Радиация представляет собой ионизирующее излучение, наносящее непоправимый вред всему окружающему. Страдают люди, животные, растения. Самая большая опасность заключается в том, что она не видима человеческим глазом, поэтому важно знать об ее главных свойствах и воздействии, чтобы защититься.

Радиация сопровождает людей всю жизнь. Она встречается в окружающей среде, а также внутри каждого из нас. Огромнейшее воздействие несут внешние источники. Многие наслышаны об аварии на Чернобыльской АЭС, последствия которой до сих пор встречаются в нашей жизни. Люди оказались не готовы к такой встрече. Это лишний раз подтверждает, что в мире есть события неподвластные человечеству.

Виды радиации

Не все химические вещества устойчивы. В природе существуют определенные элементы, ядра которых трансформируются, распадаясь на отдельные частички с выделением огромного количества энергии. Это свойство называется радиоактивностью. Ученые в результате исследований обнаружили несколько разновидностей излучения:

1. Альфа излучение — это поток тяжелых радиоактивных частиц в виде ядер гелия, способных нанести наибольший вред окружающим. К счастью, им свойственна низкая проникающая способность. В воздушном пространстве они распространяются всего на пару сантиметров. В ткани их пробег составляет доли миллиметра. Таким образом, внешнее излучение не несет опасности. Можно защититься, используя плотную одежду или лист бумаги. А вот внутреннее облучение – внушительная угроза.
2. Бета излучение – поток легких частичек, перемещающихся в воздухе на пару метров. Это электроны и позитроны, проникающие в ткань на два сантиметра. Оно несет вред при соприкосновении с кожей человека. Однако большую опасность дает при воздействии изнутри, но меньшую, чем альфа. Для предохранения от влияния этих частиц, используются специальные контейнеры, защитные экраны, определенное расстояние.
3. Гамма и рентгеновское излучение – это электромагнитные излучения, пронизывающие тело насквозь. Защитные средства от такого воздействия включает создание экранов из свинца, возведение бетонных конструкций. Наиболее опасное из облучений при внешнем поражении, так как оказывает влияние весь на организм.
4. Нейтронное излучение состоит из потока нейтронов, обладающих более высоким показателем проникающей способности, чем гамма. Образуется в результате ядерных реакций, протекающих в реакторах и специальных исследовательских установках. Появляется во время ядерных взрывов и находится в отходах утилизированного топлива от ядерных реакторов. Броня от такого воздействия создается из свинца, железа, бетона.

Всю радиоактивность на Земле можно поделить на два основных вида: естественную и искусственную. К первой относятся излучения из космоса, почвы, газов. Искусственная же появилась благодаря человеку при использовании атомных электростанций, различного оборудования в медицине, ядерных предприятий.

Естественные источники

Радиоактивность естественного происхождения всегда находилась на планете. Излучение присутствует во всем, что окружает человечество: животные, растения, почва, воздух, вода. Считается, что этот небольшой уровень радиации, не оказывает вредного воздействия. Хотя, некоторые ученые придерживаются иного мнения. Так как люди не имеют возможности повлиять на эту опасность, следует избегать обстоятельств, увеличивающих допустимые значения.

Разновидности источников естественного происхождения

1. Космическое излучение и солнечная радиация — мощнейшие источники, способными ликвидировать все живое на Земле. К счастью, планета защищена от этого воздействия атмосферой. Однако люди постарались исправить это положение, развивая деятельность, приводящую к образованию озоновых дыр. Не стоит надолго попадать под прямые солнечные лучи.
2. Излучение земной коры опасно вблизи месторождений различных минералов. Сжигая уголь или используя фосфорные удобрения, радионуклиды активно просачиваются внутрь человека с вдыхаемым воздухом и употребляемой им едой.
3. Радон – это радиоактивный химический элемент, присутствующий в строительных материалах. Представляет собой бесцветный газ без запаха и вкуса. Этот элемент активно накапливается в почвах и выходит наружу вместе с добычей полезных ископаемых. В квартиры он попадает вместе с бытовым газом, а также с водопроводной водой. К счастью, его концентрацию легко уменьшить, постоянно проветривая помещения.

Искусственные источники

Данный вид появился благодаря людям. Его действие увеличивается и распространяется с их помощью. Во время начала ядерной войны не так страшна сила и мощность оружия, как последствия радиоактивного излучения после взрывов. Даже если вас не зацепит взрывная волна или физические факторы — вас добьет радиация.

К искусственным источникам относятся:

• Ядерное оружие;
• Медицинское оборудование;
• Отходы с предприятий;
• Определенные драгоценные камни;
• Некоторые старинные предметы, вывезенные из опасных зон. В том числе из Чернобыля.

Норма радиоактивного излучения

Ученым удалось установить, что радиация по-разному оказывает влияние на отдельные органы и весь организм в целом. Для того чтобы оценить ущерб, возникающий при хроническом облучении ввели понятие эквивалентной дозы. Она рассчитывается по формуле и равна произведению полученной дозы, поглощенной организмом и усредненной по конкретному органу или всему организму человека, на весовой множитель.

