Емпіричне співвідношення щодо радіоактивності харчових продуктів

 

Потужність експозиційної дози, мкР/год	Активність, Kі/кг
	2×10–8
	5×10–8
	1×10–7
	2×10–7
	4×10–7
	8×10–7
	1×10–6
	2×10–6
	3×10–6
	4×10–6

 

ПРИНЦИПИ ЗАХИСТУ ЛЮДИНИ ВІД ІОНІЗУЮЧОЇ РАДІАЦІЇ. Основною екологічною загрозою для людства залишається застосування сучасної ядерної зброї. Зараз радіоактивні матеріали у військових діях здатні застосувати 44 країни світу. Результати опитування населення США у 2012 р. показали, що більш ніж половина мешканців цієї країни вважає, що вони незабаром
стануть свідками ядерної війни.

Розглянемо вплив іонізуючих випромінювань на людину. За час близько частки секунди після того, як проникне випромінювання досягне відповідного атома в тканині організму, від цього атома відривається електрон. Він заряджений негативно, тому інша частина початково нейтрального атома стає
позитивно зарядженою. Цей процес називається іонізацією. Електрон, що
відірвався, далі іонізує інші атоми.

Вільний електрон та іонізований атом, як правило, не можуть довго
перебувати в такому стані. Тому протягом наступних часток секунди вони
беруть участь у складному ланцюзі реакцій, внаслідок яких утворюються нові молекули («вільні радикали»), які не потрібні клітині і порушують її діяльність. Наприклад, однією зі сполук, що з’являються таким чином, є перекис гідрогену (Н₂О₂), що утворюється внаслідок іонізації молекул води. Він окислює органічні молекули клітини. Вільні радикали, що утворюються, впливають на молекули клітини, змінюють їх хімічний склад і можуть призвести до загибелі
клітини (дод. 6).

Найуразливішою частиною клітини є гени і хромосоми. Іонізуюче випромінювання може спричиняти розрив ланцюгів ДНК, порушення їх хімічної будови, які передаються при розподілі від клітини до клітини.

Порушення генетичного апарату може спричиняти загибель клітини або рак. Існує багато закономірностей впливу іонізуючого випромінювання на живі організми. Основні з них доводять таке.

Найчутливішими до іонізуючого випромінювання є клітини організму, які інтенсивно діляться, створюючи собі подібні. До них належать: клітини крові, кістковий мозок, статеві клітини, клітини шкіри тощо.

В організмі людини, інших живих істот існує спеціальний механізм
відновлення пошкоджених молекул і знищення зруйнованих клітин, а також вільних радикалів. Відновлення структури ДНК відбувається краще, якщо
пошкодженою є одна з двох спіралей. У цьому випадку приблизно 299 з 300
пошкоджень відновлюється. Якщо пошкоджено дві спіралі, клітина виправляє тільки 11 з 12 пошкоджень. На відновлення необхідний час і набір спеціальних ферментів.

Якщо ураження ДНК відбувається перед початком синтезу клітини,
настає зупинка, потім – знову синтез, але поспішний, з великою кількістю
генетичних помилок. Якщо ДНК уражується після синтезу клітини, наслідки ліквідуються легше.

Під дією радіації прискорюється процес старіння опромінених клітин.

Клітини крові, що забезпечують імунний захист організму, при променевому пошкодженні гинуть навіть після відновлення пошкоджених органічних молекул. Внаслідок цього при опроміненні людини в дозах більших, ніж природний радіаційний фон, відбувається зниження захисних функцій організму, і вона може легко уражатися різними вірусами.

Досліди на тваринах показали, що зниження кількості кисню в повітрі і тканинах дозволяє збільшити опірність організму. Тварини витримували великі дози радіації, якщо містилися в камерах з меншою кількістю кисню в повітрі. На думку деяких фахівців, використання спиртного знижує кількість вільного кисню в тканинах.

Більшість органів людини краще переносить серію дрібних доз, ніж
сумарну дозу випромінювання за один раз. Винятком є статеві органи. Доза опромінення за декілька прийомів для них більш небезпечна, ніж та сама
поглинена доза за один прийом. При однократному опроміненні 0,1 Гр сім’яників чоловіка виникає тимчасова стерильність. При великих дозах стерильність може зберігатися декілька років. У жінок при однократному опроміненні більше за 3 Гр також відбувається стерилізація.

Особливо уражається кришталик ока. Загиблі клітини стають непрозорими, що може призводити до катаракти і потім до повної сліпоти.

Чутливі до малих доз радіації легені людини. Навпаки, печінка, нирки, сечовий міхур витримують значно більші поглинені дози.

Діти особливо чутливі до радіоактивного опромінення. Дія радіації в
підвищених дозах спричиняє зупинку зростання кісток, недоумство, втрату
пам’яті.

У доповіді американського вченого із Пітсбургського університету Е. Д. Стернгласа зазначається, що невелике підвищення радіаційного фону впливає на здоров’я людини більше, ніж раніше припускали. Американські дослідники виявили, що пряма дія значних поглинених доз радіації, що руйнують генетичний апарат живих організмів, – це тільки одна частина проблеми. Не менш небезпечне руйнування мембран клітини активними іонами , що найбільше виявляються при рівнях радіації, які мало перевищують природний фон.

Автори вважають, що при низькому рівні радіації її руйнівна дія на мембрани клітин домінує над прямою фізичною дією на гени. Радіоактивний атом у багато разів небезпечніший, ніж молекула відомих хімічних токсичних речовин. Прикладом цього служить те, що при розпаді одного атома цезію-137 утворюється b-частинка, енергія якої становить 0,523 МеВ. Енергія випромінювання, необхідна для іонізації молекули клітини, дорівнює приблизно 10 еВ. Із цього випливає, що один радіоактивний атом може іонізувати до 104 600 молекул в об’ємі, рівному декільком кубічним міліметрам. З огляду на проникну здатність електронів цей процес захопить приблизно 10 000 клітин, діаметром 10^–3–10^–4 см.

Внаслідок ушкодження клітинних мембран іонізованими молекулами знижується спроможність організму до розпізнавання і знищення вірусів і бактерій, тобто послаблюється імунний захист. Отже, підвищення радіаційного фону або потрапляння в організм невеликих кількостей радіоактивних речовин спричиняє значний руйнівний вплив на імунну систему людини, чим пояснюється збільшення захворювань легенів, серця, шлунка тощо, які раніше з радіацією не пов’язували. Американські вчені вважають, що відкриття значної дії слабких джерел радіації на клітинні мембрани є попередженням цивілізації, яка планує масштабні проекти в ядерній енергетиці.

Слід підкреслити, що у світі досить небагато інженерних сховищ, які спроможні витримати вплив сучасної ядерної зброї та тривалий час забезпечити людей у ньому умовами для виживання. Тому багато з тих, хто не загине відразу у разі війни, вимушені будуть тривалий час перебувати та боротися за життя у екологічно небезпечній зоні радіаційного зараження, а для цього треба запам’ятати деякі поради.

Головні принципи захисту від впливу іонізуючого випромінювання в екологічно небезпечній зоні:

1. Запобігання потраплянню радіоактивного пилу всередину організму людини. Для цього необхідно захистити органи дихання респіратором або захисною пов’язкою, закрити волосся, шкіру, використати захисні окуляри для захисту очей, не користуватися кремами, косметикою, мазями, які сприяють налипанню радіоактивних частинок на шкіру. Необхідно коротко постригти нігті, частіше приймати душ, промивати порожнину носа теплою водою, проводити вологе прибирання приміщень, захищати їх від потрапляння пилу.

Внутрішнє опромінення – опромінення організму іонізуючою радіацією внаслідок розпаду радіоактивних ізотопів, що потрапили в органи і тканини людини. Внутрішнє опромінення може бути тривалим, у той час як прямий вплив зовнішніх джерел випромінювання на організм припиняється з виведенням людини з поля їх дії. Небезпека, яка створюється радіонуклідами всередині організму, значно більша, ніж небезпека від зовнішнього джерела, оскільки:

– організм опромінюється безперервно, доки радіонуклід не буде виведений з нього або доки не відбудеться його розпад до нешкідливого рівня;

– часто буває неможливо прискорити виведення радіонуклідів з організму: атоми радіонуклідів, що розпадаються, випромінюють всередині тканини бета-частинки, а іноді й альфа-частинки з малою довжиною пробігу, передаючи всю свою енергію живим клітинам та спричиняючи цим складні біохімічні реакції.

