Radioaktyvumas

Įvadas

Mūsų aplinka prisodrinta vienokios ar kitokios rūšies radiacijos, be kurios nebūtų ir gyvybės Žemėje. Tai, visų pirma, reliktiniai spinduliai, kurių dalelės fotonai užpildo visą Visatą, o jų skaičius gerokai viršija medžiaginių dalelių skaičių Visatoje. Šie spinduliai – tai prieš keliolika milijardų metų viešpatavusių labai didelės fotonų energijos trumpabangių spindulių, kurių fotonai per milijardus metų degradavosi į mažos energijos fotonus, reliktas. Jis dabar registruojamas kaip centimetrinės radijo bangos. Šioje spinduliuotėje užfiksuota informacija apie mūsų Visatą tolimoje praeityje.
Gyvybei Žemėje atsirasti ir jai palaikyti leemiamą vaidmenį turi Saulės radiacija, kurios 10’5 vatų galia pasiekia Žemės atmosferą. Nemažą Saulės radiacijos dalį sudaro šiluminė, regimoji ir ultravioletinė spinduliuote. Pastaroji gyviems organizmams turi ir žalingą poveikį. Nuo pačių žalingiausių ultravioletinių spindulių poveikio mus apsaugo dešimties kilometrų aukštyje esantis plonas ozono sluoksnis. Jis dėl atmosferos teršimo vis plonėja. Iš tolimų žvaigždžių ar kitų galaktikų į Žemę patenka dar trumpesni už ultravioletinius spindulius rentgeno bei gama spinduliai. Bet mus pasiekiąs jų intensyvumas yra per menkas, kad pajustume jų žalingą poveikį. Taigi raadiacija vadinamos labai plataus diapazono elektromagnetinės bangos, pradedant kilometrinio ilgio radijo bangomis ir baigiant trumpais didelės energijos rentgeno bei gama spinduliais. Radiacijos sąvoka apima ir 1896 m. Bekerelio surastą spinduliuote, atsirandančią vykstant sunkiųjų branduolių virsmams. Šią spinduliuote, kaip paaiškėjo, sudaro gama sp

pinduliai ir didelės energijos medžiaginės dalelės: elektronai (beta spinduliai) ir helio branduoliai (alfa spinduliai). Čia žodį “radiacija” mes naudosime siauresne prasme ir juo vadinsime tai, kas turi konkretesnį pavidalą, o būtent jonizuojančiąja spinduliuote. Radiacija yra jonizuojanti, jei ji gali suardyti molekulių cheminius ryšius ir tuo sukelti svarbius pokyčius organizme. Šviesa, radijo bangos, būdamos radiacijos rūšimis, nesukelia jonizacijos sąlygojamų žalingų pokyčių, nors, esant pakankamam jos intensyvumui, ir gali sukelti tam tikrus biologinius poveikius.
Gyvybės vystymasis Žemėje visais laikais vyko esant supančios aplinkos radiaciniam fonui. Radiacinis spinduliavimas tai – nėra kažkas sukurta žmogaus, bet nuo Žemės susidarymo pradžios esantis reiškinys. Nauja, kas atsirado šioje srityje dėl žmogaus veiklos, tai papildoma radiacija, veikianti mūsų organizmą dėl radioaktyviųjų teršalų, iškritusių po branduolinių užtaisų sprogdinimo, o taip paat dėl atominių reakto-rių, gaminančių elektros energiją, veiklos ir net medicininių tyrimų, panaudojant rent-geno spindulius bei radioaktyviuosius izotopus. Dirbtinai sukurti radioaktyvumo šal-tiniai nuolat didina gamtinį radiacijos foną, kas sukelia pagrįstą visuomenės nerimą, kai papildoma radiacija savo esme nesiskiria nuo gamtinės, priešingai, negu kai kurie kiti teršalai, yra susiję su žmonių visuomenės veikla. Maisto pramonėje plačiai naudo-imi cheminiai priedai, žemės ūkyje – pesticidai, įvairios sintetinės medžiagos atsirado tik dėl žmogaus veiklos.

Radiacija iš esmės skiriasi nuo kitų mūsų aplinkos teršalų, radiologinės sistemos turi ne
epaprastai svarbią savybe – stengiasi prisitaikyti prie sąlygų, kuriose jos ilgesnį laiką yra veikiamos kokių nors veiksnių. Pirmasis susidūrimas su naujais žalingais veiksniais gali būti labai pavojingas, tačiau adaptuojantis ir evoliu-cionuojant tam tikro žalingo veiksnio poveikis silpnėja. Kadangi organizmai žemėje atsirado, veikiant nuolatiniam radiacijos fonui, tai galima manyti, kad jie turėtų gerai plakelti radiacijos poveikį, jeigu jos lygis neviršija tam tikros ribos. Radiacija galėjo atlikti svarbų vaidmenį ir biologinių rūšių evoliucijoje, nes radioaktyviųjų spindulių galimybė sukelti mutacijas galėjo būti viena iš pagrindinių evoliucijos priežasčių. Takiau vis didėjantis jonizuojančios radiacijos poveikis gyviems organizmams, o taip pat ir žmonių giminei gali būti žalingas, nes mutacijos dažniausiai būna neigiamo pobū-džio ir sukelia išsigimimus. Be to, radiacija inicijuoja daug susirgimų, visų pirma, ginekologinių, kurie tiesiogiai veikia esamos kartos sveikatą.
Akivaizdu, kad technokratinė visuomenė susiduria su vis didėjančia radiacija. Iš tikrųjų jau skrendant oro laineriais 10 km ar didesniame aukštyje, keleiviai ir įgula patiria daug kartų didesnį apšvitinimą kosminiais spinduliais negu žemės paviršiuje. Dar didesnes apšvitinimo dozes patiria kosminių laivų įgulos. Žymiai gyventojų daliai gresia branduolinio ginklo pramonės ir jo bandymais sukurti radioaktyvūs teršalai. Nors, normaliai eksploatuojant atomines elektrines, aplinkos teršimas radioaktyviaisiais nuklidais nėra didelis, tačiau, juos toliau plėtojant, jis gali tapti žymus. Tai būtų daugiausia dėl atominio ku
uro pramonės ir panaudoto kuro apdorojimo bei saugojimo metu į aplinką patenkančių teršalų. Branduolinio ginklo pramonės kombinatai jau sugebėjo užteršti didelius žemės plotus buvusios Sovietų Sąjungos teritorijoje. Po Černobylio avarijos užteršti plotai dar labiau padidėjo. Viso to rezultatas – milijonams žmonių tenka gyventi teritorijose, kuriose radiacijos lygis dešimtis kartų didesnis už natūralų.
Nemažą metinės apšvitinimo dozės dalį sukelia ir medicininės procedūros ypač
išsivysčiusiose šalyse, kuriose diagnostikos tikslais plačiai taikomi radioaktyvieji izo-
topai, rentgeno spinduliai.

Radioaktyvumas
Radioactivity

Tai savaiminis atomų branduolių virsmas kitų elementų branduoliais, išskiriant energiją. Radioaktyvaus virsmo metu iš branduolio išmetama  dalelė (helionas),  dalelė (elektronas arba pozitronas) kartais dar ir  fotonas. Radioaktyvaus virsmo metu branduolys užgrobia vieną iš artimiausių to paties atomo elektronų; dėl to protonas virsta neutronu, išmesdamas neutriną. Laiko tarpas, per kurį pusė turimo radioaktyvaus izotopo branduolių patiria radioaktyvumą, vadinamas skilimo pusėjimo trukmė arba pusamžiumi.

Radiacijos rūšys.

Jonizuojančioji radiacija yra arba trumpabangiai elektromagnetiniai spinduliai, arba elektringųjų bei neutralių greitų dalelių (korpuskulų) srautas. Elektromagnetinė spinduliuotė – tai rentgeno ir gama spinduliai. Ilgesnio bangos ilgio už rentgeno spindulius ultravioletiniai spinduliai taip pat geba jonizuoti ir gali pažeisti organizmo išorinius audinius (odą). Korpuskulinės prigimties radiacija yra neutronų, protonų, alfa dalelių, elektronų, pozitronų srautai.
Rentgeno ir gama spinduliai išsiskiria gavimo būdu. Rentgeno spindulius 1895 m. atrado vokiečių fizikas Rentgenas, kurio vardu jie ir bu

uvo pavadinti. Jie gaunami, nukreipiant iki keleto dešimčių kiloelektronvoltų energijos pagreitintų Rentgeno vamzdelyje elektronų pluoštelį į sunkaus metalo anodą. Elektronams susiduriant su atomais jų kinetinė energija stabdymo metu virsta rentgeno spinduliais. Rentgeno aparatai plačiai naudojami medicinoje diagnozės ir terapijos tikslais, ir pacientai, o ypač personalas, gauna nemažas apšvitinimo dozes.
Gama spindulių šaltinis yra radioaktyvieji elementai, kurie didesniais ar mažesniais kiekiais yra išplitę visose žemės vietose. Nestabilių branduolių skilimo reiškinį -radioaktyvumą – 1896-aisiais metais atrado prancūzų fizikas A. Bekerelis (A. Beąue-rel), tirdamas urano junginių liuminescenciją. Tiriant šį reiškinį buvo nustatyta, kad, vykstant virsmams nestabiliuose branduoliuose, iš jų gali išlėkti arba elektronai, arba didelės energijos branduoliai, atitinkamai vadinami beta ir alfa spinduliais. Tuo pačiu metu branduoliai gali skleisti ir gama spindulius. Visi šie nestabilių branduolių skleidžiami spinduliai yra vadinami radioaktyviaisiais spinduliais. Jeigu apšvitinimą rentgeno spinduliais patiriame daugiausia rentgeno kabinetuose gydydamiesi, tai radioaktyvieji spinduliai mus veikia pastoviai visą gyvenimą, nes radioaktyvieji elementai nedideliais kiekiais paplitę visoje Žemės plutoje.
Be šių nemažą dalį mus veikiančios jonizuojančios spinduliuotės sudaro ir kosminiai spinduliai. Tai energingos dalelės, kurių didžiausia dalis – didelės energijos protonai, helio bei sunkesnių elementų branduoliai, patenką iš kosmoso į Žemės atmosferą. Sąveikaudamos su atmosferos atomais, šios kosminės dalelės sukuria vadinamuosius antrinius kosminius spindulius, į kurių sudėtį įeina ir beta, ir gama spinduliai, kurie pasiekia Žemės paviršių ir veikia mus. Nuo Žemės susidarymo pradžios jos plutoje esamų radioaktyviųjų elementų spinduliai ir kosminiai spinduliai yra vadinamasis natūralios spinduliuotės fonas, kuris veikia biologinius organizmus visą jų egzistavimo laikotarpį.
Kitą šiuo metu mus veikiančios radiacijos dalį ir, reikia pasakyti, nemažą dalį, lyginant su natūraliosios radiacijos fonu, sudaro žmonių veiklos sukurti radiacijos šaltiniai. Svarbiausiais tokios radiacijos šaltiniais yra branduolinio ginklo gamyklos, atominiai laivai, atominių bombų bandymai ore, taip pat atominė energetika ir radioaktyviųjų izotopų panaudojimas technologijose, dėl ko žymiai pagausėjo radionuklidų atmosferoje ir nuosėdose.