Единицей измерения эквивалентной дозы есть соотношение Джоуля к килограммам, которое получило название – зиверт (Зв). С её использованием была создана шкала, позволяющая понять о конкретной опасности излучения для человечества:

• 100 Зв. Моментальная смерть. У пострадавшего есть несколько часов, максимум пару дней.
• От 10 до 50 Зв. Получивший повреждения такого характера погибнет через несколько недель от сильного внутреннего кровотечения.
• 4-5 Зв. При попадании данного количества, организм справляется в 50% случаев. В остальном печальные последствия приводят к смерти спустя пару месяцев из-за повреждений костного мозга и нарушения кровообращения.
• 1 Зв. При поглощении такой дозы лучевая болезнь неизбежна.
• 0,75 Зв. Изменения в системе кровообращения на небольшой промежуток времени.
• 0,5 Зв. Данного количества достаточно, чтобы у больного развились онкологические заболевания. Остальные симптомы отсутствуют.
• 0,3 Зв. Такое значение присуще аппарату для проведения рентгена желудка.
• 0,2 Зв. Допустимый уровень для работы с радиоактивными материалами.
• 0,1 Зв. При таком количестве происходит добыча урана.
• 0,05 Зв. Данное значение – норма облучения медицинских аппаратов.
• 0,0005 Зв. Допустимое количество уровня радиации около АЭС. Также это значение годового облучения населения, которое приравнивается к норме.

К безопасной дозе радиации для человека относится значения до 0,0003-0,0005 Зв в час. Предельно допустимым считается облучение в 0,01 Зв в час, если такое воздействие непродолжительно.

Влияние радиации на человека

Радиоактивность оказывает огромное влияние на население. Вредному воздействию подвергаются не только люди, столкнувшиеся лицом к лицу с опасностью, но и последующее поколение. Такие обстоятельства вызваны действием радиации на генетическом уровне. Различают два вида влияния:

• Соматический. Заболевания возникают у пострадавшего, получившего дозу радиации. Приводит к появлению лучевой болезни, лейкозу, опухоли разнообразных органов, локальные лучевые поражения.
• Генетический. Связан с дефектом генетического аппарата. Проявляется в последующих поколениях. Страдают дети, внуки и более далекие потомки. Возникают генные мутации и хромосомные изменения

Помимо отрицательного воздействия, есть и благоприятный момент. Благодаря изучению радиации, ученым удалось создать на ее основе медицинское обследование, позволяющее спасать жизни.

Мутация после радиации

Последствия облучения

При получении хронического облучения в организме происходят восстановительные мероприятия. Это приводит к тому, что пострадавший приобретает меньшую нагрузку, чем получил бы при разовом проникновении одинакового количества радиации. Радионуклиды размещаются внутри человека неравномерно. Чаще всего страдают: дыхательная система, пищеварительные органы, печень, щитовидка.

Враг не дремлет даже спустя 4-10 лет после облучения. Внутри человека может развиться рак крови. Особую опасность он представляет у подростков, не достигших 15 лет. Замечено, что смертность людей, работающих с оборудованием для проведения рентгена, увеличена из-за лейкоза.

Самым частым результатом облучения проявляется лучевая болезнь, возникающая как при однократном получении дозы, так и при длительном. При большом количестве радионуклидов приводит к смерти. Распространен рак молочной и щитовидной желез.

Страдает огромное количество органов. Нарушается зрение и психическое состояние потерпевшего. У шахтеров, участвующих в добыче урана, часто встречается рак легких. Внешние облучения вызывают страшные ожоги кожных и слизистых покровов.

Мутации

После воздействия радионуклидов возможно проявление двух типов мутаций: доминантной и рецессивной. Первая возникает сразу же после облучения. Второй тип обнаруживается спустя большой промежуток времени не у пострадавшего, а у его последующего поколения. Нарушения, вызванные мутацией, приводят к отклонениям в развитии внутренних органов у плода, внешним уродствам и изменением психики.

К сожалению, мутации достаточно плохо изучены, так как обычно проявляются не сразу. Спустя время сложно понять, что именно оказало главенствующее влияние на её возникновение.

Наиболее безопасный фон облучения - до 0.2 микрозиверт в час (соответствует значениям до 20 микрорентген в час)

Верхний предел допустимой мощности дозы – примерно 0.5 мкЗв/час (50 мкР/ч).

Владислав Лихачев, коммерческий директор компании «Соэкс» (российский разработчик и производитель приборов экологического контроля, медицинской и измерительной техники):
Проблема радиационного заражения грибов и ягод вполне реальна. Специалисты ветнадзора регулярно изымают из продажи партии грибов и ягод с повышенным фоном. Чаще всего зараженные продукты поступают из Белоруссии, Украины, Брянской, Тверской, Владимирской Вологодской, Калужской и Тамбовской областей.

Дикорастущие ягоды и грибы являются естественными аккумуляторами радиоактивных изотопов, в частности цезия-137 — концентрация этого радионуклида в грибах может в 20 раз превышать уровень в окружающей почве. Попадая в организм, цезий-137 накапливается в тканях и может привести к серьезным генетическим изменениям и онкологии.

...Их едят, они глядят

Грибы

Для справки:

Радиация может быть естественной (то есть, исходить от самой земли) или искусственной (возникшей в результате действий человека). В сельском хозяйстве ионизирующее излучение применяется для стимуляции роста и развития растений и животных, борьбы с вредоносными насекомыми.

Почва, растения накапливают радионуклиды. Через растения они попадают к животным, отравляя их мясо и молоко. Что бы ни было источником радиации, она приносит вред здоровью человека тогда, когда превышает безопасную норму.

Грибы обладают способностью накапливать радионуклиды, в частности радиоактивный цезий.

