Ионизирующие излучения в сельскохозяйственной практике

В сельскохозяйственной практике все чаще применяют технологические процессы, основанные на использовании различного вида лучистой энергии, в том числе и радиоактивных излучений. Так, с целью обогрева и повышения продуктивности животных и особенно молодняка применяются инфракрасные и ультрафиолетовые лучи. Для оценки плодородия почв и эффективности удобрений, а также для контроля качества сварных швов и отливок используются радиоактивные изотопы. Радиоактивные излучения позволяют вести эффективную борьбу с вредными насекомыми, осуществлять стерилизацию пищевых продуктов и др. Широко используется рентгеновское излучение для диагностики заболеваний сельскохозяйственных животных, а также для рентгеноскопии отдельных конструкций и деталей машин.

Все виды лучистой энергии отрицательно действуют на организм человека, если их интенсивность превышает пороговые значения. Воздействие рентгеновского и радиоактивного излучений (об инфракрасных и ультрафиолетовых лучах говорилось ранее) может быть внешним, когда источник излучения находился вне организма, внутренним, когда источник излучения находится внутри организма, и комбинированным. При этом облучение может оказать общее действие на организм, особенно на кровь и кроветворные органы, и местное, преимущественно на кожу.

В зависимости от условий и интенсивности облучения поражение организма человека может быть острым (импульсивное действие излучения высокой интенсивности) и хроническим (кумулятивное действие излучения относительно небольшой интенсивности). В некоторых случаях возможно и отдаленное проявление действия ионизирующих излучений, т. е. появление в последующих поколениях наследственных заболеваний различного характера.

Биологическое действие ионизирующих излучений связано с их высокой химической активностью, приводящей к разрыву любых нормальных химических связей в молекулах и зарождению активных центров радиохимических реакций, в результате которых образуются новые химические соединения, не свойственные здоровой ткани.

Первые признаки поражения ионизирующими излучениями, проявляемые спустя определенный период (латентный) с момента облучения, — это головные боли, ухудшение аппетита, нарушение сна, сухость кожи. Более тяжелые поражения сказываются в виде расстройства пищеварения, сердечно-сосудистых изменений, кровоточивости, ломкости ногтей. И наконец, при серьезных поражениях организма выпадают волосы, нарушается деятельность половых органов, происходят кровоизлияния в сердечной мышце и сосудах головного мозга.

Тяжесть поражения зависит от вида и энергии ионизирующего излучения, облучаемого участка организма, продолжительности облучения, индивидуальной чувствительности к различным видам излучений и некоторых других факторов.

Энергия ионизирующего излучения представляет собой только его количественную характеристику и измеряется в джоулях (джоуль — энергия ионизирующего излучения, эквивалентная механической работе 1 Дж). Биологическое действие излучения зависит как от величины его энергии, так и от того, какая часть общей энергии излучения поглощается организмом и непосредственно вызывает отрицательные изменения в организме. Эта часть энергии излучения получила названия поглощенной дозы и измеряется в джоулях на килограмм (джоуль на килограмм — доза излучения, при которой массе облученного вещества 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж).

Различные виды излучений (альфа-, бета-, гамма-лучи, нейтронное излучение и др.) оказывают на организм неодинаковое действие. Это объясняется их неодинаковой проникающей способностью, т. е. одна и та же поглощенная доза вызывает различный биологический эффект. Поэтому для сравнения биологического действия излучений введен коэффициент относительной биологической эффективности, который, например, для гамма-лучей, рентгеновских лучей и др. равен 1, тепловых нейтронов— 3, альфа-частиц, протонов и др.—10, многозарядных ионов —20 и т. д. Отсюда следует, что биологическая эффективность воздействия тепловых нейтронов в 3 раза больше, чем рентгеновских лучей, но в 3,3 раза меньше, чем альфа-частиц, и т.д. Таким образом, биологическая доза любого вида излучения определяется как произведение поглощенной дозы (в Джкг) на величину коэффициента относительной биологической активности данного вида излучения и называется эквивалентной дозой облучения.

