Радиация что это и польза какая

Мир помнит ужасные последствия применения ядерного оружия и катастроф на атомных электростанциях. Из-за радиофобии после аварии на Чернобыльской АЭС пришлось даже изменить название одного из методов диагностики: ядерная магнитно-резонансная томография лишилась первого слова и превратилась в магнитно-резонансную томографию.

Тем не менее техногенная радиация, которую используют в медицине, – вовсе не монстр. Рентген, без которого сегодня трудно представить диагностику переломов и многого другого, – лишь вершина айсберга. Рассказываем о других радиоактивных технологиях на службе у здоровья.

Радиоактивный сахар

Рентгенография, компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, УЗИ – эти исследования помогают изучить структуру органов и тканей, но не способны отобразить происходящие в них метаболические процессы. В этом помогает гамма-излучение. Его используют при проведении позитронно-эмиссионной томографии, сокращенно – ПЭТ.

В организм вводят безопасное радиоактивное вещество, которое накапливается в определенных клетках и которое можно зарегистрировать с помощью специального аппарата. Врач получает снимки и даже трехмерные изображения со «светящимися» пятнами, которые соответствуют местам накопления радиофармпрепарата. В качестве последнего чаще всего используют разные сахара – впоследствии организм от них легко избавляется. ПЭТ можно сочетать с компьютерной томографией – это помогает получать еще более информативные изображения.

Дозы радиации во время позитронно-эмиссионной томографии настолько низкие, что не могут причинить вреда. Исследование опасно только во время беременности. Беременным женщинам противопоказана и рентгенография, и компьютерная томография, и даже МРТ делают в крайних случаях, с большой осторожностью.

ПЭТ широко применяют в онкологии: если ввести радиофармпрепарат и просканировать все тело, можно обнаружить метастазы, которые не удается выявить другими методами. Также метод используют в неврологии, кардиологии, при некоторых инфекциях.

Lori.ru

Лимфатический дозор

Когда хирург удаляет злокачественную опухоль, перед ним стоит сложная задача: нужно принять правильное решение относительно объема операции. Если удалить слишком мало ткани, в организме останутся раковые клетки, это грозит рецидивом. Удалять слишком много тканей тоже нежелательно.

Не всегда понятно, как быть с близлежащими – их называют регионарными – лимфатическими узлами. А вдруг в них тоже уже распространились раковые клетки? Раньше врачи удаляли их «на всякий случай». Из-за этого у многих пациентов после операции развивалось осложнение – лимфедема. Из-за удаленных лимфоузлов нарушается отток лимфы, жидкость застаивается в тканях, развивается отек. Например, после удаления лимфатических узлов при раке молочной железы бывает лимфедема руки.

Сегодня у хирургов появился надежный инструмент, который помогает оценить состояние регионарных лимфоузлов и избежать их ненужного удаления. И здесь на помощь снова приходит радиация. Процедура называется сентинель-биопсией или биопсией сторожевого лимфатического узла. По сути это аналог позитронно-эмиссионной томографии. Во время операции в опухоль вводят безопасный радиоактивный препарат. Он проникает в лимфатические сосуды и по ним начинает распространяться. В первую очередь он попадает в так называемые сторожевые, или сигнальные, лимфоузлы, которые находятся ближе всего к опухоли и первыми принимают от нее лимфу. Сигнальные лимфоузлы обнаруживают с помощью специального устройства – гамма-камеры. Радиофармпрепарат заставляет их «светиться». Эти лимфоузлы удаляют и исследуют под микроскопом. Если они «чистые», значит, опухолевые клетки не успели распространиться с током лимфы, и регионарные лимфоузлы можно не удалять.

Справедливости ради стоит отметить, что сентинель-биопсию можно проводить не только с помощью радиофармпрепаратов и гамма-камеры. Сегодня есть более безопасные методы, например, флуоресцентные красители.

Ядерное оружие против неправильных клеток

Ионизирующее излучение опасно для человека и других живых организмов в первую очередь за счет того, что оно повреждает ДНК – хранилище генетической информации. Это происходит двумя путями:

Поток частиц может непосредственно повреждать ДНК путем ионизации.
Вода, которая находится в клетках, поглощает радиацию, в ней образуются свободные радикалы, они повреждают генетический материал.

Повреждение ДНК приводит к апоптозу – запрограммированной клеточной смерти, вредным мутациям, которые могут передаваться потомкам, злокачественному перерождению клеток. К радиации наиболее чувствительны ткани, в которых происходит активное размножение клеток: кожа и слизистые оболочки, красный костный мозг, тестикулы и женские яичники.