По степени накопления радиоактивных веществ грибы можно разделить на четыре группы:

1. Слабо накапливающие (например, опята осенние)

2. Средне накапливающие (белые грибы, подберезовики, лисички)

3. Сильно накапливающие (сыроежки)

4. «Аккумулятор» радионуклидов («польские грибы» и маслята)

Собранные на загрязненных территориях грибы должны проходить обязательный радиационный контроль.

Но стоит отметить, что не обязательно в загрязненных радиацией местах грибы опасны для здоровья

Ягоды

Тоже накапливают радионуклиды. То, насколько сильно окажется заражена ягода, зависит от расположения корневой системы растений в загрязненном слое почвы и биологических особенностей.

Можно встретить утверждения, что черные ягоды (смородина, черноплодная рябина, черника) больше подвержены этому, чем красные, но эксперты не разделяют такой «цветовой» подход.

Есть ли проблема?

Для справки:

Под воздействием естественного радиационного фона каждый человек получает дозу в среднем 2,4 мЗв/год. Мы никак не ощущаем влияние этой дозы, т.к. это постоянный фактор нашей жизни. Значительную долю в облучение человека вносят медицинские процедуры. При медицинских диагностических процедурах — рентгеновских снимках и т.п. — человек получает примерно 1,4 мЗв/год, а при полетах на самолете — до 4 мЗв/год.

Возникает вопрос: настолько ли велика опасность, как о ней говорят некоторые эксперты? Влияние радиации, вне всякого сомнения, здоровью не на пользу, но может быть, просто достаточно не собирать грибы рядом на загрязненных территориях или обязательно проверить их?

Но даже если сам человек исключительно осторожен, он может стать жертвой недобросовестных продавцов, привозящих продукты из зараженных или непроверенных зон.

За последние годы было несколько громких скандалов, связанных с тем, что Роспотребнадзор обнаруживал на рынках и в магазинах отравленные радиацией продукты. В 2015 году, например, были изъяты из продажи опасные грибы и ягоды (черника, голубика, клюква, брусника), в них нашли цезий-137.

В 2014 году тот же цезий-137 обнаружился в ягодах, грибах и мясе диких животных.

Как обезопасить себя?

Владислав Лихачев, коммерческий директор компании «Соэкс»:

При покупке в первую очередь, разумеется, стоит обращать внимание на сопроводительные документы - на рынках и в магазинах вам предоставят подтверждение того, что грибы и ягоды прошли санитарно-ветеринарную экспертизу и продукция безопасна. Если же мы говорим о покупке грибов у дороги, или самостоятельном сборе, особенно в незнакомом лесу, то лучше вооружиться дозиметром. По-другому распознать радиацию невозможно.

После аварии на АЭС« Фукусима» мир захлестнула очередная волна панической радиофобии. На Дальнем Востоке из продажи исчез йод, а производители и продавцы дозиметров не только распродали все имевшиеся на складах приборы, но и собрали предзаказы на полгода-год вперед. Но так ли страшна радиация? Если вы каждый раз вздрагиваете при этом слове, статья написана для вас.

Что же такое радиация? Так называют различные виды ионизирующего излучения, то есть того, которое способно отрывать электроны от атомов вещества. Три основных вида ионизирующего излучения принято обозначать греческими буквами альфа, бета и гамма. Альфа-излучение — это поток ядер гелия-4 (практически весь гелий из воздушных шариков когда-то был альфа-излучением), бета — поток быстрых электронов (реже позитронов), а гамма — поток фотонов высокой энергии. Еще один вид радиации — поток нейтронов. Ионизирующее излучение (за исключением рентгеновского) — результат ядерных реакций, поэтому ни мобильные телефоны, ни микроволновые печи не являются его источниками.

Заряженное оружие

Из всех видов искусства для нас важнейшим, как известно, является кино, а из видов радиации — гамма-излучение. Оно обладает очень высокой проникающей способностью, и теоретически никакая преграда не способна защитить от него полностью. Мы постоянно подвергаемся гамма-облучению, оно приходит к нам сквозь толщу атмосферы из космоса, пробивается сквозь слой грунта и стены домов. Обратная сторона такой всепроникаемости — относительно слабое разрушающее действие: из большого количества фотонов лишь малая часть передаст свою энергию организму. Мягкое (низкоэнергетическое) гамма-излучение (и рентгеновское) в основном взаимодействует с веществом, выбивая из него электроны за счет фотоэффекта, жесткое — рассеивается на электронах, при этом фотон не поглощается и сохраняет заметную часть своей энергии, так что вероятность разрушения молекул в таком процессе значительно меньше.

Бета-излучение по своему воздействию близко к гамма-излучению — оно тоже выбивает электроны из атомов. Но при внешнем облучении оно полностью поглощается кожей и ближайшими к коже тканями, не доходя до внутренних органов. Тем не менее это приводит к тому, что поток быстрых электронов передает облученным тканям значительную энергию, что может привести к лучевым ожогам или спровоцировать, например, катаракту.

Альфа-излучение несет значительную энергию и большой импульс, что позволяет ему выбивать электроны из атомов и даже сами атомы из молекул. Поэтому причиненные им «разрушения» значительно больше — считается, что, передав телу 1 Дж энергии, альфа-излучение нанесет такой же ущерб, как 20 Дж в случае гамма- или бета-излучения. К счастью, проникающая способность альфа-частиц чрезвычайно мала: они поглощаются самым верхним слоем кожи. Но при попадании внутрь организма альфа-активные изотопы крайне опасны: вспомните печально известный чай с альфа-активным полонием-210, которым был отравлен Александр Литвиненко.

