85 (115)

li oawastłU.¹ IHrrtjmłti. i> Kuww>»'l- ftfci* ^4iwała^jTO«iw»w« W>r«i»» >:ii> :sb.v979-*m»i.i$49'.0l€ i.. wn7wkx<k

11.4.3. Skutki promieniowania jonizującego¹

Promieniowanie jonizujące jesi to promieniowanie korpuskiilame lub elektromagnetyczne, mające zdolność wytwarzania (bezpośrednio lub pośrednio ) jonów w czasie przechodzenia przez materię. Biologiczne skutki promieniowania są spowodowane jonizacją atomów i cząsteczek żywych komórek. Powstające bardzo aktywne chemiczne rodniki w sposób istotny wpływają na przebieg procesów biochemicznych i strukturę żywej materii.

Rozróżniamy cztery rodzaje promieniowania jonizującego. Promieniowanie alla tworzy strumień jąder atomów helu. Zdolne jest ono do przebycia w powietrzu jedynie kilku centymetrów i jest zatrzymywane np. przez naskórek. Promieniowanie beta stanowią szybkie elektrony, mogące przebyć w powietrzu kilkadziesiąt centymetrów, a w żywej tkance kilka centymetrów. Promieniowanie gamma i rentgenowskie jest promieniowaniem elektromagnetycznym o bardzo wysokiej częstotliwości. Łatwo przenikają przez materiały biologiczne. Wraz ze wzrostem zakresu penetracji od promieniowania alfa do gamma i promieni X maleje nasilenie jonizacji i uszkodzeń komórek. Substancje emitujące cząstki alfa i beta traktuje się jako wewnętrzne źródła promieniowania. gdyż ich działanie jest największe, gdy znajdują się wewnątrz organizmu, natomiast źródła promieniowania gamma i rentgenowskiego określa się jako zewnętrzne ze względu na ich dużą przenikliwość.

Skażeniem promieńiotwórczym nazywamy obecność substancji promieniotwór czej w jakimkolwiek miejscu poza źródłem promieniowania. Do określenia napromienienia obiektu (w tym i ludzi ) używa się pojęcia dawki ekspozycyjnej. Daw ka pochłonięta jest miarą pochłonięcia promieniowania przez różne materiały i wyraża ją stosunek ilości energii jaką traci promieniowanie, a pochłania ośrodek na jednostkę masy tego ośrodka. Jednostką dawki pochłoniętej jest 1 grej (1 Gy = I J/kg). Dawniej jednostką dawki pochłoniętej był rad (1 rd — 0.01 Gy). Moc dawki pochłoniętej oznacza wielkość dawki pochłoniętej w jednostce czasu.

W przypadku skażenia wewnętrznego różne izotopy promieniotwórcze mogą nku mulować się w różnych tkankach i narządach. Nazywamy je narządami krytycznymi. Pojęcie dawki pochłoniętej nic pozwala więc na precyzyjną ocenę skutków napromieniowania organizmu żywego. W tym celu należ}- uwzględnić rodzaj promieniowania. Pozwala to obliczyć równoważnik dawki. Równoważnik dawki jest to dawka pochłonięta w danej tkance lub narządzie z uwzględnieniem skutków biologicznych wywołanych przez różne rodzaje promieniowania jonizującego.

Szkodliwość promieniowania zależy także od tego czy napromieniowaniu poddane zostało cale ciało. czy konkretne narządy o różnej wrażliwości. Chcąc ocenić poprawnie skutki biologiczne, musimy uwzględnić tzw. współczynniki wagowo tkanki. Pozwalają one przekształcić równoważnik dawki w efektywny równoważnik dawki. Jednostką równoważnika i efektywnego równoważnika pochłoniętej dawki promieniowania jonizującego jest siwert (1 Sv = IDO rem).

Ludzie są narażeni przede wszystkim na promieniowanie ze źródeł naturalnych oraz powstające przy zabiegach medycznych. Oszacowano, żc równoważnik dawki ze

Podrozdział opracowano na podstawie: Siemiński (2UU7: 158-172): Celiński (11W2: 12-45): Siemiński (1W4: 10-72): Simmons < 1979: 365-370): Skłodowska, Gostkowska(lW4: 72-125).

