Unità di radiazione. Dose assorbita

Indennità per i cittadini "Attenzione! Radiazioni"

Unità fondamentali di misura delle radiazioni ionizzanti

Dose di esposizione(due unità)

raggi X (P) - unità fuori sistema della dose di esposizione. Si tratta di una quantità di radiazione gamma o raggi X tale che in 1 cm^3 di aria secca (avente in condizioni normali un peso di 0,001293 g) si formano 2,082 x 10^9 coppie di ioni. Questi ioni portano una carica di 1 unità elettrostatica di ogni segno (nel sistema CGS), che in unità di lavoro ed energia (nel sistema CGS) sarà circa 0.114 erg dell'energia assorbita dall'aria (6.77 x 10^4 MeV). (1 erg = 10^-7 J = 2,39 x 10^-8 cal). Quando convertito in 1 g di aria, questo sarà 1.610 x 10 ^ 12 coppie di ioni o 85 erg / g di aria secca. Pertanto, l'energia fisica equivalente di un raggio X è di 85 erg/g per l'aria. (Secondo alcune fonti è 83,8, secondo altri - 88,0 erg / g).

1C/kg - unità di dose di esposizione nel sistema SI. Questa è la quantità di radiazione gamma o raggi X, che in 1 kg di aria secca forma 6,24 x 10 ^ 18 coppie di ioni, che portano una carica di 1 pendente di ciascun segno. (1 pendente = 3 x 10^9 unità CGSE = 0,1 unità CGSM). L'equivalente fisico di 1 C/kg è 33 J/kg (per l'aria).

La relazione tra raggi X e C/kg è la seguente:

1 P \u003d 2,58 x 10 ^ -4 C / kg - esattamente.

1 C/kg = 3,88 x 10^3 R - ca.

Dose assorbita(due unità)

Lieto - unità fuori sistema di dose assorbita. Corrisponde all'energia di radiazione di 100 erg assorbita da una sostanza del peso di 1 grammo (centesima parte di "Gray" - vedi).

1 rad = 100 erg/g = 0,01 J/kg = 0,01 Gy = 2,388 x 10^-6 cal/g

Con una dose di esposizione di 1 roentgen, la dose assorbita in aria sarà di 0,85 rad (85 erg/g).

Grigio (Gy) - unità di dose assorbita nel sistema di unità SI. Corrisponde all'energia di radiazione di 1 J assorbita da 1 kg di materia.

1 gr. \u003d 1 J / kg \u003d 10 ^ 4 erg / g \u003d 100 rad.

Equivalente di dose(due unità)

Baer - l'equivalente biologico di una radiografia (in alcuni libri - contento). Unità non sistemica di dose equivalente. Generalmente:

1 rem = 1 rad * K = 100 erg/g * ​​​​K = 0,01 Gy * K = 0,01 J/kg * K = 0,01 Sievert

Con un fattore di qualità della radiazione K = 1, cioè per raggi X, gamma, beta, elettroni e positroni, 1 rem corrisponde a una dose assorbita di 1 rad.

1 rem = 1 rad = 100 erg/g = 0,01 Gy = 0,01 J/kg = 0,01 Sievert

Il seguente fatto dovrebbe essere particolarmente notato. Già negli anni '50 si scoprì che se, ad una dose di esposizione di 1 roentgen, l'aria ne assorbe 83,8? . Pertanto, risulta che nella valutazione delle dosi, possiamo assumere (con un errore minimo) che una dose di esposizione di 1 roentgen per tessuto biologico corrisponda (equivalente) a una dose assorbita di 1 rad e una dose equivalente di 1 rem (a K = 1), cioè dicendo approssimativamente che 1 R, 1 rad e 1 rem sono la stessa cosa.

Sievert (Sv) è l'unità SI delle dosi equivalenti ed efficaci equivalenti. 1 Sv è pari alla dose equivalente alla quale il prodotto della dose assorbita in Gray (nel tessuto biologico) e il coefficiente K sarà pari a 1 J/kg. In altre parole, questa è una tale dose assorbita alla quale l'energia di 1 J viene rilasciata in 1 kg di sostanza.

Generalmente:

1 Sv = 1 Gy. K = 1 J/kg. K = 100rad. K = 100 rim

A K=1 (per raggi X, gamma, radiazioni beta, elettroni e positroni) 1 Sv corrisponde a una dose assorbita di 1 Gy:

1 Sv \u003d 1 Gy \u003d 1 J / kg \u003d 100 rad \u003d 100 rem.

In conclusione, ricordiamo ancora una volta che per raggi X, gamma, radiazione beta, elettroni e positroni, i valori di raggi X, rad e rem, nonché (separatamente) i valori di Gray e Sievert sono equivalente nella valutazione dell'esposizione umana.

Esempio.

Se in qualsiasi luogo viene registrato uno sfondo (da radiazione gamma) di 25 μR/ora (25 μrad/ora; 0,25 μGy/ora; 0,25 μSv/ora), allora per 1 ora di permanenza in questo luogo una persona riceverà una dose equivalente (ED) di 25 μrem (0,25 μSv). Per una settimana, rispettivamente:

ED \u003d 25 microR / ora * 168 ore \u003d 4200 microrem \u003d 4,2 mrem \u003d 42 microSv o 0,042 mSv,

e per un anno:

ED \u003d 25 microR / ora * 8760 ore \u003d 219000 microrem \u003d 219 mrem \u003d 2,19 mSv.

Ma se la stessa dose assorbita viene creata dalla radiazione alfa (ad esempio durante l'esposizione interna), allora, tenendo conto del fattore di qualità (20), la dose equivalente per 1 ora sarà:

ED \u003d 25 microR / ora * 20 * 1 ora \u003d 500 microR \u003d 500 microrem \u003d 0,5 mrem \u003d 5 microSv,

cioè, sarà equivalente a una dose assorbita da raggi X, gamma, radiazioni beta, 500 microrad (5 microGy).

Ma voglio attirare l'attenzione speciale del lettore sulla netta discrepanza tra la dose ricevuta, cioè l'energia rilasciata nel corpo, e l'effetto biologico. Tanto tempo fa è diventato ovvio che le stesse dosi ricevute da una persona da radiazioni esterne ed interne, così come le dosi ricevute da diversi tipi di radiazioni ionizzanti, da diversi radionuclidi (quando entrano nel corpo) provocano effetti diversi! E una dose assolutamente letale per una persona di 1000 roentgen in unità di energia termica è di sole 0,0024 calorie. Questa quantità di energia termica può riscaldare solo 1 C circa 0,0024 ml di acqua (0,0024 cm^3 0,0024 g), cioè solo 2,4 mg di acqua. Con un bicchiere di tè caldo, ne riceviamo mille volte di più. Allo stesso tempo, medici, scienziati, scienziati nucleari operano con dosi di milli e persino micro-roentgen. Cioè, indicano una precisione che in realtà non esiste.

Effetto delle radiazioni sul corpo umano. Effetti delle radiazioni

Le radiazioni radioattive sono chiamate radiazioni ionizzanti e le particelle radioattive sono chiamate particelle ionizzanti.

Come già accennato, le particelle radioattive, aventi un'enorme energia, enormi velocità, quando attraversano qualsiasi sostanza, entrano in collisione con atomi e molecole di questa sostanza e portano alla loro distruzione, ionizzazione, alla formazione di particelle "calde" (ad alta energia) ed estremamente particelle reattive - frammenti di molecole: ioni e radicali liberi.

La stessa cosa accade nei tessuti degli oggetti biologici. Allo stesso tempo, poiché i tessuti biologici umani sono costituiti per il 70% da acqua, sono le molecole d'acqua ad essere principalmente ionizzate in larga misura. Dai frammenti di molecole d'acqua - da ioni e radicali liberi - si formano composti di perossido estremamente dannosi e reattivi che avviano un'intera catena di successive reazioni biochimiche e portano gradualmente alla distruzione delle membrane cellulari (pareti cellulari e altre strutture).

In generale, l'impatto delle radiazioni sugli oggetti biologici e, prima di tutto, sul corpo umano provoca tre diversi effetti negativi.

Primo - questo è un effetto genetico sulle cellule ereditarie (sessuali) del corpo. Può manifestarsi e manifestarsi solo nella prole. Questa è la nascita di bambini con varie deviazioni dalla norma (malformazioni di vario grado, demenza, ecc.), O la nascita di un feto completamente non vitale - con deviazioni incompatibili con la vita.

In larga misura, i "fornitori" di tali bambini ai rispettivi ospedali sono le centrali nucleari e le loro aree di influenza.