Radiacijos juostos
Radiation belts

Magnetosferos sritys, kuriose yra didesnė protonų arba elektronų koncentracija. Žemės radiacijos juostos yra abipus geomagn. pusiaujo; tęsiasi iki 55-65 geomagn. platumų. Vidinė radiacijos juosta yra 2400-5600 km aukštyje virš Žemės; joje yra daugiausia ~100 MeV energijos protonų ir 20-500 keV energijos elektronų. Išorinė radiacijos juosta yra 12-20 tūkst. km aukštyje; protonų energija joje 40-100 keV, elektronų <100 keV. Trečioji radiacijos juosta yra 50-60 tūkst. km nuo Žemės; joje daugiausia yra elektromų, kurių energija 200 eV. Radiacijos juostos susidaro, Žemės magn. laukui pagavus kosm. spindulių protonus ir elektronus.

JONIZUOJANČIOSIOS RADIACIJOS ŠALTINIAI

Nuo žmogaus atsiradimo Žemėje pradžios jis yra veikiamas natūraliosios radiacijos, kurios aktyvumas didesnis negu pusė visos mus veikiančios radiacijos. Kita dalis yra žmogaus veiklos sukurtas radioaktyvumas.

Natūraliosios prigimties radiacija

Natūralioji radiacija yra dvejopos kilmės: kosminės, kurią sukelia vadinamieji kosminiai spinduliai, ir žemiškos, kurios šaltinis yra Žemės plutoje ir atmosferoje esantys radioaktyvieji nuklidai.
Atmosferos radioaktyvumas
Radioaktyviosios atmosferos iškritos. Atmosferos iškritų radioaktyvumo monitoringas atliekamas siekiant gauti informaciją, papildančią gama monitoringo duomenis radiacinio incidento atvejais, išmatuoti ilgaamžių dirbtinių radionuklidų srautą į žemės paviršių ir įvertinti teršimo intensyvumą, identifikuoti anomalius radonuklidus bei nustatyti jų šaltinį.
Atmosferos iškritos nepertraukiamai renkamos penkiose meteorologijos stotyse: Vilniaus, Kauno, Klaipėdos, Utenos, Dūkšto. Atliekami šie matavimai ir izotopinės analizės: pirminis gama dozės galios matavimas – meteorologijos stotyse, bendro beta aktyvumo nustatymas, gama spektrų analizė (Cs-137, Be-7), radiocheminė analizė (Sr-90).
Pastaraisiais metais atmosferos iškritų radioaktyvumas mažėja (1 pav.). Iš dirbtinių radionuklidų aptinkami tik “ilgaamžiai” Sr-90 ir Cs-137, o jų aktyvumai yra sunkiai išmatuojami. Dirbtinio Cs-137 ir kosmogeninio Be-7 aktyvumai nurodyti 1 lentelėje.

Atmosferos iškritų bendro beta aktyvumo kitimas 1983-1995 metais

Cs-137 ir Be-7 aktyvumai atmosferos iškritose, Bq/m2 per parą
. sausis-kovas balandis-birželis liepa-rugsėjis spalis-gruodis

Cs-137 Be-7 Cs-137 Be-7 Cs-137 Be-7 Cs-137 Be-7
Vilnius 0 1,1 0,006 1,4 0,007 1,1 0,005 0,6
Kaunas 0,003 2,0 0,008 3,1 0,007 2,3 0,003 1,1
Klaipėda 0,005 1,1 0,009 3,1 0,004 1,3 0 1,6
Utena 0 1,0 0,005 0,9 0 1,5 0 0,9
Dūkštas 0,004 1,6 0,011 2,9 0,005 2,2 0,005 0,6

Pažemio oro radioaktyvumas. 1995 metų Cs-137 koncentracijų svyravimo ribos (<0.3-32.0 mikroBq/m3) buvo artimas 1994 metų svyravimams (<0.3-37.7 mikroBq/m3). 1995 metų vidurkis. (4.7 mikroBq/m3) šiek tiek viršijo 1994 m. lygį (3.6 mikroBq/m3). Palyginimui pateikiamos kosmogeninio Be-7 ir emanacinio Pb-212 koncentracijų svyravimo ribos (2 lentelė).
Ryškūs koncentracijų pikai, susiję su oro masių pernaša, iš stipriai užterštų Baltarusijos bei Ukrainos rajonų.
1995 metais trumpaamžių antropogeninių radionuklidų I-131, Te-132, Zr-95, Nb-95 ir kt. Vilniaus ir Preilos atmosferos bandiniuose neaptikta.

Mėnuo Pb-212, mBq/m3 Be-7, mBq/m3 Cs-137, mBq/m3
Sausis 4.7-19.9 1.4-6.0 mažiau už 0.3-9.3
Vasaris 2.8-12.5 1.4-4.0 mažiau už 0.3-5.6
Kovas 8.9-36.9 1.4-8.8 0.7-32.0
Balandis 12.8-88.8 1.2-8.0 1.0-10.00
Gegužė 19.1-68.2 1.0-10.9 0.7-21.0
Birželis 23.6-100.4 1.8-8.9 1.8-9.9
Liepa 23.2-78.4 2.3-6.1 1.5-5.5
Rugpjūtis 41.5-102.6 1.0-6.3 1.3-29.5
Rugsėjis 15.5-95.7 2.1-6.0 1.8-9.4
Spalis 16.0-84.5 1.4-7.9 0.3-25.9
Lapkritis 19.0-82.8 1.0-5.7 1.0-15.2
Gruodis 3.0-47.0 1.5-4.1 0.6-12.6

Kosminiai spinduliai
Kosminiai spinduliai, pasiekią Žemės atmosferą – pirminiai kosminiai sinduliai -yra labai didelės energijos elektringosios dalelės. Didžiausia jų dalis yra protonai (apie 92 proc.), o likusi dalis – sunkesnių elementų branduoliai: apie 4 proc. helio branduoliai (alfa dalelės), o likusią dalį sudaro sunkesnių atomų branduoliai, iš kurių gausiausiai yra geležies branduolių. Į atmosferą patenkančių protonų energijos yra nuo 100 Me V iki 100 000 MeV (100 GeV). Tačiau pasitaiko ir milžiniškos energijos dalelių, siekiančių net 1020 eV.
Didelės energijos pirminės kosminių spindulių dalelės atsiranda mūsų galaktikoje. Jų šaltiniai yra sprogstančios žvaigždės. Dalelės labai pagreitinamos tarpžvaigždiniuose magnetiniuose laukuose. Energijas, viršijančias 10″ eV, dalelės įgyja tarpgalaktiniuo-se laukuose.
Didelės energijos protonui susidūrus su atomo branduoliu, pastarasis suskaldomas į sudėtines dalis – nukleonus, nes atmosferoje esančio, pavyzdžiui, azoto branduolio ryšio energija (tokia energija ir reikalinga branduoliui suskaldyti) apytiksliai lygi 110 MeV. Todėl protonas branduoliui suskaldyti suvartoja nedidele savo energijos dalį. Dėl to branduolio skeveldros turi didelę kinetinę energiją. Be to, dar yra sukuriamos didelės energijos dalelės – pi mezonai (pionai). Pionai yra trumpaamžės dalelės. Elektringi pionai (teigiamo ir neigiamo krūvio) skyla į miuonus, neutralūs – į gama kvantus. Miuonai – tai už elektroną 200 kartų sunkesnės dalelės, savo ruožtu per milijoninę sekundės dalį skyla į elektroną ir neutrinus. Nors pionų ir miuonų gyvavimo laikas mažas, tačiau lėkdamos dideliais greičiais jos gali pasiekti Žemės paviršių.
Kosminių spindulių intensyvumas, kylant aukštyn nuo Žemės paviršiaus, iki 20 km aukščio didėja. Todėl žymiai didesnes švitinimo dozes patiria aukštumose gyvenantys žmonės. Antai, aukščiausioje Žemės viršukalnėje – Evereste – švitinimo dozė būtų apie 8 mSv per metus, kai vidutinė gyventojų švitinimo dozė dėl kosminių spindulių apytiksliai lygi 0,5 mSv per metus. Papildomą, kosminės radiacijos sukeltą apšvitinimą, patiria lėktuvu skrendantys keleiviai. Transatlantinis skrydis 10 km aukštyje iš Europos į JAV sukeltų 0,05 mSv dozės papildomą apšvitinimą.
Kadangi Žemė turi stiprų magnetinį lauką, tai mažesnės energijos elektringosios dalelės nepatenka į atmosferą, nes magnetinis laukas jas nukreipia. Ties pusiaujumi pasiekti Žemės atmosferą gali protonai, turintys 15 GeV ar didesnę energiją. Vidutinėse platumose ši energija gali būti 3-5 kartus mažesnė.

SAULES
VĖJAS

. Žemės radiacinių žiedų vaizdas vidurdienį

Žemiškos kilmės radiacija
Radioaktyviosios medžiagos yra paplitusios Žemės plutoje, o dalis jų yra ir hidrosferoje, ir atmosferoje. Kai kuriose Žemės vietose jų poveikis žmogaus organizmui mažesnis negu kosminės radiacijos, kitose keletą kartų gali viršyti radiaciją, sklindančią iš kosmoso. Daugiausia gamtinių radionuklidų yra granitinėse uolienose. Kalkingi ir smiltingi gruntai mažiau radioaktyvūs, tačiau kai kurių klinčių radioaktyvumas yra labai didelis. Vidutinė spinduliavimo dozės galia 90 cm aukštyje virš kalkinio paviršiaus apytiksliai lygi 0,2 mSv per metus, o virš granitinio paviršiaus – apie 1,5 mSv/m. Tačiau įvairiose vietose tie skaičiai gali labai skirtis. 23-ose JAV vietovėse buvo atlikti dozimetriniai matavimai ir surasta, kad dozės galia kinta nuo 0,45 iki 1,3 mSv/m. Matavimai patalpose rodė mažesnes dozes (nuo 0,29 iki 0,9 mSv/m). Planetoje yra apgyvendintų vietovių, kuriose dozės žymiai didesnės (Brazilijoje, Prancūzijoje, Indijoje, Egipte). Kai kuriose Brazilijos vietose, daugiausia vandenyno pakrantėse, radiacijos dozės galia siekia 5 mSv/m. Apytiksliai 30 000 žmonių nuolatos apšvitinami tokia doze. Apie 1/6 Prancūzijos gyventojų gyvena rajonuose (Breta-nija, Centrinis masyvas), kuriuose dėl granitinių uolienų radiacijos fonas padidėjęs, ir dozės galia yra nuo 1,2 iki 2,0 mSv/m. Šiaurinės Nilo deltos rajone kai kuriuose Egipto kaimuose užregistruotos dozės galia buvo nuo 3 iki 4 mSv/m. Indijoje 200 km ilgio ir keleto šimtų metrų pločio pakrantės juosta (Keralo ir Madraso valst.) pasižymi stipria radiacija, dėl ko 100 000 žmonių per metus apšvitinami 13 mSv doze. Tai didžiausias natūraliosios radiacijos fono veikiančio žmones dydis planetoje. Žemės plutoje iki mūsų laikų išliko tik ilgaamžiai elementai, nes daugiau nei per 4 milijardus metų, praėjusių nuo Žemės susiformavimo, trumpaamžiai elementai spėjo įskilti.
Keletas įprastinių elementų turi ilgaamžius radioaktyviuosius izotopus. Pavyzdžiui, Žemėje esantis kalis turi 0,012 proc. radioaktyviojo izotopo40 K, kurio pusėjimo periodas lygus 1,3 • 109 m., ir kuris skleisdamas pozitronus, beta ir gama spindulius, virsta stabiliu kalciu 40 ir argonu 40. Šis izotopas yra pagrindinis žmogaus kūno natūraliosios radiacijos šaltinis; kiekvienas žmogus turi apytiksliai 0,1 mikroCi (3,7 • 103 Bq) radioaktyviojo kalio 40.
Kai kurių medžiagų ir maisto produktų natūralus radioaktyvumas, sąlygojamas kalio (K), radžio (Ra), urano (U) ir torio (Th), pateiktas sekančioje lentelėje:

Natūralus radioaktyvumas (Bq/kg), sąlygojamas kalio (K), radžio (Ra), urano (U) ir torio (Th) kai kuriose medžiagose ir maisto produktuose
Fosforinės trąšos (natūralios) 50-5000 (K), 10-500 (Ra), 500-1000 (U);
Statybinės medžiagos: plytos 600-1000 (K), 10-100 (Ra);
betonas 10-100 (Th), 200-700 (K), 20-300 (Ra);
gipsas 20-100 (Th), 20-100 (K), 10-1000 (Ra);
Anglis 6-60 (Th), 30-250 (K), 3-30 (Ra);
Pelenai 10-30 (U/Th), 300-1000 (K), 50-200 (U), 50-200 (Ra);
Juros vanduo 10-100 (Th), 12 (daugiausia K)
Maistas: pienas, bulvės, grūdai,

mėsa, žalios daržovės 140 (K) + 0,08 (Ra), 90 (K) + 0,02 (Ra), 100 (K) + 0,03 (Ra),
40-90 (K), 50-80 (K) 150 (K)

Palyginti neseniai atkreiptas dėmesys dar į vieną natūraliosios radiacijos šaltinį, veikiantį plaučius, kvėpuojant, turinčiu radono oru. Radono dujos išsiskiria iš statybinių medžiagų bei grunto ir susitelkia uždarose patalpose. Radonas patalpose tampa beveik svarbiausiu.

Radonas 9

Žemės plutoje yra nevienodas kiekis įvairių radioaktyvių elementų. Vienas iš jų X uranas. Visų radioaktyvių elementų bendra ir pagrindinė savybė – “nestabilumas”: jų
skilimo metu susidaro nauji radioaktyvūs ir neradioaktyvūs elementai ir pasireiškia

spinduliavimas. Radonas yra vienas iš urano skilimo produktų. Tai radioaktyvios,
bespalvės ir bekvapės dujos. Didesnis ar mažesnis jų kiekis išsiskiria iš žemės, priklausomai nuo dirvos savybių ir struktūros. Kartais jis gali būti ištirpęs vandenyje.

Tai natūraliosios radiacijos šaltinis, sukuriantis daugiau negu puse visų natūralių radiacijos šaltinių apšvitinimo dozės. Gamtoje yra trys radono izotopai:222 Rn, “° Rn,2’9 Rn, – atsirandantys atitinkamai urano 238, torio 232 ir urano 235 skilimų grandyse. Visi radono izotopai yra nestabilūs ir skyla skleisdami greitas alfa daleles bei gama spindulius. Radono 222 T,/2 = 3,82 paroms, 22° Rn – 55 sek. ir 2”> Rn – 3,92 sek. Radono 222 gamtoje 20 kartų daugiau, negu radono 220, o radono 219 yra dar mažiau, nes uranas 235 tesudaro tik 7,25 • 10″3 dalį gamtinio urano. Todėl, kalbant apie radoną, dažniausiai turimas galvoje radonas 222.

Skildami radono izotopai skleidžia alfa daleles ir virsta polonio izoto-pais, kurie, savo ruožtu, spinduliuodami alfa daleles, virsta bismuto radionuklidais ir t.t., skleidžiančiais alfa, beta ir gama spindulius, kol skilimų grandinė neužsibaigia stabiliu švinu. Pats radonas didesnio pavojaus organizmui sukelti negali, kadangi jis yra inertinės dujos, tai, jį įkvėpus, jis gali būti per palyginti trumpą laiką vėl iškvėptas. Didžiausią pavojų sukelia trumpo amžiaus polonio, bismuto ir švino radionuklidai, sudarantys su oro dulkelėmis alfa aktyvius aerozolius, kurie kvėpuojant patenka j kvėpavimo takus ir ten gali nusėsti.
Pagrindinis radono šaltinis yra gruntas. Paskaičiuota, kad kasmet, skylant radžiui, dirvoje, gruntiniame vandenyje ir okeane susidaro atitinkamai 2 • 109,5 • 108 ir 3 • 107 Ci radono. Radono 222 srautas iš grunto į orą yra apytiksliai 7500 atomų per l m2 per kiekvieną sekundę (palyginimui 22° Rn – 120 atomų/m2 s). Iš l m2 vandenyno paviršiaus į orą patenka tik 50 atomų per sekunde. Radonas išsiskiria iš grunto visose žemės vietose, tačiau jo koncentracija įvairiuose regionuose gali smarkiai skirtis. Didesnės radono koncentracijos pastebėtos tuose regionuose, kur į paviršių išeina granitas, prag-matitas, kuriuose yra daugiau nei 100 Bq/kg urano ir radžio, ir ypač ten, kur paviršinis dirvos sluoksnis disperguotas (žvyras, smėlis). Radono sukelta radiacija l metro aukšlyje virš žemės paviršiaus vidutiniškai lygi 2 Bq/m3, tačiau kai kuriose vietose ji gali būti 10 ir daugiau kartų didesnė už vidutinę.
Gyvenamuose būstuose jo gali susikaupti žymiai didesnės koncentracijos, dešimtis, o kartais net šimtus kartų viršijančios jo koncentraciją ore. Radonas gali kauptis patalpoje, jeigu ji yra gerai izoliuota nuo aplinkos, arba kitaip tariant – blogai vėdinama. Pagrindinis radono šaltinis yra gruntas, nuo kurio savybių daugiausia ir priklauso radono koncentracija uždaroje patalpoje. Radonas iš grunto skverbiasi per pamatus ir grindų plyšius į gyvenamąsias patalpas. Skverbimosi greitis priklauso nuo perdengimų storio ir kokybės (t.y. plyšių ir mikroplyšių kiekio). Namuose, stovinčiuose tiesiai ant žemės, su nebetonuotais rūsiais, radono koncentracija pirmame aukšte gali būti šimtą kartų didesnė už jo koncentraciją išorėje.
Mažiausiai radono išskiria medis, nedaug išskiria betonas, tačiau plytose gali būti nemaža radžio koncentracija. Žymiai didesniu radioaktyvumu pasižymi granitas ir pem-za. Radono šaltiniai patalpose gali būti gamtinės dujos ir vandentiekio vanduo, ypač jei jis išgaunamas iš artezinių šulinių. Dėl šios priežasties virtuvėse bei vonios kambariuose radioaktyvumas gali būti kelis kartus didesnis negu gyvenamuosiuose kambariuose. Nemažos radionuklidų koncentracijos gali susikaupti akmens anglies šlake bei pelenuose, nors pačioje anglyje jų koncentracija vidutiniškai mažesnė negu grunte. Žemesnių aukštų gyventojų apšvitinimas radonu gal net 2,5 karto didesnis negu aukštesniųjų aukštų. Ypač daug radono gali būti rūsiuose.
Čia vertėtų priminti, kad rūkantiems žalingas radono poveikis keletą kartų didesnis, negu nerūkantiems, arba, kitais žodžiais tariant, radono ir rūkymo vienalaikis poveikis, sukeliantis plaučių vėžį, yra daugiau negu adityvus – sinergetinis. Rūkantysis papildomai apšvitinamas ne vien dėl to, kad tabako lapuose yra susikaupęs nemažas kiekis polonio ir švino radionuklidų (radono dukteriniai elementai), bet ir todėl, kad tabako dūmai sukuria ore smulkiadispersinius aerozolius, turinčius didelį sorbcinį paviršių. Aerozoliuose nusėda ore esantys radionuklidai, ir įkvėpus jie pernešami į bronchus ir plaučius. Dėl to ne tik rūkantys, bet ir kvėpuojantys rūkalų dūmais yra apšvitinami. Sinergetinis radono ir rūkymo poveikis, matyt, yra sąlygojamas ir to, kad kancerogeninė medžiaga nikotinas susilpnina ląstelių pajėgumą reparuoti (atstatyti) radiacijos pažeistas chromosomas. Manoma, kad radono ir jo antrinių produktų vidutinė apšvitinimo dozė yra apytiksliai lygi l mSv per metus, t.y. apie pusė metinės dozės, kurią vidutiniškai žmogus gauna iš visų gamtinių radiacijos šaltinių. Taigi radonas patalpose yra rimtas radiacijos šaltinis. Efektingiausią apsisaugojimo nuo šio radiacijos šaltinio priemonė – patalpų vėdinimas.

