Радиоактивные изотопы и их применение - [39]

Для характеристики количества энергии, поглощаемой тканями тела человека, употребляют так называемый масс-рентген, т. е. количество энергии, поглощаемой 1 граммом ткани. Это количество энергии равно тому, которое поглощается 1 граммом воздуха, так как воздух имеет средний атомный вес такой же, как и ткани тела человека. Плотность тканей тела человека приблизительно в 770 раз больше плотности воздуха при 0° и 760-миллиметрах давления ртутного столба. Поэтому при поглощении в теле потока излучения, соответствующего в воздухе 1 рентгену, выделяется энергия, равная 83,8 эрга.

Если происходит поглощение другого вида ионизирующего излучения, например альфа- или бета-лучей, то их доза измеряется в физических эквивалентах рентгена. Физический эквивалент рентгена — это такое количество ионизирующего корпускулярного (состоящего из частиц) излучения, которое соответствует поглощению в 1 грамме воздуха энергии, равной 83,8 эрга.

Доза прямо пропорциональна количеству излучающего вещества и времени действия излучения.

Количество, или активность, радиоактивных изотопов измеряют в единицах, называемых кюри. Кюри — это такое количество радиоактивного изотопа, в котором происходит 37 миллиардов распадов ядер атомов в секунду. Такое количество распадов происходит, например, в одном грамме радия 226, период полураспада которого равен 1590 лет. Единица кюри делится на тысячные доли — милликюри и миллионные доли — микрокюри. 1 миллиграмм радия на расстоянии 1 сантиметра в течение часа создает дозу, равную 8,3 рентгена, 1 милликюри кобальта 60 — дозу 13,3 рентгена. С увеличением расстояния интенсивность излучения, а следовательно, и доза уменьшаются. Если источник излучения точечный, то при увеличении расстояния вдвое доза уменьшается в четыре раза, при увеличении расстояния в три раза — в девять раз, при увеличении в 100 раз — в 10 000 раз, то есть уменьшение дозы происходит пропорционально увеличению квадрата расстояния.

Ионизирующее излучение при систематическом действии или при больших дозах может вредно действовать на живой организм. Вредное действие излучения связано с ионизацией атомов и молекул, входящих в состав клеток живой материи. В результате этого процесса появляются химически активные ионизированные «осколки» молекул — радикалы, которые способны к химическим реакциям, приводящим к гибели клетки живой ткани. Длительное воздействие ионизирующего излучения может вызвать лучевую болезнь.

Облучение может быть внешним, когда нет соприкосновения источника излучения с телом. Облучение может быть и контактным, возникающим при заражении кожи радиоактивными веществами или при попадании их внутрь организма. Внешнее облучение опасно только нейтронами и гамма-лучами, которые глубоко проникают в тело. Альфа-лучи затрагивают лишь верхний слой кожи, а бета-лучи проникают не более чем на несколько миллиметров в глубь тканей. Однако такое действие может вызвать местные поражения кожи. Местные поражения кожи наступают также при ее загрязнении радиоактивными веществами. Эти поражения приводят к воспалению кожи и образованию язв. Особенно подвержены таким поражениям слизистые оболочки глаз, носа и рта.

При попадании радиоактивных изотопов внутрь организма при заглатывании или вдыхании радиоактивные изотопы из желудка или легких проникают в кровь и далее накапливаются в различных органах тела. Радиоактивные изотопы кальция, стронция, бария, фосфора, плутония и ряда других элементов накапливаются в костях, иода — в щитовидной железе, лантана и церия — в печени и т. д. Это также приводит к местным поражениям отдельных органов или всего организма.

Поражения, вызываемые действием ионизирующего излучения, бывают острыми и хроническими. Острые поражения возникают в результате воздействия больших доз в короткие промежутки времени. Хронические поражения наступают в результате многократного воздействия малыми дозами.

При острых поражениях спустя несколько часов после облучения появляются тошнота, рвота, понос и сильная слабость. Затем недомогания исчезают, но по прошествии некоторого промежутка времени (от нескольких часов до трех недель) возобновляется острый период. Во время скрытого периода болезни происходит изменение состава крови. Далее во время последнего острого, или так называемого токсического периода болезни, кроме сильного нарушения пищеварения, происходит выпадение волос, кровотечения, кровоизлияния и еще больше меняется состав крови. Организм перестает сопротивляться инфекционным заболеваниям.

Хронические поражения развиваются в скрытой форме и связаны главным образом с изменением состава крови. Они вызывают болезни крови. При местном систематическом облучении возникают поражения кожи. Лучевая болезнь у различных людей развивается по-разному и зависит не только от особенностей организма, но и от его физической закалки.

Человек может переносить без вреда при однократном облучении значительные дозы ионизирующих излучений, измеряющиеся десятками рентгенов. Безвредными могут быть местные облучения еще бóльшими дозами. Это позволяет использовать излучение радиоактивных изотопов в медицине. При единовременных дозах порядка 100–200 рентгенов наступает лучевая болезнь в легкой форме. Дозы, превышающие 300 рентгенов, вызывают лучевую болезнь в тяжелой форме. Крайне тяжелые заболевания получаются при дозах свыше 500 рентгенов. Систематическое облучение организма даже сравнительно небольшими дозами ионизирующего излучения приводит к заболеваниям, поэтому работы с радиоактивными изотопами должны вестись с соблюдением особых условий и правил. Эти правила предусматривают, что еженедельное общее облучение не должно превышать 0,3 рентгена или ежедневное облучение всего организма должно быть не свыше 0,05 рентгена. Для отдельных частей тела допустимы более высокие дозы, например для рук при систематическом облучении — 1,5 рентгена в неделю.