы, но все же превышающей допустимый порог. Острая лучевая болезнь развивается при однократном облучении большой дозой. Степень тяжести определяется по индивидуальному дозиметру (какую дозу человек получил) и по симптоматике.

Последствия радиационного облучения

Но на этом радиационные эффекты облучения человека не ограничиваются. В случае с нежными тканями слизистых и нервных клеток, происходит их разрушение. Из-за этого могут развиваться разнообразные нарушения психической деятельности.

Часто из-за действия радиации на организм человека страдает зрение. При большой дозе радиации может наступить слепота вследствие лучевой катаракты.

Другие ткани тела претерпевают качественные изменения, что не менее опасно. Именно из-за этого многократно увеличивается риск онкологических заболеваний. Во-первых, меняется структура тканей. А во-вторых, свободные радикалы повреждают молекулу ДНК. Благодаря этому развиваются мутации клеток, что и приводит к раку и опухолям в различных органах тела.

Самое опасное, что данные изменения могут сохраняться и у потомков, из-за повреждения генетического материала половых клеток. С другой стороны, возможно и обратно воздействие радиации на человека – бесплодие. Также во всех без исключения случаях, радиационное облучение приводит к быстрому износу клеток, что ускоряет старение организма.

Мутации

Сюжет многих фантастических историй начинается с того, как радиация приводит к мутации человека или животного. Обычно мутагенный фактор дает главному герою разнообразные сверхспособности. В реальности радиация влияет немного иначе – в первую очередь генетические последствия радиации сказываются на будущих поколениях.

Молекула ДНК участвует не только в размножении человека. Каждая клетка тела делится согласно программе, заложенной в генах. Если данная информация повреждается, клетки начинают делиться неправильно. Это приводит к образованию опухолей. Обычно оно сдерживается за счет иммунной системы, которая пытается ограничить поврежденный участок тканей, а в идеале и избавиться от него. Но из-за иммунодепрессии, вызванной радиацией, мутации могут распространяться бесконтрольно. Из-за этого опухоли начинают пускать метастазы, превращаясь в рак, или разрастаются и давят на внутренние органы, например мозг.

https://youtube.com/watch?v=bicmiYYDeNc

Лейкоз и другие виды рака

Из-за того, что влияние радиации на здоровье человека в первую очередь распространяется на кроветворные органы и кровеносную систему, наиболее частым следствием лучевой болезни является лейкоз. Его еще называют «раком крови». Его проявления затрагивают весь организм:

1. Человек теряет в весе, при этом отсутствует аппетит. Его постоянно сопровождает слабость в мышцах и хроническая усталость.
2. Появляются боли в суставах, они начинают сильнее реагировать на окружающие условия.
3. Воспаляются лимфатические узлы.
4. Увеличиваются печень и селезенка.
5. Затрудняется дыхание.
6. На коже обнаруживаются пурпурные высыпания. Человек часто и обильно потеет, могут открываться кровотечения.
7. Проявляется иммунодефицит. Инфекции свободно проникают в тело, из-за чего часто поднимается температура.

До событий в Хиросиме и Нагасаки, врачи не считали лейкоз болезнью от радиации. Но 109 тысяч обследованных японцев подтвердили связь радиации и онкологических заболеваний. Также выяснилась вероятность поражения тех или иных органов. На первом месте оказался лейкоз.

Затем радиационные эффекты облучения людей чаще всего приводят к:

1. Рак молочной железы. Поражается каждая сотая женщина, пережившая сильное радиационное облучение.
2. Рак щитовидной железы. Им также страдает 1% облученных.
3. Рак легких. Эта разновидность сильнее всего проявляет себя у облучаемых шахтеров урановых рудников.

Как подается сигнал

Когда возникает угроза заражения воздуха радиоактивными элементами, население уведомляют об этом особым звуковым сигналом. Чтобы как можно быстрее оповестить всех жителей и начать эвакуацию, используются все доступные средства медиа: радио, телевидение и интернет.

Однако по правилам гражданской обороны на такой случай во всех населенных пунктах предусмотрены особые варианты оповещения. Сначала звучит сирена, а потом звучит само сообщение

Его текст следующий: «Внимание! Внимание! Граждане! Радиационная опасность! Радиационная опасность!»