Dirbtiniai radiacijos šaltiniai

Be natūraliosios radiacijos dabar gausu ir žmonių veiklos sukurtų radiacijos šaltinių. Didžiausia šių šaltinių sukeliamos radiacijos pridėtinės dozės dalis tenka rentgeno spinduliams, naudojamiems medicinoje diagnostikos tikslais. Įvairių rentgeno diagnostinių procedūrų dozių vertės varijuoja nuo mSv dalių iki dešimčių mSv: krūtinės ląstos rentgenografija – nuo 0,4 mSv iki 10 mSv; skrandžio – 10 mSv; galūnių – 2,5 -10 mSv; fluoroskopija 100 – 200 mSv per minutę. Stomatologijoje kiekviena nuotrauka sukelia 2 mSv dozę artimiausiuose audiniuose. Rentgenodiagnostiniai metodai, labui plačiai naudojami išsivysčiusiose šalyse, sukelia dozes, tolygias natūraliųjų šaltinių dozėms. Be natūraliosios radiacijos dabar gausu ir žmonių veiklos sukurtų radiacijos šaltinių. Didžiausia šių šaltinių sukeliamos radiacijos pridėtinės dozės dalis tenka rentgeno spinduliams, naudojamiems medicinoje diagnostikos tikslais. Įvairių rentgeno diagnostinių procedūrų dozių vertės varijuoja nuo mSv dalių iki dešimčių mSv: krūtinės ląstos rentgenografija – nuo 0,4 mSv iki 10 mSv; skrandžio – 10 mSv; galūnių – 2,5 -10 mSv; fluoroskopija 100 – 200 mSv per minutę. Stomatologijoje kiekviena nuotrauka sukelia 2 mSv dozę artimiausiuose audiniuose. Rentgenodiagnostiniai metodai, labui plačiai naudojami išsivysčiusiose šalyse, sukelia dozes, tolygias natūraliųjų šaltinių dozėms.
Radiacinį foną šiaurės pusrutulyje žymiai padidino aplinkos užteršimas radioaktyviosiomis medžiagomis, sukeltas branduolinio ginklo bandymais atmosferoje. Nemažai prie to prisidėjo ir branduolinio ginklo pramonė. Dar vienu aplinkos užteršimo šaltiniu yra branduolinė energetika ir su ja susijusi branduolinio kuro gamybos ir panaudoto kuro apdirbimo pramonė. Nors atominės elektrinės normaliai dirbdamos aplinką teršia mažai, tačiau avarijų metu radioaktyviųjų medžiagų į aplinką gali būti išmesta daug.
Radioaktyviųjų spindulių naudojimas įvairiose srityse, o ypač medicinoje, lėmė tai, kad dabar žmonių visuomenė apšvitinama dvigubai didesnėmis dozėmis, negu gamtinių šaltinių. Žemiau pateikiamos apšvitinimo dozės, kurias patyrė Kijevo gyventojai Černobylio avarijos metu ir po jos. Iš šių duomenų matyti, kad dėl avarijos pirmaisiais metais kijeviečiai buvo apšvitinti dvigubai didesne doze, negu prieš avariją. Tačiau po trijų metų avarijos indėlis į bendrą dozę tapo nereikšmingas.

Radiacijos efektyvios ekvivalentinės dozės (EED) Kijevo gyventojams po Černobylio AE avarijos

Radiacijos šaltinis EED, mSv

1986 m. 1987m. 1989m.
Kosminiai spind. Medicininės proced. 0,21
1,69 0,21
1,69 0,21
1,69
Išorinis apšvitinimas: iki avarijos avarinis 0,58
2,92 0,58
1,42 0,58 0,22
Vidinis: iki avarijos avarinis 0,37 1,50 0,37
1,10 0,37 0,04
222 Ra ir jo produktais
Vtt 1,87 0,05 1,87 0,05 1,87 0,05
Suminis Tame sk. iki avarinis 9,19
4,77 4,42 7,29 4,77 2,52 5,03 4,77 0,26

Ignalinos AE tarša

Ignalinos atominė elektrinė yra didžiausias potencialus radioaktyviosios taršos šaltinis Lietuvoje. Joje veikia du 1500 MW galios RBMK tipo reaktoriai. Tokiai galiai pasiekti daugelyje užsienio valstybių statomi 2-3 atskiri blokai. Reaktoriams aušinti kiekvienas energetinis blokas turi atskiras vandens tiekimo siurblines, pastatytas ant Drūkšių ežero kranto ir naudojančias jo vandenį. Panaudotas vanduo grąžinamas atgal į ežerą.
Radioaktyviųjų medžiagų emisijai Ignalinos AE nustatytos tokios normos:
0.2 mSv per metus į orą,
0.05 mSv per metus į vandenį.

Eksploatuojant Ignalinos atominę elektrinę susidaro kietos, skystos ir dujinės radioaktyviosios atliekos. Kietos atliekos rūšiuojamos pagal aktyvumą ir laikomos kietų radioaktyviųjų atliekų saugyklose.
Skystos atliekos koncentruojamos ir laikomos specialiuose rezervuaruose. Išvalytas vanduo vėl naudojamas technologiniame procese prieš tai patikrinus beta aktyvumą ir izotopinę sudėtį. Jei bandinio aktyvumas viršija 7.4 Bq/l, jis valomas pakartotinai.

5 lentelė. Dirbtinių radionuklidų emisija į Drūkšių ežerą 1989-1995 metais
Metai 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995
Aktyvumas, GBq 15.1 25.8 3.1 22.6 4.2 7.7 14.7

Dujinės atliekos išmetamos į atmosferą per du 150 m ventiliacijos vamzdžius. Pagal nusistovėjusią tvarką išlėkio radionuklidai skirstomi į inertines dujas, jodą-131 ir ilgaamžius radionuklidus. 1985-1995 m Ignalinos AE išmetimų į orą duomenys pateikti 6 lentelėje.
Didžiausią dalį emisijos į orą sudaro inertinės dujos, kurios nesijungia į biologines grandines ir nekelia didelio pavojaus žmogui. Ilgaamžių radionuklidų grupėje apie 50% sudaro Co-60 ir 15% Cs-137.

Metai Inertinės dujos, Bq I-131, GBq Ilgaamžiai radionuklidai, GBq
1985 0.0000049 81 38.5
1986 0.0000032 147 8.5
1987 0.0000016 13 3.0
1988 0.0000021 38 3.3
1989 0.0000023 3 1.7
1990 0.0000024 4 9.8
1991 0.0000018 10 1.06
1992 0.0000007 1.2 2.2
1993 0.00000048 0.5 1.5
1994 0.00000029 2.9 8.2
1995 0.00000028 7.2 4.2

.

3 pav. Dirbtiniai radionuklidai vandens augaluose Ignalinos AE vandens išleidimo kanale, Bq/kg drėgnos masės.

Radiacijos dozių matavimas

Sugertų jonizuojančių spindulių kiekybinė charakteristika – sugertoji dozė – nusako audiniuose sugertos energijos kiekį. Sugertos dozės vienetu ilgą laiką buvo l ra-das (rd), atitinkąs 100 ergų sugertos energijos viename kūno masės grame (l rd = 100 ergų/g). Tarptautinės matavimų vienetų komisijos priimtu vienetu dabar yra l grėjus (Gy), atitinkąs l džaulį sugertos energijos kilograme (IGy = l J/kg). Taigi IGy = 100 rd. Kai kuriais atvejais naudojami mažesni vienetai, išreiškiami miligrėjais arba mikrogrėjais: ImGy = 103 Gy, IpGy = 106 Gy.
Išmatuoti absorbuotą spindulių dozę yra sunku, todėl vartojama ekspozicinė dozė, įvertinama pagal spindulių jonizuojantį poveikį orui. Si dozė taikoma rentgeno ir gama spinduliams, ji apibūdina spindulių jonizacinę gebą ore. Ekspozicinė dozė skaitine verte yra lygi oro masės vienete dėl jonizucijos sukurtų vieno ženklo jonų krūviui. Tarptautiniu vienetu priimtas l C/kg. Tai fotoninių spindulių ekspozicinė dozė, kuri viename kg švitinamo oro sukuria Mi mm vieno ženklo jonų krūvį, lygų l kulonui.
Radiacinės spinduliuotė biologinis poveikis priklauso ne tik nuo absorbuotų spindulių dozės, bet ir nuo jonizuojančių dalelių prigimties. Sunkios dalelės (alfa dalelės, neutronai, greitieji jonai) sukelia didesnius fiziologinius pažeidimus nei lengvos . Ypač pavojingi labai skvarbūs neutronų srautai. Todėl biologiniam spindulių poveikiui įvertinti, atsižvelgiant į spindulių rūšies efektyvumą (aktyvumą), naudojamas matavimo vienetas, vadinamas lygiaverte doze H, kuri lygi sugertai dozei, padaugintai iš vadinamojo spinduliuotės kokybės koeficiento Q, nusakančio konkrečios radiacijos rūšies poveikio efektyvumą: H=D • Q. Jeigu sugerta dozė matuojama grėjais, tai lygiavertė dozė bus išreikšta sivertais (Sv); jeigu sugerta dozė matuojama radais, tai lygiavertė dozė – bėrais (beras – biologinis rado ekvivalentas). Rentgeno spindulių bei  spindulių Q lygus vienetui, taigi šių spindulių rūšių radas ir beras savo dydžiu sutampa. Laikoma, kad neutronai biologiniu poveikiu 10 kartų aktyvesni už rentgeno spindulius, todėl jiems Q=10. Taigi neutroninio spinduliavimo IGy dozė atitinka 10 Sv lygiaverte dozę.
Lygiavertės dozės vertės berais arba sivertais yra apytikslės, nes veiksniai, kuriuos reikia įskaityti, pervedant į bėrus arba į sivertus, nėra tiksliai nustatyti nė vieniems spinduliams, ir, be to, jie priklauso nuo biologines sistemos prigimties.

Vieni kūno organai (audiniai) labiau jautrus radiacijai, kiti mažiau. Pavyzdžiui, susirgimo plaučių vėžiu tikimybė, esant tai pačiai apšvitinimo dozei, didesnė negu skydliaukės. Todėl viso žmogaus organizmo radiacinio pakenkimo laipsniui įvertinti, esant netolygiam kūno apšvitinimui, organų ir audinių apšvitinimo dozės įskaitomos su įvairiais radiacinės rizikos koeficientais. Padauginus kiekvieno organo ir audinio lygiavertę dozę iš jo rizikos koeficiento ir susumavus rezultatus, gaunama efektyvinę lygiavertė dozė (ELD), nusakanti suminį apšvitinimo poveikį organizmui. Ji matuojama sivertais. Įvairių žmogaus organų koeficientų reikšmės yra tokios: lytinės liaukos -0,25; pieno liaukos – 0,15; kaulų čiulpai – 0,12; skydliaukė – 0,03; kiti organai – 0,3; ‘ visas kūnas – 1,0.
Dar yra vartojamas dydis – kolektyvinė lygiavertė dozė. Ji gaunama dauginant individo vidutine lygiaverte doze iš individų skaičiaus. Kolektyvinės dozės apskaitai reikia ne tik biologinio aktyvumo koeficiento, bet ir prielaidos, kad biologinis poveikis tiesiškai priklauso nuo jonizuojančių spindulių dozės. Kitais žodžiais tariant, vidutinei dozei tenkąs radiacijos efektas nepriklauso nuo pačios dozės dydžio. . Kolektyvinė dozė naudinga radiacijos poveikiui, atsižvelgiant į įvykio aplinkybes, įvertinti. Kolektyvinė dozė praranda savo prasmę, jei neįvedama “minimalios” dozės sąvoka. “Minimalios” dozės idėja ta, kad reikia nustatyti mažiausią radiacijos dozę, kuri jau jokių pokyčių organizme nebesukelia.

