Все виды ядерных излучений отличаются одним общим физическим свойством — они вызывают ионизацию любого вещества, с которым взаимодействуют. Ионизация, как известно, — это процесс образования электрически заряженных частиц (ионов).
Для того чтобы, например, в воздухе при температуре 0 градусов и давлении 760 миллиметров ртутного столба образовалась одна пара ионов, то есть частицы со знаком «+» и со знаком «—», необходима энергия не меньше 32,5 электроновольта. Инфракрасные и ультрафиолетовые лучи видимой части спектра обладают энергией не больше 1–5 электроновольт, поэтому они не вызывают ионизации. Лучи высоких энергий иногда обладают энергией в несколько тысяч и даже миллионов электроновольт: этим и объясняется их воздействие на живой организм. Таким образом, ясно, почему только различные виды ионизирующих излучений при некоторых условиях могут вызывать лучевую болезнь.
Ничтожное количество ионизирующего излучения постоянно воздействует на человека как внешне, так и внутренне в виде так называемого естественного фона радиации. Сюда входят (космические лучи, радиоактивность почвы, воды, воздуха и т. д.
Естественное внешнее облучение, получаемое человеком в год, равно 0,1–0,15 рентгена. Если учесть действие постоянно присутствующих в организме естественных радиоактивных веществ, то общее облучение возрастет до 0,2 рентгена. Так, например, в состав клеток нашего тела входит радиоактивный калий. Ряд ученых на основании экспериментальных данных высказал даже такую гипотезу: радиоактивный калий является необходимым веществом для нормальной деятельности сердца, обеспечивая его ритмичное сокращение.
Однако под влиянием атомных взрывов естественный фон радиации постоянно повышается, в высоких слоях атмосферы скапливается большое количество радиоактивных изотопов. Продолжительность жизни радиоактивных изотопов определяется периодом их полураспада, то есть временем, в течение которого распадается половина атомов элемента. Так, период полураспада изотопов стронция 90 равен примерно 25 годам, цезия 137— 33 годам, прометия 147 — 4 годам. После взрыва эти и многие другие изотопы в виде радиоактивной пыли поднимаются ввысь до 30 километров и затем постепенно оседают с дождем и снегом на землю.
Следует сказать, что повышение естественной радиации не безразлично для живых организмов. Оно может вызвать увеличение числа случаев заболеваний системы крови, злокачественных опухолей и т. д. Вот почему наше правительство в интересах здоровья всего человечества проявляет такую настойчивость и непримиримость в борьбе за полное прекращение испытаний ядерного оружия.
В нашей стране установлены такие предельно допустимые дозы облучения для работающих с радиоактивными веществами, а также для всего населения, которые совершенно безвредны для здоровья человека.
Как же может возникнуть лучевая болезнь и каковы ее проявления? Возникновение лучевой болезни обусловливается многими обстоятельствами и в первую очередь тем, является ли облучение внешним или внутренним, облучается ли весь организм или его часть, величиной лучевой энергии, длительностью ее воздействия, проникающей способностью лучей и т. д.
Проникающие — это гамма-лучи, жесткие рентгеновы лучи, нейтроны. Когда ими облучается в больших дозах весь организм, то может возникнуть общее лучевое заболевание. Если воздействию подвергается какой-либо ограниченный участок тела, то развиваются местные поражения.
Так как проникающая способность альфа-лучей ничтожна — десятые доли миллиметра, бета-лучей — до одного сантиметра, то при внешнем воздействии они, как и поглощаемые кожей нейтроны или мягкие рентгеновы лучи, вызывают преимущественно местные лучевые поражения. Эти поражения проявляются в виде радиационных ожогов, сопровождающихся покраснением, образованием пузырей, изъязвлением кожного покрова.
Но ионизирующая радиация может действовать внутри организма. Это происходит тогда, когда радиоактивные вещества попадают (внутрь с вдыхаемым воздухом, через кожу или с водой, пищей.
Острая лучевая болезнь возникает от доз внешнего облучения, в несколько тысяч раз превышающих предельно допустимые. Так, например, опасными для жизни человека являются дозы однократного общего облучения от 300 рентгенов и выше. При повторном облучении неблагоприятное действие радиации уменьшается. Точно так же и облучение какой-либо части тела всегда менее опасно, чем воздействие лучей высоких энергий на весь организм. Поэтому при рентгенотерапии, когда облучаются ограниченные участки незначительными дозами на протяжении многих дней, можно доводить суммарные дозы до нескольких тысяч рентгенов без особого вреда для человека.
Необходимо помнить, что даже большие дозы ионизирующей радиации не вызывают каких-либо субъективных ощущений. Человек в течение нескольких дней может не замечать, что у него как-то ухудшилось самочувствие. В этом — одна из коварных особенностей действия радиации. Только при очень больших дозах облучения, создающих серьезную угрозу для здоровья, уже в первые часы может появиться тошнота и рвота.
Так, у многих пострадавших во время взрыва атомной бомбы в Хиросиме и Нагасаки на второй — третий день все симптомы исчезли. Внешне человек выглядел здоровым. И лишь к концу первой — второй недели появилась общая слабость, кровавый понос, кровотечение из десен, повысилась температура, на коже появились кровоизлияния в виде сыпи. Эти изменения сопровождались резкими нарушениями состава крови: в ней почти исчезли белые кровяные тельца — лейкоциты и кровяные пластинки.
Как известно, лейкоциты защищают организм от болезнетворных микробов. Когда исчезают белые кровяные тельца, то человек фактически остается безоружным перед неисчислимой армией различных микроорганизмов.
Защитная камера для работы с ионизирующими вещее
При хронической лучевой болезни, которая возникает от длительного воздействия на организм сравнительно небольших доз облучения, но превышающих предельно допустимые, болезнь протекает иначе. Вначале (в первой стадии) происходит нестойкое нарушение функций нервной системы, которое сопровождается общим недомоганием, чрезмерной утомляемостью, раздражительностью, нарушением сна. В этот период состав крови заметно не изменяется. Во второй и третьей стадии появляются уже более выраженные симптомы, состав крови резко изменяется. Животные, у которых в лабораторных условиях вызывали хроническую лучевую болезнь, а третьей стадии погибали от злокачественной анемии, от различных инфекций.
При облучении организма изнутри предельно допустимые дозы рассчитываются для каждого радиоактивного изотопа в зависимости от длительности периода его полураспада и химических свойств. Радиоактивность их может быть различной.
Следует иметь в виду, что действие внутреннего облучения длительно «живущими» изотопами отличается от внешнего тем, что оно продолжается длительное время. И поражения во многом зависят от того, где сосредоточиваются радиоактивные вещества в организме. Известно, например, что стронций откладывается в костях, цезий — в мышцах, прометий — в печени.
В зависимости от дозы попавших в организм радиоактивных веществ могут быть различные проявления лучевой болезни (острые, подострые или хронические).
После взрыва водородной бомбы, который произвели американцы в районе атолла Бикини в марте 1954 года, пострадали 23 японских рыбака рыболовного судна «Счастливый дракон», находившегося в 150 километрах от взрыва. На палубу утром выпал радиоактивный серовато-белый пепел. Вечером у людей отмечалась головная боль, резь в глазах, тошнота, рвота. Через несколько суток на незащищенных участках кожи появилась сыпь. Через неделю стали кровоточить десны, выпадать волосы. К концу месяца у некоторых увеличилась печень, развилась желтуха, у многих появилась анемия, наблюдалось длительное прекращение выработки спермы. Один из пострадавших рыбаков умер.