Биологическое воздействие излучений оказывается различным в зависимости от того, какой орган преимущественно подвергается облучению, особенно при внутреннем облучении, когда радиоактивные изотопы накапливаются в том или другом органе. Поэтому в зависимости от степени последствий для здоровья человека при облучении все человеческие органы условно разделены на четыре группы (группы критических органов):

1 группа — все тело, гонады, красный костный мозг;
2 группа — мышцы, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к группам;
3 группа — костная ткань, щитовидная железа и кожный покров (кроме кожи кистей, предплечий, лодыжек и стоп);
4 группа — кисти, предплечья, лодыжки и стопы.

Продолжительность облучения также имеет большое значение. При одной и той же суммарной эквивалентной дозе воздействие облучения на организм тем слабее, чем больше его продолжительность, т. е. чем больше эффект растягивания дозы. Поэтому при оценке степени облучения необходимо указывать и период времени (день, неделя, квартал, год), за который была получена та или иная эквивалентная доза.

Индивидуальные особенности организма с точки зрения поражаемое ионизирующими излучениями связаны с возрастом и состоянием здоровья человека. Наиболее устойчивые к облучению здоровые люди в возрасте от 25 до 50 лет. Заболевания внутренних органов и центральной нервной системы резко снижают сопротивляемость организма к облучению. Предельно допустимые дозы ионизирующих излучений устанавливаются Нормами радиационной безопасности.

Категория облучаемых лиц обусловливает степень или возможность облучения работников предприятий, где используются ионизирующие излучения и радиоактивные вещества. Санитарными правилами работы с ионизирующими излучениями устанавливаются три категории облучаемых лиц:

категория А — персонал, т. е. профессионально облучающиеся лица, работающие непосредственно с ионизирующими излучениями;
категория Б — отдельные лица из населения, т. е. лица, работающие в смежных помещениях и в помещениях, где ведутся работы с ионизирующими излучениями, но не занятые непосредственно работой с ними;
категория В — население в целом, т. е. все облучаемые возрастные группы, живущие на территории, граничащей с санитарно-защитной зоной предприятия, использующего ионизирующие излучения и радиоактивные вещества.

Облучение населения в целом в основном является внешним и действует на все группы критических органов одновременно. Поэтому для данной категории облучаемых лиц (категории В) устанавливается наименьшее значение предельно допустимой дозы облучения, которая суммарно за время, равное году, не должна превышать 0,0005 Джкг. Для измерения ионизирующих излучений применяются специальные дозиметрические и радиометрические приборы для измерения альфа-, бета- и гамма-излучений, микрорентгенометр для измерения рентгеновского и гамма-излучений, радиометр для измерения потока нейтронов и др. Для постоянного контроля за степенью облучения рентгеновским и гамма-излучением применяются индивидуальные дозиметры.

Правила эксплуатации и порядок измерения ионизирующих излучений описаны в инструкциях к дозиметрическим и радиометрическим приборам. Мероприятия по обеспечению безопасных условий работы с ионизирующими излучениями и радиоактивными веществами регламентируются Санитарными правилами, основными из которых являются следующие:
соблюдение требований хранения, переноса и использования радиоактивных изотопов, а также допуска лиц к работе с радиоактивными изотопами и ионизирующими излучениями;

механизация и автоматизация технологических процессов с оборудованием пультов дистанционного управления;
применение защитных экранов, различного рода манипуляторов, местной вытяжной вентиляции с обязательной очисткой выбрасываемого воздуха, а также индивидуальных средств защиты;
ведение дозиметрического контроля за облучением каждого работающего в условиях облучения и с регистрацией данных контроля в специальном журнале;
обеспечение условии для соблюдения работающими правил личной гигиены;
систематическое проведение (через каждые 6 месяцев работы) специальных медицинских осмотров и других мероприятий.

Начало работ с радиоактивными веществами к оборудованием, выделяющим ионизирующие лучи, проводится только с разрешения местных органов санитарного надзора.