2. Врахування змін терміну, екрана, відстані. Чим менший термін опромінення людини, тим краще; чим важчі ядра атомів, з яких складається екран, що захищає людину, та чим він товстіший, тим краще; чим більша відстань від джерела опромінення людини, тим краще.

Захисну екрануючу дію мають такі матеріали, як парафін, графіт, вода, котрі затримують швидкі нейтрони. Сповільнені нейтрони також легко поглинаються бором, кадмієм, гадолінієм, індієм. При захисті від нейтронів використовується комбінація сповільнюючих і поглинаючих речовин. Як захисний
екран від опромінення широко використовують бетон із спеціальними наповнювачами.

3. Створення в організмі людини надлишку нерадіоактивного елемента, близького за властивостями до радіоактивного. Одним з таких елементів є йод – хімічний елемент VII групи періодичної системи. Існують ізотопи від ¹²⁰J до ¹³⁹J. Велике значення набув ¹³¹J з періодом напіврозпаду 8 діб, який є бета- і
гамма-випромінювачем. Радіоактивні ізотопи йоду набувають великого токсикологічного значення в перші двадцять днів після ядерного вибуху. Радіоактивний йод безперервно утворюється при руйнуванні ядерних реакторів АЕС. Він поглинається і засвоюється тваринами і людиною, частково переходить у
молоко і при його вживанні накопичується в щитовидній залозі людини. Основним споживачем йоду в організмі людини є щитовидна залоза. Накопиченню радіоактивного йоду в щитовидній залозі можна перешкоджати застосуванням так званої «йодної дієти», тобто введенням до раціону людини спеціальних таблеток або розчинів, які містять нерадіоактивний йод. Йодна профілактика полягає у прийманні перорально (через ротову порожнину) препаратів стабільного йоду – йодистого калію або 5 %-го водно-спиртового розчину йоду.
Йодистий калій слід приймати після їжі разом із чаєм або водою один раз
за день протягом семи діб:

– дітям до двох років – по 0,04 г за один прийом;

– дітям старше двох років і дорослим – по 0,125 г за один прийом.

Водно-спиртовий розчин йоду слід приймати після їжі три рази на день протягом семи діб:

– дітям до двох років – 1–2 краплі 5 %-го розчину йоду в 100 мл молока (консервованого) або поживної суміші;

– дітям старше двох років і дорослим – по 3–5 крапель 5 %-го розчину йоду на стакан молока (консервованого) або води.

Додатково слід наносити на поверхню кисті рук 5 %-й розчин йоду у вигляді сітки один раз на день протягом семи діб. На жаль, при аварії на ЧАЕС значна частина населення України не мала уяви про необхідні заходи щодо
йодної профілактики.

4. Зменшення концентрації оксигену в крові та клітинах людини за допо­могою радіопротекторів.

Радіопротектори – речовини хімічного або біологічного походження, введення яких в організм людини до опромінення значно знижує дію променевого ураження. До найефективніших радіозахисних препаратів належить цистамін, який нейтралізує окислювальні радикали, що накопичуються у процесі розвитку променевого ураження. Цистамін (12 таблеток) знаходиться в індивідуальній аптечці, призначеній для особового складу військ. Препарат приймається по три таблетки до трьох разів за добу. Зниженню кількості оксигену у клітинах також сприяє вживання горілки. У людини дію радіопротекторів
конт­ролюють за допомогою біологічної дозиметрії: за кількістю клітин кісткового мозку або лімфоцитів з хромосомними поломками – абераціями. Чим
більша доза опромінення, тим вищий процент пошкоджених клітин.

5. Застосування індивідуальних засобів захисту. При роботі з відкритими радіоактивними речовинами та на зараженій місцевості застосовуються індивідуальні засоби захисту: протигази (респіратори), спеціальний одяг, захисні рукавиці. Радіоактивне забруднення спецодягу, засобів захисту і шкірних покривів особового складу не повинно перевищувати допустимих рівнів. Радіоактивно забруднений одяг і взуття підлягають дезактивації. Одяг відправляється до спеціальної пральні в тому випадку, якщо після попередньої дезактивації його забруднення перевищує допустимий рівень радіації.

6. Дезактивація– видалення зі шкіри людини, одягу, взуття, транспортних засобів, предметів, з якими контактує людина, а також радіоактивних хі­міч­них сполук. Здійснюється шляхом змиття радіоактивних речовин розчинниками, що містять ПАР (дод. 7).

Перебуваючи в зоні радіоактивного зараження, треба знати, що радіоактивний пил після потрапляння на будівлі та конструкції інженерних споруд із бітуму, бетону, асфальтобетону міцно закріплюється на їх пористій поверхні та видаляється тільки з поверхневим шаром. Також радіоактивні речовини можуть вступати у хімічну взаємодію з пофарбованими металевими та іншими поверхнями, перетворюючи їх у джерела небезпеки на тривалий час.

Роботи, пов’язані з оранням і розпушуванням ґрунту, підіймають радіоактивний пил. Тому такі роботи повинні здійснюватися на вологому ґрунті, тобто після дощу або поливу ґрунту.

Для рослин і дерев є характерним накопичення радіоактивних ізотопів у кореневій системі, стовбурі або плодах, залежно від типу радіонукліда. Рослина, як фільтр, затримує багато радіоактивних сполук.

7. Виведення радіоактивних ізотопів з організму за допомогою промивання шлунка, використання активованого вугілля та інших способів, які застосовують при хімічних отруєннях.

8. Радіаційна трофологія – це наука про харчування населення в умовах радіаційного забруднення навколишнього середовища, про використання харчування в боротьбі проти впливу радіації.

Головні завдання радіаційної трофології: по-перше, перешкоджати
потраплянню в організм радіонуклідів, нітратів, пестицидів та інших мутагенів і, по-друге, наситити організм харчовими радіопротекторами, антимутагенами та іншими біологічно активними сполуками, які мають лікувально-профілак­тичний вплив.

Найкращим джерелом цінного в біологічному відношенні білка є яйця, нежирна телятина, тріска, яловичина другої категорії, нежирна баранина, нежирний сир, просо, бобові. Білок цих продуктів відзначається оптимальним вмістом незамінних амінокислот і добре засвоюється. Якщо в харчуванні людини, яка знаходиться на радіаційно забрудненій території, не вистачає білка, то відбувається накопичення в організмі значної кількості цезію-137. Раціони з повноцінним вмістом білка пришвидшують виведення цього радіонукліда з
організму.

Для правильного харчування необхідно дбати про склад жирів у їжі. Якщо їжа містить лише насичені жири тваринного походження, то це спричиняє захворювання на атеросклероз. Треба, щоб половину або третину всіх жирів становили олії, які мають антиокислювальні властивості.

В умовах підвищення радіаційного впливу треба змінити структуру споживання вуглеводів: збільшити споживання складних некрохмальних вуглеводів (вони входять до пектинів, альгінатів, полісарахаридів), а споживання простих вуглеводів (їх багато у цукрових і в кондитерських борошняних виробах) зменшити до мінімуму, замінивши їх медом і солодкими фруктами та ягодами. Особливо корисний мед. У ньому вміст глюкози і фруктози становить 75 %
(а у винограді – лише 16 %). Пектинові речовини і клітковина мають бути обов’язковими компонентами харчового раціону.

Клітковина не тільки відіграє важливу роль у стимулюванні діяльності кишечнику. Вона потрібна для нормалізування життєдіяльності корисної кишкової мікрофлори, а також для виведення з організму холестерину, радіонуклідів, важких металів. Особливо цінною є клітковина овочів і плодів у поєднанні з пектиновими речовинами.