Очень быстро размножаются опухолевые клетки – а значит, ионизирующее излучение можно поставить на службу медицине для борьбы с раком. Эта идея возникла почти сто лет назад, она привела к возникновению лучевой терапии. Для облучения опухолей используют разные виды ионизирующих излучений: рентгеновское (доза при этом многократно выше, чем при обычной рентгенографии), альфа-, бета- и гамма-излучение, поток нейтронов, протонов.

Lori.ru

Главная проблема лучевой терапии в том, что облучать нужно только опухолевую, но не здоровые ткани. В противном случае возникают серьезные осложнения. Решения есть. Например, при 3D-конформной лучевой терапии выполняют объемное планирование, процедуру проводят специальным аппаратом. Пациент должен быть неподвижен, чтобы облучаемый объем в точности соответствовал положению опухоли. Это помогает существенно снизить лучевую нагрузку на здоровые ткани.

При некоторых типах рака применяют брахитерапию – источник излучения помещают прямо в организм пациента, рядом с опухолью. Например, при раке простаты в предстательную железу можно поместить небольшую капсулу размером с рисовое зернышко. Она в течение нескольких месяцев выделяет ионизирующее излучение, которое задерживается в опухоли и не распространяется в окружающую здоровую ткань.

Нож без ножа

Радиация способна «вырезать» некоторые патологические образования не хуже скальпеля. При этом не нужно делать разрез: гамма-лучи отлично проникают через кожу. Высокая точность вмешательства, отсутствие выраженной травмы тканей и кровопотери, быстрое восстановление (заниматься привычными делами можно уже спустя несколько часов после операции) – все это преимущества стереотаксической радиохирургии. Правда, пока она нашла применение только в неврологии.

Операции без скальпеля проводят с помощью специального аппарата – гамма-ножа, разработанного в 1968 году. Он генерирует 201 луч, который сходится в одной точке – там, где находится опухоль или другое патологическое образование. Каждый луч по отдельности очень слаб и не может навредить тканям, через которые проходит. Но в «эпицентре» доза разрушительна. С помощью гамма-ножа можно лечить метастазы разных опухолей в головном мозге, артериовенозные мальформации, невралгию тройничного нерва, менингиомы, акустические невриномы, глиомы, опухоли гипофиза. На данный момент процедуру прошло более 850 000 пациентов.

В России есть три установки гамма-нож: в Москве, Санкт-Петербурге и в Ханты-Мансийске. Аналог гамма-ножа – кибернож. Он работает по схожему принципу, но использует рентгеновские лучи. Кибернож появился позднее – в 1992 году. На данный момент в мире 250 таких аппаратов, лечение прошло более 100 000 пациентов.

Убийца микробов

Ионизирующее излучение отлично убивает болезнетворные микроорганизмы, вирусы, насекомых-вредителей. С помощью радиации можно стерилизовать разные предметы и даже продукты.

Например, гамма-излучением можно быстро обрабатывать огромные партии шприцев, катетеров, наборов для переливания крови и других медицинских изделий прямо в упаковке. При этом для микроорганизмов наступает самый настоящий конец света – в живых остается лишь одна бактерия на миллион изделий.

Сегодня в Европе и США радиацией обрабатывают более 68 видов пищевых продуктов: полуфабрикаты, мясо, рыбу, морепродукты, картофель, концентраты фруктовых соков, ягоды и фрукты, корма для сельскохозяйственных животных. В западных странах процесс поставлен на промышленный поток.

Lori.ru

Исследования показывают, что ионизирующее излучение не делает продукты «зараженными» радиацией и опасными для людей. И все же для облученных продуктов существует специальная международная маркировка – в магазине их можно легко отличить по яркому зеленому значку. Из ионизирующих излучений для дезинфекции используют гамма- и рентгеновские лучи. А для обработки поверхностей применяют неионизирующее излучение – ультрафиолетовое. Лампы для «кварцевания» можно встретить в любой больнице.

Читайте также, как защититься от радиации в экстренных ситуациях.

Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Радиационное воздействие при определённых условиях поражает клетки живых организмов. Известно, что облучение мы получаем ежедневно – в соответствии с природным фоном, который является для нас естественным. Однако если речь идёт о более высоких дозах облучения, это может быть чревато как лучевой болезнью, так и другими тяжёлыми и опасными патологиями, в том числе и злокачественными заболеваниями. Есть радиационные дозы, которые не встречаются в повседневной жизни и являются смертельными (речь идёт о тех, которые превышают естественный фон в десятки тысяч раз).