Secondo - anche questo è un effetto genetico, ma per l'apparato ereditario delle cellule somatiche - le cellule del corpo. Si manifesta durante la vita di una determinata persona sotto forma di varie malattie (principalmente cancerose). I "fornitori" di malati di cancro sono anche in larga misura centrali nucleari e le loro aree di influenza.

Terzo l'effetto è un effetto somatico, o meglio, immunitario. Questo è un indebolimento delle difese del corpo, il sistema immunitario dovuto alla distruzione delle membrane cellulari e di altre strutture. Si manifesta sotto forma di una varietà di malattie, anche apparentemente del tutto estranee all'esposizione alle radiazioni, in un aumento del numero e della gravità del decorso delle malattie, nelle complicanze, nonché nell'indebolimento della memoria, delle capacità intellettuali, ecc. L'immunità indebolita provoca l'insorgenza di qualsiasi malattia, incluso il cancro.

Va notato in particolare che tutte le deviazioni fisiche visibili dalla norma, tutte le malattie sono accompagnate da un indebolimento delle capacità mentali, della memoria e dell'intelligenza.

Un'analisi retrospettiva e uno studio dell'attuale stato di salute della popolazione nella zona di influenza della Krasnoyarsk Mining and Chemical Combine hanno mostrato che qui l'aumento di una varietà di malattie, sia nei bambini che negli adulti, è molte volte maggiore che nel controllo le zone. Un quadro simile è tipico delle zone di influenza di tutti gli impianti nucleari del mondo.

Dovresti sempre tenere presente che la migliore protezione contro le radiazioni, da qualsiasi radiazione, è la distanza e il tempo:

- più breve è il tempo trascorso nella zona di radiazione, meglio è.

Le radiazioni colpiscono le persone in modo diverso a seconda del sesso e dell'età, dello stato del corpo, del suo sistema immunitario, ecc., ma sono particolarmente forti su neonati, bambini e adolescenti.

Se esposto a radiazioni (soprattutto a basso sfondo), il periodo latente (incubazione, latente), ovvero il tempo di ritardo prima dell'inizio di un effetto visibile, può durare anni e persino decenni. (dal libro di Ralph Grabe "The Petco Effect: Effects of Low Doses of Radiation on Humans, Animals, and Trees")

Effetto Petko: una nuova dimensione della minaccia delle radiazioni?

Nel 1972, Abram Petko del Whiteshell Nuclear Research Establishment della Canadian Atomic Energy Commission a Manitoba fece una scoperta accidentale che (secondo Ralph Grabe) valse il Premio Nobel. Ha scoperto che durante l'irradiazione a lungo termine, le membrane cellulari si rompono a una dose totale significativamente inferiore rispetto a se questa dose fosse stata somministrata da un breve lampo, come in uno studio a raggi X.

Pertanto, l'irradiazione con un'intensità di 26 rad/min ha distrutto la membrana cellulare in 130 minuti a una dose totale di 3500 rad. Quando irradiato con un'intensità di 0,001 rad/min (26.000 volte meno), 0,7 rad erano sufficienti (tempo circa 700 min). Cioè, per lo stesso effetto, bastava una dose 5000 volte inferiore.

Si è concluso che più lungo è il periodo di esposizione, minore è la dose totale richiesta.

È stata una scoperta. Piccole dosi durante l'esposizione cronica si sono rivelate più pericolose in termini di conseguenze rispetto a grandi dosi di esposizione a breve termine (acuta). Questa nuova scoperta rivoluzionaria è in netto contrasto con l'effetto genetico dell'irradiazione sul nucleo cellulare. In tutti questi studi non è stata riscontrata alcuna differenza di effetto tra la dose totale somministrata in un breve periodo di tempo o per un lungo periodo. È stata osservata un'azione pressoché costante di 1 rad per un intero intervallo di intensità di dose, variabile dalla più piccola alla più grande. Per molto tempo si è creduto che la molecola del DNA, che trasporta informazioni genetiche, fosse direttamente distrutta nei nuclei delle cellule sotto l'influenza delle radiazioni. Petko, invece, ha scoperto che nel caso delle membrane cellulari opera un meccanismo diverso, che produce distruzione indiretta.

Come possono le piccole dosi essere più pericolose di quelle grandi?

C'è molta acqua nelle cellule. Sotto l'azione delle radiazioni, sorgono forme instabili di ossigeno altamente tossiche: radicali liberi, composti di perossido. Reagiscono con la membrana cellulare, dove iniziano una reazione a catena di trasformazioni chimiche - l'ossidazione delle molecole di membrana, a seguito della quale viene distrutta. Cioè, non c'è un effetto diretto delle radiazioni, ma le conseguenze.

Citazioni

"Gravi danni da piccole dosi di radiazioni a lungo termine o croniche: minore è il numero di radicali liberi nel plasma cellulare, maggiore è la loro efficacia nel causare danni. Questo perché i radicali liberi possono disattivarsi a vicenda per formare una normale molecola di ossigeno o altre (ricombinazione Meno radicali liberi vengono creati dalla radiazione in un dato volume per unità di tempo (a intensità di radiazione inferiori), minore è la probabilità che raggiungano la parete cellulare.

"Meno danno da grandi dosi di radiazioni a breve termine: più radicali liberi si formano in un dato volume (a dosi elevate per unità di tempo), più velocemente si ricombinano e diventano inefficaci prima di raggiungere e colpire la membrana".

Inoltre, c'è un effetto a lungo raggio. Le membrane cellulari creano un campo elettrico nel plasma cellulare che attrae molecole caricate negativamente come un radicale libero altamente tossico. Calcoli al computer hanno dimostrato che maggiore è la concentrazione di radicali liberi, più debole è l'attrazione del campo elettrico. Pertanto, se la concentrazione di radicali è elevata, è meno probabile che raggiungano la membrana rispetto a quando sono pochi.

Pertanto, contrariamente ai nuclei cellulari, la membrana cellulare subisce danni meno gravi (per unità di dose assorbita) con una dose breve ma potente (radiazioni alfa, intensa esposizione ai raggi X, ecc.) che con un'esposizione prolungata o cronica a una radiazione sfondo di piccolo livello, dal fallout radioattivo, dalle emissioni delle centrali nucleari.

Sfondo di radiazioni

Le fonti di radiazioni ionizzanti (IRS) sono suddivise in naturali (naturali) e artificiali (artificiali, artificiali).

Le sorgenti di radiazioni naturali comprendono vari tipi di radiazioni cosmiche e radionuclidi naturali contenuti nella crosta terrestre, nell'ambiente, nelle piante e negli animali, compreso il corpo umano.

Secondo le Nazioni Unite, il contributo dei vari IRS alla dose equivalente effettiva media annua di radiazioni per una persona media è il seguente. La quota di IRS naturale è di 2 mSv (o 82,61%) e la quota di tecnogenico - 0,421 mSv (17,39%); in totale 2.421 mSv.

Allo stesso tempo, l'irradiazione naturale (naturale) consiste in quella "terrestre" e "cosmica". La quota di "terrestre" è di 1,675 mSv (69,186%), compresa la quota di esposizione interna - 1,325 mSv (54,729%), la quota di esterna - 0,35 mSv (14,457%). E per la quota di spazio - 0,315 mSv (13,011%). Tutte le % sono date da un totale di 2.421 mSv.

L'esposizione tecnogenica consiste nell'esposizione durante gli esami medici e il trattamento (0,4 mSv; 16,522%), l'esposizione da fallout radioattivo (0,02 mSv; 0,826%) e dall'energia nucleare (0,001 mSv; 0,041%).

Lo sfondo naturale delle radiazioni esterne sul territorio dell'URSS varia notevolmente, ma si ritiene che in media crei un tasso di dose di esposizione di 4,20 mR/ora (40.200 mR/anno). Anche la dose equivalente da fonti naturali di IR è di 40–200 mrem/anno (0,05–0,2 µSv/ora; 0,4–2,0 mSv/anno) ed è considerata assolutamente sicura.

Ma tutto questo è dati medi e medi. Quindi (solo a scopo illustrativo) ecco alcuni fatti e cifre più specifici.

Quindi, un passeggero di un aereo a reazione riceve una dose media di 0,027 mSv (2,7 mrem) per 4 ore di volo, perché il livello (o fondo) di radiazione cosmica nella cabina dell'aereo raggiunge i 200 microR/ora e oltre, a seconda della altitudine di volo. Ad un'altitudine di 12mila metri sul livello del mare, il livello di radiazione cosmica raggiunge i 5 μSv/ora (500 μR/ora). Le persone che vivono a un'altitudine di 2000 m sul livello del mare ricevono una dose 3-4 volte maggiore di quelle che vivono al livello del mare (escluse le radiazioni "terrestri"), poiché a livello del mare il fondo "cosmico" è di 0,03 μSv / h (3 μR /ora) e all'altezza indicata - 0,1 μSv/ora (10 μR/ora). Coloro che vivono all'equatore ricevono una dose minore rispetto ai settentrionali, ecc.