Нейтральная опасность

Но первое место в рейтинге опасности, несомненно, занимают быстрые нейтроны. Нейтрон не имеет электрического заряда и поэтому взаимодействует не с электронами, а с ядрами — только при «прямом попадании». Поток быстрых нейтронов может пройти через слой вещества в среднем от 2 до 10 см без взаимодействия с ним. Причем в случае тяжелых элементов, столкнувшись с ядром, нейтрон лишь отклоняется в сторону, почти не теряя энергии. А при столкновении с ядром водорода (протоном) нейтрон передает ему примерно половину своей энергии, выбивая протон с его места. Именно этот быстрый протон (или, в меньшей степени, ядро другого легкого элемента) и вызывает ионизацию в веществе, действуя подобно альфа-излучению. В результате нейтронное излучение, подобно гамма-квантам, легко проникает внутрь организма, но там почти полностью поглощается, создавая быстрые протоны, вызывающие большие разрушения. Кроме того, нейтроны — это то самое излучение, которое вызывает наведенную радиоактивность в облучаемых веществах, то есть превращает стабильные изотопы в радиоактивные. Это крайне неприятный эффект: скажем, с транспортных средств после пребывания в очаге радиационной аварии альфа-, бета- и гамма-активную пыль можно смыть, а вот от нейтронной активации избавиться невозможно — излучает уже сам корпус (на этом, кстати, и был основан поражающий эффект нейтронной бомбы, активировавшей броню танков).

Доза и мощность

При измерении и оценке радиации используется такое количество различных понятий и единиц, что обычному человеку немудрено и запутаться.
Экспозиционная доза пропорциональна количеству ионов, которые создает гамма- и рентгеновское излучения в единице массы воздуха. Ее принято измерять в рентгенах (Р).
Поглощенная доза показывает количество энергии излучения, поглощенное единицей массы вещества. Ранее ее измеряли в радах (рад), а сейчас — в греях (Гр).
Эквивалентная доза дополнительно учитывает разницу в разрушительной способности разных типов радиации. Ранее её измеряли в «биологических эквивалентах рада» — бэрах (бэр), а сейчас — в зивертах (Зв).
Эффективная доза учитывает ещё и различную чувствительность разных органов к радиации: например, облучать руку куда менее опасно, чем спину или грудь. Ранее измерялась в тех же бэрах, сейчас — в зивертах.
Перевод одних единиц измерения в другие не всегда корректен, но в среднем принято считать, что экспозиционная доза гамма-излучения в 1 Р принесёт организму такой же вред, как эквивалентная доза 1/114 Зв. Перевод рад в греи и бэров в зиверты очень прост: 1 Гр = 100 рад, 1 Зв = 100 бэр. Для перевода поглощённой дозы в эквивалентную используют т.н. «коэффициент качества излучения», равный 1 для гамма- и бета-излучения, 20 для альфа-излучения и 10 для быстрых нейтронов. Например, 1 Гр быстрых нейтронов = 10 Зв = 1000 бэр.
Природная мощность эквивалентной дозы (МЭД) внешнего облучения обычно составляет 0,06 — 0,10 мкЗв/ч, но в некоторых местах может быть и менее 0,02 мкЗв/ч или более 0,30 мкЗв/ч. Уровень более 1,2 мкЗв/ч в России официально считается опасным, хотя в салоне самолёта во время перелёта МЭД может многократно превышать это значение. А экипаж МКС подвергается облучению с мощностью примерно 40 мкЗв/ч.

В природе нейтронное излучение весьма незначительно. По сути, риск подвергнуться ему существует лишь при ядерной бомбардировке или серьезной аварии на АЭС с расплавлением и выбросом в окружающую среду большей части активной зоны реактора (да и то лишь в первые секунды).

Газоразрядные счетчики

Радиацию можно обнаружить и измерить с помощью различных датчиков. Самые простые из них — ионизационные камеры, пропорциональные счетчики и газоразрядные счетчики Гейгера-Мюллера. Они представляют собой тонкостенную металлическую трубку с газом (или воздухом), вдоль оси которой натянута проволочка — электрод. Между корпусом и проволочкой прикладывают напряжение и измеряют протекающий ток. Принципиальное отличие между датчиками лишь в величине прикладываемого напряжения: при небольших напряжениях имеем ионизационную камеру, при больших — газоразрядный счетчик, где-то посередине — пропорциональный счетчик.

Сфера из плутония-238 светится в темноте, подобно одноваттной лампочке. Плутоний токсичен, радиоактивен и невероятно тяжел: один килограмм этого вещества умещается в кубике со стороной 4 см.

Ионизационные камеры и пропорциональные счетчики позволяют определить энергию, которую передала газу каждая частица. Счетчик Гейгера-Мюллера только считает частицы, зато показания с него очень легко получать и обрабатывать: мощность каждого импульса достаточна, чтобы напрямую вывести ее на небольшой динамик! Важная проблема газоразрядных счетчиков — зависимость скорости счета от энергии излучения при одинаковом уровне радиации. Для ее выравнивания используют специальные фильтры, поглощающие часть мягкого гамма- и всё бета-излучение. Для измерения плотности потока бета- и альфа-частиц такие фильтры делают съемными. Кроме того, для повышения чувствительности к бета- и альфа-излучению применяются «торцевые счетчики»: это диск с донышком в качестве одного электрода и вторым спиральным проволочным электродом. Крышку торцевых счетчиков делают из очень тонкой (10−20 мкм) пластинки слюды, через которую легко проходит мягкое бета-излучение и даже альфа-частицы.

