Документ 2354066

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА
2010
№ 162
УДК 629.735
АНАЛИЗ ВОЗДЕЙСТВИЯ РАДИАЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ
И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ ОТ РАДИАЦИОННОГО
ВОЗДЕЙСТВИЯ В ЦЕЛЯХ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ НА
АВИАПРЕДПРИЯТИЯХ
О.Г. ФЕОКТИСТОВА, И.Н. МЕРЗЛИКИН
В статье освещены некоторые аспекты негативного воздействия радиационного излучения на персонал
авиапредприятий, представлены способы снижения риска от этих воздействий и обеспечения безопасности
пользователей.
Ключевые слова: анализ воздействия, радиационные излучения, безопасность.
Каждый день мы работаем в привычных нам помещениях с привычными нам вещами, будь
то станок или компьютер. Но редко задумываемся о том, что многие из этих вещей
потенциально опасны для нас с точки зрения воздействия радиационного излучения.
Источниками излучения являются: барометры, термометры, сантехника, квартирные
счетчики электроэнергии, бытовые вольтметры, стены домов из бетона, шлакоблоков и
полимербетона, гранит, кафель, гипсокартон и даже обычный кирпич, основным компонентом
которого служит глина, которая является естественным источником излучения.
Долгое нахождение в одном помещении с этими источниками может привести к
возникновению раковых опухолей и даже лучевой болезни, поскольку подобные приборы
излучают радиацию до 20 тыс. микрорентген в час, так как части этих приборов (например,
указательные стрелки) пропитываются светящимися веществами постоянного действия,
сделанными из радиолюминесцентного состава, содержащего изотопы трития.
Специалисты утверждают, что бытовая техника радиации не излучает, за исключением
разве что телевизора и монитора компьютера, но воздействие их до конца пока не изучено.
Ученые считают, что излучаемый телевизором фон находится в пределах нормы, однако, в
целях предосторожности рекомендуют находиться по возможности на более удаленном
расстоянии от включенного экрана.
Воздействие радиации на человека заключается в ионизации биологических тканей. Какое
же в точности действие оказывает радиация на человеческое тело? Когда радиоактивное
излучение проходит через тело или когда в каких-либо тканях организма присутствуют
радиоактивные вещества, энергия волн и частиц передается тканям, подвергающимся
облучению. А при передаче энергии от радиоактивных частиц клеткам и жидкостям тела
происходит возбуждение атомов и молекул, составляющих тело. Эта передача энергии
приводит к повреждению клеток, нарушению их деятельности и даже гибели, в зависимости от
полученной дозы облучения и состояния здоровья человека на момент облучения.
При этом поглощенная энергия в биологических тканях распределяется неравномерно, а
отдельными разрозненными ''пачками''. В результате громадное количество энергии излучения
передается в определенные участки каких-нибудь клеток и совсем небольшое, если таковое
вообще имеется, в другие.
Подобный неравномерный характер поглощения энергии объясняет особенности
воздействия радиации на организм. Общее количество поглощенной тканями энергии может
быть небольшим, но некоторые клетки живой материи из-за такой неравномерности
распределения энергии излучения будут значительно повреждены.
Поглощенная энергия вызывает в живом организме возбуждение и ионизацию атомов и
молекул, их смещение, т.е. образование дефектов за счет расщепления устойчивой в организме
Анализ воздействия радиационного излучения на организм . . .
67
молекулы на атомы или более простые комплексы молекул, или превращения одних элементов
в другие.
Ничтожность поглощенного количества энергии, вызывающего тяжкие последствия, можно
продемонстрировать несколькими способами.
Например, энергию (дозу) рентгеновского излучения, несомненно, смертельного для
человека при общем облучении, можно сравнить с тепловой энергией. При этом смертельная
энергия рентгеновского излучения будет меньше тепловой энергии, поглощенной организмом
после выпитой чашки горячего кофе, или после нескольких минут принятия солнечных ванн в
теплый день. В свою очередь, энергию смертельной дозы поглощенного рентгеновского
излучения можно сравнить и с механической энергией: она будет соответствовать работе,
выполняемой одним человеком при подъеме тела другого человека на высоту 40 см над
уровнем пола.
Тепловая или механическая энергия поглощается в тканях одинаково и равномерно.
Поэтому, чтобы вызвать повреждение в живом организме, энергии подобного типа потребуется
намного больше, чем энергии ионизирующего излучения.
