Контрольная работа по дисциплине Радиобиология

Оглавление

1. Физико-химические процессы, лежащие в основе методов обнаружения и регистрации ядерных излучений
2. Источники радиоактивного загрязнения внешней среды
3. Влияние малых доз ионизирующих излучений на организм животных
4. Список литературы

 

Физико-химические процессы, лежащие в основе методов обнаружения и регистрации ядерных излучений

Ядерные, или, как их часто называют, ионизирующие излучения, возникают при распаде радиоактивных веществ, делении атомов тяжелых ядер, ядерных реакциях. Различают следующие виды ядерных излучений: потоки заряженных частиц, электромагнитное излучение и потоки незаряженных частиц (нейтронов). Первые два вида излучений имеют своим источником радиоактивные вещества и называются радиоактивными. Источники нейтронных излучений — ядерные реакторы, различные ускорители элементарных частиц и препараты, содержащие смеси радиоактивных веществ с веществами, испускающими нейтроны.

Основными методами для обнаружения и измерения ионизирующих излучений являются:

• сцинтилляционный;
• фотографический;
• химический;
• ионизационный. [1]

Сцинтилляционный метод

Данный метод стали применять раньше других. Он сыграл большую роль в развитии ядерной физики.

В физике сцинтилляцией называют вспышку света, возникающую при попадании заряженной частицы в среду, обладающую способностью люминесцировать. В некоторых люминофорах, например в сернистом цинке, сцинтилляция (световая вспышка), вызванная заряженными частицами, является достаточно яркой и может наблюдаться невооруженным глазом.

Первый прибор, основанный на использовании сцинтилляции, — спинтарископ был изобретен Круксом в 1903 году. Он представлял собой маленькую цилиндрическую камеру, дно которой было покрыто люминофором. Внутрь камеры помещали иглу, на острие которой находилось небольшое количество радиоактивного вещества. Вылетевшие из него заряженные частицы попадали на люминофор и вызывали сцинтилляции, которые наблюдали визуально и подсчитывали с помощью лупы, находившейся в верхней части камеры. [8]

В настоящее время спинтарископ не применяют, но метод сцинтилляций не утратил своего значения, а получил современное техническое выражение и широко используется в науке и технике. Сцинтилляции теперь наблюдают и считают не визуально, а с помощью специальных устройств, называемых сцинтилляционными счетчиками.

Важной особенностью сцинтилляционных счетчиков является их способность оценивать энергию регистрируемых частиц, поскольку интенсивность сцинтилляций пропорциональна энергии частиц.

Работает сцинтилляционный счетчик следующим образом:

1. При попадании частицы в сцинтиллятор она начинает взаимодействовать с некоторыми атомами плотной среды сцинтиллятора. При этом какое-то количество атомов вещества, составляющего сцинтиллятор, переходит в возбуждение.
2. При обратном переходе атомов в нормальное состояние происходит испусканием света, т.е. люминесценция.

Бывает два вида люминесценции – флуоресценция и фосфоресценция. В первом случае высвечивание атома происходит почти мгновенно, во втором – возбужденные молекулы находятся в метастабильном состоянии неопределенное время.

Фотографический метод

Этот метод был разработан в 1928 году советскими физиками Мысовским и Ждановым. Его сущность заключается в использовании специальных фотоэмульсий для регистрации быстрых заряженных частиц. Фотоэмульсии, применяемые для указанных целей, принято называть ядерными.

Ядерные фотоэмульсии имеют толщину слоя от 600 до 1200 мкм, в то время как толщина слоя обычных фотоэмульсий составляет всего от 10 до20 мкм.

Заряженные частицы, попадая в слой фотоэмульсии, нанесенный на фотопластинку, вызывают ионизацию молекул фотоэмульсии, вызывающую почернение ее зерен. После химической обработки фотопластинки (проявления и фиксирования) следы (треки), оставленные пролетевшими через фотоэмульсию частицами, становятся видимыми. Их наблюдают с помощью микроскопа. [11]

По форме отмеченного трека, его длине и толщине, по плотности почерневших зерен эмульсии и по многим другим признакам можно установить вид частицы, ее энергию, скорость, направление движения и многие другие характеристики.

Одно из основных преимуществ метода толстослойных эмульсий перед другими методами регистрации частиц заключается в том, что с его помощью получают не исчезающие со временем следы частиц, которые в дальнейшем могут быть тщательно изучены.