Полупроводники и сцинтилляторы

Вместо ионизационной камеры можно использовать полупроводниковый датчик. Простейшим примером служит обычный диод, к которому приложено запирающее напряжение: при попадании ионизирующей частицы в p-n-переход она создает дополнительные носители заряда, которые приводят к появлению импульса тока. Чтобы повысить чувствительность, используют так называемые pin-диоды, где между слоями p- и n-полупроводников есть относительно толстый слой нелегированного полупроводника. Такие датчики компактны и позволяют измерять энергию частиц с высокой точностью. Но объем чувствительной области у них мал, а потому чувствительность ограничена. Кроме того, они куда дороже газоразрядных.

Еще один принцип — подсчет и измерение яркости вспышек, которые возникают в некоторых веществах при поглощении частиц ионизирующего излучения. Увидеть невооруженным глазом эти вспышки нельзя, но специальные высокочувствительные приборы — фотоэлектронные умножители — на это способны. Они даже позволяют измерять изменение яркости во времени, что характеризует потери энергии каждой отдельной частицей. Датчики на этом принципе называют сцинтилляторными.

Щит от радиации

Для защиты от гамма-излучения наиболее эффективны тяжелые элементы, такие как свинец. Чем больше номер элемента в таблице Менделеева, тем сильнее в нем проявляется фотоэффект. Степень защиты зависит и от энергии частиц излучения. Даже свинец ослабляет излучение от цезия-137 (662 кэВ) лишь в два раза на каждые 5 мм своей толщины. В случае кобальта-60 (1173 и 1333 кэВ) для двукратного ослабления потребуется уже более сантиметра свинца. Лишь для мягкого гамма-излучения, такого как излучение кобальта-57 (122 кэВ), серьезной защитой будет и достаточно тонкий слой свинца: 1 мм ослабит его раз в десять. Так что противорадиационные костюмы из фильмов и компьютерных игр в реальности защищают лишь от мягкого гамма-излучения.

Бета-излучение полностью поглощается защитой определенной толщины. Например, бета-излучение цезия-137 с максимальной энергией 514 кэВ (и средней 174 кэВ) полностью поглощается слоем воды толщиной в 2 мм или всего 0,6 мм алюминия. А вот свинец для защиты от бета-излучения использовать не стоит: слишком быстрое торможение бета-электронов приводит к образованию рентгеновского излучения. Чтобы полностью поглотить излучение стронция-90, нужно менее 1,5 мм свинца, но для поглощения образовавшегося при этом рентгеновского излучения требуется еще сантиметр!

Народные средства

Существует устоявшийся миф о «защитном» действии спиртного, однако он не имеет под собой никакого научного обоснования. Даже если красное вино содержит природные антиоксиданты, которые теоретически могли бы выступать в роли радиопротекторов, их теоретическая польза перевешивается практическим вредом от этанола, который повреждает клетки и является нейротоксическим ядом.
Чрезвычайно живучая народная рекомендация пить йод, чтобы не «заразиться радиацией» оправдана разве что для 30-километровой зоны вокруг свежевзорвавшейся АЭС. В этом случае используется йодид калия, чтобы «не пустить» в щитовидку радиоактивный йод-131 (период полураспада — 8 суток). Используется тактика меньшего зла: пусть лучше щитовидная железа будет «забита» обычным, а не радиоактивным йодом. И перспектива получить расстройство функций щитовидки меркнет перед раком или даже летальным исходом. Но вне зоны заражения глотать таблетки, пить спиртовой раствор йода или мазать им шею спереди не имеет никакого смысла — профилактического значения это не имеет, а вот заработать йодное отравление и превратить себя в пожизненного пациента эндокринолога можно легко.

От внешнего альфа-облучения защититься проще всего: для этого достаточно листа бумаги. Впрочем, большая часть альфа-частиц не проходит в воздухе и пяти сантиметров, так что защита может потребоваться разве что в случае непосредственного контакта с радиоактивным источником. Куда важнее защититься от попадания альфа-активных изотопов внутрь организма, для чего используется маска-респиратор, а в идеале — герметичный костюм с изолированной системой дыхания.

Наконец, от быстрых нейтронов лучше всего защищают богатые водородом вещества. Например, углеводороды, самый лучший вариант — полиэтилен. Испытывая столкновения с атомами водорода, нейтрон быстро теряет энергию, замедляется и вскоре становится неспособен вызывать ионизацию. Однако такие нейтроны все еще могут активировать, то есть преобразовывать в радиоактивные, многие стабильные изотопы. Поэтому в нейтронную защиту часто добавляют бор, который очень сильно поглощает такие медленные (их называют тепловыми) нейтроны. Увы, толщина полиэтилена для надежной защиты должна быть как минимум 10 см. Так что она получается ненамного легче, чем свинцовая защита от гамма-излучения.

Таблетки от радиации

Человеческий организм более чем на три четверти состоит из воды, так что основное действие ионизирующего излучения — радиолиз (разложение воды). Образующиеся свободные радикалы вызывают лавинный каскад патологических реакций с возникновением вторичных «осколков». Кроме того, излучение повреждает химические связи в молекулах нуклеиновых кислот, вызывая дезинтеграцию и деполимеризацию ДНК и РНК. Инактивируются важнейшие ферменты, имеющие в своем составе сульфгидрильную группу — SH (аденозинтрифосфатаза, сукциноксидаза, гексокиназа, карбоксилаза, холинэстераза). При этом нарушаются процессы биосинтеза и энергетического обмена, из разрушенных органелл в цитоплазму высвобождаются протеолитические ферменты, начинается самопереваривание. В группе риска в первую очередь оказываются половые клетки, предшественники форменных элементов крови, клетки желудочно-кишечного тракта и лимфоциты, а вот нейроны и мышечные клетки к ионизирующему излучению довольно устойчивы.