Это сообщение повторяется в течение нескольких минут. Если есть необходимость, подавать гудки могут крупные производственные предприятия, автомобили и жд составы. На суднах в таком случае ударяют по колоколу.

Если угроза заражения существует только в определенном районе, диктор обязательно сообщит эту информацию. Населению следует незамедлительно приступить к эвакуации и следовать всем инструкциям, предоставленным властями.

Когда происходит сигнал «Радиационная опасность» и порядок действий

Сигналом «Радиационная опасность» власти предупреждают жителей определенного населенного пункта или района о том, что в воздух попали опасные радиоактивные соединения. На этот случай разработан четкий алгоритм действий, которого неукоснительно необходимо придерживаться после тревоги (рисунок 1).

Рисунок 1. Оповещение населения проводится всеми доступными методами

При радиационном заражении подается особый сигнал по всем доступным техническим калам связи: по радио, телевидению, через интернет и специальные громкоговорители. После его получения начинаются спасательные мероприятия, направленные на защиту населения от заражения.

Свободные радикалы и последствия их действия

Когда ионизирующая способность радиоактивного излучения интенсивна, это приводит к образованию активных молекул в живых клетках. Такие молекулы и есть свободными радикалами. Они повреждают и приводят к гибели живые клетки.

Их агрессивное воздействие направлено на жизненно важные функции организма. В первую очередь страдают клетки желудочно-кишечной и кроветворной систем и половые клетки. В данном случае возникают определенные симптомы: тошнота, рвота, повышенная температура, диарея, уменьшение клеток крови.

Клетки, которые делятся не так быстро, как вышеперечисленные, переживают изменения в сторону дистрофии. Если при облучении пострадали глаза, это может вызвать лучевую катаракту. Склероз сосудов и плохой иммунитет – также последствия работы свободных радикалов.

В борьбе со свободными радикалами организм сам запускает регенерацию поврежденных клеток. Но когда облучение сильное, он становится не способным побороть вредоносное действие. Вид радиации, ее интенсивность и индивидуальная восприимчивость человека играют в этом главную роль.

Что такое радиация

Определение этого термина не очень понятно для человека, не связанного с физикой или, например, с медициной. Под термином «радиация» подразумевают выход частиц, образовавшихся во время ядерных реакций или радиоактивного распада. То есть это излучение, которое выходит из некоторых веществ.

Радиоактивные частицы имеют различную способность проникновения и прохождения через различные вещества. Некоторые из них могут проходить через стекло, человеческое тело, бетон.

• природной. Она формирует природный радиационный фон, к которому мы все привыкли. Солнце, почва, камни выделяют излучения. Они не опасны для человеческого организма.
• техногенной, то есть такой, которая была создана вследствие человеческой деятельности. Сюда относится добывание радиоактивных веществ из глубин Земли, использование ядерных топлив, реакторов и т. д.

Действие проникающей радиации

Под проникающей радиацией понимают нейтронные потоки и излучения, которые исходят из места ядерного взрыва. Действие такой волны продолжается от 10 до 15 минут. В случаях, когда взрыв происходит под водой, радиацию полностью поглощают её толща и пары. В приземных воздушных слоях поникающее излучение распространяется от эпицентра взрыва на расстояние до 3 км.

Существуют разные виды ядерных взрывов с одним либо двумя факторами поражения, связанными с излучениями, имеющими различное происхождение. Факт проникающей радиации является общей чертой для всех ядерных взрывов. Что касается дополнительного фактора, в данном случае происходит поражение радиацией окружающей местности.

Проникающая радиация может иметь источники в виде:

• ядерной реакции. Её продолжительность составляет примерно 0,07 мк/секунду с выпуском почти 100% квантовых и нейтронных частиц;
• осколков деления. Они выпускают нейтроны через 2-3 секунды после взрыва. Выпуск квантов происходит дольше;
• наведённой активностью. Она появляется, когда атомы воздуха захватывают нейтроны.

Исходя из этого становится ясно, что основной энергетический поток при проникающем радиоактивном воздействии исходит в первые секунды после того как произошёл взрыв. Продолжительность остаточных излучений может наблюдаться ещё в течение длительного времени.