Недостатками фотоэмульсионного метода является сложность химической обработки фотопластинок и невозможность определения момента времени, в который заряженная частица попадает в фотоэмульсию.

Химический метод

Этот метод основан на свойстве ионизирующих излучений менять структуру некоторых химических элементов. Например, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. Двухвалентное железо в кислой среде окисляется в трехвалентное под воздействием свободных радикалов НО₂ и ОН, образующихся в воде при ее облучении. Трехвалентное железо с красителем дает цветную реакцию. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основаны химические дозиметры ДП-70 и ДП-70М. [10]

В современных дозиметрических приборах широкое распространение получил ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений.

Ионизационный метод

Под воздействием излучений в изолированном объеме происходит ионизация газа: электрически нейтральные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрицательные ионы. Если в этот объем поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между электродами создается электрическое поле. При наличии электрического поля в ионизированном газе возникает направленное движение заряженных частиц, т.е. через газ проходит электрический ток, называемый ионизационным. Измеряя ионизационный ток, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений. [9]

Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство и включают: воспринимающее устройство (ионизационную камеру или газоразрядный счетчик), усилитель ионизационного тока, регистрирующее устройство(микроамперметр) и источник питания.

Ионизационная камера представляет собой заполненный воздухом замкнутый объем, внутри которого находятся два изолированных друг от друга электрода (типа конденсатора). К электродам камеры приложено напряжение от источника постоянного тока. При отсутствии ионизирующего излучения в цепи ионизационной камеры тока не будет, поскольку воздух является изолятором. При воздействии же излучений в ионизационной камере молекулы воздуха ионизируются. В электрическом поле положительно заряженные частицы перемещаются к катоду, а отрицательные — к аноду. В цепи камеры возникает ионизационный ток, который регистрируется микроамперметром. Числовое значение ионизационного тока пропорционально мощности излучения. Следовательно, по ионизационному току можно судить о мощности дозы излучений, воздействующих на камеру.

Ионизационная камера работает в области насыщения

Газоразрядный счетчик используется для измерения радиоактивных излучений малой интенсивности. Высокая чувствительность счетчика позволяет измерять интенсивность излучения в десятки тысяч раз меньше той, которую удается измерить ионизационной камерой. [7]

Газоразрядный счетчик представляет собой герметичный полый металлический или стеклянный цилиндр, заполненный разреженной смесью инертных газов (аргон, неон) с некоторыми добавками, улучшающими работу счетчика (пары спирта). Внутри цилиндра, вдоль его оси, натянута тонкая металлическая нить (анод), изолированная от цилиндра. Катодом служит металлический корпус или тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного корпуса счетчика. К металлической нити и токопроводящему слою (катоду) подают напряжение электрического тока.

В газоразрядных счетчиках используют принцип усиления газового разряда. При воздействии радиоактивных излучений в рабочем объеме счетчика образуются заряженные частицы. Электроны, двигаясь в электрическом поле к аноду счетчика, площадь которого значительно меньше площади катода, приобретают кинетическую энергию, достаточную для дополнительной ионизации атомов газовой среды. Выбитые при этом электроны также производят ионизацию. Таким образом, одна частица радиоактивного излучения, попавшая в объем смеси газового счетчика, вызывает образование лавины свободных электронов. На нити счетчика собирается большое количество электронов. В результате этого положительный потенциал резко уменьшается и возникает электрический импульс. Регистрируя количество импульсов тока, возникающих в единицу времени, можно судить, об интенсивности радиоактивных излучений.

Методы регистрации излучения

При регистрации ядерного излучения необходимо определять энергию и заряд частиц, их массу и время жизни, магнитные и механические моменты, эффективные сечения различных процессов, угловые распределения и прочие характеристики.

Измеряя эти величины, можно получать ценную информацию о свойствах элементарных частиц, о структуре ядра и о ядерных силах. [8]

Система для регистрации излучения состоит обычно из детектора и измерительной аппаратуры. В детекторе происходит взаимодействие излучения с веществом. Измерительная аппаратура воспринимает сигнал с выхода детектора и позволяет производить измерения.