Anche il quadro delle radiazioni puramente "terrestri" è vario. Il 95% della popolazione di Francia, Germania, Italia, Giappone e Stati Uniti (secondo l'ONU) vive in luoghi dove il rateo di dose annuale varia da 0,3 a 0,6 mSv (fondo da 3-5 a 8-10 microR/h ); Il 3% della popolazione riceve in media 1 mSv (11-15 microR/h); 1,5% - oltre 1,4 mSv (18-20 microR/h). Ma ci sono aree di terra (compresi i resort) con residenza permanente della popolazione, dove il livello di radiazioni "terrestri" è 600-800 volte superiore alla media. Gruppi separati di persone ricevono più di 17 mSv all'anno solo dall'esposizione esterna alle radiazioni "terrestri", che è 50 volte superiore alla dose media annuale di esposizione esterna; spesso risiedono (risiedono temporaneamente) in aree dove il livello di radiazione raggiunge i 175 mSv/anno (227 μR/ora), ecc.

Le rocce di granito, ad esempio, possono dare un fondo fino a 30-40 o più microR/h.

I rifiuti (scorie, ceneri, fuliggine, polvere di carbone) delle centrali termoelettriche a carbone, delle centrali elettriche dei distretti statali, delle caldaie, ecc., Hanno aumentato la radioattività.

La stima della quantità di radio e torio in alcuni materiali da costruzione (eseguita in un certo numero di paesi) fornisce la seguente immagine (in Bq/kg):

Come puoi vedere, la normale sabbia e ghiaia sono dieci volte più attive e mattoni, granito, cenere sono centinaia di volte più attive del legno.

• albero (Finlandia) - 1.1
• sabbia e ghiaia (Germania) - 30
• mattone (Germania) - 126
• granito (Regno Unito) - 170
• cenere volante (Germania) - 341
• allumina (Svezia) - 500-1400
• scorie di silicato di calcio (USA) - 2140
• rifiuti da impianti di arricchimento dell'uranio (USA) - 4625

L'esposizione interna di una persona è maggiore di quella esterna e, in media, è pari ai 2/3 della dose efficace equivalente che una persona riceve da fonti naturali di radiazioni. È creato da radionuclidi che entrano nel corpo con cibo, acqua, aria.

Questi includono il radioisotopo potassio-40 ei nuclidi della serie di decadimento radioattivo dell'uranio-238 e del torio-232. Questi sono, prima di tutto, piombo-210, polonio-210 e, soprattutto, radon-222 e 220.

Piombo e polonio sono concentrati nei pesci e nei crostacei, oltre che nella carne delle renne (che se ne procurano nutrendosi di licheni). Ma il principale contributo all'esposizione interna di una persona è dato dal radon. Rappresenta i 3/4 della dose da fonti di radiazioni "terrestri" e circa la metà di tutte quelle naturali.

La parte principale della dose di radiazioni "radon", paradossalmente, una persona riceve in stanze chiuse e non ventilate. Nelle zone a clima temperato, la concentrazione di radon in tali ambienti è in media 8 volte superiore a quella dell'aria esterna. Ma questa è una media. E se la stanza è fortemente sigillata (ad esempio, ai fini dell'isolamento) e raramente ventilata, la concentrazione di radon può essere decine e centinaia di volte superiore, come si osserva in alcuni paesi del nord. Le fonti di radon sono le fondamenta degli edifici, i materiali da costruzione (soprattutto quelli preparati utilizzando gli scarti delle centrali termiche, delle caldaie, le scorie, le ceneri, la roccia di scarto e le discariche di alcune miniere, miniere, impianti di lavorazione, ecc.), nonché l'acqua , gas naturale, suolo. Essendo un gas inerte, penetra facilmente nella stanza attraverso tutte le fessure, i pori del terreno, gli scantinati (soprattutto in inverno), i muri, nonché con polvere, fuliggine, cenere di centrali termiche a carbone, ecc.

In generale, le sorgenti di radiazioni "terrestri" danno un totale di circa 5/6 della dose effettiva annua equivalente da tutte le sorgenti naturali.

Ora alcuni esempi riguardanti fonti artificiali di IA. Come già mostrato, il loro contributo alla dose totale è, secondo le stime delle Nazioni Unite, di 0,421 mSv (17,39%), con la quota principale che ricade sull'esposizione durante gli esami medici e il trattamento - 0,4 mSv (o il 95% di questa cifra). Naturalmente, per una persona in particolare che non ha mai visitato una sala radiografica, ecc., Non si può parlare di alcuna dose "dalla medicina". D'altra parte, la dose ricevuta da una persona a seguito di un incidente in una centrale nucleare, test di armi nucleari, ecc., Può essere centinaia e migliaia di volte maggiore rispetto a qualsiasi visita medica. Pertanto, l'esposizione di determinati gruppi di persone durante incidenti, test, ecc., è presa in considerazione nelle cifre sopra riportate solo nella forma media per l'intera popolazione della Terra.

radiometri - progettato per misurare la densità di flusso di IR e l'attività dei radionuclidi.

Spettrometri - studiare la distribuzione della radiazione per energia, carica, masse di particelle IR (ovvero analizzare campioni di qualsiasi materiale, sorgenti IR).

Dosimetri - per misurare dosi, ratei di dose e intensità IR.

Tra gli elencati ci sono dispositivi universali che combinano determinate funzioni. Esistono dispositivi per misurare l'attività di una sostanza (ovvero il numero di dispersi / sec), dispositivi per registrare alfa, beta e altre radiazioni, ecc. Si tratta, di norma, di installazioni fisse.

Esistono speciali dispositivi da campo, o di ricerca, progettati per cercare, rilevare IRS, valutare lo sfondo, ecc., In grado di rilevare radiazioni gamma e beta e stimarne il livello (misuratori di raggi X, radiometri, ecc.).

Esistono dispositivi indicatori progettati solo per ottenere una risposta alla domanda se ci siano o meno radiazioni in un determinato luogo, spesso operando secondo il principio del "più - meno".

Ma, purtroppo, vengono prodotti pochi dispositivi che appartengono alla classe dei dosimetri, cioè quelli specificamente progettati per misurare la dose o il rateo di dose.

Esistono ancora meno dosimetri universali, con i quali è possibile misurare diversi tipi di radiazioni: alfa, beta, gamma.

I principali dosimetri domestici hanno nel nome l'abbreviazione "DRG" ​​- "X-ray gamma dosimeter", possono essere portatili o di piccole dimensioni (tascabili) e sono progettati per misurare il rateo di dose di raggi X e radiazioni gamma . Pertanto, il rilevamento con il loro aiuto e la misurazione della potenza delle radiazioni gamma non significa affatto che in questo luogo siano presenti radiazioni alfa e beta. Al contrario, l'assenza di raggi X e radiazioni gamma non significa affatto che non ci siano emettitori alfa e beta.

Il Ministero della Sanità dell'URSS, con lettera n. 129-4/428-6 del 1 settembre 1987, ha vietato l'uso di strumenti di ricerca di prospezione geologica del tipo SRP-68-01 e altri simili come dispositivi dosimetrici per misurare il rateo di dose di esposizione. Per misurare l'entità del tasso di dose di esposizione alle radiazioni gamma e ai raggi X, devono essere utilizzati solo dosimetri del tipo DRG-3-01 (0,2; 03); DRG-05; DRG-01; DRG-01T e i loro analoghi.

Ma in ogni caso, prima di utilizzare qualsiasi dispositivo per misurare la potenza o l'entità della dose di esposizione, è necessario studiare le istruzioni e scoprire a quali scopi è destinato. Potrebbe risultare che non è adatto per misurazioni dosimetriche. Si dovrebbe sempre prestare attenzione alle unità in cui è tarato lo strumento.

Oltre a questi dispositivi, esistono anche dispositivi (dispositivi, cassette, sensori, ecc.) per il controllo dosimetrico individuale delle persone che lavorano direttamente con sorgenti di radiazioni ionizzanti.

Dopo la scoperta delle radiazioni beta e alfa, la questione della valutazione di queste radiazioni quando interagiscono con l'ambiente è diventata una domanda. La dose di esposizione per valutare queste radiazioni si è rivelata inadatta, poiché il grado di ionizzazione da esse si è rivelato diverso nell'aria, in varie sostanze irradiate e nel tessuto biologico. Pertanto, è stata proposta una caratteristica universale: la dose assorbita.