Для ионизирующего излучения нет барьеров в организме. Любая молекула может быть
ионизирована, и отсюда начинается путь радиоактивного поражения в виде разнообразных
радиационно-химических реакций, биохимических сдвигов, разрегуляции, структурно функциональных нарушений.
Радиация увеличивает (неблагоприятным для тела образом) активность всех биологических
систем. Основными элементами, составляющими тело, являются углерод, кислород, водород и
сера. Кислород играет главную роль в расщеплении углеводов и жиров для получения энергии.
Эта энергия используется клетками для построения белков, необходимых для формирования
тканей тела. Кислород также играет ключевую роль в образовании ферментов, действующих в
качестве катализаторов в биохимических реакциях.
Взаимодействуя с атомом или молекулой тела, радиоактивное излучение может выбить
оттуда электрон. Обычно свободные электроны захватываются молекулами кислорода. Имея
лишний электрон, такая молекула кислорода становится нестабильной, она приобретает
большую способность реагировать с другими молекулами, и будет пытаться "отобрать"
электрон у другой, находящейся по соседству молекулы для восстановления своего стабильного
состояния. Молекула, из которой был взят этот добавочный электрон, тоже становится
нестабильной, и будет "отнимать" электрон у другой молекулы. Результатом этого будет
настоящая цепная реакция в теле человека. Таким образом, химически активные молекулы
кислорода нарушают функции и структуру клеток.
Поскольку кислород присутствует в больших количествах внутри и вне клеток,
образование большого количества химически активного кислорода при радиационном
облучении приведет к разрушению других химических соединений в клетках, так как их
молекулы будут стремиться к возвращению в стабильное состояние.
Пораженными веществами в теле могут быть жиры или белки, жизненно необходимые для
нормальной деятельности клеток. При поражении определенных белков, находящихся в клетке,
результатом могут стать мутации, которые, в свою очередь, могут сделать организм
предрасположенным к раковым заболеваниям.
Таким образом, радиация вызывает образование большого количества свободных
электронов в организме человека. Это затем приводит к образованию химически активного
кислорода и других измененных веществ, которые разъедают ткани, вызывая:
- нарушение структуры клетки;
- подавление активности ферментов;
- образование аномальных белков;
- образование веществ, вызывающих мутации и рак;
- гибель клеток.
68
О.Г. Феоктистова, И.Н. Мерзликин
В организме включаются защитные силы - начинает работать альтернативный путь
восстанавливающих процессов и биологических реакций, направленных на исправление,
адаптацию, компенсацию. Это противоборство, начавшись на молекулярном, невидимом и не
чувствуемом уровне, постепенно поднимается на всё более высокие этапы биологического
организма: от клетки к отдельным органам, далее ко всему организму.
Исход борьбы зависит от дозы. Сотни бэр - безусловная реализация поражения, вплоть до
гибели организма.
Воздействие малых доз облучения почти всегда обнаружить очень трудно. Частично это
объясняется тем, что для их проявления должно пройти много времени. Но даже и обнаружив
какие-то эффекты, требуется ещё доказать, что они объясняются действием радиации,
поскольку и рак, и повреждения генетического аппарата могут быть вызваны не только
радиацией, но и множеством других причин.
Чтобы вызвать острое поражение организма, дозы облучения должны превышать
определённый уровень, но нет никаких оснований считать, что это правило действует в случае
таких последствий, как рак или повреждение генетического аппарата. По крайней мере,
теоретически для этого достаточно самой малой дозы.
Защиту человека от воздействия радиационного излучения следует выстраивать по
нескольким направлениям: использование СИЗ, применение токсиновыводящих препаратов,
соблюдение правил и норм безопасности при работе с радиационно-опасными объектами.
Некоторые пищевые вещества обладают профилактическим радиозащитным действием или
способностью связывать и выводить из организма радионуклиды. К ним относятся
полисахариды (пектин, декстрин), фенильные и фитиновые соединения, галлаты, серотонин,
этиловый спирт, некоторые жирные кислоты, микроэлементы, витамины, ферменты, гормоны.
Радиоустойчивость организмов повышают некоторые антибиотики (биомицин, стрептоцин).
Пектиновые вещества (пропектин, пектин, пектиновая кислота). Пектин - студенистое
вещество, которое хорошо заметно в варенье или желе, приготовленных из плодов. В процессе
усвоения пищи пектин превращается в полигалактуроновую кислоту, которая соединяется с
радионуклидами и токсичными тяжелыми металлами. Образуются нерастворимые соли, не
всасывающиеся через слизистую желудочно - кишечного тракта и выделяющиеся из организма
вещества с калом. Кроме того, низкомолекулярные фракции пектина проникают в кровь,
образуют с радионуклидами комплексы и затем удаляются с мочой. Пектиносодержащие
вещества обладают высокой способностью в течение 1 - 3 ч связывать стронций, цезий,
цирконий, рутений, иттрий, ионы свинца, лантана ниобия и эвакуировать из организма до
половины этих элементов.