Пектини – це складні вуглеводи, що містяться в рослинних клітинах.
Багато пектинів у буряках, чорній смородині, яблуках, квасолі, сочевиці, горосі, ячмені – і не тільки у шкірці, а й у всіх клітинах цих рослин. Під час кип’ятіння пектини не руйнуються. У яблуках вміст їх на 100 г речовини – 1 г, у яблучному соку – 0,03 г, у яблучному повидлі – 1,3 г. Рекомендована добова доза пектину – до 10–15 г.

Могутніми антимутагенами і радіопротекторами є вітаміни. Механізми їхньої антирадіаційної дії різноманітні. Ряд вітамінів А, В, С, Е сприяють підвищенню стійкості організму до зовнішнього опромінення.

Вітамін А містять яєчний жовток, сир, морква тощо.

Вітамін В – хліб з висівками, дріжджове тісто тощо.

Вітамін С – смородина, морква, обліпиха, шипшина тощо.

Вітамін Е – олії (соняшникова, кукурудзяна та ін.).

Широкий спектр вітамінів містять пшеничні висівки.

Дуже корисно пити у великій кількості сирі фруктові та овочеві соки, особливо з м’якоттю.

Шляхи антирадіаційного впливу їжі дуже різноманітні.

1. Їжа, багата на антиоксиданти (вітаміни Е, С та ін.), допомагає клітинам позбутися вільних радикалів ще до того, як вони ушкодять гени чи інші життєво важливі частини організму людини.

2. Деякі поживні речовини (калій, кальцій, йод, вітамін В₂, залізо та ін.), що їх називають блокаторами, діють за механізмом заміщення радіоактивних ізотопів відповідно цезію-137, стронцію-90, йоду-131, кобальту-60, плуто-
нію-238, -239 та ін.

3. Деякі харчові волокна (клітковина, пектини тощо) зв’язуються з радіонуклідами, утворюючи нерозчинні сполуки, які виводяться з організму.

4. Їжа, що містить імуностимулятори (цинк, вітамін В₂ та ін.), зміцнює імунну систему.

Зниженню кількості радіоактивних сполук при вживанні м’яса корів, кіз, свиней, птахів тощо, сприяє переведення їх на чисті корми на час, що залежить від періоду виведення конкретного радіонукліда з їх організму. Потрібно
зазначити, що вовна тварин, особливо овець, накопичує радіоактивний пил і не очищується від нього. Радіонукліди, залежно від хімічного складу, накопичуються у відповідних внутрішніх органах тварин.

Радіоактивний пил затримується лісами, садами, лісозахисними смугами, тому в зоні радіоактивного зараження гриби, ягоди, листя, птахи і тварини будуть накопичувати в собі радіонукліди. Заходити в такі лісонасадження та полювати в них не рекомендується. Риба також концентрує в собі радіоактивні речовини, тому рибалка у цих місцях забороняється.

Правила харчування в умовах радіаційного забруднення навколишнього середовища повинні враховувати і останні дослідження вчених, наприклад:

12.08.2005 р. японські вчені з Інституту променевої медицини (місто
Тиба) експериментально довели, що пиво, як і більш міцні алкогольні напої,
здатні послабити ураження організму від радіоактивного випромінювання.

Виявлено, що однієї півлітрової пляшки світлого пива достатньо, щоб на 34 % знизити число хромосомних ушкоджень, котрі виникають після впливу рентгенівських променів або важких частинок, наприклад, іонів водню. На думку вчених, цей ефект досягається завдяки дії біологічно активних сполук та алкоголю. Відомо, що спирт поглинає вільні радикали, що при опроміненні призводять до генетичних порушень.

9. Забезпечення чистої води є найважливішим завданням у період роботи на зараженій території. Додатковими способами очищення звичайної питної води може бути дистиляція (очищення від радіоактивних домішок випаровуванням), заморожування, фільтрація тощо. У період роботи в зоні не бажано обмежувати потребу людей у чистій питній воді. Не треба використовувати солоні продукти, які затримують воду в організмі.

10. Обладнання місць відпочинку особового складу. Розташування палаток, інших інженерних споруд починається після того, як під ними видаляється з метою зниження радіаційного фону верхній шар ґрунту товщиною 20–30 см, який містить радіонукліди. Коли це неможливо, ґрунт накривають матеріалами, які знижують проникну здатність випромінювання (наприклад, бетон, щебінь, незабруднений ґрунт). Якщо захисний матеріал сипучий, його треба утиснути. Товщина шару визначається потужністю випромінювання, яке після утворення захисту повинно бути у межах 10–20 мкрад/год.

11. Подолання нехтування правилами радіаційної безпеки, яке виникає у людини при тривалому перебуванні у зоні радіоактивного зараження.

12. відродження радіаційно забруднених територій може здійснюватися під дією природних факторів – живих організмів, рослин, ґрунтових вод, повітря.

Досвід роботи екологів поблизу японської АЕС «Фукусіма-1» у березні 2011 р. дозволив розробити такі рекомендації:

1. При перебуванні у зоні радіаційної аварії треба взяти із собою: дозиметр, що вимірює накопичену дозу радіації; щільні маски-респіратори для
кожного (марлеві та їм подібні не підійдуть); непромокальні плащі, бажано брезентові; запас поліетиленових накидок, їх рекомендується міняти якнайчастіше; бахіли; рукавиці; головний убір для захисту голови від пилу; окуляри (для захисту очей від потрапляння пилу); великий пензлик; пластикові пакети; повний комплект змінного одягу; спеціальну радіаційну аптечку (за можливістю); люголь, таблетки йодистого калію (0,25); спиртовий розчин йоду.

У зоні зараження треба дотримуватися таких правил:

– дозу і час перебування в зоні визначити заздалегідь для кожної людини;

– маски, чохли і бахіли потрібно надіти заздалегідь;

– дозиметр повинен бути обнуленим перед входом у зону зараження;

– не ходити по воді, намагатися уникати потрапляння бруду і глини на одяг та устаткування;

– не торкатися руками обличчя, не терти очі;

– обладнання, що контактувало з ґрунтом, після кожного використання очищати пензликом;

– по можливості не треба ставити обладнання на землю;

– при пересуванні по зоні зараження на автомобілі вікна повинні бути закриті, а кондиціонер вимкнений;

– вживати можна тільки воду і їжу, принесену ззовні району зараження;

– бажано щодня випивати трохи червоного вина.

Під час роботи у зоні радіаційної аварії потрібно використовувати лікарські препарати.

Радіоактивний йод попадає в організм із подихом, продуктами харчування і водою. Період його напіврозпаду – 8 днів. Він заміщає нормальний йод, що зазвичай накопичується в щитовидній залозі, і може призвести до раку. Тому головне – заповнити щитовидну залозу нерадіоактивним йодом. Поза зоною ризику можна обійтися таблетками йодистого калію або розчином люголю. Розчин люголю можна купити у звичайній аптеці. Пити потрібно по
4–5 крапель 3 рази на день, розчиняючи його в молоці або у воді.

Люголь може мати протипоказання. Стримуватися від його застосування потрібно при підвищеній чутливості до йодованих препаратів, важких захворюваннях нирок і печінки, гіперфункції щитовидної залози. Також його не можна застосовувати вагітним.

Йодистий калій у таблетках по 0,25 грама також продається в аптеках. Приймати його треба по 1 таблетці щодня протягом 10 днів. При роботі в зоні аварії на АЕС йодистий калій потрібно приймати щодня, а потім ще 8 днів після останнього викиду.

Покинувши зону зараження, обов’язково потрібно зробити таке:

– зібрати весь пил із устаткування і штативів;

– зняти і скласти у поліетиленові пакети накидки і бахіли, щільно закрити ці пакети;

– зняти маску;

– помити машину;

– після повернення обов’язково прийняти душ із милом, уникаючи потрапляння змитої води до рота;

– за можливості помити всі предмети одягу і взуття.

Під час екологічних досліджень у зоні радіаційного забруднення потрібно мати з собою: перочинний ніж; телефон супутникового зв’язку; воду в
пляшках; таблетки для стерилізації води; бензин; каністру; похідну аптечку (зі стерильними роздавальними матеріалами); вологі серветки; крем від засмаги; головний убір; теплий одяг (наприклад, вовняні речі для ночівлі); похідні черевики (із захистом щиколоток); непромокальний верхній одяг; спальний мішок; рятувальну ковдру; запас їжі (наприклад, хлібці зі злакових або з високим вмістом цукру); консерви; кишеньковий ліхтар з комплектом запасних батарейок; радіоприймач на батарейках; компас; свисток; невелику лопату; трос для буксирування.

