Что такое ионизирующее излучение

Каждый человек ежедневно подвергается воздействию ионизирующего излучения. Если радиация попадает в организм в большом количестве, страдает иммунитет, возникают заболевания кроветворной системы. Однако электромагнитные волны используются для диагностики и лечения патологий, в частности, они применяются для поражения тканей злокачественных опухолей.

Что такое ионизирующее излучение
Виды ионизирующего излучения.

Понятие ионизирующего излучения

Им обозначают освобождаемую энергию (электромагнитные волны), которая представлена в виде гамма-частиц или нейронов. Радиоактивность — понятие, характеризующие мгновенный распад атомов, в результате которого наблюдается избыток энергии.

Радионуклиды — элементы, появляющиеся при распаде ядер απ β-частицы γ. Они различаются в зависимости от испускаемости и времени полураспада. Для обозначения их активности используется единица беккерель (Бк).

История происхождения

В 1860 г. появилось понятие “катодные лучи”, тогда же стали изучать ионизирующее излучение. Позже был исследован рентген. Анри Беккерель выявил невидимые лучи, исходящие от планеты Уран.

В 19 в. физики продолжали исследовать радиоактивность, появились понятия «альфа, бета, гамма». Каждый из таких лучей обладает особыми свойствами и имеет разный уровень заряда. Позже были обнаружены другие виды радиации: нейроны и протоны. Космические лучи стали исследовать в первой половине ХХ в.

Открытие радиации
Э. Резенфорд и В. К. Рентген внесли непосильный вклад в открытие ионизирующего излучения.

Виды воздействия

Излучение появляется, когда работает техника, например дисплей или электровакуумная установка. Такое оборудование функционирует благодаря изотопам. Ионизирующую энергию делят на 2 вида: корпускулярный и электромагнитный.

Альфа-энергия связана с потоком гелиевых ядер, которые испускают вещество во время химических процессов. Если при этом частицы создают большую энергию, возникает ионизация. Вступая в реакцию с веществом, альфа-молекулы недолго держат энергию. У них низкий уровень проникающей способности.

Бета-излучение — процесс, при котором происходит поток электронов в результате радиоактивного распада. У бета-частиц низкая ионизирующая способность, но они могут проникать в любое пространство. В результате потока нейтронов появляется освобождение энергии.

Корпускулярное излучение
Корпускулярное ионизирующее излучение состоит из частиц с массой покоя отличной от нуля.

Нейтроны имеют разный уровень проникающей способности. Она зависит от состава атомов, с которыми взаимодействуют нейроны. Гамма-излучение связано с ядерным превращением частиц. У него хорошая проникающая способность, незначительное ионизирующее воздействие.

Радон 222 — газ без характерного цвета и запаха. Он появляется, когда радий распадается на молекулы. Период полураспада длится более 3 дней. Этот газ не такой легкий, как воздух. Его молекулы и атомы являются источниками энергии альфа.

Они вредны для здоровья человека, поскольку имеют высокую проникающую способность. Альфа-частицы беспрепятственно попадают в органы и системы, нарушая их функции. Торон (радон-220) тоже является продуктом распада. При попадании в организм в незначительном количестве он менее опасен. Возникновение радона связано с распадом слоев почвы, полезных ископаемых и природного газа.

Основные источники

Ионизирующее излучение делят на 2 вида: естественное и искусственное. Первое обусловлено природными особенностями, второе является результатом прогресса. Если человек получил однократную дозу высвобождаемой энергии в 25-50 бэр, возникают нарушения со стороны системы кроветворения.

При облучении более 120 бэр появляются симптомы лучевой болезни. В этом случае требуется профессиональное лечение. Острая форма лучевой болезни развивается, когда организм получает однократную дозу высвобождаемой энергии в пределах 240 бэр. В половине случаев патология влечет за собой летальный исход.

Доза от 550 бэр несовместима с жизнью. Ученые разрабатывают препараты, нейтрализующие воздействие электромагнитных полей. Хроническая форма лучевой болезни связана с непрерывным или неоднократным низким облучением.

Патология проявляется:

  • нарушениями в системе кроветворения;
  • заболеваниями ЦНС;
  • раздражением кожи;
  • поражением хрусталика;
  • снижением защитных сил организма.
Таблица доз радиации
Примерное сравнение доз радиации получаемой человеком в ходе жизнедеятельности.