Dose assorbita - la quantità di energia E trasferita a una sostanza da radiazioni ionizzanti di qualsiasi tipo, calcolata per unità di massa m di qualsiasi sostanza.

In altre parole, la dose assorbita (D) è il rapporto tra l'energia dE, che viene trasferita alla sostanza dalla radiazione ionizzante in un volume elementare, e la massa dm della sostanza in questo volume:

1 J/kg = 1 grigio. L'unità esterna al sistema è rad (dose di assorbimento di radiazione). 1 grigio = 100 rad.

È inoltre possibile utilizzare unità frazionarie, ad esempio: mGy, µGy, mrad, µrad, ecc.

Nota. Secondo RD50-454-84, l'uso dell'unità "rad" non è raccomandato. Tuttavia, in pratica esistono dispositivi con questa calibrazione ed è ancora utilizzata.

La definizione di dose assorbita include il concetto di energia media trasferita ad una sostanza in un certo volume. Il fatto è che a causa della natura statistica della radiazione e della natura probabilistica dell'interazione della radiazione con la materia, il valore dell'energia trasferita alla materia è soggetto a fluttuazioni. È impossibile prevedere in anticipo il suo valore durante la misurazione. Tuttavia, dopo una serie di misurazioni, è possibile ottenere il valore medio di questo valore.

La dose in un organo o tessuto biologico (D,r) è la dose media assorbita in uno specifico organo o tessuto del corpo umano:

D T = E T /m T ,(4)

dove E T è l'energia totale trasferita dalle radiazioni ionizzanti a un tessuto o organo; m T è la massa di un organo o di un tessuto.

Quando una sostanza viene irradiata, la dose assorbita aumenta. La velocità di variazione della dose è caratterizzata dalla velocità di dose assorbita.

Il tasso di dose assorbita di radiazioni ionizzanti è il rapporto tra l'incremento della dose di radiazione assorbita dD nell'intervallo di tempo dt e questo intervallo:

Unità di rateo di dose: rad/s, Gy/s, rad/h, Gy/h, ecc.

Il rateo di dose assorbita in alcuni casi può essere considerato come un valore costante su un breve intervallo di tempo o variabile esponenzialmente su un intervallo di tempo significativo, quindi possiamo assumere che:

Kerma - un'abbreviazione di parole inglesi nella traduzione significa "energia cinetica di indebolimento nel materiale". La caratteristica viene utilizzata per valutare l'impatto delle radiazioni ionizzanti indirette sull'ambiente. Kerma è il rapporto tra la somma delle energie cinetiche iniziali dE k di tutte le particelle cariche formate indirettamente da AI in un volume elementare e la massa dm di materia in questo volume:

K = dEk /dm. (7)

Unità di misura in SI e fuori sistema: Gray e rad, rispettivamente.

Kerma è stato introdotto per tenere conto in modo più completo del campo di radiazione, in particolare della densità del flusso di energia, e viene utilizzato per valutare l'impatto delle radiazioni ionizzanti indirette sul mezzo.

Equivalente di dose

È stato stabilito che quando si irradia il tessuto biologico umano con la stessa energia (cioè quando si riceve la stessa dose), ma con diversi tipi di raggi, le conseguenze sulla salute saranno diverse. Ad esempio, se esposto a particelle alfa, il corpo umano ha molte più probabilità di sviluppare il cancro rispetto a quando esposto a particelle beta o raggi gamma. Pertanto, per un tessuto biologico è stata introdotta una caratteristica: una dose equivalente.

La dose equivalente (HTR) è la dose assorbita in un organo o tessuto moltiplicata per il corrispondente fattore di qualità della radiazione WR di un dato tipo di radiazione R.

Introdotto per valutare le conseguenze dell'irradiazione del tessuto biologico con basse dosi (dosi non superiori a 5 dosi massime consentite per l'irradiazione dell'intero corpo umano), ovvero 250 mSv / anno. Non può essere utilizzato per valutare gli effetti dell'esposizione a dosi elevate.

La dose equivalente è:

HT. R = D T . R W R ,(8)

dove DT. R è la dose assorbita dal tessuto biologico per radiazione R; W R - fattore di peso (fattore di qualità) della radiazione R (particelle alfa, particelle beta, gamma quanti, ecc.), che tiene conto dell'efficacia relativa di vari tipi di radiazioni nell'indurre effetti biologici (Tabella 1). Questo fattore dipende da molti fattori, in particolare dall'entità del trasferimento lineare di energia, dalla densità di ionizzazione lungo la traiettoria della particella ionizzante e così via.

La formula (8) è valida per valutare le dosi di irradiazione sia esterna che interna di soli singoli organi e tessuti o esposizione uniforme dell'intero corpo umano.

In caso di esposizione simultanea a diversi tipi di radiazioni con diversi fattori di ponderazione, la dose equivalente viene determinata come somma delle dosi equivalenti per tutti questi tipi di radiazioni R:

H T = Σ H T . R(9)

È stato stabilito che a parità di dose assorbita l'effetto biologico dipende dal tipo di radiazione ionizzante e dalla densità del flusso di radiazione.

Nota. Quando si utilizza la formula (8), il fattore di qualità medio viene preso in un dato volume di tessuto biologico di una composizione standard: 10,1% di idrogeno, 11,1% di carbonio, 2,6% di azoto, 76,2% di ossigeno.

L'unità SI di dose equivalente è Sievert (Sv).

Sievert è un'unità di dose equivalente di radiazione di qualsiasi natura nel tessuto biologico, che crea lo stesso effetto biologico della dose assorbita di 1 Gy di radiazione di raggi X esemplare con un'energia fotonica di 200 keV Vengono utilizzate anche unità frazionarie - μSv , mSv. Esiste anche un'unità fuori sistema - rem (l'equivalente biologico di un rad), che viene gradualmente ritirata dall'uso.

1 Sv = 100 rem.

Vengono utilizzate anche unità frazionarie: mrem, mkrem.

Tabella 1. Fattori di qualità della radiazione

Tipo di radiazione e gamma di energia	Fattori di qualità NOI
Fotoni di tutte le energie
Elettroni di tutte le energie
Neutroni con energia:
da 10 keV a 100 keV
> 100 keV fino a 2 Msv
> da 2 MeV a 20 MeV
Protoni con energia superiore a 2 MeV, ad eccezione dei protoni di rinculo
Particelle alfa, frammenti di fissione, nuclei pesanti
Nota. Tutti i valori si riferiscono alle radiazioni incidenti sul corpo e, nel caso di esposizione interna, emesse durante la trasformazione nucleare.

Nota. Il coefficiente WR tiene conto della dipendenza degli effetti biologici avversi dell'esposizione a basse dosi sul trasferimento lineare totale di energia (LET) delle radiazioni. La tabella 2 mostra la dipendenza del fattore di ponderazione della qualità WR dal LET.

Tabella 2. Dipendenza del fattore di qualità WR su LET

Il rateo di dose equivalente è il rapporto tra l'incremento della dose equivalente dH durante il tempo dt e questo intervallo di tempo:

Unità di rateo di dose equivalente mSv/s, µSv/s, rem/s, mrem/s, ecc.

L'impatto delle radiazioni sugli organismi viventi è caratterizzato da dose di radiazioni.

Dose di esposizione X di radiazioni ionizzanti - la carica totale formata a causa della radiazione in 1 cm 3 di aria per qualche tempo t.

misurato in pendenti SU chilogrammo (Cl/kg), unità fuori sistema - raggi X (R).

Alla dose di 1 R in 1 centimetro 3 in condizioni normali si forma 2.08. 10 9 coppie di ioni, che corrisponde a 2,58. 10-4 Cl/kg. Allo stesso tempo, in 1 centimetro 3 l'aria per ionizzazione assorbe energia pari a 1.1. 10-8 J, cioè. 8.5 mJ/kg.

La dose assorbita di radiazione Dp è una grandezza fisica pari al rapporto tra l'energia assorbita Wp e la massa Mp della sostanza irradiata. I valori della dose assorbita sono determinati utilizzando l'espressione

D p \u003d W p / M p.

Nel sistema SI, l'unità di dose assorbita è Gray. Questa unità prende il nome dal fisico inglese A. Gray. Questa dose è ricevuta da un corpo che pesa 1 kg, se ha assorbito energia in 1 J.

Fino al 1980, rad e roentgen erano usati come unità di dose assorbita. Queste sono unità non sistemiche.

Felice - dall'inglese. dose di radiazione assorbita.

1 lieto= 10 -2 j/kg = 10 -2 gr.