źródeł naturalnych wynosi ok. 2,0 mSv rocznic, przy czym jego zmienność jest bardzo duża i może sięgać naw cl 120 mSv (stan Minas Gerais w Brazylii). Dla mieszkańca Polski. otrzymującego ze źródeł naturalnych przeciętnie 2.8 mSv. efektywny równoważnik dawki dla źródeł sztucznych (głównie medycznych) wynosi 0,5 0.7 mSv.

Doświadczenia zebrane po wybuchach bomb atomowych w llirosimie i Nagasaki pozwalają przewidywać skutki biologiczne po dużym, jednorazowym napromienieniu. Skutki takie określane są mianem somatycznych. Skutki bezpośrednio zależą od wielkości pochłoniętej dawki i dotyczą określonej osoby, która została napromieniowana. Pro mieniowanie jonizujące powoduje w żywych komórkach zmiany fizyczne i biochemiczne, które są bezpośrednią przyczyną zmian czynnościowych i ogólnych oraz częściowych uszkodzeń ciała. Choroba popromienna objawia się deformacjami ciała, utratą zmysłu orientacji, wypadaniem włosów, anemią. Ostre jej objawy występują po wybuchu jądrowymi lub wypadku przemysłowym. Promieniowanie jonizujące o takim natężeniu, na jakie narażony jest człowiek w czasie normalnej pracy' elektrowni atomowych, zakładów przetwarzania paliwa jądrowego lub radioaktywnych odpadów ze spalania paliw kopalnych, nie wywołuje takich skutków.

Ważniejszy problem stanowią skutki oddziaływania niewielkich dawek promieniowania jonizującego. Powodem jest to, że promieniowanie 7 antropogenicznych źródeł (radioizotopy w medycy nie, energetyka jądrowa, radon w budynkach itp.) stanowi tylko niewielki procent promieniowania ze źródeł naturalnych. Przy małych dawkach pochłoniętych wszystkie skutki mają charakter stochastyczny (przypadkowy). Nie zależą wprost od pochłoniętej dawki, tzn. że jej wielkość jedynie zwiększa ryzyko zachorowa nia na daną chorobę. Skutki stochastyczne są zarazem niespecyficzne dla promieniowania - są nierozróżnialne od zachorowań wywołanych innymi przyczynami. I rudno jest określić skutki promieniowania na poziomie zbliżonym do naturalnego, ponieważ inne czynniki środowiskowe mają znaczenie większy wpływ na powstawanie chorób. Jednocześnie skutki stochastyczne często występują z opóźnieniem, bo są powodowane oddziaływaniem promieniowania jonizującego na kwasy nukleinowe.

Istnieją trzy podstawowe hipotezy, określające zależność między małymi dawkami promieniowania jonizującego a skutkami zdrowotnymi:

•    na podstawie zebranych danych najpowszechniej przyjmuje się, że zależność daw-ka-efekl dla promieniowania jonizującego jest linią prostą i nic ma progu nieszkodliwości. Oznacza to, żc nawet przy promieniowaniu pochodzącym wyłącznic zc źródeł naturalnych występują skutki zdrowotne, choć trudne do wykrycia. Szacuje się, że ryzyko śmierci na nowotwór wynosi ICH na 1 mSv. Oznacza to, że wzrost dawki o I mSv (dla każdej osoby) zwiększa liczbę zgonów na nowotwór o I na każde 100 tys. Należy przy tym zaznaczyć, że z takiej populacji na nowotwór umiera ok. 20 tys. osób (20%);

•    popularny jest także pogląd, że zależność dla małych dawek leży nieco poniżej zależności liniowej bezprogowej. Według tej hipotezy istnieje wartość progowa dla niewielkich dawek, poniżej której siły obronne organizmu wyzwalają mechanizmy regeneracyjne. niwelujące w 100% powstające uszkodzenia. .Tako dowody na poparcie tej tezy wysuwa się wyniki badań wśród ofiar Hirosiiny i Nagasaki, osób napromieniowanych w^r celach terapeutycznych oraz osób zamieszkujących okolice o wysokim tle naturalnym promieniowania. W żadnym przypadku nie zanotowano statystycznej różnicy w liczbie zachorowań na nowotwór w stosunku do grup o mniejszym narażeniu;

177

Następna strona