В большинстве детекторов сигнал образуется за счет ионизации, которая создается в них заряженной частицей. К таким детекторам относятся:

а) ионизационные камеры;

б) пропорциональные счетчики;

в) счетчики Гейгера — Мюллера;

г) кристаллические счетчики;

д) камера Вильсона;

е) искровые камеры.

 

Источники радиоактивного загрязнения внешней среды

Все живые существа на земле постоянно подвергаются воздействию ионизирующей радиации путем внешнего и внутреннего облучения за счет естественных (космическое излучение и природные радио-активные вещества) и искусственных (отходы атом-ной промышленности, радиоактивные изотопы, используемые в биологии, медицине и сельском хозяйстве, и др.) источников ионизирующих излучений.

Естественные источники ионизирующих излучений

Космическое излучение — это ионизирующее излучение, непрерывно падающее на поверхность земли из мирового пространства (первичное космическое излучение) и образующееся в земной атмосфере в результате взаимодействия первичного космического излучения с атомами воздуха (вторичное космическое излучение). [5]

Первичный компонент космических лучей образуется вследствие извержения и испарения материи с поверхности звезд и туманностей космического пространства. Он состоит в основном из ядер легких атомов: водорода — протонов (79%), гелия — б-частиц (20%), лития, берилия, бора, углерода, азота, кислорода и других элементов, большинство из которых обладают очень высокой энергией. Такие большие энергии первичные космические частицы приобретают за счет ускорения их в переменных электромагнитных полях звезд, многократного ускорения в магнитных полях облаков космической пыли межзвездного пространства и в расширяющихся оболочках новых и сверхновых звезд. Однако лишь немногие частицы достигают поверхности земли, так как они взаимодействуют с атомами воздуха, рождая потоки частиц вторичного космического излучения. Поэтому основную массу космических лучей, достигающих поверхности земли, составляет вторичное космическое излучение.

Вторичное космическое излучение очень сложно и состоит из всех известных в настоящее время элементарных частиц и излучений. Для оценки биологического воздействия (расчета дозы космического излучения) вторичное космическое излучение можно разделить по уровню энергии и составу на четыре компонента:

• мягкий, или малопроникающий, компонент объединяет электроны, позитроны, г-кванты и частично быстрые протоны с энергиями порядка 100 МэВ;
• жесткий, или сильнопроникающий, — состоит в основном из м^±-мезонов с энергиями порядка 600 МэВ, небольшого количества сверхбыстрых про-тонов, с энергией более 400 МэВ, б-частиц и незначительного количества р^±-мезонов;
• сильноионизирующий — содержит продукты ядерных расщеплений: протоны, б-частицы, дейтроны, тритоны и более тяжелые осколки ядер с энергией 10—15 МэВ;
• нейтронный компонент — нейтроны различных энергий.

На уровне моря космическое излучение состоит в основном, как правило, из мягкого и жесткого компонентов. [6]

Мягкий компонент поглощается слоями свинца толщиной 8-10 см и железа-15-20 см; жесткий — проходит через свинец толщиной более метра, его можно обнаружить под землей и под водой на глубине нескольких километров.

Частицы мягкого и жесткого компонентов, обладая большими энергиями в веществе, создают наименьшую плотность ионизации. Поэтому их относительная биологическая эффективность (ОБЭ) приравнивается к 1.

Частицы сильноионизирующего компонента обладают большой плотностью ионизации. Их ОБЭ приравнивают к ОБЭ протонов, нейтронов и а-частиц с энергией 10—15 МэВ, т. е. она равна 10.

На уровне моря сильноионизирующие частицы составляют 0,5%, а слабоионизирующие — 99,5%. Поскольку трудно учесть плотность ионизации осколков ядер с ОБЭ более 10, то этот показатель космического излучения считается приблизительно равным 2.

Проведенные измерения показали, что на уровне моря за счет космических лучей образуются 2,74 пары ионов в 1 см³ воздуха за 1 с. Это соответствует мощности дозы 1,15’10~⁹ рад/с.

Тканевая доза космических лучей на 11% больше, чем в воздухе, так как сверхбыстрые нейтроны, сталкиваясь с ядрами атомов С, N и О биологической ткани, вызывают их расщепление с образованием быстрых нейтронов, которые создают в тканях дополнительную ионизацию.