Препараты, способные защитить от последствий облучения, стали активно разрабатываться в середине XX века. Более-менее эффективными и пригодными для массового использования оказались лишь некоторые аминотиолы, такие как цистамин, цистеамин, аминоэтилизотиуроний. По сути они являются донорами — SH групп, подставляя их под удар вместо «родных».

Радиация вокруг нас

Чтобы столкнуться с радиацией «лицом к лицу», аварии вовсе не обязательны. Радиоактивные вещества широко применяются в быту. Природной радиоактивностью обладает калий — очень важный для всего живого элемент. Из-за малой примеси изотопа K-40 в природном калии «фонит» диетическая соль и калийные удобрения. В некоторых старых объективах использовалось стекло с примесью оксида тория. Этот же элемент добавляют в некоторые современные электроды для аргоновой сварки. До середины ХХ века активно использовали приборы с подсветкой на основе радия (в наше время радий заменили на менее опасный тритий). В некоторых датчиках дыма используется альфа-излучатель на основе америция-241 или высокообогащенного плутония-239 (да-да, того самого, из которого делают ядерные бомбы). Но волноваться не стоит — вред здоровью от всех этих источников значительно меньше вреда от беспокойства по этому поводу.

Йод и свинец как способы защиты от излучения, зеленое свечение радиоактивных веществ и другие распространенные представления о радиации.

1. Радиация «создана» человеком

Неправда.

Радиация имеет естественное происхождение. Например, солнечное излучение тоже порождает радиационный фон. В южных странах, где очень яркое и горячее солнце, радиационный естественный фон достаточно высок. Он, конечно, не губителен для человека, но он выше, чем в северных странах.

Помимо этого, есть и космическое излучение, которое от далеких космических объектов доходит до нашей атмосферы. Ведь что такое радиация? Высокоэнергичные частицы бомбардируют атомы в атмосфере и ионизуют их. В человеческом теле частицы тоже ионизуют атомы, выбивают электроны с оболочек, могут разрушать молекулы и так далее. Ядро какого-то атома нестабильно, оно может излучать те или иные частицы и переходить в стабильное состояние. Может излучать альфа-излучение, может излучать бета-излучение, может излучать гамма-излучение. Альфа - это заряженные ядра гелия, бета - это электроны, гамма - это электромагнитное излучение. Это и есть радиация.

Частицы летают везде и всегда. То есть существует естественный радиационный фон. Когда-то он становится жестче за счет более яркого солнца или приходящих излучений от звезд, когда-то меньше. Бывает, что человек повышает радиационный фон, построив реактор или ускоритель.

Свинцовые стены защищают от радиации

Правда лишь отчасти.

При объяснении этого убеждения нужно разобрать два момента. Первый - то, что есть несколько видов радиации, связанных с разными типами испускающихся частиц.

Есть альфа-излучение - это ядра атомов гелия-4 (He-4). Они очень эффективно ионизируют все вокруг. Но их останавливает и просто ваша одежда. То есть если перед вами источник альфа-излучения и вы в одежде, в очках, то ничего плохого вам не будет.

Есть бета-излучение - это электроны. У электронов ионизирующая способность ниже, но зато это более глубоко проникающее излучение. Однако его можно остановить, например, небольшим слоем алюминиевой фольги.

И наконец, есть гамма-излучение, которое обладает, если сравнить при одинаковой интенсивности, наименьшей ионизирующей способностью, но оно обладает лучшими проникающими способностями и поэтому представляет наибольшую опасность. То есть в какой бы вы защитный костюм ни закутались перед гамма-источником, вы все равно получите дозу радиации. Именно защита от гамма-излучения ассоциируется со свинцовыми погребами, бункерами и так далее.

При одинаковой толщине слой свинца будет немного эффективнее, чем такой же слой, например, бетона или спрессованной почвы. Свинец не волшебный материал. Важный параметр - это плотность, а у свинца она высокая. Именно из-за плотности свинец действительно часто использовался в защитных целях в середине XX века, в начале ядерной эпохи. Но свинец обладает определенной токсичностью, поэтому сегодня для тех же целей предпочитают, например, просто более толстые слои бетона.

Йод защищает от радиационного заражения

Неправда.

Как таковой йод или его соединения совершенно никак не могут противостоять негативным эффектам радиации. Почему же врачи рекомендуют принимать йод после техногенных катастроф с выбросом радионуклидов в окружающую среду? Дело в том, что если в атмосферу или в воду попадает радиоактивный йод-131, он очень быстро попадает в организм человека и накапливается в щитовидной железе, резко повышая риск развития рака и других заболеваний этого «нежного» органа. Заранее «заполнив под завязку» йодное депо щитовидной железы, можно снизить захват радиактивного йода и таким образом «защитить» ее ткань от накопления источника радиации.

О том, что пришло время массово принять йод, например, в связи с аварией на АЭС или угрозой ядерного взрыва, гражданам должно сообщить МЧС. На этот случай лучше иметь очищенный калия йодид в таблетках по 200 мкг. Если нет угрозы поступления в окружающую среду радиоактивного йода-131, самостоятельно принимать йод ни в коем случае нельзя, так как он, принятый в высокой дозе, может принести серьезный вред ткани щитовидной железы. То же, кстати, касается и других радиопротекторов. Как врач я наблюдал в одном уездном городе «эпидемию» рвоты, слабости и мышечной и абдоминальной боли, вызванную массовым приемом мегадоз различных витаминов, спиртового раствора йода и иных субстанций после ложного сообщения о взрыве на близлежащей АЭС.