Действие радиации

В состав ядра атома входят протоны и нейтроны. Есть понятие нестабильного атомного ядра, которое при определённом стечении обстоятельств обладает лишней энергией, стремящейся вырваться наружу. Если такое происходит, можно наблюдать следующие процессы:

выброс из атомного ядра мелких частиц с двумя нейтронами и двумя протонами в составе. Такое явление получило название альфа-распада;
превращение в ядре протона в нейтрон и, наоборот, нейтрона в протон – с выбросом бета-частиц. Это электроны либо двойники электронов, которые называют антиэлектронами;
лишняя энергия выбрасывается из атомного ядра. Она представляет собой электромагнитную волну. Такое явление называется гамма-распадом.

Независимо от типа радиации речь идёт о высокоэнергетическом потоке частиц. Скорость их движения огромна: от десятков и сотен тысяч километров ежесекундно.

В естественных условиях внутри нас постоянно рождаются и гибнут клетки. Если речь идёт о радиоактивном излучении, не превышающем естественных пределов, частицы радиации могут повреждать до 8000 ДНК-связей ежечасно, после чего происходит их самостоятельное восстановление. Неслучайно среди медиков есть мнение о том, что радиация, получаемая человеком в малых дозах, способствует активизации иммунной системы. Однако большие дозы радиоактивных веществ действуют с точностью до наоборот, полностью разрушая как иммунную систему, так и весь организм в целом.

Высокие дозы радиоактивного облучения оказывают губительное воздействие, прежде всего, на систему кроветворения. Радиация почти полностью уничтожает лимфоциты, отвечающие за иммунную защиту, а в клетках возрастает количество необратимых генетических дефектов на уровне хромосом.

Средняя максимально допустимая доза облучения для человека составляет около 1 мл зивертов ежегодно. Если речь идёт об облучении в 17 мл зивертов существует почти стопроцентная вероятность возникновения злокачественного процесса. В результате разрушительного воздействия радиации происходит деформация структур ДНК, а сам процесс деструкции может быть запущен всего лишь одной радиационной частицей, которая обладает для этого соответствующим потенциалом.

На уровне атомов картина выглядит примерно следующим образом. Частицы, обладающие высокой радиоактивностью, движутся с огромными скоростями. При этом, они буквально выбивают из атомов электроны. Как результат, у атомов появляется положительный заряд. Электрон, теперь являющийся свободным, вступает в сложнейшую реакцию с ионизированным атомом. В процессе этой реакции происходит образование свободных радикалов. В качестве примера можно привести реакцию, возникающую между радиоактивными частицами и водой.

Как известно, вода составляет более 80% от общей массы нашего тела. Когда на воду действует радиация, вода начинает распадаться на два радикала – ОН и Н. Их называют патологически активными частицами. В свою очередь, они контактируют со всеми молекулами, имеющимися в организме, вторгаясь в их структуру и вызывая необратимые изменения. Количество клеток и молекул, которые повреждены, возрастает, что пагубным образом действует на все обменные процессы. Спустя некоторое время происходит гибель поражённых клеток или серьёзное нарушение их функций.

С облучённым организмом происходит следующее: поскольку структура ДНК повреждена, это препятствует нормальному клеточному делению, что является самым фатальным последствием облучения. При больших дозах радиации клетки бывают повреждены в таких объёмах, что у человека отказывают буквально все органы и системы. При этом самые тяжёлые удары приходятся на органы с максимально интенсивным клеточным делением. Речь идёт:

о лёгких;
о костном мозге;
о слизистой оболочке желудка и кишечника;
о половых органах.

Важно знать о том, что любой предмет, обладающий слабой степенью радиоактивности, при условии долгого контакта может нанести человеку непоправимый вред. Например, в качестве «мины замедленного действия» часто выступают фотоаппараты или кулоны.

Радиация опасна тем, что, воздействуя на живой организм, она поначалу не имеет никаких внешних проявлений. Она незаметно поражает большую часть органов, а люди при этом ничего не чувствуют.

Бесплатная консультация по вопросам обучения

Наши консультанты всегда готовы рассказать о всех деталях!

Степень и характер облучения могут быть различными и могут привести:

к острой лучевой болезни;
к поражениям центральной нервной системы;
к местным лучевым ожогам;
к раку;
к злокачественным болезням крови;
к иммунным патологиям;
к бесплодию;
к мутациям.

Человек не имеет того органа чувств, который мог бы предупреждать его о радиационной опасности. Единственная возможная защита в таких случаях – это бытовой дозиметр.