РАДІАЦІЙНА СТІЙКІСТЬ– здатність матеріалів протистояти руйнівному впливу інтенсивного радіоактивного випромінювання.

РАДІАЦІЙНИЙ ЕФЕКТ (радіаційний мутАгенез)– реакція клітин або організму на дію іонізаційних випромінювань. Реєструється за змінами швидкості поділу клітин, кількості мутацій або пошкоджень хромосом, порушенням будови ядра, мітохондрій та ін.

РАДІАЦІЙНИЙ ПОЯС ЗЕМЛІ – частина земної магнітосфери, у якій магнітне поле Землі утримує заряджені частинки з енергією від 200 еВ до сотень мегаелектрон-вольт. Нижня межа радіаційного поясу становить декілька сотень кілометрів над поверхнею Землі. Радіаційний пояс Землі має декілька зон. Внутрішня (І) зона складається переважно із протонів високих енергій
та електронів. Зона (ІІ) характеризується наявністю протонів малих енергій.
У зовнішній зоні (ІІІ) виявлені головним чином електрони. Зона квазізахоплення (ІV) дуже непостійна впродовж деформації магнітосфер сонячним вітром.

РАДІАЦІЙНИЙ ФОН (ПРИРОДНИЙ)– це фон, створений космічним випромінюванням, природними та штучними радіоактивними речовинами, що знаходяться в тілі людини і в навколишньому середовищі. Опромінення від природних джерел переважає інші джерела і є важливим фактором мутагенезу, суттєвого для еволюції живих організмів у біосфері.

РАДІАЦІЯ – електронне і корпускулярне випромінювання, що виникає під час ядерних перетворень.

РАДІАЦІЯ ІОНІЗУЮЧА – електромагнітні та корпускулярні випромінювання, які призводять до іонізації (утворення іонів і вільних електронів) електрично нейтральних атомів і молекул (див. випромінювання іонізуюче, безпека радіаційна).

РАДІАЦІЯ КОРОТКОХВИЛЬОВА (В АТМОСФЕРІ)– умовна назва прямої та розсіяної сонячної радіації в інтервалі довжини хвиль від 200–400 нм до 4 мкм (включає ультрафіолетове, видиме і близьке інфрачервоне випромінювання). Завдяки Р. к. відбувається надходження тепла до Землі.

РАДІАЦІЯ ПРОНИКНА – електромагнітне і корпускулярне випромінювання, які мають властивості проникати й уражати організми.

– порушенням контролю та управління ланцюговою ядерною реакцією ділення в активній зоні реактора;

– утворенням критичної маси під час перевантаження, транспортування та зберігання ТВЕЛів, що вміщують ядерне пальне;

– порушенням тепловідведення від ТВЕЛів.

Під час радіаційної аварії виникає порушення меж безпечної експлуатації з виходом радіоактивних продуктів або іонізуючого випромінювання за передбачені межі у кількостях, що перевищують встановлені для нормальної експлуатації значення.

Максимальна проектна аварія не повинна призводити до недопустимого викиду радіоактивних речовин у навколишнє середовище, при цьому еквіва­лентна доза не повинна перевищувати подвоєну гранично допустиму дозу, встановлену Нормами радіаційної безпеки України (НРБУ) для персоналу. Під час ліквідації наслідків аварії у виключних випадках допускається планове підвищене потрапляння радіонуклідів усередину організму у два рази більше гранично допустимого річного потрапляння у кожному окремому випадку або у п’ять разів більше, ніж протягом усього періоду роботи.

В Україні виділяють три типи аварій на атомних електростанціях: локальну, місцеву та загальну. Під час локальної аварії радіаційні наслідки обмежуються однією будівлею або спорудою, під час місцевої аварії – будівлею і територією АЕС, де можливе опромінення персоналу у дозах, вище допустимих. Під час загальної аварії радіоактивні продукти, що викидаються з реактора, розповсюджуються за межі АЕС. У результаті загальної аварії можливе опромінення населення та радіоактивне забруднення об’єктів навколишнього середовища. Під час розроблення аварійних планів необхідно установити оперативні рівні втручання для евакуації населення.

Такі рівні (нижня та верхня межа) втручання для евакуації населення, наприклад, складають 5 та 50 рад опромінення усього тіла відповідно.

У національних документах з радіаційної безпеки різних країн прийняті різні числові значення рівнів втручання для евакуації (наприклад, у Германії та Великобританії – відповідно 10 та 50 рад).

З радіаційно-гігієнічної точки зору, аварійні ситуації на АЕС за наслідками поділяються на п’ять груп:

– перша – аварії, які не призводять до опромінення персоналу вище гранично допустимої дози (ГДД) 5 бер, окремих осіб населення – вище межі дози (ГД) – 0,5 бер, не супроводжуються забрудненням виробничого та навколишнього середовища, не створюють реальну загрозу переопромінення або забруднення і потребують розслідування причин їх виникнення;

– друга – аварії, внаслідок яких персонал та окремі особи серед населення можуть одержати дози зовнішнього опромінення вище ГДД та граничного рівня (ГР);

– третя – аварії, під час яких було забруднено виробниче або навколишнє середовище вище допустимого рівня (ДР) для персоналу та для окремих осіб населення;

– четверта – аварії, внаслідок яких персонал та окремі особи серед населення одержали дозу зовнішнього та внутрішнього опромінення вище основних дозових меж (вище ГДД та ГД);

– п’ята – аварії, внаслідок яких сталося зовнішнє та внутрішнє опромінення персоналу і населення регіону та забруднення навколишнього середовища.

Аварійна ситуація на Чорнобильській атомній електростанції належить до п’ятої групи аварій.

РАДІОАКТИВНА РЕЧОВИНА – речовина, до складу якої входять природні або штучні радіоактивні ізотопи.

РАДІОАКТИВНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ – іонізаційне випромінювання, що виникає у процесі розпаду радіоактивних ізотопів.

РАДІОАКТИВНЕ ЗАБРУДНЕННЯ БІОСФЕРИ – потрапляння і накопичення радіоактивних речовин (РР) у живих організмах і середовищах їх мешкання: атмосфері, ґрунті, гідросфері. Зумовлено випробовуванням ядерної зброї, викидами ядерних реакторів, використанням РР у промисловості, сільському господарстві, медицині. За даними фахівців, природний радіаційний фон планети збільшився на 30 % за період з 1896 до 1996 рр. і продовжує зростати. Людству слід замислитись над цифрою 2 146. Це кількість ядерних випробувань у збройних силах колишнього СРСР, США, Китаю та інших країн з 1944 до 1993 рр. Ядерні випробування не припинені до теперішнього часу і продовжують негативно впливати на біосферу.

РАДІОАКТИВНЕ ЗАБРУДНЕННЯ МІСЦЕВОСТІ – забруднення місцевості у районі ядерного вибуху (аварії ядерного реактора). До району вибуху відносять забруднену ділянку місцевості у формі півкола з радіусом, що залежить від потужності ядерного боєприпасу, координат центру вибуху, напрямку вітру.

Унаслідок забруднення ґрунту радіоактивними речовинами відбувається їх надходження в наземну рослинність. Загалом за рахунок механічного розподілу, в тому числі і рослинністю, ґрунт втрачає за рік до 2,5 % ⁹⁰Sr (період напіввиведення – 28 років) і 0,7 % ¹³⁷Cs (період напіввиведення – 100 років).