Радиоактивные вещества светятся

Правда лишь отчасти.

Связанное с радиоактивностью свечение называется словом «радиолюминесценция», и нельзя сказать, что это очень распространенное явление. Более того, оно вызвано обычно не свечением самого радиоактивного материала, а взаимодействием испускаемой радиации с окружающим материалом.
Совершенно очевидно, откуда взялось это представление. В 1920–1930-е годы, когда был пик публичного интереса к радиоактивным материалам в различных бытовых приборах, лекарствах и прочем, краску, в которую включался радий, использовали для стрелок часов и окраски цифр. Чаще всего эта краска была на основе сульфида цинка в смеси с медью. Примеси радия, которые испускали радиоактивное излучение, взаимодействовали с краской, так что она начинала светиться зеленым.
Существенное число тех часов и декоративных предметов, которые дошли до нас, продолжали светиться зеленым, потому что оставались радиоактивными. Они были достаточно широко распространены, особенно в США и Европе.

В целом феномен радиолюминесценции, во-первых, не настолько распространен, во-вторых, люминесценция бывает и совершенно другой природы. Биолюминесценция - это частный случай люминесценции, как и радиолюминесценция. Светящиеся в темноте растения или светлячки - это люминесценция, которая никак не связана с радиацией.

Мы также можем вспомнить, что ряд солей урана, который наравне с плутонием в общественном сознании ассоциируется с понятием радиоактивности, имеют зеленый цвет. Но это никак не связано с образованием зеленого свечения. В подавляющем большинстве случаев видимый свет в процессе радиоактивного распада не излучается. А «зеленое свечение» обычно связано не со свечением самого радиоактивного материала, а со взаимодействием радиации с окружающим материалом.

Радиационное облучение приводит к мутациям

Правда.

В действительности радиоактивное излучение может приводить к различным повреждениям спирали ДНК, при этом если одновременно оказываются поврежденными обе ее нити, то генетическая информация может быть полностью утрачена. Для восстановления целостности генов система репарации ДНК может заполнить поврежденный участок случайными нуклеотидами. Это один из путей появления новой мутации. Если поражение ДНК масштабное, то клетка может «решить», что с таким количеством мутаций ей не выжить, поэтому она решает предпринять самоубийство - вступить на путь апоптоза. На этом, кстати, частично основан эффект лучевой терапии злокачественных новообразований: даже раковые клетки можно «убедить» начать апоптоз при внесении в их ДНК большого количества повреждений.

Но нужно помнить, что люди достаточно хорошо защищены от последствий фонового радиоактивного излучения, которое присутствовало в течение всей истории Земли. Фоновая радиация редко приводит к повреждениям спиралей ДНК, а если одна из двух цепей повреждена, то ее всегда можно восстановить с использованием резервной второй цепи. Значительно больший вред организму может принести ультрафиолетовое излучение, прямое попадание которого на незащищенные кожные покровы может вызывать малигнизацию (то есть вступление на путь «ракового перерождения») клеток кожного эпителия. В худшем случае это может привести к развитию меланомы, еще совсем недавно (до открытия иммунотерапии) считавшейся «королевой опухолей» из-за очень плохого прогноза.

По самой своей природе последствия радиации крайне вредны для любых живых организмов. Даже малой достаточно для того, чтобы начать в организме клеточные реакции, приводящие к раку и повреждениям генетического характера. Однако гораздо чаще человек, столкнувшийся с радиацией, рискует умереть в считаные дни после фатального контакта. Последствия радиации в больших дозах ужасны: повреждение органов, разрушение организма изнутри и закономерная гибель.

Степень облучения

В случае серьезного облучения повреждения проявляются в первые дни после случившегося. Радионуклиды накапливаются в организме из-за действия обмена веществ. Они заменяют естественные атомы и таким образом меняют структуру клеток. При распаде радионуклидов появляются химические изотопы, которые разрушают молекулы человеческого организма. Еще одна особенность облучения заключается в том, что его результат может сказаться совсем не на том органе, который первым попал под удар. Если же речь идет о небольшом контакте, то последствия радиации в виде онкологических заболеваний дают о себе знать много лет спустя. Подобный инкубационный период может растянуться на десятилетия.

Однако иногда влияние облучения сказывается не просто через годы, а через поколение. Подобное случается, когда последствия радиации оставляют отпечаток на генетическом коде. Он, в свою очередь, влияет на потомство, порожденное молодым облученным организмом. Такой результат проявляется в форме наследственных заболеваний. Они могут передаваться не только детям, но и внукам, а также последующим поколениям рода.

Острые и долгосрочные последствия

Быстро проявляющиеся последствия радиации для человека по-другому называются острыми. Их легко идентифицировать. А вот отдаленные результаты определить гораздо сложнее. Очень часто в первое время после облучения они ничем не выдают себя. В таком случае, как правило, необратимые изменения происходят на клеточном уровне. Подобные трансформации не заметны ни самому человеку, ни медикам. Кроме того, их не может «засечь» специальная аппаратура, что нисколько не снижает угрозы здоровью.