Радиация попадает в организм через кожу и постепенно накапливается. Результатом становится сбой в функционировании внутренних органов.

Избыток изотопов йода ведет к патологиям щитовидной железы. Ионизирующая высвобождаемая энергия может приводить к опуханию мягких тканей. Накопление в организме редкоземельных элементов чревато развитием патологий печени.

Естественные источники радиации были всегда, в первой половине ХХ в. появились искусственные. Для диагностики и лечения больных стали использовать рентгеновские лучи.

Доза электромагнитных волн может быть большой. Для лечения злокачественных патологий применяется лучевая терапия, при которой на опухоль воздействует излучение более 1000 бэр.

Мощность электромагнитных волн, используемых в целях диагностики, мала. Если делается рентген зуба, она составляет несколько бэр. При обследовании органов ЖКТ — 30-40 бэр. Врачи не советуют отказываться от флюорографии из-за боязни электромагнитных волн.

В XX в. стали применять радиацию для исследования. Она позволяла выявить состояние электротехнических приборов. С ее помощью выполняли контрольный замер аппаратуры. В дальнейшем появилась ядерная энергетика. Сегодня энергетические установки эксплуатируются на АЭС.

Уровни опасной радиации
Уровни воздействия ионизирующего излучения на организм человека.

Ионизирующее излучение применяется в установках на предприятиях, которые занимаются добычей урана и изготовлением топлива.

Реактор излучает большую дозу радиации. Когда наблюдается деление топлива, мельчайшие частицы проникают через препятствия, в т. ч. микроскопические трещины. Так излучение попадает в воздух.

Технологические процедуры, используемые для производства энергии, ведут к загрязнению атмосферы. По этой причине АЭС имеет систему очищения воды и газа. Вредные вещества попадают в окружающую среду через трубу. Если атомная электростанция нормально работает, в воздухе появляется небольшое количество вредных компонентов.

Много вредных веществ выбрасывают заводы, занимающиеся переработкой ядерного горючего, которое токсично. Отходы топлива тоже загрязняют окружающую среду. На электростанциях применяются дорогостоящие защитные средства от радиации, они уменьшают техногенный фон и защищают человека от пагубного воздействия ионизирующего излучения.

В 1986 г. случилась авария на Чернобыльской АЭС, при которой в атмосферу попало 5% топлива. В результате такого загрязнения много людей погибло, а остальные были вынуждены переселиться. Чернобыльская авария показала, сколько вреда может нанести выброс радиоактивных веществ в атмосферу.

Радиационный риск
Коэффициенты радиационного риска и мифы о радиации.

Способы измерения

Когда излучение начинает взаимодействовать со средой, возникает процесс ионизации. Он приводит к тому, что физические и химические свойства объектов меняются.

В зависимости от типа физико-химического явления различают такие способы измерения излучения:

  1. Фотографический. В его основе степень почернения фотографической эмульсии. Вещество содержит молекулы бромистого серебра. Когда на них воздействует электроэнергия, происходит распад, появляются частицы брома и серебра. Почернение пленки связано с воздействием кристаллов серебра. Чем интенсивнее облучение, тем чернее пленка.
  2. Химический. Способ основан на образовании химических соединений. Излучение ведет к распаду некоторых веществ. Метод помогает определить плотность окраски реактива. Если хлороформ подвергается излучению, он разлагается и образует соляную кислоту, вступившую в реакцию с красящим компонентом. Насыщенный окрас — признак сильного облучения.
  3. Люминесцентный. В основе метода лежит способность серебра и кальция накапливать энергию. Когда осуществляется нагрев, твердые тела отдают тепло. Его замеряют в специализированных лабораториях с применением стеклянных дозиметров.
  4. Сцинтилляционный. Такое измерение осуществляется с применением натрия или сернистого цинка, которые испускают фотоны света при условии, что на них воздействует радиоактивное излучение. Для измерения фотонов света применяется фотоэлектронный умножитель.
  5. Создание тока. Когда лучи воздействуют на вещество, находящееся в изолированном объеме, наблюдаются процессы ионизации воздуха или газа. Исследование основывается на создании тока.
Дозиметры
Приборы измерения уровня излучения.

Как распознать

Для выявления уровня излучения применяют устройство, которое преобразует радиоактивную энергию в электрическую. Дозиметрические приборы функционируют благодаря проводнику тока. Когда на газ воздействует доза излучения, наблюдается проводимость тока.