Naudojami radiacijos fizikinių charakteristikų matavimo vienetai

Matavimo vienetai

SI sistemoje Nesisteminiai
Aktyvumas Bekerelis (Bq) 1 Bq – 1 virsmas per s Kiuris (Ci) 1 Ci – 1 g Ra 226 aktyvumas

1 Bq = 27 • 10 12 Ci 1 Ci = 37 • 109 Bq

1 Bq – 27 pCi
Ekspozicinė dozė Kulonas kilogramui (C/kg) 1 C/kg =3.88 • 103 R Rentgenas (R) lR = 2.58-lO4C/kg
Sugertoji dozė Grėjus (Gy) 1 Gy = U/kg Radas (rd) 1 rd = 0.01 Gy

1 Gy = 100 rd
Lygiavertė dozė Sivertas (Sv) 1 Sv = 100 bėrų Beras 1 beras = 0.01 Sv

BIOLOGINIS RADIACIJOS POVEIKIS GYVIEMS ORGANIZMAMS
Radiacinės spinduliuotės kenkimo mechanizmai

Jonizuojančioji spinduliuote stipriai ardančiai veikia gyvuosius organizmus. Radiacija gali žaloti ne tik molekules ar ląsteles, bet taip pat atskirus organus arba visą organizmą. Jonizuojančiąja! spinduliuote! pereinant per gyvus organizmus, ji perduoda savo energiją audiniams ir ląstelėms. Sugertoji energija pasiskirsto ne tolygiai, o atskiromis “porcijomis”, kurių dydį nusako spinduliuotės rūšis, ir yra didelis. Dėl to yra kai kurioms ląstelės dalinis suteikiamas milžiniškas energijos kiekis ir labai mažas arba visai nieko – kitoms. Toks netolygus sugeriamos energijos pasiskirstymas paaiškina radiacijos poveikio organizmui pobūdį. Esant net bendram nedideliam audiniuose sugertos energijos kiekiui, kai kurios gyvo organizmo ląstelės dėl netolygaus sugėrimo gali būti smarkiai pažeistos. Todėl, atrodytų, labai menkas sugertos spinduliuo-lės energijos kiekis organizmui gali sukelti sunkias pasekmes. Vaizdumo dėlei palyginkime sugertą rentgeno spindulių energiją, mirtiną žmogui esant bendram apšvitinimui, su šilumine energija. Pasirodo, kad mirtinos dozės rentgeno spindulių energija yra mažesnė už energiją, kurią organizmas gauna, išgėrus puoduką karštos kavos arba per keletą minučių saulės vonių šiltą dieną.
Tokį didžiulį jonizuojančios spinduliuotės poveikio organizmui skirtumą lyginant l su šiluminės energijos poveikiu, lemia tai, kad šiluminė energija sugeriama audiniuo-I še maždaug tolygiai. Todėl organizmo pažeidimams sukelti jos reikia žymiai daugiau, nei radiacinės spinduliuotės energijos. Jonizuojanti spinduliuote susideda, galima sakyti, iš atskirų stambių energijos porcijų, ir kiekviena iš jų sukelia organizmo ląstelėje negrįžtamo pobūdžio pažeidimus. O jeigu tų “porcijų”, patenkančių į kokį nors organą, yra daug, jis gali prarasti savo funkcionaline galią, ir organizmas dėl to gali žūti.
Apšvitinimo poveikis skirtingiems organizmams ir skirtingiems organams bei audiniams gali skirtis. Baltymų, nukleininių rūgščių molekulių ir kitų ląstelės struktūrų radiacijos sukeltas pažeidimas pasireiškia molekulinių ryšių suardymu. Didelės energijos radiacijos dalelės lengvai išmuša iš molekulės elektronus, palaikančius ryšį tarp atskirų molekulės dalių, o masingos dalelės (protonai, neutronai, alfa dalelės) išmuša ir lengvesnius, molekulę sudarančius atomus.
Esant didelėms apšvitinimo dozėms, sudėtingos organinės molekulės, nutraukus cheminius ryšius, virsta chemiškai aktyviais molekulių fragmentais – radikalais. Dėl radiacijos sukelto molekulės erdvinės struktūros pažeidimo kai kurios molekulės (pvz., fermentų) praranda savo biologinį aktyvumą. Tai, visų pirma, pasireiškia medžiagų apytakos ląstelėje sutrikimu, kas gali baigtis jos žūtimi. Labiausiai jautrus apšvitinimui yra ląstelės branduolys. Jį pažeidus, molekulė nebegali dalintis, sutrinka baltymų ir nukleininių rūgščių sintezė. Sunkiausi yra chromosomų struktūros pažeidimai, kuomet pertraukiama viena arba abi jos grandys. Jų dalys vėl gali susijungti, tačiau tai gali įvykti iškrentant kelioms grandims, dėl ko sutrinka chromosomų genetinė struktūra. Ląstelės tampa negyvybingos arba atsiranda žymūs pokyčiai – mutacijos, jei pažeidžiamos chromosomos lytinėse ląstelėse. Neigiamų mutacijų pasekmės gali pasireikšti per kelias kartas. Negrįžtamus chromosomų genetinius pokyčius gali sukelti bet kokia apšvitinimo dozė, tai gali lemti paveldimas anomalijas.
Labiausiai jautrios radiacijai greitai besidalijančios ląstelės. Todėl didžiausią pavojų sukelia kraują atkuriančių organų (kaulų čiulpų, blužnies, limfmazgių liaukų), lytinių ir užkrūčių liaukų, virškinamojo trakto gleivinės apšvitinimas. Po apšvitinimo sumažėja kraujuje leukocitų ir limfocitų. Apšvitinimas gali ypač sužaloti vaiko organizmą, ypač embrioną, kuomet ląstelės labai greitai dauginasi. Mažiausiai jautrios radiacijai ląstelės, kurių kartų kaita lėta (nervų, raumenų, kaulų audinių).
Po trumpalaikio stipraus apšvitinimo radiacijos poveikis organizmui gali pasireikšti nedelsiant, o esant didelei dozei – po keleto valandų ar dienų gali baigtis mirtimi. Jeigu po apšvitinimo ligonis pasveiksta, tai dar nereiškia, kad tolimesnėje ateityje neatsiras vienokių ar kitokių komplikacijų, nes radiacija dar gali sukelti vadinamus stochastinius (tikimybinius) padarinius. Tokiais padariniais yra apšvitinto organizmo padidėjusi vėžinių susirgimų tikimybė, kurių latentinė trukmė nuo keleto iki dešimčių metų; radiacijos sukelti genetiniai pažeidimai lytinėse ląstelėse gali turėti neigiamas pasekmes palikuonims. Stochastinius radiacijos padarinius sukelia ir mažos apšvitinimo dozės, todėl jie yra pavojingiausi, įvykus masiniam gyventojų apšvitinimui.

Ūminiai radiaciniai padariniai po stipraus organizmo apšvitinimo

Radiobiologinis patyrimas, sukauptas Japonijos miestų atominio bombardavimo ir nelaimingų atsitikimų atominiuose reaktoriuose, leidžia nustatyti apšvitinimo didelėmis dozėmis poveikį žmogaus organizmui. Aprašysime laukiamas pasekmes po ūmių visam kūnui tenkančių radiacijos dozių.

Spindulinio kenkimo simptomai
Radiacijos dozė, Sv Spindulinio kenkimo simptomai
05 – 100 (super latentinė dozė) Staigi mirtis, per kelias valandas dėl centrinės nervų sistemos pažeidimo.
10 – 40 Sukelia aštrią spindulinę ligą, vadinamą žarnyno sindromu, po 10 – 14 parų pasibaigiančia mirtimi.
6 – 10 (Latentinė dozė) Pirmieji simptomai – pykinimas ir vėmimas po keletos valandų, po to viduriavimas, karščiavimas, greitas organizmo išsekimas, dėl kurio 100 proc. ligonių miršta
2,5 – 5 (vidutiniškai latentinė dozė) Trumpi pykinimo priepoliai po keleto dienų, po dviejų savaičių prarandamas apetitas, krenta plaukai, kraujospūdis dėl trombocitų sumažėjimo, silpnumas dėl anemijos, imuninės sistemos susilpnėjimas dėl liaukocitų kiekio sumažėjimo ir 50 proc. ligonių fatalinė baigtis.
l -2 (luhlulentinė) Po dviejų – trijų savaičių pastebimas apetito praradimas, gerklės skausmai, viduriavimas, ligonis (jei nėra komplikacijų) pradeda sveikti.

