Действие ионизирующих излучений на клетку, ткани и органы организма человека. Действия больших и малых доз радиации. Принципы и критерии радиационной безопасности. Организация дозиметрического контроля населения при радиационном облучении. Республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов в пищевых продуктах и питьевой воде. Гигиенические требования по ограничению облучения населения, за счет природных источников ионизирующего излучения.

Действие ионизирующих излучений на клетку, ткани и органы организма человека.

Под биологическим воздействием ионизирующих излучений понимают связанную с облучением совокупность морфологических и функциональных изменений в живом организме. Различают пять основных стадий:

1. Физико-химические повреждения (т.е. перераспределение энергии за счёт ионизации). Продолжительность 10~^-12 – 10^-8 с.

2. Химические повреждения , т.е. образование свободных радикалов, возбуждённых молекул. Продолжительность от 10~ ^{- 7} с. до нескольких часов.

Биомолекулярные повреждения , т.е. повреждение белков, нуклеиновых кислот и т.д. Продолжительность от микросекунд до нескольких часов.

4. Ранние биологические эффекты - гибель клеток, органов, всего организма. Длится стадия от нескольких часов до нескольких недель.

Отдалённые биологические эффекты (возникновение опухолей, генетические нарушения, сокращение продолжительности жизни и т.д.). Длится годы, десятилетия.

Первая стадия взаимодействия ионизирующих излучений с живой материей (стадия перераспределения энергии за счёт ионизации) фактически не отличается от стадии взаимодействия ионизирующих излучений с неорганическим веществом. Поэтому сразу рассмотрим вторую стадию - стадию образования свободных радикалов и возбуждённых молекул.

Свободные радикалы - это атомы или молекулы с не спаренным электроном на внешней орбите. Свободные радикалы весьма реакционно способны, так как легко связывают неспаренный электрон с аналогичным в другом радикале или теряют его из атома.

Прямым действием излучения называют непосредственное воздействие ионизирующей радиации на молекулы различных биологических структур, вызывающее физико-химические сдвиги в организме.

Косвенное действие ионизирующих излучений обусловлено вредным воздействием на биологические структуры организма продуктов радиолиза воды.

Рассмотрим сначала механизм косвенного воздействия.

Живая материя состоит на 70%-90% из воды. Под воздействием ионизирующих излучений в воде идут процессы ионизации с образованием быстрых свободных электронов и положительно заряженных ионов воды

Н₂0 → (Н₂0)⁺ + е^-.

Образовавшийся электрон постепенно теряет свою энергию за счёт соударений с другими молекулами до тех пор, пока его не захватит другая молекула

е^- + Н₂0 → (Н₂0)^-.

 Ни (Н₂0)⁺, ни (Н₂0)^- не являются стабильными, а распадаются, образуя ион и свободный радикал:

(Н₂0)⁺ → Н⁺ +ОН* (Н₂0)^- →Н* + ОН^-

Здесь ОН* и Н^* - свободные радикалы. Звездочкой условно обозначено наличие неспаренного электрона.

Радикалы ОН* вступают в химические реакции между собой с образованием перекиси водорода:

ОН* +О Н* = Н₂0₂

Радикал Н*, взаимодействуя со свободным кислородом 0₂ , образует гидропероксид Н0₂  *

Н* + 0₂ = Н0₂*

Радикалы гидропероксида, соединяясь, дают высшую перекись:

Н0₂* + Н0₂* = Н₂0₄

Пероксидные вещества обладают сильными окислительными и токсичными свойствами, т.е. являются вредными веществами.

Вступая в соединения с органическими веществами и прежде всего с мо­лекулами, получившими высокую химическую активность в результате ионизации или возбуждения, они вызывают значительные изменения в клетках и тканях, что приводит:

1. к деполимеризации нуклеиновых кислот;

2. нарушению проницаемости клеточных мембран;