Кроме пектина радиозащитным действием обладают и другие полисахариды типа
декстрина, а также липополисахариды, находящиеся в листьях винограда и чая.
К очень важным радиозащитным соединениям относятся так называемые "витамины
противодействия". В первую очередь это витамины группы В и С. Хотя по мнению
специалистов, одна аскорбиновая кислота не обладает защитным действием, но она усиливает
действие витаминов В и Р.
В то время как радиоактивные элементы приводят к разрушению стенок кровеносных
сосудов, совместное действие витаминов Р и С восстанавливает их нормальную эластичность и
проницаемость. Радионуклиды разрушают кровь, снижают количество эритроцитов и
активность лейкоцитов, а витамины В1, В3, В6, В12 улучшают регенерацию кроветворения,
ускорение восстановления эритроцитов и лейкоцитов. Если излучение снижает свертываемость
крови, то витамины Р и К1 нормализуют протромбиновый индекс.
Несколько повышает устойчивость организма к развитию лучевой болезни
парааминобензойная кислота. Биотин (витамин Н) улучшает показатели крови и способствует
восстановлению веса.
Анализ воздействия радиационного излучения на организм . . .
69
Фенольные соединения растений ученые определяют как наиболее перспективные источники
потенциально активных противолучевых средств. Фенольные соединения - это биологически
активные вещества лечебно - профилактического действия, необходимые для поддержания жизни
и сохранения здоровья. Они повышают прочность кровеносных сосудов, регулируют работу
желез внутренней секреции. Например, хорошо лечит местные лучевые повреждения кожи
прополис (пчелиный клей), что, главным образом, связано с его фенольными компонентами. Из
многочисленного ряда фенольных веществ наибольший интерес вызывают флавоноиды,
способствующие удалению радиоактивных элементов из организма.
В настоящее время разрабатывается трансгенный препарат, внутривенное введение
которого способно защитить клетки организма от радиации. Действие препарата связано с тем,
что он встраивается в митохондрии клеток и приводит к избыточной продукции в них
марганцевой супероксиддисмутазы, которая и предотвращает повреждение клеток свободными
радикалами. Фермент способствует сохранению пула внутриклеточных соединенийантиоксидантов. Таким образом, клетки, ткани и органы получают время для восстановления
после воздействия радиации.
Логично предположить, что дальнейшая разработка и использование подобных препаратов
позволит обезопасить человека от воздействия промышленной радиации на авиапредприятиях с
повышенным фоном радиационных излучений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Афанасьев Г.А. Ядерная безопасность. – Харьков: Дельта, 1997.
2. Израэль Ю.А. Проблемы всестороннего анализа окружающей среды и принципы комплексного
мониторинга. – Л., 1988.
3. Кукин П.П., Лапин В.Л., Попов В.М. Основы радиационной безопасности в жизнедеятельности
человека. - Курск, 1995.
ANALYSIS OF INFLUENCE RADIATION ON AN ORGANISM AND DEVELOPMENT
OF METHODS OF PROTECTING FROM A RADIATION-DAMAGE
FOR THE INCREASE OF SAFETY ON AIRENTERPRISES
Feoktistova O.G., Merzlikin I.N.
In the article some aspects of negative influence of radiation are lighted up on the personnel of airenterprises, the
methods of decline of risk are presented from these influences and providing of safety of users.
Key words: the influence analysis, radiating radiations, safety.
Сведения об авторах
Феоктистова Оксана Геннадьевна, окончила МИИГА (1988), доктор технических наук, доцент
кафедры безопасности полетов и жизнедеятельности МГТУ ГА, автор более 80 научных работ, область
научных интересов – инженерная экология, экологическая безопасность технологических процессов
ремонта АТ, математическое моделирование в экологии, экологические последствия аварий (катастроф).
Мерзликин Игорь Николаевич, окончил МГТУ ГА (2007), аспирант кафедры безопасности
полетов и жизнедеятельности МГТУ ГА, автор 4 научных работ, область научных интересов –
инженерная экология, медицина, безопасность технологических процессов и производств, безопасность
в чрезвычайных ситуациях, экологические последствия аварий (катастроф).