Centrinės nervų sistemos spindulinio pažeidimo sindromas
100 Sv ir didesnės apšvitinimo dozės sukelia mirtį per kelias valandas. Nors mirtis ištinka dėl centrinės nervų sistemos pažeidimų, tačiau ir visi kiti individo organai, esant tokiai apšvitinimo dozei, yra smarkiai pažeisti. Pirmieji ligos simptomai – pykinimas, vėmimas – gali prasidėti praėjus keletui minučių po apšvitinimo. Šiuos simpto-mus lydi judesių koordinacijos praradimas, kvėpavimo pasunkėjimas, traukulių priepuoliai, koma, o po to – mirtis. Yra žinoma keletas tokios mirties atvejų.
Virškinamojo trakto sindromas
l O-ties Sv ir didesnės visam kūnui tenkančios dozės sukelia simptomus, būdingus mirtiniems skrandžio ir žarnyno pažeidimams: pykinimas, vėmimas, nuolatinis viduriavimas. Ilgas, keletą dienų besitęsiantis viduriavimas laikomas blogos prognozės ženklu, rodančiu, kad apšvitinimo dozė buvo didesnė negu 10 Sv, kurią seka fatalinė baigtis. Pirmieji ligos simptomai atsiranda pirmą dieną po apšvitinimo ir, kuo jie sunkesni, tuo didesnė apšvitinimo dozė. Po keleto dienų po apšvitinimo pasireiškia vandens trūkumas organizme, svorio sumažėjimas ir visiškas nusilpimas. Negydant mirtis gali ištikti per keletą dienų, bet, esant gerai priežiūrai, liga gali tęstis keletą savaičių. Pasireiškiantys ligos simptomai ir po to sekanti mirtis yra žarnyno gleivinės erozijos pasekmė. Mirštama organizmui praradus vandenį ir dėl bendros virškinamojo trakto infekcijos. Virškinamojo trakto sindromas pastebėtas dešimčiai Černobylio AE darbuotojų, dirbusių elektrinės ketvirtajame bloke avarijos metu. Sindromo pradžia pastebėta po 4 ar net 8 parų po apšvitinimo, ir tai rodė, kad ligoniai buvo apšvitinti 10 Gy ir didesne gama spindulių doze. Visi jie mirė per tris savaites.
Mirtis dėl kraujodaros sistemos pažeidimo
Jei mirtis ištinka dėl kelių sivertų apšvitinimo dozės, tai ji įvyksta dėl kraujo ląsteles gaminančių organų pažeidimo. Raudonieji kaulų čiulpai gamina eritrocitus, kurie keletą mėnesių cirkuliuoja kraujuje ir perneša ląstelėms deguonį. Kaulų čiulpuose gaminami trumpaamžiai trombocitai (vid. gyvuoja 9 dienas), kurie lemia kraujo krešėjimą. Leukocitai susidaro limfmazgiuose ir blužnyje. Šios kraujo ląstelės tarsi sargai, trukdantys svetimkūniams patekti į organizmą. Jie kraujuje cirkuliuoja nuo keleto valandų iki kelių mėnesių, todėl, sutrikus jų gamybai, leukocitų kiekis greit mažėja. 5 sivertų dozė mažai paveikia kraujuje cirkuliuojančias subrendusias ir nesidalijančias ląsteles. Tačiau tokia dozė naikina kaulų čiulpų kamienines ląsteles, limfmazgių ir blužnies ląsteles. Dėl to organizmas praranda besidalijančias ląsteles, kurios pakeistų subrendusias kraujo ląsteles. Po dviejų – trijų savaičių kraujuje atsiranda trombocitų deficitas. Jis praranda savybe krešėti, ir atsiranda pavojingi gyvybei kraujoplūdžiai. Po mėnesio nuo apšvitinimo organizmas nusilpsta dėl anemijos, ir tuo pačiu metu pasireiškia imuninės sistemos nusilpimas dėl leukocitų kiekio sumažėjimo.
Esant tam tikro dydžio apšvitinimo dozei, nukentėjusieji miršta, o mažesnei – praėjus krizei – gali išgyti. Dozė, dėl kurios gali mirti pusė sveikų suaugusiųjų žmonių, jei specialiai jie negydomi, apytiksliai lygi 3,5 Sv. Aukos, kurioms gresia mirtis, gali būti išgelbėtos atitinkamai gydant. Trombocitų ir eritrocitų perpylimas gali sustabdyti kraujavimą ir sumažinti anemiją (antibiotikai ir visiškai steriali aplinka gali apsaugoti ligonį nuo infekcijos). Tokios priemonės padeda apšvitintam žmogui įveikti krizės laikotarpį, kol jo organizmas vėl pradės gaminti kraujui būtinas ląsteles. Specialaus gydymo efektyvumą akivaizdžiai parodė Černobylio avarijos aukų gydymo rezultatai Maskvos specialiojoje ligoninėje. Iš 20 sunkiausių ligonių, kurių apšvitinimo dozės buvo nuo 6 iki 16 Gy, 19 mirė. Iš 21 žmonių grupės, kurių apšvitinimo dozės 4,2 – 6,3 Gy 7 mirė po 16-48 parų nuo apšvitinimo; iš 43 žmonių grupės 2,0 – 4,0 Gy tik vienas mirė 96-ą parą nuo išeminio insulto ir iš 31 žmogaus, kurių apšvitinimo dozės buvo 0,8 – 2,1 Gy, nemirė nė vienas.
Černobylio aukų gydymą sunkino odos nudegimai, atsiradę dėl beta spindulių poveikio. Jeigu ligoniams buvo konstatuoti santykinai ankstyvi (5-6 parų) II ir III laipsnio nudegimai (nors tik 30 – 40 proc. odos ploto), tai jie buvo lemtingi.

Gemalo ir vaisiaus apšvitinimo pasekmės
Ankstyvojoje vystymosi stadijoje ir organogenezės laikotarpiu embrionas nepaprastai jautrus radiacijai, todėl net mažos apšvitinimo dozės gali sukelti sunkias pasekmes – apsigimimą ar žūtį. Išsamiau tirta smulkiųjų žinduolių – pelių, žiurkių ir kt. -radiacijos įtaka embrionui bei vaisiui. Manoma, kad radiacija panašiai veikia ir žmogaus embrioną. Prognozuojamas apšvitinimo pasekmes patvirtina Japonijos tragedijos rezultatų ir kai kurių kitų atvejų analizė.
Radiacijos poveikis iš esmės priklauso nuo to, kokiame vystymosi periode gemalas buvo apšvitintas. Priešimplantaciniame periode (nuo apvaisinimo iki 9 dienos) ląstelės dar nėra diferencijuotos, todėl apšvitinimas nesukelia defektyvių formacijų, nors pakankamai didelė dozė gali embrioną nužudyti. Šioje ankstyviausioje stadijoje radiacijos efektas yra toks: viskas arba nieko. Apšvitinimas gali baigtis arba embriono žūtimi, kas dažniausiai nepastebima, arba jis auga, ir gimęs kūdikis būna normalus.
Orgiinogenezės laikotarpiu (nuo 9-os iki 60-os dienos) vyksta ląstelių diferenciacija, ir formuojasi organai bei kūno dalys. Šiuo periodu embrionas labiausiai jautrus ligonis, farmacinėms priemonėms ir radiacijai. Vidutinės radiacijos dozės šiuo nėštumo laikotarpiu gali turėti katastrofiškų pasekmių. Pastebėtas visas radiacijos sukeltų defektų spektras – gomurio nesuaugimas, galūnių vystymosi sulėtėjimas, galvos smegenų vystymosi sutrikimas ir kt. Apšvitinimas ankstyvu organogenezės laikotarpiu be grubių vaisiaus anomalijų sukelia dar ir organizmo augimo sulėtėjimą. Šiuo periodu apšvitinimo rizika yra didžiausia. Didžiausią protinio nepilnavertiškumo riziką sukelia 8-15 savaičių gemalo apšvitinimas, o per 8 pirmas savaites apšvitinimo įtaka protiniam išsivystymui nežymi. Kūdikio mirtis gimdymo metu arba greitai po gimimo taip pat gali būti prenatalinio apšvitinimo pasekmė. Vaisiaus apšvitinimas gali būti
vaiko susirgimo vėžiu priežastis. Iš viso vaisiaus jautris radiacijai 10 – 20 kartų didesnis negu suaugusio žmogaus organizmo. Todėl būtina išvengti nėščių moterų skrandžio ir organų dubens srityje rentgenografinių tyrimų ypač pirmose nėštumo stadijose. Kai kurie specialistai siūlo nutraukti nėštumą, jei 6-ių pirmų savaičių laikotarpiu embrionas buvo apšvitintas didesne nei 0,2 Gy doze. Manoma, kad mažesnės už 0,1 Gy dozės vaisiui nekenksmingos.

Vėžį sukeliantys pokyčiai somatinėse ląstelėse
Jau seniai buvo pastebėta, kad dėl radiacinio apšvitinimo gyvuliams ir žmonėms gali atsirasti įvairių organų vėžys. Piktybinis auglys atsiranda tuomet, kai somatinė ląstelė, sudaranti įvairius kūno audinius, praradusi organizmo kontrole, pradeda intensyviai daugintis, sukeldama pavojų visam organizmui. Tokio somatinių ląstelių elgesio priežastis yra genetinio ląstelės mechanizmo pažeidimai, vadinami mutacijomis. Lytinėje ląstelėje įvykusi mutacija pasireikš būsimoms kartoms. Iki šių laikų susikaupė labai daug pavyzdžių, iliustruojančių piktybinių auglių atsiradimą dėl jonizuojančių spindulių poveikio.
Pirmieji radiologai ir mokslininkai, dirbę šio amžiaus pradžioje su rentgeno spinduliais, nežinojo apie jų žalingumą ir todėl nesinaudojo jokiomis apsaugos priemonėmis. Daugelis iš jų mirė nuo leukozės arba kaulų vėžio. Pavyzdžiui, dukart Nobelio premijos lauretė Marija Sklodovska – Kiuri, išskyrusi iš urano rūdos stipriai radioaktyvų elementą radį (už tai jai buvo suteikta Nobelio premija), mirė nuo leukozės, kaip ir jos duktė Irena, padėjusi motinai atlikti radioaktyvumo tyrimus.
Urano šachtose visą darbo dieną dirbantys darbininkai kvėpuoja oru, turinčiu radioaktyviųjų dujų. Plaučiuose susikaupia radioaktyvūs nuklidai, lemiantys žymų mirtingumo padidėjimą nuo plaučių vėžio.
Iš visų piktybinių susirgimų dėl radiacijos, labiausiai yra ištirta leukozė, nes laiko tarpsnis tarp jos priežsties ir klinikinių simptomų pasirodymo santykinai nedidelis (5-10 metų). Leukozė – tai liga, charakterizuojama baltųjų ląstelių (leukocitų) kraujuje pertekliumi. Dėl to kraujas tampa nepilnavertis, nes dėl raudonųjų ląstelių (eritrocitų) deficito nepajėgia pakankamai aprūpinti organų deguonimi. Leukocitų perteklius atsiranda dėl blastinių ląstelių greito dalijimosi. Tiesioginis ryšys tarp apšvitinimo jonizuojančiu spinduliavimu ir susirgimo leukoze yra patikimai nustatytas. Tiriant branduolinių bombardavimų pasekmes Japonijos gyventojams buvo nustatyta, kad susirgimai leukoze Japonijos miestuose nuo 1946 iki 1960 metų išaugo nuo 10,7 iki 28 atvejų l mln. gyventojų per metus.
33-jus metus (1950-1983 m.) buvo tirti susirgimai leukoze apšvitintųjų Teč upės baseine. Apšvitinimo įtaka susirgimų dažniui labiausiai pastebima buvo 1965-1974 metais, t. y. praėjus 15-25 m. nuo apšvitinimo pradžios. Susirgimo dažnio priklausomybė nuo apšvitinimo dozės, o taip pat susirgimų skaičius įvairiose grupėse pateikiama sekančioje lentelėje.

Susirgimų leukoze skaičius ir dažnis patyrusių atominį bombardavimą Japonijoje bei paveiktų radiacijos Teč upės baseine (Uralas)

Vietovė (Stebėjimo laikotarpis) Dozė, Gy Zm. metų skaičius Atvejų skaičius Dažnis 105 m.’1

4,0 – 6,0 9535 12 125,9
Chirosima 2,0 – 4,0 19614 15 76,5
(1946-1971 m.) 1,0-2,0 32384 12 ‘ “j*’
37,1

0,5 – 1,0 54456 7 13,6

0,01-0.5 469060 25 5,3
Kontrolinė 0,1 569266 20 3,5
Teč upės 1,64 13063 2 15,31
baseinas 0,82 50627 4 7,90
(1950-1985 m.) 0,61 61850 4 6,47