Действие ионизирующей радиации

Под ионизирующим излучением понимают разновидность энергии, которую высвобождают атомы. Эта энергия представляет собой электромагнитные волны двух видов:

гамма-излучение;
рентгеновское излучение;
частицы (в виде альфа-, бета-частиц и нейтронов).

Собственно, радиоактивность – не что иное как результат спонтанного распада атомов. При распаде атомов всегда возникает избыток энергии или форма ионизирующего излучения. Уже упоминалось о нестабильности атомного ядра. Те его элементы, которые являются нестабильными, возникают при ядерном распаде и обладают ионизирующим излучением, получили название радионуклидов. В свою очередь, радионуклиды принято идентифицировать на основании типа излучения, испускаемого ими, его энергии и периода полураспада.

Ежедневно мы подвергаемся как естественному, так и искусственному радиационному излучению. Под естественными источниками следует понимать больше 60 веществ, средой обитания для которых служат почва, воздух и вода. Например, образование газа радона в естественных условиях происходит в горных породах. Каждый день мы получаем определённое количество радионуклидов, которые находятся в пище, воде и воздухе.

Если человек находится на слишком большой высоте, на него начинают воздействовать космические лучи. В целом, около 80% дозы радиации, получаемой нами каждый год – это фоновое излучение в виде наземных и космических источников. Уровни радиации в них различны. Иногда они могут составлять в 100 или 200 раз больше средней величины.

Кроме естественных источников ионизирующего излучения, на нас могут воздействовать и источники искусственного происхождения. Прежде всего, это производство ядерной энергии на атомных электростанциях. Медицинская аппаратура, применяемая в диагностических и лечебных целях, тоже является искусственным радиационным источником.

Степень повреждения живого организма радиационным воздействием определяется полученной дозой облучения либо поглощённой дозой. Её выражают в единицах, называемых греями (Гр). Что касается эффективной дозы, применяемой с целью измерения показателей излучения и уровня его вреда, её измеряют в зивертах (Зв). При этом учитывают тип радиационного воздействия и степень чувствительности того или иного органа либо ткани. Измерение уровня радиации в зивертах помогает определить, насколько серьёзным будет нанесённый ею урон.

Зиверт – большая единица, поэтому в целях измерения часто применяют милли- и микрозиверты. Кроме основного показателя радиации (её дозы), с помощью зивертов обозначают и скорость, с которой эта доза выделяется в окружающую среду (к примеру, микрозиверты в час или год).

Различают:

внутреннее воздействие излучения;
внешнее воздействие излучения.

Внутреннее воздействие происходит при вдыхании радионуклидов либо их поглощении любым путём. Например, они могут попасть в организм через рану или инъекцию. Прекращение внутреннего воздействия радионуклидов происходит при их самопроизвольном выведении из организма или в процессе лечения.

Внешнее радиационное воздействие происходит при попадании радиации из воздуха на кожные покровы или предметы одежды. Радионуклиды могут попасть через пылевые частицы, аэрозоль или любую жидкость.

Кроме того, воздействие может быть:

запланированным, например, в результате применения медицинского оборудования в лечебных или диагностических целях. Также к запланированному воздействию относят применение излучения в сферах промышленности и науки;
в результате действия уже существующих источников. Это радон, обнаруживаемый в жилых домах, либо фоновое излучение. В таких случаях необходимо принимать соответствующие контрольные меры.

И, наконец, последний тип воздействия – при чрезвычайной ситуации, возникшей в результате непредвиденного события. Такие ситуации требуют безотлагательных и экстренных мероприятий, так как речь может идти о ядерном ЧП либо намеренном действии злоумышленников.

Действие солнечной радиации

Солнце является звездой, а его недра – местами постоянного возникновения сильнейших термоядерных реакций. Их сопровождают мощные выбросы энергии. Солнечную радиацию принято разделять:

на инфракрасное излучение;
на ультрафиолетовое излучение.

Под солнечной радиацией подразумевают электромагнитное излучение с потоком частиц. При этом задействован как видимый, так и невидимый спектр излучения. Распространение солнечной радиации происходит электромагнитными волнами со скоростью, равной скорости света. Таким образом, она приходит в атмосферу Земли:

прямая;
рассеянная.

Бесплатная консультация по вопросам обучения

Наши консультанты всегда готовы рассказать о всех деталях!

В свою очередь, мощность энергетического потока зависит от того, на какой высоте стоит Солнце и каковы географическая широта той или иной местности, время года и дня.

Солнечную радиацию, доходящую до нашей планеты, принято делить на три вида излучения: свет, инфракрасный и УФ-спектр. Каждое из них обладает своим действием и по-разному влияет на наш организм.