Радіоактивні ізотопи, що знаходяться в ґрунті, як правило, переходять у кореневі системи так само, як і стабільні ізотопи цих елементів. У разі схожості хімічних властивостей стабільних і радіоактивних елементів вони потрапляють у рослину в початкових пропорціях. Так, при вирощуванні рослин на простих неорганічних розчинах, що містять кальцій і стронцій, співвідношення цих елементів зберігається і в рослинах. Міра, в якій стронцій засвоюється рослинами з ґрунту, залежить від його хімічної форми, фізіологічних потреб рослин і фізико-хімічних властивостей. Чим міцніше радіоізотоп фіксується в ґрунті, тим менша його кількість потрапляє в рослину. Так, наприклад, овес, вирощений на піску, накопичував ⁹⁰Sr в декілька разів більше, ніж при зростанні на важкому суглинку. При цьому з глинистого піску надходило 8–10 %, а з важкого суглинку – лише 1 % від усього ⁹⁰Sr, внесеного у ґрунт. Відносне накопичення рослинами різних елементів з ґрунтів виглядає так

 

Sr > I > Ba > Cs, Ru > Ce > Y, Pm, Zr, Nb > Pu.

 

Потрапляючи з ґрунту в рослину, радіоактивні елементи залежно від своїх хімічних властивостей, проникають у наземні частини або затримуються в кореневій системі. Такі ізотопи, як ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs, легко проникають через кореневу систему в усі органи рослини. Такі радіоактивні елементи, як церій, рутеній, цирконій, ітрій, плутоній, накопичуються в основному в кореневій системі.

У процесі переходу ряду радіоактивних речовин з ґрунту в рослини спостерігається важлива особливість, яка полягає в тому, що радіоактивні ізотопи, близькі за хімічними властивостями до стабільних елементів (наприклад, ⁹⁰Sr і Са), засвоюються рослинами меншою мірою. Величина, що показує, наскільки зміниться вміст ⁹⁰Sr щодо кальцію при переході його з ґрунту в рослину, називається коефіцієнтом дискримінації. Він має такий вираз

 

.

Ефект дискримінації знаходить своє пояснення в більш міцній фіксації в ґрунтах стронцію порівняно з кальцієм. Не виключено також і деяке вибіркове (селективне) відношення рослин до цих двох елементів. Зазвичай коефіцієнт дискримінації міняється залежно від міри насиченості ґрунту стабільним кальцієм, вигляду рослин, періоду їх розвитку. Для більшості рослин цей коефіцієнт за ⁹⁰Sr знаходиться у межах 0,8–1,0. Інтенсивність накопичення радіоактивних речовин рослинами може бути зменшена при внесенні до ґрунту, що
містить малі кількості стабільних аналогів, мінеральних добрив. Так, інтенсивність накопичення ⁹⁰Sr в рослинах зменшується при збагаченні ґрунту
кальцієм.

Другий шлях можливого надходження радіоактивних речовин до рослини полягає в поглинанні їх через поверхню наземних органів. При потраплянні на листя радіоізотопів вони проникають у внутрішню структуру в місці зіткнення, а потім переміщаються і до інших органів рослини. Рутеній і церій затримуються в основному поблизу від місця первинного нанесення. Стронцій і йод пересуваються по рослині досить швидко і вже через 90 год. виявляються у всіх органах рослин. Особливо високою рухливістю відзначається ¹³⁷Cs.

Внаслідок випадання на земну поверхню радіоактивних опадів забруднення зазнає вся наземна рослинність. Рівні накопичення в ній радіоактивних речовин зумовлені, з одного боку, щільністю випадання, а з іншого – умовами зростання. Так, багаторічні лугові трави можуть накопичувати більшу кількість радіоактивних речовин, ніж однолітні сільськогосподарські культури. Важливе значення в накопиченні радіоактивних продуктів має площа поверхні рослини, форма її будови. Так, форма суцвіть пшениці сприяє максимальному утриманню найдрібніших аерозолів, що випадають.

У лісовій зоні найбільшу здатність затримувати радіоактивні речовини мають хвойні породи дерев, що пов’язано з повільною зміною голок. Листяні породи дерев у середній смузі щорічно скидають свій покрив, тому міра накопичення в цьому випадку меншає.

Внаслідок забруднення лугових трав радіоактивними продуктами вони потрапляють в організм тварин елементарним шляхом. При потраплянні заб­рудненої рослинної їжі в шлунково-кишковий тракт сільськогосподарських
тварин ефективно поглинаються цезій, йод, фосфор, стронцій. Церій, ітрій, прометій та ін. потрапляють у кровообіг у незначній кількості. Радіоактивні ізотопи, що потрапили у кровообіг, розподіляються по різних органах і тканинах: стронцій, плутоній, ітрій, радій концентруються в скелеті, цезій – у м’язах, йод – у щитовидній залозі, рутеній – у нирках тощо. Виводяться вони з організ­му тварини з характерним для кожного ізотопу періодом напіввиведення. При всмоктуванні зі шлунково-кишкового тракту стронцію і кальцію у тварин спос­терігається дискримінація радіоактивного стронцію. Згідно з матеріалами наукового комітету ООН, величина зазначеного коефіцієнта становить у середньому 0,23. Радіоактивні елементи виводяться з організму тварин з калом і сечею. Встановлена присутність їх в молоці (наприклад ¹³¹I). При виділенні ⁹⁰Sr з молоком відмічається дискримінація його щодо кальцію. Коефіцієнт дискримінації в ланці «рослинна їжа тварин – молоко» становить близько 0,12–0,24. Вказані коефіцієнти дискримінації можуть істотно мінятися залежно від характеру харчування тварин, їх фізіологічного стану тощо. Тому ці величини мають
орієнтовний характер.

РАДІОАКТИВНЕ ЗАБРУДНЕННЯ РАН – ступінь забруднення пораненої (опікової) та інших поверхонь продуктами ядерного вибуху (продуктами ядерного поділу). Інакше кажучи, це потужність поглинутої дози з так званої «накопиченої густини» забруднення пораненої (опікової) поверхні. Її розраховують на основі даних про час перебування на місцевості, забрудненій продуктами ядерного вибуху, час, що пройшов з моменту радіоактивного забруднення пораненої (опікової) поверхні до моменту її спеціальної обробки, а також
даних про потужність експозиційної дози забруднення території за гамма-випромінюванням.

Безпечним ступенем радіоактивного забруднення шкіряного покриву, пораненої, опікової поверхні в умовах війни є потужність експозиційної дози до 50 мР/год. Більша, ніж 50 мР/год, доза свідчить про радіоактивне забруднення пораненої (опікової) поверхні і потребує спеціальної обробки. Можна вважати, що накопичена густина забрудненої пораненої поверхні до 100 мкКі/(год·см²)
є малою, а більше 100 мкКі/(год·см²) – значною, тому необхідна термінова
хірургічна обробка з метою видалення продуктів ядерного вибуху.

РАДІОАКТИВНИЙ РОЗПАД – процес самовільного розщеплення ядер атома, в результаті якого випромінюється частинка і (або) фотон. Ядра ізотопів, зазнавши самовільного розпаду, перетворюються на ядра атомів інших елементів.

РАДІОАКТИВНІ ВІДХОДИ – це вироби, матеріали, речовини і біоло­гічні об’єкти, забруднені радіоактивними речовинами в кількості, яка перевищує величини, встановлені чинними нормами і правилами; вони не підлягають подальшому використанню в даному виробництві та в експериментальних
дослідженнях.

Радіоактивні відходи, що утворюються на різних стадіях паливного циклу, значно розрізняються за кількістю, хімічним та ізотопним складом, рівнем активності та агрегатним станом. Розглянемо основні джерела утворення відходів на підприємствах паливного циклу, їх класифікацію і технологію переробки.

Радіоактивні відходи, що утворюються при отриманні урану і виробництві ТВЕЛів. При добуванні урану радіоактивними відходами є повітряні викиди з шахт, що містять аерозолі та радіоактивні гази, зокрема радон.

Радон виділяється при подрібненні породи і дифундує в повітря шахт. Для забезпечення допустимих концентрацій радону необхідна інтенсивна вентиляція шахт.

При потраплянні ґрунтових вод до шахти утворюються рідкі радіоактивні відходи, що містять уран, радій і продукти їх розпаду. Ці води періодично відкачують з шахт в спеціальні басейни для подальшої переробки.