1 Gray (Gy) \u003d 100 rad » 110 R (per radiazioni gamma).

L'unità "i raggi X" è abbastanza spesso usata adesso; forse è solo un omaggio alla tradizione. Per definizione, la dose in 1 R corrisponde a tale radiazione alla quale in 1 centimetro 3 aria a n.a. ( P0=760 mm. rt. st, T = 273 A) si forma un certo numero di coppie di ioni (N » 2.1 10 9), per cui la loro carica totale è 3.3 10 -10 cl. Il significato di questa definizione è chiaro: conoscendo la corrente e il tempo di scarica, si può determinare sperimentalmente la carica di ionizzazione totale e il numero di coppie di ioni che si sono formate a seguito dell'irradiazione

N ione \u003d Q totale /e.

Per le stesse condizioni (n.c.), troviamo il valore della dose assorbita:

D p \u003d W p / M p= 112,5 10 -10 / 0,128 10 -5 = 8,7 10 -3 j/kg.

Pertanto, una dose di 1 roentgen corrisponde a una dose assorbita di 8,7 10 -3 j/kg o 8,7 10 mGy.

1 P \u003d 8,7 10 -3 J / kg \u003d 8,7 mGy.

Una dose di 1 R è creata dai raggi emessi da 1 grammo di radio a una distanza di 1 m dalla sorgente per 1 ora.

Il rateo di dose assorbito D I P. è una grandezza fisica che caratterizza la quantità di energia assorbita da un'unità di massa di un qualsiasi corpo fisico per unità di tempo:

D 1 p \u003d D P / t \u003d W P / M Pp t.

Il valore della radiazione di fondo ci viene solitamente riportato in microroentgen/ora, ad esempio 15 microroentgen/ora. Questo valore ha la dimensione del rateo di dose assorbito, ma non è espresso in unità SI.

Equivalente dose H equivalente - un valore che caratterizza la dose assorbita da un organismo vivente. È pari alla dose assorbita moltiplicata per un coefficiente che riflette la capacità di questo tipo di radiazioni di danneggiare i tessuti del corpo:

H equiv. = KK × DP,

dove KK è il fattore di qualità medio delle radiazioni ionizzanti in un dato elemento di volume di tessuto biologico (Tabella 22.1).

Tabella 22.1.e.

Va notato che la dose equivalente H eq caratterizza il valore medio della dose assorbita da un organismo vivente, sebbene gli stessi tessuti (ossa, muscoli, cervello, ecc.) per persone diverse e in condizioni diverse assorbiranno energia diversa.

Nel sistema SI, l'unità di dose equivalente è Sievert (1 sv), dal nome dello scienziato svedese - radiologo R. Sievert. In pratica, viene spesso utilizzata un'unità non sistemica di dose equivalente - rem (l'equivalente biologico di un roentgen).

1 rem= 0,01 j/kg.

In pratica si usano unità sottomultiple: millirem (1 mbre = 10 -3 rem); microrem (1 microrem= 10 -6 rem); nanorem (1 numero = 10 -9 rem).

C'è un'altra definizione del concetto rem.

Rem è la quantità di energia assorbita da un organismo vivente quando esposto a qualsiasi tipo di radiazione ionizzante e provocando lo stesso effetto biologico di una dose assorbita di 1 rad di raggi X o di radiazione g con un'energia di 200 keV.

Il rapporto tra le unità denominate (1 Sv, 1 rem, 1 R) È:

1 sv = 100 rem» 110 R(per radiazioni gamma).

Man mano che ci si allontana da una sorgente puntiforme, la dose diminuisce inversamente al quadrato della distanza (~ 1 / r 2).

Dose assorbita

D p \u003d D 1 piano t regione / r 2. [Re 1 e t] = 1 R· 1 m 2 / ora,

Dove D1 et - potenza di una sorgente puntiforme; regione t - tempo di esposizione, h; r - distanza dalla sorgente, m.

L'attività di un punto emettitore e il rateo di dose sono legati dalla relazione:

R = Kg ,

Dove Kg- costante di ionizzazione, R- distanza dalla sorgente di radiazioni, D- spessore dello schermo protettivo, - coefficiente di assorbimento delle radiazioni nel materiale dello schermo.

Costante di ionizzazione Kg e il coefficiente di assorbimento dello schermo dipendono in modo complesso dal tipo e dall'energia della radiazione. Per i raggi gamma con un'energia di circa 1 MeV il rapporto tra il coefficiente di assorbimento e la densità del materiale per molti materiali (acqua, alluminio, ferro, rame, piombo, cemento, mattoni) è vicino a 7 . 10-3 m2/kg.

La radiazione di fondo naturale (raggi cosmici; radioattività dell'ambiente e del corpo umano) è di circa una dose annuale di radiazioni di circa Gy per persona. La Commissione internazionale per la protezione dalle radiazioni ha fissato una dose annuale massima consentita di 0,05 Gy per le persone che lavorano con le radiazioni. Una dose di radiazioni di 3-10 Gy ricevuta in breve tempo è letale.

Quando si lavora con qualsiasi fonte di radiazioni (isotopi radioattivi, reattori, ecc.), è necessario adottare misure per la protezione dalle radiazioni di tutte le persone che possono entrare nella zona di radiazione.

Il metodo di protezione più semplice è l'allontanamento del personale dalla fonte di radiazioni a una distanza sufficientemente ampia. Anche senza tener conto dell'assorbimento in aria, l'intensità della radiazione diminuisce in proporzione al quadrato della distanza dalla sorgente. Pertanto, le fiale con preparati radioattivi non devono essere prese a mano. È necessario utilizzare pinze speciali con un manico lungo.

Nei casi in cui è impossibile allontanarsi dalla sorgente di radiazioni a una distanza sufficientemente ampia, vengono utilizzate barriere realizzate con materiali assorbenti per proteggere dalle radiazioni.

La protezione più difficile contro raggi G e neutroni a causa del loro elevato potere penetrante. Il miglior assorbitore di raggi g è il piombo. I neutroni lenti sono ben assorbiti dal boro e dal cadmio. I neutroni veloci sono pre-moderati con la grafite.

Fon alle 15 microroentgen/ora corrisponde al rateo di dose 36,2 10 –12 Gy/s(o 4.16 10 -9 R/s). Con un tale tasso di dose, una persona in un anno, a condizione che la ionizzazione dei tessuti avvenga allo stesso modo della ionizzazione dell'aria, riceverà una dose di radiazioni pari a 1,1 mGy(o 0,13 R). Questa dose di radiazioni è molto piccola e innocua per l'uomo. Ma dobbiamo anche tenere presente che le radiazioni possono accumularsi nei materiali da costruzione utilizzati nella costruzione di edifici residenziali e industriali. L'influenza della radiazione dai materiali strutturali può essere più significativa rispetto allo sfondo dell'aria esterna.

Conoscendo la dose equivalente totale, si può trovare la dose equivalente assorbita dai singoli organi ( H org, i \u003d K pp × D equiv) e valutare la probabilità del loro danno da radiazioni. Allo stesso tempo, quando si utilizza la radioterapia in medicina, è molto importante conoscere e impostare i valori della potenza della sorgente di radiazioni e il tempo di esposizione in modo che la dose equivalente assorbita per un dato organo (ad esempio, per i polmoni) non vada oltre la dose consentita.

Le radiazioni sono un fattore di influenza sugli organismi viventi, che non sono in alcun modo riconosciuti da loro. Anche le persone non hanno recettori particolari che rileverebbero la presenza di una radiazione di fondo. Gli esperti hanno studiato attentamente l'impatto delle radiazioni sulla salute e sulla vita umana. Sono stati inoltre creati strumenti con l'aiuto dei quali è possibile registrare gli indicatori. Le dosi di esposizione caratterizzano il livello di radiazioni sotto l'influenza di cui una persona è stata esposta durante l'anno.

Come si misurano le radiazioni?

Sul World Wide Web è possibile trovare molta letteratura sulle radiazioni radioattive. In quasi tutte le fonti sono presenti indicatori numerici degli standard di esposizione e delle conseguenze del loro superamento. Comprendere unità di misura incomprensibili non è immediatamente possibile. L'abbondanza di informazioni che caratterizzano le dosi massime consentite di esposizione alla popolazione può facilmente confondere anche una persona esperta. Considera i concetti in un volume minimo e più comprensibile.

L'elenco delle quantità è piuttosto impressionante: curie, rad, gray, becquerel, rem: queste sono solo le caratteristiche principali della dose di radiazioni. Perchè così tanti? Sono utilizzati per alcune aree della medicina e della protezione ambientale. Per un'unità di esposizione alle radiazioni su qualsiasi sostanza, viene presa una dose assorbita - 1 grigio (Gy), pari a 1 J / kg.