Дозиметрические приборы, используемые для измерения ионизирующего излучения, включают в себя камеру и газоразрядный счетчик. Камера представляет собой небольшой прямоугольный короб или алюминиевую трубку. Если трубка пластмассовая, ее стенки покрыты специальным материалом (проводником тока), а в середине имеется стержень из алюминия.

Ионизационная камера имеет 2 типа электродов: положительные и отрицательные. Между ними — воздушное пространство. Если прибор находится в особо опасной зоне радиоактивного загрязнения, он получает гамма-излучение, а бета-частицы вызывают процесс ионизации.

В электрическом поле формируются ионы. Чтобы усилить ток, используются специальные устройства. Газоразрядные счетчики чаще применяются для выявления уровня радиации в предметах и продуктах. Приборы имеют трубки величиной 12-16 см. На эти детали натянута тончайшая вольфрамовая нить. У электрода счетчика есть источник питания.

Между трубками и нитью проходит инертный газ, разбавленный небольшим количеством галогена (хлора). Когда в счетчик проникает ионизированная частица, возникает физико-химическая реакция. При воздействии электрического тока положительный ион идет по направлению к отрицательному.

Когда ионы двигаются в цепи счетчика, наблюдается токовый импульс, фиксируемый измерительным прибором. Интенсивность радиоактивных излучений зависит от импульсов тока. Если прибор имеет низкий уровень сигнала, применяется усилитель.

Влияние излучения на здоровье человека

Электромагнитные волны вредны для здоровья, т. к. могут вызвать опасные патологии. Если радиация постепенно накапливается в организме, нарушаются функции органов и систем. Человек, постоянно использующий технику (даже безобидные мобильные телефоны), склонен к стрессу. Иммунитет у него снижен.

Большинство людей не знают, в чем причина внезапно появившихся заболеваний. Излучение от электромагнитного поля плохо влияет на кровеносную систему.

При попадании в организм в избыточном количестве оно ведет:

  • к нарушению функций головного мозга;
  • к поражению глаз;
  • к снижению защитных сил организма.

Американские ученые проводили исследования, в результате которых было доказано, что работа на компьютере во время беременности вредна для эмбриона и у будущей матери может случиться выкидыш. Было доказано: электрики чаще страдают раком мозга, чем представители других профессий.

Влияние излучение на организм человека
Негативное влияние электромагнитного излучение на организм человека.

Люди не замечают, что подвергаются воздействию излучения. Но этот вид энергии часто нарушает функции внутренних органов. Поражается нервная система, происходит сбой в свойствах клеточных мембран, из-за чего они начинают неправильно функционировать.

У людей, работающих за компьютером, наблюдаются изменения в электрокардиограмме головного мозга, у них нарушаются мыслительные способности, замедляются реакции, появляется склонность к депрессии. Излучение плохо влияет на иммунную систему. Исследования показали, что уже имеющийся инфекционный процесс усугубляется.

Если человек постоянно подвергается излучению, страдает иммуногенез, развивается аутоиммунитет, появляются патологические процессы, связанные с популяцией лимфоцитов. Излучение пагубно воздействует на эндокринную систему.

Повышается уровень адреналина в крови, нарушается кроветворение, возникают сбои в работе сердечно-сосудистой системы, у некоторых людей увеличивается артериальное давление, меняются свойства периферической крови.

Влияние излучение
Влияние излучение на здоровье человека.

Электромагнитные поля нарушают функции половой системы. У мужчин угнетается спермотогенез, у беременных женщин часто возникают пороки развития плода.

Женская половая система более чувствительна к электрическим полям, которые создаются компьютерами и другими подобными устройствами. Дети больше подвержены влиянию электромагнитных волн, поскольку у них высокая проводимость мозгового вещества.

Электромагнитные лучи проникают в глубинные структуры мозга. Когда голова ребенка растет, кости черепа становятся толще, количество ионов уменьшается, соответственно, снижается проводимость.

Подростки до 16 лет, как и беременные женщины, сильно подвержены негативному влиянию электромагнитных лучей. По этой причине нужно ограничить нахождение за компьютером и общение по мобильному телефону.

Область применения ионизирующего излучения

Ионизирующие излучения используются в промышленности. Они обеспечивают функционирование реакторов, применяемых на атомных электростанциях. Такие агрегаты предназначены для превращения морской воды в пресную.