Технологія добування і збагачення руд матеріалів, що діляться, включає такі процеси, як дроблення, подрібнення, вилуговування і фільтрація. Як відомо, вміст урану в уранових рудах невеликий, тому велика частина переробленого рудного матеріалу скидається в хвости, які у вигляді пульпи віддаляються в спеціальні ставки, – пульпосховища. Після того, як в сховищах тверді частин­ки осядуть на дно, освітлений розчин повертають для повторного використання в процесі вилуговування. В оборотному розчині містяться хімічні реагенти,
деяка кількість ізотопів урану, а також ²²⁶Rа і ²³⁰Th. Багато короткоживучих
радіонуклідів розпадаються за час переробки, а з довгоживучих найбільшу небезпеку представляє радій. В 1 т уранової руди може міститися близько 0,5 міліграма радію. В оборотних розчинах після витягання урану міститься 4·10^–9 Кі/л ²²⁶Rа і близько 100 мгр/л U₃О₈. При содовому вилуговуванні у скидному розчині міститься 2·10^–9 Кі/л ²²⁶Rа і 9 мгр/л U₃О₈. Частина оборотного розчину періодично скидається з пульпосховища, оскільки в цикл додається деяка кількість свіжих розчинів.

У процесі переробки уранових концентратів методами хімічного
осадження і перекристалізації, екстракції, іонного обміну, з використанням
летких сполук урану та ін. утворюються рідкі відходи різного хімічного складу. За ізотопним складом вони аналогічні скидним розчинам збагачувальних фабрик, але містять менше радію.

На субліматних і дифузійних заводах утворюються йодні хвости, до складу яких входять уран і газові викиди, що містять гексафторид урану і аерозолі. Виробництво твелів з природного і збагаченого урану пов’язане з утворенням відходів у рідкому, газоподібному і твердому вигляді, трохи забруднених ураном і його дочірніми продуктами. Це, в основному, забруднений метал, стружка тощо. Витягнутий з таких відходів уран повертають у цикл.

Відходи, що виходять у процесі очищення поверхні металу і складаються зі слабких розчинів кислот (азотної, фтористоводневої), що містять невелику кількість розчиненого урану. Твердими відходами на початковій стадії ядерного паливного циклу є також відпрацьовані фільтруючі матеріали, шлами, арматура, що вийшла з ладу, а також частини устаткування, сальники і прокладки, обтиральний матеріал тощо.

Відходи початкової стадії ядерного паливного циклу не являють собою джерела великої активності, проте необхідно враховувати, що основними джерелами радіоактивності тут є α-випромінювачі. Крім того, значний об’єм складають хвости від переробки уранової руди. Так, за даними експертів, у США до 1972 р. було накопичено близько 90 млн т подібних відходів.

Радіоактивні відходи, що утворюються при роботі реакторів. Утворення радіоактивних відходів при експлуатації реакторних установок пов’язане з реакціями розщеплювання ядер урану, плутонію і з іншими ядерними взаємодіями, що призводять до отримання радіонуклідів. Навіть при достатній герметичності оболонок ТВЕЛів деяка частина летких продуктів ділення (РБГ, йод, тритій) може просочуватися в теплоносій і розподілятися по циркуляційному контуру АЕС, забруднюючи теплоносій і устаткування. Абсолютної герметичності ТВЕЛів добитися неможливо (припустимою вважається наявність в середньому до 0,1 % негерметичних ТВЕЛів у завантаженні реактора), тому в контур потрапляють не тільки радіоактивні гази, але й інші радіонукліди (¹³⁷Cs, ¹⁴⁰Ba, ¹³¹I). Через негерметичність циркуляційного контуру радіоактивний теплоносій може потрапити до приміщення АЕС і розповсюдитися далі, забруднюючи як територію АЕС, так і навколишнє середовище.

Природно, що велика частина радіоактивних продуктів ділення затримується в твелах і після витримки в басейні вивозиться зі станції для подальшої переробки на радіохімічних заводах. Проте, незважаючи на передбачені захисні бар’єри на шляху виходу радіоактивних речовин, при експлуатації АЕС обов’язково утворюються рідкі, тверді та газоподібні радіоактивні відходи.

На АЕС з газовим охолоджуванням теплоносій фільтрується для видалення твердих частинок і радіоактивних аерозолів. У разі охолоджування реактора повітрям істотну радіологічну небезпеку являє собою ізотоп ⁴¹Ar. При охолоджуванні гелієм в результаті активації може утворюватися тритій.
Охолоджування вуглекислим газом обумовлює поява радіонукліда ¹⁴C. Усі
ці нукліди можуть бути присутніми в повітряних викидах з АЕС.

На АЕС з реакторами, що охолоджуються водою, можливостей утворення рідких викидів істотно більше, особливо на станціях, що працюють за одноконтурною схемою.

При нормальній роботі киплячого реактора основними радіонуклідами у відходах є ізотопи Mn, Cr, Fe та інших і гази (¹³N, ¹⁶N, ¹⁹Ne), які несуться з реактора з парою і потім з конденсаторів турбін скидаються ежектором у витяжну трубу. У результаті поверхневого забруднення оболонок ТВЕЛів ураном у теплоносії також з’являється незначна кількість продуктів ділення. При нормальній роботі реактора активність теплоносія становить до 10 Кі/л.

У разі пошкодження оболонок твелів рівень активності може істотно зрости (до 10 Кі/л і більше) внаслідок виходу продуктів ділення.

У цілому, на АЕС утворюються такі основні види рідких радіоактивних викидів: води від спорожнення і від протікання циркуляційного контуру і окремого обладнання; води розпушування і промивання сорбентів систем очищення теплоносія; води від спорожнення басейнів витримки ТВЕЛів; води від обмивання приміщень; дезактиваційні розчини; розчини від регенерації іонітів конденсатоочищення; душові води; викиди радіохімічної лабораторії. За своїм хімічним і радіохімічним складом ці води можуть істотно розрізнятися, і відповідно розрізняється технологія їх переробки.

У дезактиваційних і скидних водах реакторів, де як теплоносій використовують сплав «свинець – вісмут», може міститися радіоактивний полоній.

Тверді радіоактивні відходи на АЕС всіх типів утворюються при ремонті арматури, трубопроводів, устаткування первинних датчиків КІП, заміні фільтрів очищення води та повітря, а також заміні фільтруючих матеріалів. До них належать використані лабораторний посуд, захисний одяг, інструменти, папір, ганчірки та ін. Переведені в процесі технологічної обробки у твердий стан рідкі радіоактивні концентрати і шлами також є твердими відходами.

Радіоактивні відходи, що утворюються при переробленні ядерного палива. Відходи високого рівня активності утворюються в основному на радіохімічних виробництвах, що переробляють відпрацьоване ядерне паливо різних реакторів і АЕС. Високоактивні відходи радіохімічних виробництв складають,
як правило, менше 1 % загальної кількості рідких радіоактивних викидів. Але саме в них сконцентровано 99 % продуктів ділення, що містяться у відпрацьованому ядерному паливі. Кількість високоактивних відходів, що утворюються при переробленні 1 т відпрацьованого ядерного палива, залежить в основному від прийнятої на заводі технологічної схеми переробки (наявність у ній операцій концентрації, нейтралізації тощо) і коливається у досить широких межах.

Суміш продуктів ділення у високоактивних відходах складається приблизно з 35 хімічних елементів: близько 90 радіонуклідів – продуктів ділення і 120 радіонуклідів первинних продуктів ділення, що утворюються в результаті радіоактивного розпаду.

Газоподібні та леткі продукти ділення вивільняються як при розчиненні ядерного палива, так і на подальших стадіях його перероблення. Основні складові газоподібних відходів – ізотопи йоду, криптону і ксенону. Окрім продуктів ділення, важливою складовою відпрацьованих ТВЕЛів є трансуранові елементи, що накопичуються в них (окрім плутонію, головним чином, це ізотопи америцію і кюрію). Внаслідок високої α-активності і великих періодів напіврозпаду цих ізотопів вони, залишаючись у відходах, мають небезпеку протягом тривалого часу.

Тверді відходи радіохімічних виробництв аналогічні відходам інших виробництв паливного циклу і виявляються забруднювачами інструментів, матеріалів, арматури, трубопроводів, устаткування та ін. Проте, в деяких випадках у твердих відходах радіохімічних заводів міститься деяка кількість урану і плутонію, що є цінними матеріалами. Тому перероблення цих відходів передбачає повернення їх до основного технологічного циклу, скорочуючи тим самим втрати урану і плутонію.

