Розділ 3. Техногенні небезпеки та їх наслідки

Зони радіоактивного забруднення на місцевості характеризуються значними рівнями радіації і поділяються на зони: відчуження, безумовного відселення, гарантованого (добровільного) відселення і підвищеного радіоекологічного контролю.

Зона відчуження — це територія, з якої проводиться евакуація населення негайно після аварії і на якій не здійснюється господарська діяльність.

Зона безумовного відселення — це територія навколо АЕС, на якій щільність забруднення ґрунту радіонуклідами цезію, розпад якого довготривалий, дорівнює 15,0 Кі/км2 і більше, або стронцію — 3,0 Кі/км2 і більше, або плутонію — 0,1 Кі/км2 і більше, де розрахована ефектив­на доза опромінення з урахуванням коефіцієнта мі­гра­ції радіонуклідів у рослини перевищує 5 мЗв (0,5 бер) на рік.

Зона гарантованого (добровільного) відселення — це територія, на якій щільність забруднення ґрунту радіонуклідами цезію становить від 5,0 до 15,0 Кі/км2, або стронцію — від 0,15 до 3,0 Кі/км2, або плутонію — від 0,01 до 0,1 Кі/км2, де ефективна доза опромінення з урахуванням коефіцієнта міграції радіонуклідів у рослини може перевищити 6,5 мЗ в на рік.

Зона підвищеного радіоекологічного контролю — це територія із щільністю забруднення ґрунту радіонуклідами цезію від 1,0 до 5,0 Кі/км2, або стронцію від 0,02 до 0,15 Кі/км2, або плутонію від 0,005 до 0,01 Кі/км2, де ефективна доза опромінення з урахуванням коефіцієнта міграції радіонуклідів у рослини може перевищити 0,5 мЗв (0,05 бер) на рік.

3.2.6.5. Біологічна дія іонізуючих випромінювань

Під дією ІВ на організм людини атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні процеси, що впливають на характер їхньої подальшої діяльності. Іонізація атомів та молекул, яка виникає під дією випромінювання, веде до розриву зв’язків у білкових молекулах, що призводить до загибелі клітин й ураження всього організму. Така дія ІВ називається прямою.

Крім прямої дії ІВ спричиняє також непряму дію, яка зумовлена радіолізом, тобто розпадом молекул води під дією іонізації. Вода, як відомо, становить до 70 % маси тканин організму людини. Під час її іонізації утворюються вільні радикали Н+ та ОН–, які мають високу реакційну спроможність і утворюють різні пероксидні сполуки (Н2О2, НО2 тощо), що є сильними окислювачами; останні вступають у хімічну взаємодію з молекулами білків та ферментів, руйнують їх, у результаті чого утворюються сполуки, не властиві живому організму. Це, у свою чергу, призводить до порушення обмінних процесів, пригноблення ферментних та окремих функціональних систем, тобто порушення життєдіяльності всього організму.

Дію радіоактивного випромінювання на організм людини можна уявити в дуже спрощеному вигляді таким чином. Припустімо, що в організмі людини відбувається нормальний процес травлення. Їжа, що надходить, розкладається на більш прості сполуки, які потім надходять через мембрану всередину кожної клітини і будуть використані як будівельний матеріал для відтворення собі подібних, для відшкодування енергетичних витрат на транспортування речовин та їх переробку. Під час по­трапляння на мембрану γ-випромінювання одразу ж порушуються молекулярні зв’язки, атоми перетворюються на іони. Крізь зруйновану мембрану в клітину починають надходити сторонні (токсичні) речовини, функціонування її порушується. Якщо доза випромінювання невелика, відбувається рекомбінація іонів, тобто повернення їх на свої місця. Молекулярні зв’язки відновлюються, і клітина продовжує виконувати свої функції. Якщо ж доза опромінення висока або опромінення повторюється багато разів, то електрони не встигають рекомбінувати; молекулярні зв’язки не відновлюються; виходить з ладу велика кількість клітин; робота органів розладжується; нормальна життєдіяльність організму стає неможливою.

Специфічність дії іонізуючого випромінювання полягає в тому, що інтенсивність хімічних реакцій, індукованих вільними радикалами, підвищується й до них втягуються багато тисяч молекул, не порушених опроміненням. Таким чином, ефект дії іонізуючого випромінювання обумовлений не кількістю поглиненої енергії об’єктом, що опромінюється, а формою, в якій ця енергія передається. Ніякий інший вид енергії (теплова, електрична та ін.), що поглинається біологічним об’єктом у тій самій кількості, не призводить до таких змін, які спричиняє іонізуюче випромінювання.

Необхідно зазначити деякі особливості дії ІВ на організм людини:

— органи чуття не реагують на випромінювання;

— малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);

— випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але і на нащадків (генетичний ефект);

— різні органи організму мають певну чутливість до ви­промінювання.

Найсильнішому впливу піддаються клітини червоного кісткового мозку, щитоподібна залоза, легені, внутрішні органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень розподілу. Природно, що за однієї і тієї ж дози випромінювання у дітей вражається більше клітин, ніж у дорослих, тому що у дітей всі клітини перебувають у стадії поділу.

Небезпека різних радіоактивних елементів для людини визначається здатністю організму їх поглинати і накопичувати. Радіоактивні ізотопи надходять до організму з пилом, повітрям, їжею або водою і поводяться по-різному: деякі ізотопи розподіляються рівномірно в організмі людини (тритій, вуглець, залізо, полоній), деякі накопичуються в кістках (радій, фосфор, стронцій), інші залишаються в м’язах (калій, рубідій, цезій), щитоподібній залозі (йод), у печінці, нирках, селезінці (рутеній, полоній, ніобій) і т. д.

Ефекти, викликані дією іонізуючих випромінювань (радіації), систематизуються за видами ушкоджень і за часом прояву. За видами ушкоджень класифікуються на три групи: соматичні, соматико-стохатичні (випадкові, ймовірні), генетичні. За часом прояву вирізняють дві групи уражень — ранні і пізні. Ранні ураження бувають тільки соматичні. Це призводить до смерті або променевої хвороби. Розрізняють дві форми променевої хвороби — гостру і хронічну. Гостра форма виникає внаслідок опромінення великими дозами в короткий проміжок часу. За доз порядку тисяч рад ураження організму може бути миттєвим. Хронічна форма розвивається внаслідок тривалого опромінення дозами, що перевищують гранично допустимі. Більш віддаленими наслідками променевого ураження можуть бути променеві катаракти, злоякісні пухлини та інше.

Таблиця 3.9. Залежність тяжкості променевої хвороби від дози опромінення людини

Доза опромінення		Тяжкість захворювання	Клінічна форма хвороби
Зв	бер
1—2,5	100—250	І — легка
2,5—4	250—400	ІІ — середня	кістково-мозкова
4—6	400—600	ІІІ — тяжка
6—10	600—1000	ІV — дуже тяжка	перехідна
10—80	1000—8000		кишкова
> 80	> 8000		церебральна

У табл. 3.9 представлено залежність тяжкості променевої хвороби від дози опромінення.

Для вирішення питань радіаційної безпеки населення передусім цікавими є ефекти, що спостерігаються при малих дозах опромінення — порядку декілька сантизивертів на годину, що реально зустрічаються при практичному використанні атомної енергії.

У нормах радіаційної безпеки НРБУ-97, введених у 1998 році, в одиницях часу використовується рік або поняття річної дози опромінення. Це викликано, як було показано раніше, ефектом накопичення «малих» доз і їх сумарного впливу на організм людини.