Исходя из этого, установлено, что доза в ткани за сутки составляет 0,11 мрад, за год — 40 мрад. [12]

Природные радиоактивные вещества можно разбить на три группы. В первую группу входят II и Тh с продуктами их распада, а также ⁴⁰К и ⁸⁷Rb. Ко второй группе относят малораспространенные изотопы и изотопы с большим периодомполураспада: ⁴⁸Са, ⁹⁶Zг, ¹¹³In, ¹²⁴Sn, ¹³⁰Те, ¹³⁸Lа, ¹⁵⁰Nd, ¹⁵²Sm, ¹⁷⁶Lu, ¹⁸⁰W, ¹⁸⁷Rе, ²⁰⁹Вi К третьей группе принадлежат радиоактивные изотопы 14С, ³Н, ⁷Ве, ¹⁰Ве, образующиеся непрерывно под действием космического излучения.

Наиболее распространенным радиоактивным изотопом земной коры является ⁸⁷Rb, содержание которого значительно выше урана, тория и особенно ⁴⁰К. Однако радиоактивность К в земной коре превышает радиоактивность суммы всех других естественных радиоактивных элементов: ⁸⁷Rb характеризуется мягким бета- излучением и имеет большой период полу-распада, а распад ⁴⁰К сопровождается относительно жестким бета — и гамма-излучением. Калий-40 широко рассеян в почвах и прочно удерживается глинами вследствие процессов сорбции. Глинистые почвы почти везде богаче радиоактивными элементами, чем песчаные и известняки.

Радиоактивные тяжелые элементы (уран, торий, радий) содержатся преимущественно в горных гранитных породах. В разных районах земного шара доза гамма-излучения различных земных пород у поверхности земли колеблется в значительных пределах -26—1150 мрад/год. Однако имеются районы (на пример, в Бразилии, Индии и др.), где вследствие выхода на поверхность земли радиоактивных руд и пород, а также значительной примеси в почве урана и радия доза природного фона составляет 12— 70 рад/год, что в 100—500 раз выше среднемирового фона. У обитающих в этих районах животных (например, самцов полевок) обнаружены изменения хромосомных аберраций, дегенерация в зародышевом эпителии половых желез (особенно у молодых особей), заторможенное половое созревание и стерильность половозрелых самцов в 58,3% случаев. [9]

Так как земные породы используют в качестве строительного материала, то от последнего зависит гамма-радиация внутри зданий. Наибольшие значения гамма-радиации установлены в домах из железо-л бетона с глиноземом— 171 мрад/год, наименьшее — в деревянных домах — 50 мрад/год.

Радиоактивность воде придают в основном уран, торий и радий, образующие растворимые, комплексные соединения, которые вымываются почвенными водами, а также газообразные продукты их радиоактивных превращений — радон и торон. Концентрация радиоактивных элементов в реках меньше, чем в морях и озерах, а содержание их в пресноводных источниках зависит от типа горных пород, климатических факторов, рельефа местности и т. д. Так, наличие радона в водах кислых магматических пород в несколько раз выше, чем осадочных пород. Концентрация урана в реках, протекающих на юге, обычно выше, чем в северных реках.

Радиоактивность атмосферы обусловлена наличием в ней радиоактивных веществ в газообразном состоянии (радон, торон, углерод-14, тритий) или в виде аэрозолей (калий-40, уран, радий и др.). Радон и торон поступает из земных пород, а углерод и тритий образуются из атомов азота и водорода в результате воздействия на их ядра нейтронов вторичного космического излучения.

Суммарная радиоактивность атмосферного воздуха колеблется в широких пределах (2-10?¹⁴ — 4,4*10?¹³ Ки/л) и зависит от места, времени года, погодных условий и от состояния магнитного поля Земли.

Из естественных радиоактивных веществ наибольшую удельную активность в растениях составляет ⁴⁰К, особенно в бобовых растениях: горохе, бобах, фасоли, сое. Содержание в растениях урана, радия, тория и углерода-14 ничтожно мало.

В животных организмах обычно содержится ⁴⁰К меньше, чем в растениях.

Уран, торий и углерод-14 встречаются в биологических объектах в очень незначительных концентрациях по сравнению с ⁴⁰К.

Таким образом, на организм животных оказывают воздействие внешние источники природного радиоактивного фона — космическая радиация и излучения природных радионуклидов, рассеянных в почве, воде, воздухе, строительных и других материалах, а также источники природной радиации ⁴⁰К, ²²⁶Ка, ¹⁴С, ³Н, содержащиеся в самом организме и поступающие в него в составе пищи, воды и воздуха.