0,29 35266 3 8,51
Kontrolinės – 372.320 6 1,6
grupės – 828.050 30 3.6

Susirgimų dažnis, kaip matyti iš šių lentelių, abiem atvejais, esant tai pačiai apšvitinimo dozei, mažai skiriasi. Žymiai didesnis laiko tarpsnis nuo apšvitinimo iki leukozės pasireiškimo antru atveju, matyt, dėl to, kad Teč baseine apšvitinimo dozės buvo mažesnės, todėl ir leukozės plėtra vyko lėčiau. Galima manyti, kad dėl Černobylio avarijos leukozinių susirgimų žymesnis padidėjimas bus pastebėtas tik po 10-20 metų nuo reaktoriaus sprogimo datos.
Leukozė nėra pagrindinė radiacijos sukelta vėžio forma. Atominio bombardavimo aukų tyrimai parodė, kad radiacijos paveikti japonai dažniau negu kiti serga plaučių, krutu ir ypač skydliaukės vėžiu. Šio tipo vėžiniai susirgimai atsiranda po ilgesnio laiko tarpsnio nuo apšvitinimo (10-25 m.) negu leukozė. Tiriant vaikus, kurie buvo veikiami viršterapinėmis rentgeno dozėmis, nustatyta, kad skydliaukės vėžiu suserga 5-15 vaikų iš 1000 apšvitintų kiekvienam sivertui ((5-15) 10″3sv”‘). Didžiausio susirgimų skaičiaus skydliaukės vėžiu galima laukti praėjus 10-15 metų nuo apšvitinimo. Didžiausia radiogeninio skydliaukės vėžio rizika yra tada, kai skydliaukė buvo apšvitinta iki 5 metų amžiaus vaikams. Daugumą žmonių, kurių skydliaukės buvo paveiktos didelių radiacijos dozių, sudaro Rusijos, Baltarusijos ir Ukrainos gyventojai, buvę Černobylio avarijos užterštose teritorijose. Pagrindine įtaką skydliaukės apšvitinimui turėjo patekęs į ją radioaktyvusis jodas 131, kuris, skleisdamas beta ir gama spindulius, sukėlė didelį vidinį jos apšvitinimą. 1991 metų duomenimis Rusijos užterštoje teritorijoje 71 000 gyventojų vidutinė skydliaukės apšvitinimo dozė sudarė 129 mGy, o kolektyvinė – 92 000 žm. Sv.
Baltarusijos 466 600 gyventojų vidutinė dozė – 288 mGy, kolektyvinė – 134 000 žm.Sv. Be to iki 16 m. vaikų individualios dozės buvo 3-6 kartus didesnės negu suaugusiųjų, o labiausiai užterštuose Baltarusijos rajonuose jos buvo 40 Gy. Ukrainoje l 277 000 apšvitintų žmonių kolektyvinė vaikų skydliaukės gauta dozė apytiksliai lygi 230 000 žm.Sv., o suaugusiųjų – 357 000 žm. Sv. Todėl susirgimų skydliaukės vėžiu pagausėjimas šiuose regionuose yra neišvengiamas. Iki 1993 m. Rusijos ir Ukrainos užterštuose rajonuose žmonių susirgimų skydliaukės vėžiu pagausėjimo nenustatyta, tačiau Baltarusijoje vaikų susirgimų skaičiaus skydliaukės vėžiu padidėjimas yra ryškus. Antai labiausiai užterštoje Gomelio srityje iki 1992 m. susirgimų padidėjo 22 kartus, o visoje Baltarusijoje – apie 10 kartų (8 susirgimai 1986-1987 m. ir 85 susirgimai 1990-91 m.) (žr. 3 pav.). Suaugusiųjų sergamumas šiuo naviku Baltarusijoje 1991 m. buvo dvigubai didesnis už priešavarinį.
Susirgimo skydliaukės vėžiu rizika priklauso nuo apšvitinimo būdo. Esant aštriam apšvitinimui trumpo amžiaus jodo nuklidais (‘ “I, “4I, “M) vaikams iki ISmetųskydliaukės vėžio atsiradimo rizika yra 140 atvejų 10 000 žm.Sv. per likusį gyvenimą ir 24 atvejai – suaugusiems. Ilgai trunkančio išorinio ir vidinio apšvitinimo arba dėl apšvitinimo jodu 131 indukuoto vėžio rizika įvertinama 46 atvejais vaikams ir 8 suaugusiems. Esant tokioms radiacijos indukuoto skydliaukės vėžio atsiradimo normoms, išskirti dėl radiacijos atsiradusį vėžį iki 0,3 Gy apšvitinimo dozių neįmanoma. 0,3-1,0 Gy dozių intervale spontaninio ir indukuoto vėžio procentas bus apytiksliai vienodas. Tik 1-2 Gy dozių intervale radiacijos indukuoto vėžio atvejų bus du kartus daugiau negu spontaninio vėžio atvejų. Vertėtų paminėti, kad esant didelėms apšvitinimo dorėms, viršijančioms 40 Sv (tokios dozės gali atsirasti naudojant1311 radionuklidą gydomiesiems tikslams), vėžinių skydliaukės susirgimų rizika mažėja.
Lietuvoje, kurioje skydliaukės apšvitinimo dozė neviršija 0,8 Gy, susirgimų skyd-Iniukes vėžiu didesnio paūmėjimo neturėtų būti. Kadangi tik 5-10 proc. susirgimų gali baigtis mirtimi, tai, esant ankstyvai diagnostikai ir reikiamam gydymui, papildomų fiius vėžio rūšies aukų Lietuvoje galima išvengti.
1994 metais buvo patikslinti rizikos koeficientai susirgti radiacijos indukuotu vė-*iu, pasibaigiančiu mirtimi. Esant vienodam viso organizmo apšvitinimui, jie yra tokie: vidutinis visiems gyventojams – 5,09- 102SV (buvo 322 dešimčiai tūkst. žm. Sv.), vyrams – 4,3 • lO^Sv1, moterims – 6,12 • 10 2Sv’ (9 lentelė). Taigi 5 žmonės iš100 turėtų mirti nuo vėžio po l Sv apšvitinimo per vidutine gyvenimo trukme. Palyginimui primename, kad 1993 m. Lietuvoje 2 žmonės iš 1000 mirė nuo įvairių rūšių vėžio (JAV – 16 iš 10 000). 9 lentelėje pateikiama susirgimo įvairių rūšių piktybiniais augliais rizika.

Vėžio rizika JAV gyventojams (Kr4 Gy1) esant apšvitinimui žemo lygio doze (1989 ir 1994 m. įvertinimai) /Health Phys., 1995. t. 69, P. 93/

Naviko lokalizacija Mirtingumas Sergamumas

1989 1994 1989 1994
Stemplės 9,1 9,0 9,1 9,5
Skrandžio 46,0 44,4 60,1 49,3
Gaubtinės
žarnos 22,9 98,2 42,9 178,5
Kepenų 49,6 15,0 49,6 15,8
Plaučių 70,1 71,6 74,5 75,4
Kaulų 2,5 0,9 2,5 1,3
Krūties 55,4 46,2 142,0 92,5
Pūslės 11,8 24,9 21,4 49,7
Inkstų 5,9 5,5 – 8,4
Skydliaukės 6,4 3,2 64,3 32,1
Leukozė 44,8 49,6 44,8 50,1
Kiti 67,8 140,7 90,5 198,1
IŠ VISO 392,1 509,1 623,0 760,6

Pravartu priminti ir ultravioletinės (UV) spinduliuotės kancerogeninį poveikį. Bandymai su pilkomis pelėmis parodė, kad kancerogeniškai aktyvi yra ne tik trumpaban-gė UV radiacija (B sritis 290-320 nm), bet ir ilgabangė (A sritis 320-400 nm), kuriai Žemės atmosfera yra skaidri. Piktybinio naviko atsiradimo trukmė t ir kasdieninės dozės dydis D B srities susieti ryšiu t – D -°’6. Taigi odos apšvitinimas bet kokios dozės UV radiacija gali sukelti per tam tikrą laiką susirgimą odos vėžiu (melanoma, sarkoma). Manoma, kad rizika susirgti nuo UV yra 8-10 proc. dėl visų kitų (cheminio užteršimo ir k. t.) veiksnių. Mus supančios aplinkos UV radiacija yra stiprus kancerogeninis veiksnys.
Vienalaikis radiacijos ir cheminių kancerogenų poveikis gali sukelti kancerogeninį efektą, kuris didesnis už sumą kancerogeninių efektų, sukeliamų kiekvieno iš jų, t. y. efektai susideda sinergetiškai. Bandymais yra patvirtintas UV apšvitinimo ir 3,4 benzpireno sinergetinis efektas odos vėžiui atsirasti. Normalios ląstelės transformacija į augline, veikiant UV, įvyksta dėl DNR pažeidimo. Ląstelėje gali vykti pažeistų DNR atstatymo (reparacijos) procesai, ir dalis pažeistų ląstelių vėl tampa normalios. Tuo pačiu laiku veikiantis antras kancerogeninis veiksnys, šiuo atveju 3,4 benzpire-nas, stabdo pažeistos DNR reparaciją, dėl ko abiejų kancerogenų pakenkimas audiniui yra gaunamas didesnis už suminį. Buvo nustatyta, kad UV kartu su anglies derva (pse-riozės fototerapija) padidina apšvitinimo kancerogeninį efektyvumą net 3-6 kartus. UV radiacijos kancerogeninį poveikį didina virš kai kurių regionų suplonėjes ozono sluoksnis, kuris patikimai apsaugodavo Žemės fauną nuo žalingo trumpabangio UV poveikio. Matyt, dėl ozono sluoksnio degradacijos pastaruoju metu pastebėtas žymus susirgimų odos vėžiu padidėjimas, ir tai labiausiai pajuto Australijos gyventojai. Susirgimo odos vėžiu atvejų daugėja ir Lietuvoje (ypač tarp moterų). Jeigu 1991 m. 100 000 moterų buvo užregistruota 28,0 nauji susirgimai, tai 1994 m. – jau 33,3 odos vėžio naujadarai.
Šios ligos plitimui sulėtinti efektinga profilaktinė priemonė būtų susilaikymas nuo saulės vonių, ypač pajūrio paplūdimiuose.