Quando esposti a radiazioni su organismi viventi, ne parlano È uguale alla dose assorbita dai tessuti del corpo in termini di unità di massa, moltiplicata per il fattore di danno. La costante è assegnata a ciascun corpo. Come risultato dei calcoli, si ottiene un numero con una nuova unità di misura: sievert (Sv).

Sulla base dei dati già ottenuti sull'effetto delle radiazioni ricevute sui tessuti di un determinato organo, viene determinata la dose efficace equivalente di radiazioni. Questo indicatore viene calcolato moltiplicando il numero precedente in sievert per un fattore che tiene conto della diversa sensibilità dei tessuti alle radiazioni radioattive. Il suo valore ci consente di stimare la quantità di energia assorbita, tenendo conto della reazione biologica del corpo.

Quali sono le dosi accettabili di radiazioni e quando sono comparse?

Gli specialisti della sicurezza dalle radiazioni, sulla base dei dati sull'impatto dell'esposizione alla salute umana, hanno sviluppato i valori massimi consentiti di energia che possono essere assorbiti dall'organismo senza danni. Le dosi massime consentite (MPD) sono indicate per esposizione singola oa lungo termine. Allo stesso tempo, vengono prese in considerazione le caratteristiche delle persone esposte alla radiazione di fondo.

• A - persone che lavorano con sorgenti di radiazioni ionizzanti. Durante lo svolgimento delle loro funzioni, sono esposti a radiazioni.
• B - la popolazione di una determinata zona, lavoratori le cui mansioni non sono legate alla ricezione di radiazioni.
• B è la popolazione del paese.

All'interno del personale si distinguono due gruppi: i dipendenti della zona controllata (le dosi di irraggiamento superano lo 0,3 della SDA annuale) ei dipendenti al di fuori di tale zona (non viene superato lo 0,3 della SDA). Entro i limiti delle dosi, si distinguono 4 tipi di organi critici, cioè quelli nei cui tessuti si osserva la maggior quantità di distruzione dovuta alle radiazioni ionizzate. Tenendo conto delle categorie elencate di persone tra la popolazione e i lavoratori, nonché gli organismi critici, stabilisce le regole del traffico.

I limiti di esposizione apparvero per la prima volta nel 1928. Il valore dell'assorbimento annuale della radiazione di fondo era di 600 millisievert (mSv). È stato istituito per gli operatori sanitari - radiologi. Con lo studio dell'effetto delle radiazioni ionizzate sulla durata e sulla qualità della vita, le regole del traffico sono diventate più severe. Già nel 1956 l'asticella scese a 50 millisievert e nel 1996 la Commissione internazionale per la protezione dalle radiazioni la ridusse a 20 mSv. Vale la pena notare che quando si stabiliscono le regole del traffico, l'assorbimento naturale dell'energia ionizzata non viene preso in considerazione.

radiazione naturale

Se è ancora in qualche modo possibile evitare di incontrare elementi radioattivi e le loro radiazioni, allora non c'è nessun posto dove nascondersi dallo sfondo naturale. L'esposizione naturale in ciascuna delle regioni ha indicatori individuali. C'è sempre stato e negli anni non scompare da nessuna parte, ma si accumula.

Il livello di radiazione naturale dipende da diversi fattori:

• indicatore di altitudine (più basso è, meno sfondo e viceversa);
• strutture di suolo, acqua, rocce;
• cause artificiali (produzione, centrali nucleari).

Una persona riceve radiazioni attraverso il cibo, radiazioni dal suolo, il sole, durante una visita medica. Imprese industriali, centrali nucleari, siti di test e aeroporti di lancio diventano ulteriori fonti di esposizione.

Gli esperti considerano l'esposizione più accettabile, che non supera 0,2 μSv all'ora. E il limite superiore della norma di radiazione è determinato a 0,5 μSv all'ora. Dopo un certo periodo di esposizione continua a sostanze ionizzate, le dosi di radiazioni consentite per l'uomo aumentano fino a 10 µSv/h.

Secondo i medici, durante la vita una persona può ricevere radiazioni per un importo non superiore a 100-700 millisievert. Infatti, le persone che vivono in zone montuose sono esposte a radiazioni su scala un po' più ampia. L'assorbimento medio annuo di energia ionizzata è di circa 2-3 millisievert.

In che modo esattamente le radiazioni influenzano le cellule?

Un certo numero di composti chimici hanno la proprietà della radiazione. C'è una fissione attiva dei nuclei degli atomi, che porta al rilascio di una grande quantità di energia. Questa forza è in grado di strappare letteralmente elettroni dagli atomi delle cellule della materia. Il processo stesso è chiamato ionizzazione. Un atomo che ha subito una tale procedura cambia le sue proprietà, il che porta a un cambiamento nell'intera struttura della materia. Dietro gli atomi cambiano le molecole e dietro le molecole cambiano le proprietà generali dei tessuti viventi. Con l'aumentare del livello di radiazioni, aumenta anche il numero di cellule alterate, il che porta a cambiamenti più globali. A questo proposito, sono state calcolate le dosi di radiazioni consentite per l'uomo. Il fatto è che i cambiamenti nelle cellule viventi influenzano anche la molecola del DNA. Il sistema immunitario ripara attivamente i tessuti ed è persino in grado di “riparare” il DNA danneggiato. Ma in caso di esposizione significativa o violazione delle difese del corpo, si sviluppano malattie.

È difficile prevedere con precisione la probabilità di sviluppare malattie che si verificano a livello cellulare con il normale assorbimento di radiazioni. Se la dose efficace di radiazioni (circa 20 mSv all'anno per i lavoratori dell'industria) supera di centinaia di volte i valori raccomandati, lo stato di salute generale si riduce notevolmente. Il sistema immunitario fallisce, il che porta allo sviluppo di varie malattie.

Enormi dosi di radiazioni che possono essere ricevute a seguito di un incidente in una centrale nucleare o di un'esplosione di una bomba atomica non sono sempre compatibili con la vita. I tessuti sotto l'influenza di cellule alterate muoiono in gran numero e semplicemente non hanno il tempo di riprendersi, il che comporta una violazione delle funzioni vitali. Se parte del tessuto viene preservata, la persona avrà la possibilità di riprendersi.

Indicatori di dosi di radiazioni ammissibili

Secondo le norme sulla sicurezza dalle radiazioni, sono stati stabiliti i valori massimi consentiti di radiazioni ionizzanti all'anno. Consideriamo gli indicatori forniti nella tabella.

Come si può vedere dalla tabella, la dose di esposizione ammissibile per anno per i lavoratori delle industrie pericolose e delle centrali nucleari è molto diversa dagli indicatori derivati ​​per la popolazione delle zone sanitarie protette. Il fatto è che con l'assorbimento prolungato di radiazioni ionizzanti consentite, il corpo affronta il ripristino tempestivo delle cellule senza compromettere la salute.

Singole dosi di esposizione umana

Un aumento significativo dello sfondo delle radiazioni porta a danni ai tessuti più gravi, in relazione ai quali gli organi iniziano a funzionare male o addirittura a fallire. si verifica solo quando viene ricevuta un'enorme quantità di energia ionizzante. Superare leggermente le dosi consigliate può portare a malattie che possono essere curate.

Eccessive dosi di radiazioni e conseguenze

Dose singola (mSv)	Cosa succede al corpo
	Non ci sono cambiamenti nello stato di salute
	Il numero totale di linfociti diminuisce (l'immunità diminuisce)
	Diminuzione significativa dei linfociti, segni di debolezza, nausea, vomito
	Nel 5% dei casi, un esito fatale, la maggior parte ha una cosiddetta sbornia da radiazioni (i segni sono simili a una sbornia da alcol)
	Cambiamenti di sangue, sterilizzazione maschile temporanea, mortalità del 50% entro 30 giorni dall'esposizione
	Dose letale di radiazioni, non curabile
	Si verifica il coma, la morte entro 5-30 minuti
	Morte istantanea per raggio

Una volta ricevuta una grande quantità di radiazioni influisce negativamente sullo stato del corpo: le cellule vengono rapidamente distrutte, non avendo il tempo di riprendersi. Più forte è l'impatto, più lesioni compaiono.

Lo sviluppo della malattia da radiazioni: cause

La malattia da radiazioni è la condizione generale del corpo, causata dall'influenza della radiazione radioattiva che supera la SDA. Le lesioni sono osservate da tutti i sistemi. Secondo la Commissione internazionale per la protezione radiologica, le dosi di malattia da radiazioni iniziano a 500 mSv alla volta o più di 150 mSv all'anno.