У майбутньому проблема видалення твердих відходів ускладниться через необхідність локалізації радіохімічних заводів і ядерних реакторів, що відслужили свій термін, усі ці установки будуть сильно забруднені, тому їх демонтаж і поховання нададуть значних труднощів.

РАДІОАКТИВНІ ЕЛЕМЕНТИ – хімічні елементи, усі ізотопи яких радіоактивні.

РАДІОАКТИВНІ ІЗОТОПИ – радіоактивні атоми з однаковим числом протонів у ядрі і різним числом нейтронів (наприклад, радіоактивний ізотоп йоду – йод-125, йод-127 та ін.). Здатні самовільно розпадатися з виділенням певної кількості енергії випромінювання певного виду і кількості частинок за певний час. Ядра ізотопів у процесі самовільного розпаду перетворюються на ізотопи з іншим числом нейтронів або ядра атомів інших елементів.

РАДІОАКТИВНІ МІНЕРАЛИ – мінерали, що вміщують радіоактивні елементи у кількостях, які значно перевищують їх середній вміст у земній корі.

РАДІОАКТИВНІ ПРЕПАРАТИ У МЕДИЦИНІ – радіоактивні ізотопи або їх сполуки з різними неорганічними або органічними речовинами, що застосовуються для діагностики пухлин.

РАДІОАКТИВНІ РЯДИ – послідовний ряд радіоактивних ізотопів, утворених один з одного в результаті радіоактивного розпаду.

РАДІОАКТИВНІСТЬ – здатність атомів до перетворення, яке супроводиться випромінюванням. На процес такого перетворення не можна вплинути ззовні. Його називають радіоактивним розпадом.

При радіоактивному розпаді відбувається випромінювання трьох типів:

1)α-випромінювання, що являє собою α-частинки, тобто ядра гелію. Внаслідок наявності позитивного заряду α-частинки відхиляються електричним і магнітним полями. Швидкість, з якою вилітають α-частинки, становить близько 10⁷ м/с;

2)β^–-випромінювання, яке являє собою електрони, що мають швидкість від 10⁸ до 0,999 м/с. Внаслідок наявності негативного заряду електрони відхиляються електричними і магнітними полями у протилежний бік порівняно з
β⁺-частинками;

3)γ-випромінювання, що являє собою електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі приблизно 10^–12 м і відповідною частотою близько 10²⁰ Гц. Воно не відхиляється електричними і магнітними полями.

При штучних перетвореннях ядер можуть виникати ізотопи, що випускають радіоактивне випромінювання четвертого типу. Це β⁺-випроміню­вання. Воно являє собою позитрони, тобто частинки, які відрізняються від електронів тільки знаком заряду («позитивні електрони»).

З відомих до теперішнього часу приблизно 1 700 видів ядер близько
270 являють собою стабільні нукліди і майже 1 430 – нестабільні. У природі переважають парно-парні ядра (з парним числом протонів і нейтронів); вони виявляються особливо стабільними.

З випущенням α-частинок розпадаються тільки ядра з великим масовим числом А (А > 200). При α-розпаді масове число, очевидно, меншає на 4, а заряд ядра – на 2 одиниці.

β-випромінювання випускають ядра з відносним надлишком нейтронів. Електрон виникає внаслідок перетворення нейтрона на протон

нейтрон → протон + електрон+антинейтрино.

 

Антинейтрино (так само, як і нейтрино) не має ні маси спокою, ні заряду. Воно відносить частину енергії розпаду. Внаслідок цього, β^–-частинки, що
виникають при розпаді, мають неоднакову енергію. У таблицях у більшості випадків зазначається максимальна енергія W_m. Найімовірніша енергія становить близько W_m/3. Оскільки при β^–-розпаді випускається електрон, заряд ядра зростає на одиницю, а масове число не змінюється.

β⁺-випромінювання випускається ядрами з відносним надлишком протонів. Позитрон виникає внаслідок перетворення протона на нейтрон

протон → нейтрон+позитрон+нейтрино.

Нейтрино не має ні маси спокою, ні заряду, воно відносить частину
енергії розпаду. β⁺-частинки, що виникають при розпаді, мають неоднакову
енергію.

Оскільки при β⁺-розпаді випускається позитрон, нове ядро має на одиницю менший заряд і таке саме масове число.

Випущення γ-квантів супроводить α- або β-розпад, після якого в ядрі здійснюється перебудова: ядро переходить зі збудженого стану в стан із
меншою енергією. При цьому заряд ядра і масове число залишаються незмінними.

РАДІОБІОЛОГІЯ – наука, що вивчає вплив іонізуючого випромінювання різної природи на біологічні об’єкти.

РАДІОГЕОЛОГІЯ – галузь геології, що вивчає закономірності природних ядерних перетворень у речовині Землі та їх виявлення у геологічних процесах.

РАДІОГІДРОГЕОЛОГІЯ – галузь гідрогеології, що вивчає природні радіоактивні води, розповсюдження і умови формування та їх зв’язок з родовищами радіоактивних корисних копалин.

РАДІОГРАФІЯ – одержання фотографічних зображень структури радіоактивного об’єкта, або об’єкта, що просвічується випромінюванням радіоак­тивних елементів.

РАДІОЕКОЛОГІЯ – наука, що вивчає особливості існування живих
організмів та їх спільнот в умовах наявності природних радіонуклідів і техногенного радіоактивного забруднення. Існує два найважливіших напрями в
радіоекології: 1) вивчення міграції радіонуклідів в екосистемах та їх компонентах (ґрунті, рослинному покриві, спільнотах тварин) і 2) дослідження впливу іонізуючого випромінювання на біоту і людину.

РАДІОЗАХИСНІ ЗАСОБИ (радіопротектори) – речовини, введення яких в організм або поживне середовище під час дії іонізаційних випромінювань зменшує радіаційний ефект, зокрема, підвищує радіостійкість організму.

РАДІОІЗОТОПНА ДІАГНОСТИКА – застосування радіоактивних ізотопів і мічених сполук для дослідження органів і систем людини.

РАДІОЛІЗ(молекул)– розпад молекул під дією радіації.

РАДІОЛОГІЧНА ЗБРОЯ – використання радіоактивних відходів у складі звичайних боєприпасів (наприклад, у складі крилатих ракет, авіаційних бомб тощо). Радіологічна зброя являє собою спеціально виготовлене радіоактивне начиння звичайних бомб або резервуарів, звідки вона розсіюється по місцевості після вибуху. Але в процесі випробувань з’ясувалося, що штучні радіонукліди поводяться зовсім не так, як ізотопи, що утворюються після атомного вибуху. Вони існують набагато довше і мігрують з вітрами, дощами, підземними водами і тваринами, накопичуючись у тілі останніх і в рослинах. Якщо, наприклад, 1 т кобальту-60 рівномірно розподілити по поверхні Землі, загальний рівень радіоактивності підвищиться у 10 разів, але життя на планеті все ж збережеться. Якщо 1 т цих штучних радіонуклідів зосередити на ділянці розміром 1 000´1 000 км, тобто на 1 млн км², то рівень радіації всередині неї буде смертельно небезпечним не одну сотню років (для порівняння: площа України становить 604 тис. км²). Отже, радіологічна зброя – справа обопільна, і тому офіційні дослідження з її створення майже не ведуться, хоч і не припинені зовсім.

РАДІОЛЮМІНЕСЦЕНЦІЯ – люмінесценція, збуджена дією ядерного випромінювання (електронів, протонів, нейтронів, α-частинок, γ-випроміню­вання та ін.).

РАДІОМЕТРИЧНИЙ КОНТРОЛЬ – контроль, що проводиться з метою попередження переопромінення людей, які працюють у сфері джерел іонізуючого випромінювання. Такий контроль дозволяє своєчасно виявити джерела іонізуючого випромінювання і ступінь забруднення ними поверхонь різних об’єктів, води, повітря тощо. На основі даних радіометричного контролю встановлюються сумарні дози опромінення. Для мирного та воєнного часу виробляються і затверджуються дози опромінення (за γ-випроміню­ванням), що не призводять до зниження працездатності (боєздатності). Це так звані «дози виправданого ризику» під час надзвичайних обставин у мирний та воєнний час. Наприклад, в умовах війни за перші чотири доби допустима поглинена доза – не більше 50 рад. За 10–30 діб – не більше 100 рад.