Эти внешние и внутренние источники, действуя непрерывно, сообщают организму определенную поглощенную дозу.

Среднегодовая доза для человека составляет около 0,12 рад на гонады и 0,13 рад на Скелет и считается безопасной. [3]

Искусственные источники ионизирующих излучений

При ядерных взрывах осуществляется реакция деления ядер тяжелых элементов (²³⁵У, ³⁹Ри, ²³³й, ²³⁸У), возникающая в результате действия на них нейтронов. В принципе реакция деления может быть вызвана при бомбардировке тяжелых элементов и другими элементарными частицами (а, p, d), но наибольший практический интерес представляет реакция деления ядра под действием нейтронов.

Механизм этой реакции можно схематически представить следующим образом: нейтрон попадает в ядро расщепляющегося элемента, например, изотопа ²³⁵U, и приводит к образованию сильно возбужденного ядра — ²³⁶U. Нуклоны в результате нарушения ядерного сцепления под действием сил отталкивания расходятся к противоположным полюсам, ядро деформируется, принимает удлиненную форму. В центральной части ядра образуется перетяжка, ядерные силы уже не могут противостоять действию сил отталкивания между протонами, и ядро расщепляется на два или три асимметричных ядра — осколка. Весь этот процесс происходит мгновенно. Во время каждого акта деления освобождается энергия порядка 200 МэВ и вылетают 2—3 свободных нейтрона. Если нейтроны на своем пути встретят другие тяжелые ядра, способные к делению, то возникает цепной процесс деления.

При достаточном количестве делящегося материала возникает мгновенная неуправляемая цепная реакция взрывного характера. [4]

Процесс деления может быть самоподдерживающимся, регулируемым, с непрерывным выделением определенного количества энергии. Это осуществлено в ядерных реакторах, в которых плотность нейтронного потока регулируется особыми стержнями — поглотителями нейтронов.

При ядерных взрывах образуется около 250 изотопов 35 элементов (из них 225 радиоактивных) как непосредственных осколков деления ядер тяжелых элементов (²³⁵U, ²³⁹Рu, ²³³U, ²³⁸U), так и продуктов их распада. Количество радиоактивных продуктов деления (РПД) возрастает соответственно мощности ядерного заряда. Часть образовавшихся РПД распадается в ближайшие секунды и минуты после взрыва, другая часть имеет период полураспада порядка нескольких часов. Большинство образующихся радионуклидов является бета — и гамма — излучателями, остальные испускают или только в или б-частицы (¹⁴⁴Мс1, ¹⁴⁷5т).

Дополнительным источником радиоактивного загрязнения местности в районе взрыва служит наведенная радиоактивность, возникающая в результате воздействия потока нейтронов, образующихся при цепной реакции деления урана или плутония, на ядра атомов различных веществ окружающей среды (реакция активации). Захват нейтронов ядрами многих химических элементов приводит к появлению радиоизотопов (продуктов активации) в атмосферном воздухе, воде почве, в материалах сооружений и т. п. Большая часть их распадается с испусканием в-частиц и гамма-излучения со сравнительно малым периодом полураспада (за исключением ¹⁴С).

Суммарная активность остатков ядерного заряда и радионуклидов, образовавшихся в результате реакции активации, намного меньше общей активности радио-активных продуктов деления. Последние являются основным источником радиоактивного загрязнения внешней среды.

При термоядерных взрывах в момент реакции синтеза (слияние ядер легких элементов — дейтерия и трития и образование более тяжелого ядра — гелия, происходящее при десятках миллионов градусов) возникает интенсивный поток нейтронов, вызывающий образование значительного количества продуктов активации (наведенной радиоактивности), в частности трития, берилия, углерода- 14.

Ядерные устройства, основанные на принципе деление — синтез — деление, загрязняют окружающую среду радиоактивными осколками деления ²³⁸U и ²³⁹Рw, а также тритием и радиоуглеродом. На 1 мегатонну ядерного взрыва образуется 7,4 кг радиоуглерода -14, что количественно в среднем равняется образованию этого изотопа в атмосфере под действием космических лучей в течение года.