Un effetto dannoso di alta intensità (più di 500 mSv alla volta) deriva dall'uso di armi atomiche, dai loro test, dal verificarsi di disastri provocati dall'uomo e da procedure di irradiazione intensiva nel trattamento di malattie oncologiche, reumatologiche e malattie del sangue.

Lo sviluppo della malattia cronica da radiazioni è soggetto agli operatori sanitari che si trovano nel dipartimento di radioterapia e diagnostica, nonché ai pazienti che sono spesso sottoposti a studi sui radionuclidi e sui raggi X.

Classificazione della malattia da radiazioni, a seconda delle dosi di radiazioni

La malattia è caratterizzata in base alla dose di radiazioni ionizzanti che il paziente ha ricevuto e per quanto tempo è successo. Una singola esposizione porta a una condizione acuta e costantemente ripetuta, ma meno massiccia, a processi cronici.

Considera le principali forme di malattia da radiazioni, a seconda della singola esposizione ricevuta:

• danno da radiazioni (meno di 1 Sv) - si verificano cambiamenti reversibili;
• forma midollare (da 1 a 6 Sv) - ha quattro gradi, a seconda della dose ricevuta. La mortalità con questa diagnosi è superiore al 50%. Le cellule del midollo osseo rosso sono interessate. La condizione può essere migliorata con il trapianto. Il periodo di recupero è lungo;
• gastrointestinale (10-20 Sv) è caratterizzato da una condizione grave, sepsi, sanguinamento del tratto gastrointestinale;
• vascolare (20-80 Sv) - si osservano disturbi emodinamici e grave intossicazione del corpo;
• cerebrale (80 Sv) - morte entro 1-3 giorni a causa di edema cerebrale.

I pazienti con una forma del midollo osseo hanno una possibilità di recupero e riabilitazione (nella metà dei casi). Condizioni più gravi non possono essere trattate. La morte avviene in pochi giorni o settimane.

Il decorso della malattia acuta da radiazioni

Dopo che è stata ricevuta un'elevata dose di radiazioni e la dose di radiazioni ha raggiunto 1-6 Sv, si sviluppa una malattia acuta da radiazioni. I medici dividono gli stati che si succedono in 4 fasi:

1. reattività primaria. Si verifica nelle prime ore dopo l'irradiazione. È caratterizzato da debolezza, bassa pressione sanguigna, nausea e vomito. Quando esposto a più di 10 Sv, passa immediatamente alla terza fase.
2. Periodo di latenza. Dopo 3-4 giorni dal momento dell'irradiazione e fino a un mese, la condizione migliora.
3. Sintomi espansi. Accompagnato da sindromi infettive, anemiche, intestinali, emorragiche. Condizione grave.
4. Recupero.

La condizione acuta viene trattata a seconda della natura del quadro clinico. In casi generali, è prescritto dall'introduzione di agenti che neutralizzano le sostanze radioattive. Se necessario, viene eseguita la trasfusione di sangue, il trapianto di midollo osseo.

I pazienti che riescono a sopravvivere alle prime 12 settimane di malattia acuta da radiazioni generalmente hanno una prognosi favorevole. Ma anche con il pieno recupero, queste persone hanno un aumentato rischio di sviluppare il cancro, così come la nascita di prole con anomalie genetiche.

malattia cronica da radiazioni

Con l'esposizione costante alle radiazioni radioattive a dosi minori, ma in totale superiori a 150 mSv all'anno (senza contare lo sfondo naturale), inizia una forma cronica di malattia da radiazioni. Il suo sviluppo passa attraverso tre fasi: formazione, restaurazione, esito.

La prima fase si svolge nell'arco di diversi anni (fino a 3). La gravità della condizione può essere definita da lieve a grave. Se si isola il paziente dal luogo di ricezione delle radiazioni radioattive, entro tre anni inizierà la fase di recupero. Successivamente è possibile una completa guarigione o, al contrario, la progressione della malattia con una rapida morte.

Le radiazioni ionizzate sono in grado di distruggere istantaneamente le cellule del corpo e renderlo incapace. Ecco perché il rispetto delle dosi massime di radiazioni è un criterio importante per lavorare in zone di produzione e vita pericolose vicino a centrali nucleari e siti di test.

I tipi di esame radiologico in medicina svolgono ancora un ruolo di primo piano. A volte, senza dati, è impossibile confermare o fare una diagnosi corretta. Ogni anno, le tecniche e la tecnologia a raggi X migliorano, diventano più complicate, diventano più sicure, ma, tuttavia, il danno delle radiazioni rimane. Ridurre al minimo l'impatto negativo dell'esposizione diagnostica è un compito prioritario per la radiologia.

Il nostro compito è comprendere i numeri esistenti di dosi di radiazioni, le loro unità di misura e precisione a un livello accessibile a qualsiasi persona. Inoltre, tocchiamo la realtà dei possibili problemi di salute che questo tipo di diagnosi medica può causare.

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Cos'è la radiazione a raggi X

La radiazione a raggi X è un flusso di onde elettromagnetiche con una lunghezza d'onda compresa tra la radiazione ultravioletta e la radiazione gamma. Ogni tipo di onda ha il suo specifico effetto sul corpo umano.

Al suo interno, i raggi X sono ionizzanti. Ha un alto potere penetrante. La sua energia è un pericolo per l'uomo. La nocività delle radiazioni è tanto maggiore quanto maggiore è la dose ricevuta.

Sui pericoli dell'esposizione ai raggi X sul corpo umano

Passando attraverso i tessuti del corpo umano, i raggi X li ionizzano, cambiando la struttura di molecole, atomi, in termini semplici - "caricandoli". Le conseguenze delle radiazioni ricevute possono manifestarsi sotto forma di malattie nella persona stessa (complicanze somatiche), o nella sua progenie (malattie genetiche).

Ogni organo e tessuto è influenzato in modo diverso dalle radiazioni. Pertanto, sono stati creati i coefficienti di rischio di radiazioni, che possono essere trovati nell'immagine. Maggiore è il valore del coefficiente, maggiore è la suscettibilità del tessuto all'azione delle radiazioni e quindi il rischio di complicanze.

Gli organi che formano il sangue, il midollo osseo rosso, sono i più esposti alle radiazioni.

La complicazione più comune che appare in risposta all'irradiazione è la patologia del sangue.

Una persona ha:

• cambiamenti reversibili nella composizione del sangue dopo esposizioni minori;
• leucemia: una diminuzione del numero di leucociti e un cambiamento nella loro struttura, che porta a malfunzionamenti nell'attività del corpo, alla sua vulnerabilità e a una diminuzione dell'immunità;
• trombocitopenia: una diminuzione del contenuto di piastrine, cellule del sangue responsabili della coagulazione. Questo processo patologico può causare sanguinamento. La condizione è aggravata dal danneggiamento delle pareti dei vasi sanguigni;
• cambiamenti emolitici irreversibili nella composizione del sangue (decomposizione dei globuli rossi e dell'emoglobina), a seguito dell'esposizione a potenti dosi di radiazioni;
• eritrocitopenia - una diminuzione del contenuto di eritrociti (globuli rossi), che causa il processo di ipossia (fame di ossigeno) nei tessuti.

AmicocioèpatologiE:

• lo sviluppo di malattie maligne;
• invecchiamento prematuro;
• danno al cristallino dell'occhio con lo sviluppo della cataratta.

Importante: La radiazione a raggi X diventa pericolosa in caso di intensità e durata dell'esposizione. Le apparecchiature mediche utilizzano irradiazioni a bassa energia di breve durata, pertanto, se utilizzate, sono considerate relativamente innocue, anche se l'esame deve essere ripetuto più volte.

Una singola esposizione che un paziente riceve durante la radiografia convenzionale aumenta il rischio di sviluppare un processo maligno in futuro di circa lo 0,001%.

Nota: a differenza dell'impatto delle sostanze radioattive, l'effetto dannoso dei raggi cessa immediatamente dopo lo spegnimento del dispositivo.

I raggi non possono accumularsi e formare sostanze radioattive, che poi saranno fonti indipendenti di radiazioni. Pertanto, dopo una radiografia, non dovrebbero essere prese misure per "rimuovere" le radiazioni dal corpo.

In quali unità vengono misurate le dosi di radiazione ricevuta?

È difficile per una persona lontana dalla medicina e dalla radiologia comprendere l'abbondanza di terminologia specifica, il numero di dosi e le unità in cui vengono misurate. Proviamo a portare le informazioni al minimo chiaro.

Quindi, qual è la dose di radiazione a raggi X misurata? Ci sono molte unità di misura della radiazione. Non analizzeremo tutto in dettaglio. Becquerel, curie, rad, gray, rem: questo è un elenco delle principali quantità di radiazioni. Sono utilizzati in vari sistemi di misurazione e aree della radiologia. Soffermiamoci solo su praticamente significativo nella diagnostica a raggi.