Важно и то, что последствия радиации для человека могут зависеть от индивидуальных особенностей организма. Особенно это касается долгосрочных факторов. Специалисты до сих пор не могут в точности определить уровень облучения, необходимый для возникновения онкологических заболеваний. Теоретически для этого достаточно малой дозы. У каждого человека свой репарационный механизм, который отвечает за очистку от радиации. Тем не менее в случае крупной дозы любой сталкивается со смертельной угрозой.

Удар по здоровью

В лабораторных условиях последствия радиации для животных и человека изучаются на основе материала, получаемого при анализе многочисленных результатов использования в медицинских целях. К ней прибегают при борьбе с раком и опухолями. Такая терапия наносит вред злокачественным порождениям точно так же, как неконтролируемая радиация бьет по живым человеческим тканям.

Результаты многолетних исследований показывают: каждый орган в разной степени реагирует на облучение. Самыми уязвимыми частями человеческого организма являются спинной мозг и кровеносная система. В то же время они обладают замечательной способностью к регенерации.

Вред зрению и репродуктивной системе

Существуют и другие серьезные последствия радиации для человека. Фото жертв облучения показывают, что глаза являются еще одной зоной риска при заражении. Они обладают повышенной чувствительностью к радиации. В этом отношении самая хрупкая часть органов зрения - хрусталик. Погибая, клетки теряют прозрачность. Из-за этого сначала появляются участки помутнения, а затем наступает катаракта. Последней ее стадией является окончательная слепота.

Также опасные последствия радиации для организма человека заключаются в ударе по репродуктивной системе. Действительно, всего лишь однократное небольшое облучение семенников может привести к стерильности. Эти органы являются важным исключением в человеческом организме. Если другие части тела гораздо легче переносят дозу облучения, разделенную на несколько приемов, чем за один контакт, то с репродуктивной системой все обстоит наоборот. В этой связи еще одной важной особенностью является соотношение женского и мужского организмов. Яичники заметно устойчивее к радиации, чем семенники.

Угрозы детям

Вред, наносимый радиацией взрослому человеку, в случае с детским организмом вырастает в несколько раз. Достаточно небольшого облучения хрящевых тканей, и прекратится рост костей. С течением времени эта аномалия становится причиной нарушений в развитии скелета. Логично, что чем младше ребенок, тем опаснее для его костей облучение. Другим уязвимым органом является мозг. Даже в случае использования лучевой терапии при лечении рака дети нередко теряют память и способность ясно мыслить. Радиация в неконтролируемых количествах еще заметнее усиливает этот опасный эффект.

Последствия для беременности

Говоря о детях, нельзя не упомянуть о том, как облучение влияет на плод внутри материнского организма. При беременности самым уязвимым является период с 8 по 15 неделю. В это время происходит формирование коры головного мозга. В случае облучения матери в этот период возникает опасность, что ребенок родится с серьезными отклонениями в умственном развитии. Для такого фатального эффекта достаточно даже чрезмерного воздействия обычных рентгеновских лучей.

Генетические мутации

Из всех последствий облучения генетические нарушения изучены меньше всего. В целом их можно разделить на две группы. Первая - это изменение структуры или количества хромосом. Вторая - мутации внутри самих генов. Их также можно разделить на доминантные (в первом поколении) и рецессивные (в последующих). В зависимости от множества факторов, часть которых в точности не изучена наукой, любые из этих генетических нарушений могут привести к наследственным болезням. В то же время в некоторых случаях эти мутации остаются непроявившимися.

Много материала для исследований данной проблемы дали в конце Второй мировой войны. Значительное число жителей окрестных районов пережили смертоносную атаку. Однако все эти люди получили дозу радиации. Последствия того облучения эхом отдавались на потомстве попавших в зону первоначального поражения в 1945 году. В частности, увеличилось количество детей, рожденных с синдромом Дауна и другими отклонениями в развитии.

Техногенная радиоактивность

Главной опасностью для человека и других живых организмов, исходящей от радиационного фактора, является т. н. техногенная радиоактивность. Она возникает вследствие человеческой хозяйственной деятельности. В XX столетии люди научились перераспределять и концентрировать радионуклиды и таким образом заметно менять естественный радиоактивный фон.

К человеческим факторам можно в меньшей степени отнести добычу и сжигание природных ископаемых, использование авиации. Однако самая опасная радиационная угроза возникает вследствие применения ядерного оружия, а также развития атомной промышленности и энергетики. Самые трагические катастрофы, связанные с облучением множества людей, вызваны авариями на подобных объектах инфраструктуры. Так, с 1986 года название города Чернобыля стало нарицательным во всем мире. Его трагическая история заставила мировое сообщество пересмотреть свое отношение к атомной энергетике.

Облучение и животные

В современной науке последствия радиации для животных изучаются в рамках специальной дисциплины - радиобиологии. В целом результаты облучения для четвероногих похожи на те, с которыми сталкивается человек. Радиация в первую очередь бьет по иммунитету. Биологические барьеры, мешающие инфекциям проникать внутрь организма, разрушаются, из-за чего уменьшается количество лейкоцитов в крови, кожа теряет бактерицидные свойства и т. д.

С увеличением степени облучения последствия контакта с радиацией становятся все фатальнее. В худшем случае организм оказывается безоружным перед экзогенными инфекциями и вредной микрофлорой. приводит к смерти в течение первой недели. Быстрее погибает молодняк. Смерть может наступить не только после непосредственного облучения, но и после употребления в пищу зараженной пищи или воды. Эта взаимосвязь показывает, что последствия радиации для природы не менее опасны, чем для животных или людей.