Загрязнение местности зависит от характера ядерного взрыва (наземный, воздушный и т.д.), калибра ядерного устройства, атмосферных условий (скорость ветра, влажность, выпадение осадков, распределение температуры по высоте, которое влияет на перемещение масс воздуха), географических зон и широт и др.

Наземные взрывы создают сильное загрязнение РПД непосредственно в районе взрыва, а также на прилегающей территории, над которой проходило радиоактивное облако. [8]

При воздушном взрыве не происходит значительного локального загрязнения местности РПД, так как они распыляются на очень большой площади.

Однако под влиянием атмосферных осадков, выпавших в момент прохождения радиоактивного облака, может повыситься загрязнение в том или ином районе.

Средние и малые взрывы до нескольких килотонн тротилового эквивалента загрязняют в основном тропосферу (до высоты 18 км). Крупные взрывы несколько мегатонн загрязняют главным образом стратосферу (до высоты 80 км). Благодаря наличию воздушных течений частицы РПД способны совершать очень большой путь, вплоть до нескольких оборотов вокруг земного шара, поэтому радиоактивное загрязнение может возникнуть в любой точке земного шара, т. е. наступает глобальное загрязнение.

По данным американских авторов В. Лэнгхэма и Е. Андерсена (1959), при взрывах зарядов большой мощности (несколько мегатонн) продукты взрывов распределяются следующим образом: при взрыве на большой высоте 99% их задерживается в стратосфере, локальных загрязнений нет; при наземном взрыве 20% из них попадает в стратосферу, а 80% выпадает в районе взрыва; при взрывах у поверхности моря 30% остается в стратосфере, а 70% выпадает локально.

Скорость выпадения радиоактивных осадков зависит от времени года и от широты местности: она больше в северном полушарии, чем в южном. В пределах небольших районов скорость выпадения может колебаться также в зависимости от выпадения дождя или снега в течение года.

РПД могут находиться в тропосфере около 2-3 мес., в стратосфере — 3-9 лет. Вследствие этого при воздушных взрывах на землю в основном выпадают только долгоживущие радиоактивные продукты, так как короткоживущие изотопы распадаются, находясь в стратосфере.

По данным некоторых исследователей, ежегодно из имеющихся в стратосфере РПД осаждаются 10% ⁹⁰Sг и ¹³⁷Сs. [2]

В связи с широким использованием атомной энергии в мирных целях все большее значение приобретают радиоактивные отходы промышленных предприятий и установок (атомных электростанций, предприятий по переработке ядерного материала, реакторов), лабораторий и научно-исследовательских институтов, работающих с РВ высокой активности, как потенциальный, а в отдельных случаях и как реальный фактор локального (на ограниченной территории) загрязнения внешней среды.

В настоящее время человек сталкивается также с искусственными источниками радиации, не связанными с загрязнением внешней среды. К ним относятся рентгеновские установки, ускорители элементарных частиц, закрытые источники радиоактивных изотопов, использующиеся в медицине, промышленности и научно-исследовательской работе.

 

Влияние малых доз ионизирующих излучений на организм животных

Малые дозы радиации, по-видимому, не оказывают заметного влияния на иммунитет. При облучении животных сублетальными и летальными дозами происходит резкое снижение резистентности организма к инфекции, что обусловлено рядом факторов, среди которых важнейшую роль играют: резкое повышение проницаемости биологических барьеров (кожи, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и др.), угнетение бактерицидных свойств кожи, сыворотки крови и тканей, снижение концентрации лизоцима в слюне и крови, резкое уменьшение числа лейкоцитов в кровеносном русле, угнетение фагоцитарной системы, неблагоприятные изменения биологических свойств микробов, постоянно обитающих в организме, — увеличение их биохимической активности, усиление патогенных свойств, повышение резистентности и др. [7]

Облучение животных в сублетальных и летальных дозах приводит к тому, что из крупных микробных резервуаров (кишечник, дыхательные пути, кожа) в кровь и ткани поступает огромное количество бактерий. При этом условно выделяют период стерильности (его продолжительность одни сутки), в течение которого микробов в тканях практически не обнаруживается; период обсемененности регионарных лимфатических узлов (обычно совпадает с латентным периодом); бактериемический период (длительность его 4—7 дней), который характеризуется появлением микробов в крови и тканях, и, наконец, период декомпенсации защитных механизмов, в течение которого отмечается резкое возрастание количества микробов в органах, тканях и крови (этот период наступает за несколько дней до гибели животных).