В целом, лучи солнца одаривают нас теплом и светом, способствуют улучшению здоровья и образованию в кожных покровах активных и полезных веществ, стимулирующих нервную систему. Они стимулируют процессы восстановления в органах и тканях, работу иммунной системы, рост ногтей и волос.

Не стоит забывать и о витамине D, образующемся в нашем организме благодаря воздействию ультрафиолета. Без него костная ткань не может полноценно расти и развиваться. Недостаток витамина D приводит к рахиту у маленьких детей, а у взрослых – к остеопорозу. Наконец, УФ-излучение убивает злокачественные клетки и прекрасно лечит кожные заболевания, в том числе псориазы и нейродермиты. Оно обладает выраженным бактерицидным и противовирусным действием, поэтому в медицинских учреждениях часто используют разные УФ-аппараты с целью обеззараживания атмосферы.

Инфракрасное излучение не менее полезно для человека. Именно оно прогревает Землю и воздух до нужных температур и является естественным видом теплопередачи. Длинные волны ИК-излучения широко применяют в хирургической, косметологической и стоматологической практике. Популярно и отопление с их применением, которое благоприятно воздействует на иммунную систему и уничтожает болезнетворные бактерии. Использование длинноволнового инфракрасного излучения является полезным и абсолютно безопасным для здорового человека.

Тем не менее, если воздействие солнечного излучения продолжается долгое время, это чревато:

солнечными ожогами;
злокачественными опухолями (начиная от меланомы и заканчивая плоскоклеточным кожным раком);
обострением туберкулёза и болезней женской половой системы;
потерей кожи эластичности в результате того, что разрушаются коллагеновые связи её дермального слоя. Не исключены появление преждевременных глубоких морщин и преждевременные процессы старения;
солнечным или тепловым ударом. Он особенно опасен для людей с заболеваниями сосудов и сердца.

Известно, что длительная инсоляция способствует возникновению кожных инфекций, в том числе герпеса и грибков, а также гнойничковых образований.

Безусловно, важно знать о том, каким образом можно использовать солнечную радиацию себе во благо и как защитить себя от опасностей, связанных с нею. Если человек находится в зоне умеренной широты, для полноценной солнечной ванны ему будет достаточно не больше 10-15 минут, а в тени – около получаса. При этом утреннее время суток для солнечной ванны является оптимальным, так как инфракрасное излучение утром слабее, а тепло и свет – сильнее. Атмосфера утром тоже намного чище, особенно рядом с водой, поэтому можно без опаски находиться не солнце и не получить перегрева. Тем не менее, без головного убора и тёмных очков появляться на солнце не рекомендуется, равно как и без хорошего солнцезащитного крема.

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.

Немного о лучевой болезни

Лучевая болезнь возникает при разных условиях радиационного поражения и характеризуется четырьмя степенями тяжести и течения:

1 степень. Её считают лёгкой. Суммарная доза облучения составляет от 1 до 2 грей, продолжительность скрытого периода от трёх до пяти дней. После этого больной испытывает чувство общей слабости, недомогания. Типично появление головокружения и тошноты, температуры повышена. Когда пациент выздоравливает, его способность к труду сохранена;
2 степень. Средняя. Суммарная доза поглощённой человеком радиации составляет от 2 до 4 грей. В отличие от лёгкой степени, в данном случае у больного наблюдают бурную первичную реакцию в виде массированной рвоты. После этого болезнь переходит в скрытую форму течения длительностью от 15 до 20 дней. Если вовремя приступить к лечению, пациент выздоравливает спустя два или три месяца;
3 степень. Тяжёлая. Общая доза облучения составляет уже от 4 до 6 грей. Выраженная первичная реакция с последующим скрытым периодом до 10 дней, после чего наблюдается тяжёлое течение. Исход может быть разным, в том числе и благоприятным, но с серьёзными последствиями для здоровья в целом (спустя три месяца или даже полгода);
4 степень. Крайне тяжёлая. Суммарная доза излучения составляет выше 6 грей. Самая опасная стадия обычно заканчивается смертью пациента.

Если поглощённое излучение составляет выше 50 грей, лучевая болезнь протекает в молниеносной форме с первичной реакцией в течение первых минут после массированного радиационного воздействия. Скрытого периода нет, а больные умирают в первые дни.

Даже когда человек получает сравнительно небольшие дозы облучения, это негативным образом влияет на его организм, снижая иммунную защиту, приводя к кислородному голоданию и проблемам в системе кроветворения.

Бесплатная консультация по вопросам обучения

Наши консультанты всегда готовы рассказать о всех деталях!

Комментарии к статье

Источник