Saremo più interessati ai raggi X e al sievert.

Una caratteristica del livello di radiazione penetrante emessa da una macchina a raggi X è misurata in un'unità chiamata "roentgen" (R).

Per valutare l'effetto delle radiazioni su una persona, viene introdotto il concetto dose assorbita equivalente (EPD). Oltre all'EPD, esistono altri tipi di dosi, tutte presentate nella tabella.

La dose equivalente assorbita (nella foto - Effective Equivalent Dose) è un valore quantitativo dell'energia che il corpo assorbe, ma tiene conto della risposta biologica dei tessuti corporei alle radiazioni. Si misura in sievert (Sv).

Un sievert è approssimativamente paragonabile a 100 roentgen.

La radiazione di fondo naturale e le dosi emesse dalle apparecchiature radiologiche mediche sono molto inferiori a questi valori, pertanto, per misurare vengono utilizzati i valori di un millesimo (milli) o un milionesimo (micro) Sievert e Roentgen loro.

In numeri sembra così:

• 1 sievert (Sv) = 1000 millisievert (mSv) = 1000000 microsievert (µSv)
• 1 roentgen (R) \u003d 1000 milliroentgen (mR) \u003d 1000000 milliroentgen (mR)

Per stimare la parte quantitativa della radiazione ricevuta per unità di tempo (ora, minuto, secondo), viene utilizzato il concetto: tasso di dose, misurato in Sv/h (sievert-ora), µSv/h (micro-sievert-h), R/h (roentgen-ora), µr/h (micro-roentgen-ora). Allo stesso modo - in minuti e secondi.

Può essere ancora più semplice:

• la radiazione totale è misurata in roentgen;
• la dose ricevuta da una persona è in sievert.

Le dosi di radiazioni ricevute nei sievert si accumulano nel corso della vita. Ora proviamo a scoprire quanto una persona riceve questi stessi sievert.

Sfondo di radiazione naturale

Il livello di radiazione naturale è diverso ovunque, dipende dai seguenti fattori:

• altitudine sul livello del mare (più alto è, più duro è lo sfondo);
• struttura geologica dell'area (suolo, acqua, rocce);
• ragioni esterne: il materiale dell'edificio, la presenza di un numero di imprese che danno ulteriore esposizione alle radiazioni.

Nota:il più accettabile è lo sfondo al quale il livello di radiazione non supera 0,2 μSv / h (micro-sievert-ora) o 20 μR / h (micro-roentgen-ora)

Il limite superiore della norma è considerato fino a 0,5 μSv / h = 50 μR / h.

Per diverse ore di esposizione è consentita una dose fino a 10 µSv/h = 1 mR/h.

Tutti i tipi di studi a raggi X rientrano negli standard di sicurezza dell'esposizione alle radiazioni, misurati in mSv (millisievert).

Le dosi di radiazioni ammissibili per una persona accumulate nel corso della vita non devono superare i 100-700 mSv. I valori effettivi di esposizione per le persone che vivono in alta montagna possono essere più elevati.

In media, una persona riceve una dose pari a 2-3 mSv all'anno.

È riassunto dai seguenti componenti:

• radiazione del sole e radiazione cosmica: 0,3 mSv - 0,9 mSv;
• sfondo del suolo e del paesaggio: 0,25 - 0,6 mSv;
• radiazioni da materiali abitativi ed edifici: 0,3 mSv e oltre;
• aria: 0,2 - 2 mSv;
• cibo: da 0,02 mSv;
• acqua: da 0,01 - 0,1 mSv:

Oltre alla dose esterna di radiazioni ricevute, il corpo umano accumula anche i propri depositi di composti radionuclidici. Rappresentano anche una fonte di radiazioni ionizzanti. Ad esempio, nelle ossa questo livello può raggiungere valori da 0,1 a 0,5 mSv.

Inoltre, c'è l'esposizione al potassio-40, che si accumula nel corpo. E questo valore raggiunge 0,1 - 0,2 mSv.

Nota: per misurare la radiazione di fondo è possibile utilizzare un dosimetro convenzionale, ad esempio RADEX RD1706, che fornisce letture in sievert.

Dosi diagnostiche forzate di esposizione ai raggi X

Il valore della dose equivalente assorbita per ogni esame radiografico può variare sensibilmente a seconda del tipo di esame. La dose di radiazioni dipende anche dall'anno di produzione dell'attrezzatura medica, dal carico di lavoro su di essa.

Importante: le moderne apparecchiature a raggi X emettono radiazioni dieci volte inferiori a quelle precedenti. Possiamo dire questo: l'ultima tecnologia digitale a raggi X è sicura per l'uomo.

Tuttavia, cercheremo di fornire cifre medie per le dosi che un paziente può ricevere. Prestiamo attenzione alla differenza tra i dati prodotti dalle apparecchiature a raggi X digitali e convenzionali:

• fluorografia digitale: 0,03-0,06 mSv, (i dispositivi digitali più moderni emettono radiazioni a una dose di 0,002 mSv, che è 10 volte inferiore rispetto ai loro predecessori);
• fluorografia su pellicola: 0,15-0,25 mSv, (vecchi fluorografi: 0,6-0,8 mSv);
• radiografia della cavità toracica: 0,15-0,4 mSv.;
• radiografia digitale dentale (dente): 0,015-0,03 mSv., convenzionale: 0,1-0,3 mSv.

In tutti questi casi, stiamo parlando di una foto. Gli studi in proiezioni aggiuntive aumentano la dose in proporzione alla frequenza della loro condotta.

Il metodo fluoroscopico (che non prevede la fotografia della zona corporea, ma un esame visivo da parte di un radiologo sullo schermo del monitor) fornisce una quantità di radiazioni significativamente inferiore per unità di tempo, ma la dose totale può essere più elevata a causa della durata della procedura . Quindi, per 15 minuti di radiografia del torace, la dose totale di radiazioni ricevuta può essere compresa tra 2 e 3,5 mSv.

Diagnostica del tratto gastrointestinale - da 2 a 6 mSv.

La tomografia computerizzata utilizza dosi da 1-2 mSv a 6-11 mSv, a seconda degli organi esaminati. Più moderna è la macchina a raggi X, minori sono le dosi che fornisce.

Separatamente, notiamo i metodi diagnostici dei radionuclidi. Una procedura basata su un radiofarmaco produce una dose totale da 2 a 5 mSv.

Nella tabella viene presentato un confronto tra le dosi efficaci di radiazioni ricevute durante i tipi di studi diagnostici più comunemente utilizzati in medicina e le dosi ricevute quotidianamente da una persona dall'ambiente.

Procedura	Dose efficace di radiazioni	Paragonabile all'esposizione naturale ricevuta in un determinato periodo di tempo
Radiografia del torace	0,1 millisecondi	10 giorni
Fluorografia del torace	0,3 millisecondi	30 giorni
Tomografia computerizzata della cavità addominale e del bacino	10 mSv	3 anni
Tomografia computerizzata di tutto il corpo	10 mSv	3 anni
Pielografia endovenosa	3 mSv	1 anno
Radiografia dello stomaco e dell'intestino tenue	8 mSv	3 anni
Radiografia dell'intestino crasso	6 mSv	2 anni
Radiografia della colonna vertebrale	1,5 millisecondi	6 mesi
Radiografia delle ossa delle braccia o delle gambe	0,001 millisecondi	meno di 1 giorno
Tomografia computerizzata - testa	2 mSv	8 mesi
Tomografia computerizzata - colonna vertebrale	6 mSv	2 anni
Mielografia	4 mSv	16 mesi
Tomografia computerizzata - organi del torace	7 mSv	2 anni
Cistouretrografia minzionale	5-10 anni: 1,6 mSv Neonato: 0,8 mSv	6 mesi 3 mesi
Tomografia computerizzata - cranio e seni paranasali	0,6 mSv	Due mesi
Densitometria ossea (determinazione della densità)	0,001 millisecondi	meno di 1 giorno
Galattografia	0,7 millisecondi	3 mesi
Isterosalpingografia	1 mSv	4 mesi
Mammografia	0,7 millisecondi	3 mesi

Importante:La risonanza magnetica non utilizza i raggi X. In questo tipo di studio, viene inviato un impulso elettromagnetico nell'area da diagnosticare, che eccita gli atomi di idrogeno dei tessuti, quindi la risposta che li provoca viene misurata nel campo magnetico formato con un livello di intensità elevato.Alcune persone classificano erroneamente questo metodo come una radiografia.