Под действием больших доз радиации, вызывающих частичную или полную гибель всех облученных животных, организм оказывается безоружным как к эндогенной (сапрофитной) микрофлоре, так и к экзогенным инфекциям. Считают, что в период разгара острой лучевой болезни и естественный, и искусственный иммунитет сильно ослаблен. Однако имеются данные, указывающие на более благоприятный исход течения острой лучевой болезни у животных, подвергшихся иммунизации до воздействия ионизирующего излучения. Вместе с тем экспериментально установлено, что вакцинация облученных животных отягощает течение острой лучевой болезни, и по этой причине она противопоказана до разрешения болезни. Напротив, через несколько недель после облучения в сублетальных дозах выработка антител постепенно восстанавливается, и поэтому уже через 1—2 мес после радиационного воздействия вакцинация вполне допустима.

Первичное действие радиации любого вида на любой биологический объект начинается с поглощения энергии излучения, что сопровождается возбуждением молекул и их ионизацией. При ионизации молекул воды (косвенное действие излучения) в присутствии кислорода возникают активные радикалы (ОН- и др.), гидратированные электроны, а также молекулы перекиси водорода, включающиеся затем в цепь химических реакций в клетке. При ионизации органических молекул (прямое действие излучения) возникают свободные радикалы, которые, включаясь в протекающие в организме химические реакции, нарушают течение обмена веществ и, вызывая появление несвойственных организму соединений, нарушают процессы жизнедеятельности. При облучении в дозе 1000 Р в клетке средней величины (10^-9 г) возникает около 1 млн. таких радикалов, каждый из которых в присутствии кислорода воздуха может дать начало цепным реакциям окисления, во много раз увеличивающим количество измененных молекул в клетке и вызывающим дальнейшее изменение надмолекулярных структур. Выяснение большой роли свободного кислорода в цепных реакциях, ведущих к лучевому поражению, так называемого кислородного эффекта, способствовало разработке ряда эффективных радиозащитных веществ, вызывающих искусственную гипоксию в тканях организма. [11]

Большое значение имеет и миграция энергии по молекулам биополимеров, в результате которой поглощение энергии, происшедшее в любом месте макромолекулы, приводит к поражению её активного центра (например, к инактивации белка-фермента) [3].

Физические и физико-химические процессы, лежащие в основе биологического действия ионизирующего излучения, т. е. поглощение энергии и ионизация молекул, занимают доли секунд.

Список литературы

1. Бауманн, М. Основы клинической радиобиологии / М. Бауманн. — М.: Лаборатория знаний, 2010. — 251 c.
2. Гребенюк, Александр Николаевич Основы радиобиологии и радиационной медицины. Учебное пособие. Гриф УМО по медицинскому образованию / Гребенюк Александр Николаевич. — М.: Фолиант, 2012. — 709 c.
3. Гродзенский, Д.Э. Радиобиология / Д.Э. Гродзенский. — М.: Госатомиздат, 2018. — 198 c.
4. Основы радиобиологии и радиационной медицины / А.Н. Гребенюк и др. — М.: Фолиант, 2012. — 232 c.
5. Пак, В.В. Практикум по радиобиологии. Гриф Министерства сельского хозяйства / В.В. Пак. — М.: КолосС, 2008. — 640 c.
6. Пак, Василий Васильевич Радиобиология. Учебник. Гриф УМО вузов России / Пак Василий Васильевич. — М.: Лань, 2017. — 578 c.
7. Радиобиология / Н.П. Лысенко и др. — М.: Лань, 2012. — 576 c.
8. Радиобиология. — М.: Государственное издательство медицинской литературы, 2002. — 442 c.
9. Старков В.Д., Мигунов В.И. Радиационная экология. Тюмень: ФГУ ИПП «Тюмень», 2003, 304 с.
10. Ушаков, Игорь Борисович Радиобиология, радиационная физиология и медицина / Ушаков Игорь Борисович. — М.: Фолиант, 2017. — 552 c.
11. Фриц-Ниггли, Х. Радиобиология. Ее основы и достижения / Х. Фриц-Ниггли. — М.: Госатомиздат, 2004. — 368 c.
12. Ярмоненко, С. П. Радиобиология человека и животных. Учебник / С.П. Ярмоненко. — Москва: Наука, 2014. — 424 c.