Они позволяют получить трансурановые элементы. Подобные установки часто используются для выявления примесей. С их помощью определяют качество угля, измеряют уровень влажности в окружающей среде.

Ионизирующее излучение применяется в транспортной промышленности, сельском хозяйстве. В первом случае оно обеспечивает функционирование мотора, а во втором — выявляет уровень облучения плодовых культур.

Лучевая диагностика
Магнитно-резонансная томография использует метод электромагнитного отклика атомных ядер, что позволяет диагностировать различные заболевания, в том числе онкологию.

Электромагнитные волны активно применяются в медицине. Они обеспечивают функционирование приборов, предназначенных для диагностики и лечения заболеваний. Ионизирующие излучения помогают выполнить активационные анализы.

Они часто применяются для лечения злокачественных патологий. Лучевая диагностика — это совокупность процедур, среди которых КТ, МРТ, рентгенологическое исследование, УЗИ. Благодаря таким методам обследования врач видит, в каком состоянии находятся внутренние органы.

Ионизирующее излучение позволяет поставить точный диагноз. Чтобы выявить патологию головного мозга, используется компьютерная томография. Для определения болезней малого таза применяется ультразвуковая диагностика.

Компьютерная томография — процедура, позволяющая получить изображение внутренних органов. Она похожа на рентген, но не такая интенсивная. При компьютерной томографии человек получает меньшую дозу излучения. Процедура позволяет выполнить обследование всех органов и систем.

МРТ имеет несколько отличий, процедура выполняется с применением атомов водорода. МРТ позволяет выполнить замер скорости кровотока, исследовать кору головного мозга. Врач получает объемное изображение.

Лучевая терапия проводится с использованием ионизирующего излучения. Это процедура, используемая для лечения людей с онкологическими заболеваниями. Она основывается на биологическом воздействии. Когда электромагнитные поля взаимодействует с тканями, возникают химические и биохимические процессы, поражающие структуры опухоли.

Без лучевой терапии невозможно лечить злокачественные образования. Опухоль чувствительна к электромагнитным волнам. Врач подбирает такую дозу излучения, которая помогает разрушить ткани патологического новообразования, нанося минимальный вред здоровым клеткам. Лучевая терапия применяется и для того, чтобы подавить рост злокачественного образования.

Лучевая терапия
Лучевая терапия чаще всего используется для стерилизации злокачественных опухолей.

Стерилизация опухоли — процедура, позволяющая подавить способность опухолевых клеток к размножению. Доза стерилизации зависит от размера новообразования и радиочувствительности клеточных структур. Лучевая терапия используется самостоятельно или сочетается с другими методами лечения.

Процедура проводится до или после операции. Если лучевая терапия назначается до операции, она подавляет активность быстро разрастающихся клеток. Процедура помогает улучшить результаты полостного хирургического вмешательства.

Такая терапия разрушает даже самые мелкие остатки опухолевого образования, в частности те, которые не были удалены в процессе процедуры. Лучевая терапия, как вспомогательный метод лечения, предупреждает образование метастазов.

Электромагнитные волны используются для проведения внутреннего облучения, в т. ч. противоопухолевого. В организм пациента вводятся специальные радиоактивные средства (либо хирургическим путем, либо пероральным). Радиоактивный изотоп воздействует на участок с опухолью. Такой метод часто используется для лечения щитовидной железы.

Лучевая терапия делятся на 2 вида: внутренняя и внешняя. В последнем случае прибор, подающий лучи, находится не в организме. Терапевтические мероприятия осуществляются с применением разных устройств. Внешняя лучевая терапия проводится на ближнем или дальнем расстоянии.

Применяется рентгенологическая терапия (нейронное или протонное воздействие). В дополнение может быть использовано тормозное излучение. Аппликационная терапия — еще одна разновидность лучевого воздействия. В процессе проведения процедуры источник тока располагается на теле пациента. Применяются аппликаторы, в составе которых есть радиоактивные средства. Такой метод используется для лечения заболеваний кожи.

Программа от ВОЗ

ВОЗ предупреждает: ионизирующее излучение, которое люди получают на рабочих местах, может нанести вред здоровью. Разрабатываются новые способы защиты от негативного воздействия электромагнитных лучей. Человек должен быть осведомлен, что получает дозу радиации (пусть даже незначительную). Деятельность ВОЗ направлена на профилактику такого риска.

Ссылка на основную публикацию