Воздействие излучения и нейтронного потока на объекты происходит в одно и то же время. Именно по этой причине уже давно обозначено понятие суммарной дозы. Когда в воздухе происходит распространение лучей и нейтронов, оно сопровождается их многократным рассеиванием. Таким образом, проникающая радиация действует не только с того направления, в котором произошёл взрыв, но и с любого другого, хотя и меньше.

Уровень поражающего действия проникающей радиации также определяет величина дозы, зависящая от ядерных боеприпасов. Мощность взрыва и его разновидность тоже имеют огромное значение, равно как и расстояние от его центра. Интересным фактом является то, что если речь идёт о взрывах, имеющих малую и среднюю мощность, проникающая радиация будет воздействовать на объекты гораздо меньше, чем ударная волна и световое излучение. В качестве основного фактора поражения проникающую радиацию рассматривают, когда взрываются боеприпасы, имеющие малую и сверхмалую мощность либо боеприпасы на нейтронной основе. У них излучение возникает в результате процессов, происходящих с быстрыми нейтронами.

Источники и причины радиоактивного загрязнения

Радиоактивное загрязнение – это заражение радиоактивными частицами не только территории, на которой произошел выброс, но и предметов и живых организмов на ней.

Загрязнение окружающей среды подразделяется на две группы:

1. Естественное – это загрязнение, которое происходит в природе без участия человека. К естественным причинам относятся: образование радиоизотопов в земной коре и излучения космоса.
2. Антропогенное – это загрязнение, возникшее вследствие активной научно – промышленной деятельности человека.

Основными источниками загрязнения окружающей среды являются антропогенные источники. Это атомная и тепловая промышленность, техногенные катастрофы, полигоны для испытания ядерного оружия, научно-медицинские исследования.

Однако самый большой вред для всего человечества и окружающей среды наносили ядерные взрывы. Радиация развеивалась потоками ветра на большие расстояния от эпицентра взрыва, в результате этого почва, атмосфера, вода, продукты питания подвергались заражению активными радиоизотопами. Аварии на атомных электростанциях также являются причинами подобного загрязнения.

К источникам радиоактивного загрязнения относятся:

1. Добыча полезных ископаемых.
2. Применение каменного угля.
3. Атомные реакторы.
4. Теплоэлектростанции.
5. Атомные корабли.
6. Ядерные боеприпасы.
7. Радиоактивные отходы.
8. Научные приборы.
9. Медицинское оборудование.

Когда происходит сигнал «Радиационная опасность» и порядок действий

Сигналом «Радиационная опасность» власти предупреждают жителей определенного населенного пункта или района о том, что в воздух попали опасные радиоактивные соединения. На этот случай разработан четкий алгоритм действий, которого неукоснительно необходимо придерживаться после тревоги (рисунок 1).

Рисунок 1. Оповещение населения проводится всеми доступными методами

При радиационном заражении подается особый сигнал по всем доступным техническим калам связи: по радио, телевидению, через интернет и специальные громкоговорители. После его получения начинаются спасательные мероприятия, направленные на защиту населения от заражения.

Последствия для организма

Чтобы понять, почему радиация опасна для жизни, стоит изучить последствия, которые она способна причинить. Под влиянием на человеческий организм свободных радикалов главным образом начинают страдать быстро делящиеся клетки, что обуславливает возникновение проблем с органами кровообразования и половой системы.

Помимо этого, негативное влияние оказывается и на другие системы. Страдают ткани нервных клеток и слизистых оболочек, которые постепенно разрушаются. Как следствие проявляются различные отклонения психики.

Частым органом, легко поддающимся влиянию радиации, оказываются глаза. Большая доза облучения способна стать причиной полной слепоты от лучевой катаракты.

Не менее опасными являются и качественные изменения других тканей тела, влекущие за собой развитие онкологических заболеваний. Происходит это вследствие трансформации тканевых структур и повреждения свободными радикалами молекулы ДНК. Из-за этого включается процесс мутации клеток, из которых формируются опухоли и рак.

Наибольшую опасность представляет то, что такие изменения могут передаваться через поколения, ведь поражается и генетический материал половых клеток. Хотя в ряде случаев радиация способна привести к бесплодию, что не позволяет распространяться повреждённому гену. Стоит также отметить и способность радиации причинять быстрый износ клеток, что чревато ускоренным старением человека.