РАДІОМІМЕТИКИ– хімічні речовини, схожі за біологічною дією з
іонізуючою радіацією.

РАДІОНУКЛІД– хімічний елемент, схильний до радіоактивного
розпаду.

РАДІОПРОТЕКТОРИ– речовини хімічного або біологічного поход­ження, введення яких в організм ссавців до опромінення значно знижує вражаючу дію променевого фактора. Захисна дія радіопротекторів виявляється і під час дрібного багатократного введення після опромінення.

РАДіОРЕЗИСТЕНТНіСТЬ – стійкість до дії радіації.

РАДіОСЕНСИБіЛіЗАТОР– речовина, що посилює радіаційні ефекти.

РАДІОСЕНСИБІЛІЗАЦІЯ – підвищена радіочутливість біологічних об’єктів, викликана агентами різної природи, що застосовуються до або під час опромінення.

РАДІОСТІЙКІСТЬ– ступінь стійкості організму до дії іонізуючого
випромінювання.

РАДІОТЕРАПІЯ– застосування іонізуючого випромінювання з ліку­вальною метою.

РАДіОТОКСИНи– стабільні хімічні сполуки, що виникають при опроміненні живих клітин, здатні спричинити подальші пошкодження в організмі.

Радіотоксичність– властивість радіоактивних ізотопів спричиняти певні патологічні зміни при потраплянні їх в організм.

Ступінь радіотоксичності значною мірою зумовлена видом радіоактивного перетворення. При α-розпаді еквівалентна доза – бер (з урахуванням коефіцієнта якості), при одній і тій самій активності, в органі або тканині буде у 20 разів більше порівняно з еквівалентною дозою при β-розпаді. Отже, променеве ураження тканини або органа, що опромінюється α-частинками, буде більш
вираженим, тобто α-випромінювач порівняно з β-випромінювачем радіоток­сичніший.

Рівень середньої енергії одного акту розпаду має значення у величині дози, що створюється. Так, наприклад, поглинена доза від ¹⁴С з енергією одного акту розпаду 0,053 МеВ буде набагато меншою порівняно з дозою, що створюється при розпаді ³²Р, середня енергія β-випромінювання якого становить 0,68 МеВ.

У тому випадку, коли ізотоп при радіоактивному перетворенні дає початок новій радіоактивній речовині, сумарна поглинена доза може значно перевищувати величину поглиненої дози, відповідної одному, першому акту розпаду ланцюга. Це, звичайно, підвищує радіотоксичність елемента.

Як зазначалося вище, існують три різних шляхи надходження радіоактивних речовин в організм: через повітря, забруднене радіоактивними речовинами, через шлунково-кишковий тракт і шкіру, через очі. Найнебезпечніший
перший шлях. Це зумовлено двома причинами: по-перше, великим об’ємом легеневої вентиляції (об’єм повітря, що вдихається професійними працівниками за години роботи, приймається рівним 2,5·10⁶ л/рік; об’єм повітря, що вдихається дорослою людиною, приймається рівним 7,3·10⁶ л/рік, а споживана кількість води, що входить до складу харчових продуктів або потрапляє у вигляді рідини – 800 л/рік); по-друге, більш високими значеннями коефіцієнтів засвоєння, що характеризують частину радіоактивних речовин, що відклалися в
організмі щодо загальної активності, що потрапила всередину.

Пилові частинки, на яких сорбовані радіоактивні ізотопи, при вдиханні повітря проходять через верхні дихальні шляхи і частково осідають у порожнині рота і носоглотці. Звідси пил потрапляє до травного тракту. Інші частинки проникають у легені. Міра затримки аерозолів у легенях залежить від їх дисперсності. Великі частинки, розміри яких перевищують 1 мкм, ефективно затримуються у верхніх дихальних шляхах; в легенях затримується близько 20 % всіх частинок; при зменшенні розмірів аерозолів затримується до 70 % частинок.

При всмоктуванні радіоактивних речовин зі шлунково-кишкового тракту має значення коефіцієнт резорбції, який характеризує відсоток речовини, що потрапляє із шлунково-кишкового тракту в кров.

Залежно від природи і хімічної форми ізотопу, що потрапляє в організм, коефіцієнт резорбції змінюється у широких межах: від сотих частин процента (для цирконію, ніобію, рідкоземельних елементів, актинідів) до декількох процентів (бісмут – 1 %, барій – 5 %, полоній – 6 %), десятків процентів (ферум – 10 %, кобальт, стронцій, радій – до 30 %) і 100 % (гідроген, лужноземельні
елементи).

Резорбція через непошкоджену шкіру в 200–300 разів менше, ніж через шлунково-кишковий тракт, і, як правило, не відіграє істотної ролі. Винятком є ізотоп гідрогену – тритій, що легко проникає в кров через шкіру навіть за звичайних умов.

При потраплянні радіоактивних речовин в організм будь-яким шляхом вони вже через декілька хвилин виявляються в крові. Якщо надходження радіоактивних речовин було неодноразовим, то концентрація їх у крові спочатку зростає до якогось максимуму, а потім протягом 15–20 діб знижується. Кон­центрація в крові довгоживучих ізотопів надалі може утримуватися практично на одному рівні протягом тривалого періоду внаслідок зворотного вимивання
речовин, що відклалися. У цьому разі концентрація радіоактивних ізотопів у
крові (за рідкісним винятком) зазвичай менша питомої активності окремих
тканин.

За характером розподілу в організмі людини радіоактивні речовини можна умовно розділити на три групи:

1) що відкладаються переважно у скелеті (остеотропні ізотопи). До них належать кальцій, стронцій, барій, радій, ітрій, цирконій і цитрати плутонію;

2) що концентруються у печінці (до 60 %); з іншої кількості в скелеті відкладаються до 25 %. Наприклад, церій, лантан, прометій, плутоній;

3) що рівномірно розподіляються по органах і системах: гідроген, карбон, інертні гази, ферум, полоній тощо; з тенденцією до деякого накопичення у м’язах: калій, рубідій, цезій; з тенденцією до накопичення у ретикулоендотеліальній системі (селезінці, лімфатичних вузлах тощо): ніобій, рутеній. Особливе місце займає радіоактивний йод. Він селективно відкладається у щитовидній залозі, причому питома активність тканини щитовидної залози може перевищувати таку активність інших органів у 100–200 разів.

Час перебування випромінювача в організмі, насправді, визначає час опромінення тканин, в яких локалізований ізотоп. Цей час залежить, по-перше, від періоду напіврозпаду ізотопу, а, по-друге, – від швидкості його виведення з організму, яка характеризується періодом напіввиведення, тобто часом, протягом якого з організму виводиться половина введеної радіоактивної речовини. Для кількісної характеристики швидкості зникнення радіоактивної речовини з організму (а вона залежить від швидкості розпаду і виведення) використовується похідний показник – ефективний період напіввиведення (Т_еф) – час, протягом якого активність ізотопу в організмі зменшується вдвічі.

Ефективний період для різних радіоактивних ізотопів відзначається
широким різноманіттям: від декількох годин (наприклад, для ²⁴Na, ⁶⁴Cu) і днів (для ¹³¹I, ³²P, ³⁵S) до десятків років (для ²²⁶Ra, ⁹⁰Sr). Природно, що чим довший ефективний період напіввиведення ізотопу, тим вищою є міра його радіотоксичності, оскільки сумарна доза за інших рівних умов зростає зі збільшенням Т_еф.

Терміни надходження радіоактивних речовин в організм мають значення при оцінці міри радіотоксичності у зв’язку з тим, що в багатьох випадках коефіцієнти засвоєння ізотопів дуже малі. Тому навіть нещасний випадок заковтування радіоактивної речовини може закінчитися благополучно. При хронічному надходженні ізотопу в організм можливе накопичення небезпечної (або навіть смертельної) кількості випромінювача.

Складне поєднання цих чинників, що