Genetinės apšvitinimo pasekmės
Genetinės apšvitinimo pasekmės turi daug ką bendra su radiacijos indukuotu vėžiu. Jos priskiriamos stochastinėms apšvitinimo pasekmėms, taigi yra tikimybinės prigimties. Yra du genetinių pažeidimų pagrindiniai tipai: chromosomų aberacijos – chro mosomų struktūros ir skaičiaus pakitimas – ir pokyčiai pačiuose genuose – mutacijos. (ienų mutacijos skirstomos į dominantines, pasireiškiančias iškart pirmoje kartoje, ir ri-ccsyvines, pasireiškiančias palikuonims tik tuo atveju, jei mutantiniu yra tas pats abiejų tėvų genas. Abiejų tipų genetiniai defektai, nors jie ir nesukelia sutrikimų orga-ni/.me, gali būti pastebėti, atliekant citogenetine (chromosomų aberacijų) analize. Dauguma mutacijų organizmui yra žalingos, geriausiu atveju neutralios. Jos gali būti dal-Inni/.mo, Dauno sindromo ir įvairių vystymosi sutrikimų priežastimis. Dėl natūralios radiacijos fono žmogui atsiranda ne daugiau kaip 5 proc. savaiminių (spontaninių) mutacijų. Tačiau apie 10 proc. naujagimių turi spontaninius genetinius defektus. Dau-^ jtclis embrionų su sunkiais įgimtais sutrikimais neišgyvena iki gimimo. Net jeigu vai-• kn i su įgimtais defektais ir gimsta gyvi, tai jų tikimybė išgyventi iki pirmo gimtadienio 5 kurtus mažesnė negu normalių vaikų.
Apie spinduliuotės sukeliamas mutacijas sužinoma iš laboratorijose vykdomų tyrimų su įvairiais gyvūnais. Dauguma radiacinės genetikos eksperimentų buvo atlikta su muselėmis – drozofilomis, kurios labai intensyviai dauginasi ir kurių didelė kartų keitimosi sparta. Tyrimais nustatyta, kad genetinėms mutacijoms sukelti reikalingos didelės radiacijos dozės. Dozės, sukeliančios drozofiloms mutacijų padvigubėjimą, vidutiniškai lygios 5 radams. JAV atlikti plataus masto tyrimai su pelėmis. Buvo ištirta apie 7 mln. gyvūnų ir įrodyta, kad dozės, sukeliančios mutacijų padvigubėjimą, vidutiniškai yra 0,5-2,5 sivertų, t. y. eile didesnės negu drozofilų. Nustatyta, kad vyriškos būtybės radiogenetiniams pažeidimams jautresnės už moteriškas. Dozės ištęsimas laike mažina mutacijų skaičių. Taip pat buvo nustatyta, kad konkrečios dozės sukeltas mutacijų skaičius sparčiai mažėja, didėjant laiko intervalui tarp apšvitinimo ir apvaisinimo. Manoma, kad žmogus nėra jautresnis už peles. Šią prielaidą tarytum patvirtina Hirosimos ir Nagasakio gyventojų, patyrusių atominį bombardavimą, vaikai. Šioje japonų grupėje, apimančioje apie 110 tūkstančių žmonių, genetinių pokyčių nenustatyta. Recesyvinių mutacijų pasireiškimams nustatyti reikėtų ištirti keletą kartų, todėl svaresnių išvadų iš šių stebėjimų dar negalima daryti. Manoma, kad tik 1-6 proc. mutacijų žmogui sukelia natūralus radiacijos fonas, o visos kitos yra sukeliamos kitų veiksnių.

Jonizuojančiosios spinduliuotės įtaka gyvenimo trukmei
Be minėtų radiacijos sukeliamų pasekmių, organizmo apšvitinimas tam tikro dydžio doze sukelia gyvenimo trukmės sumažėjimą. Gyvenimo trukmės sumažėjimas yra universalus apšvitinimo efektas, būdingas visų gyvūnų rūšims. Daugiausia šio reiškinio tyrimų atlikta su pelėmis. Tyrimais nustatyta, kad egzistuoja tiesinė kiekybinė priklausomybė tarp gyvenimo trukmės sumažėjimo ir spinduliavimo dozės sublatentinių dozių 0,2-2,0 Gy intervale. Apšvitinant mažomis dozėmis 0,1-0,2 Gy, amžiaus sutrumpėjimo nepastebėta, o esant mažesnėms dozėms, pastebėtas netgi amžiaus pailgėjimas.
Apšvitinimo įtaka žmonių gyvenimo trukmei nustatyta JAV. Ištyrus Amerikos rentgenologų, dirbusių nuo 1920 iki 1939 metų, gyvenimo trukme buvo nustatyta, kad jų gyvenimo trukmė buvo 5 m. trumpesnė už tų, kurie nepatyrė apšvitinimo. Rentgenologų, pradėjusių dirbti 1920 m., vidutinė apšvitinimo dozė apytiksliai buvo lygi 6 Gy,o nuo 1930 m. – iki 2,4 Gy. Tuo laikotarpiu dirbusių rentgenologų sergamumas leuko
ze buvo 3 kartus didesnis negu kitų gyventojų. Susirgimų piktybiniais navikais pagausėjimas nėra vienintelė gyvenimo trukmės sumažėjimo priežastis. Neretai žiurkės su adiacijos iniciuotu vėžiu gyveno ilgiau negu be vėžio. Manoma, kad radiacija pagreitina ląstelėse vykstančius senėjimo procesus.
Taigi spinduliavimo įtakos gyvenimo trukmei tyrimo rezultatai įrodo, kad tam tikro dydžio dozės: 1) sukelia gyvenimo trukmės sumažėjimą, tuo didesnį, kuo didesne doze organizmas buvo apšvitintas; 2) neturi įtakos natūraliai gyveninio trukmei; 3) ją padidina 10-15 proc., lyginant su neapšvitintais.
Gyvenimo trukmės padidėjimas dėl apšvitinimo sukėlė nemažą radiologų susidomėjimą. Tačiau padidėjimas pastebėtas, esant tik labai mažoms dozėms – nuo 0,7 iki 1,1 mSv/m., t. y. foninės spinduliuotės kitimų dydžio. Gyvenimo trukmės padidėjimui paaiškinti yra keletas hipotezių, tačiau tikslus mechanizmas dar neišaiškintas. Manoma, kad veikiant nedidelėmis radiacijos dozėmis, suaktyvėja fermentų veikla, susijusi $u tikslinga pažeistų ir nuo senatvės susikaupusių DNR pažeidimų reparacija. Buvo pastebėtas ir UV apšvitinimo sublatentinėmis dozėmis teigiamas poveikis bakterijų gyvybingumui. Manoma, kad nedidelės UV dozės sulėtina odos senėjimo procesus.

Cheminiai radioprotektoriai

Dar 1950-ųjų metų pradžioje buvo nustatyta, kad organizmo radiaciniai pažeidimai gali būti susilpninami cheminiais junginiais – radioprotektoriais, jiems patekus į organizmą prieš apšvitinimą. Universaliu radiobiologiniu reiškiniu yra vadinamasis deguonies efektas (DE). Tai organizmo spindulinio pažeidimo sustiprėjimas, padidinus deguonies koncentraciją, lyginant su pažeidimais, sukeltais organizmą apšvitinant, esant deguonies trūkumui – hipoksijos sąlygomis. DE patogus tyrimo objektas yra izoliuotos ląstelės, kurių gyvybingumo kitimas priklausomai nuo deguonies koncentracijos aplinkoje ir apšvitinimo atsispindi l ir 2 kreivėse (žr. 4 pav.). Iš šio paveikslo matome, kad 10 proc. ląstelių gyvybingumas azoto atmosferoje išlieka, esant 3 kartus didesnei apšvitinimo dozei (12,8 Gy), negu ore (4,3 Gy). Deguonies įtaka biologinių mikromolekulių radiaciniams pažeidimams ankstyviausiose stadijose. Deguonies patekimas jau praėjus 2 s nepakeisdavo efekto, gaunamo hipoksijos sąlygomis. DE nustatytas ir darant bandymus su gyvūnais. Šiais bandymais buvo parodyta, kad gyvūnai hipoksijos sąlygomis 1,5-2 karius atsparesni, negu juos apšvitinant ore.
Šiuo metu surasta tūkstančiai junginių, turinčių priešspindulinio poveikio savybių. Jie pagal veikimo mechanizmą skirstomi į dvi dideles grupes. Viena protektorių grupe, veikdama nervų sistemą, sukelia kaulų čiulpų, žarnyno, kraujo indų laikiną susiaurėjimą, dėl to kyla farmakologinė hipoksija, kuri ir lemia organizmo radioapsaugą. Kili), gausesnę grupe, sudaro protektoriai, kurių apsauginis poveikis gaunamas tik tiesiogiai jiems patekus į ląstele. Tai dažniausiai sieros turintys junginiai. Efektyviausi jų Himno alkiltifosfatai, amino etilizotiuronis ir cisteaminas, kurių apsauginis poveikis mu/ai nusileidžia aštrios hipoksijos poveikiui.
Priešspindulinės apsaugos molekulinis mechanizmas aiškinamas pažeistų ląstelių fcrmcntatyvine reparacija. Įprastomis sąlygomis atominis deguonis (arba OH grupė), prisijungdamas prie biomolekulės nutrauktos dalies, užkerta kelią jai regeneruotis, ir pnJeidimas tampa nereparuojamu, tikru. Sumažinus deguonies kiekį aplinkoje arba susidarius farmakologinei hipoksijai, darinių su deguonimi sumažėja, ir tai sudaro sąlygas dalies potencialių pažeidimų reparacijai ir pradinei molekulinei taikinio struktūrai atstatyti. Cheminių radioprotektorių panaudojimą apsunkina tai, kad jie efektyviai veikia tik suleidus juos į veną. Be to jie yra toksiški, todėl ilgesnį laiką jų naudoti negalima. Kitas jų trukumas yra tas, kad jie, gerai veikdami prieš gama ir rentgeno spindulius, mažai efektyvūs apšvitinimo neutronais atveju.
Žinoma taip pat ir nemažai biologinių junginių, turinčių antioksidacinių savybių. Aktyviausiu, matyt, iš jų yra beta karotinas. Jis aktyviai pasisavina singuletinį deguonį ir kitas aktyvias deguonies formas bei jo darinius (O,’, OH~, H2O,), tuo sumažindamas mutagenezę ir kancerogeninę riziką. Nustatyta, kad beta karotino ar A vitamino net nedidelis trūkumas yra organizmo padidėjusio jautrio apšvitinimui ir cheminiams kancerogenams priežastis. Daugelio tyrimų rezultatai įrodo, kad rūkorių, vartojančių daug beta karotino turinčias daržoves, susirgimų plaučių vėžiu dažnis mažesnis negu tų, kurie jo gauna nepakankamai.
Gali būti kai kurių darinių sinergetiškas antikancerogeninis poveikis. Iš tokių darinių žinoma vitamino E ir seleno junginių kombinacija; vitaminas A ir beta karotinas bei kai kurie kiti.

RADIACIJA – ĮSTATYMAI, NORMOS

Pagrindiniai dokumentai, kuriais vadovaujasi Aplinkos apsaugos ministerija radiacinės saugos srityje, yra šie:
Radiacinės saugos normos (NRB-76/87);
Pagrindinės sanitarinės taisyklės (OSP-72/87);
Aplinkos apsaugos departamento įsakymas dėl radioaktyviųjų medžiagų įvežimo, išvežimo, tranzitinio pervežimo, apskaitos, naudojimo, saugojimo ir laidojimo tvarkos;
Aplinkos apsaugos ministerijos ir Sveikatos apsaugos ministerijos įsakymas dėl nelegalių radioaktyviųjų medžiagų ar jomis užterštų objektų nukenksminimo tvarkos.
Pagal šiuos dokumentus Lietuvos Respublikoje galioja šios didžiausios leistinos metinės dozės:
mSv – personalui, dirbančiam su apšvitos šaltiniais;
mSv – poveikio zonos gyventojams;
“HN 35:1998. Gyvenamosios aplinkos orą teršiančių medžiagų didžiausia leidžiama koncentracija”. 1999 m. 61 n.
HN 60 – 1996 Kenksmingos medžiagos. “ Didžiausia leidžiama ir laikinai leidžiama koncentracija” 1996 m. 51 n.
Visiems kitiems gyventojams apšvita turi būti kiek įmanoma mažesnė.
Visos kitos emisijų ir užterštumo normos nustatytos taip, kad nebūtų viršijama didžiausia leistina metinė apšvita. Reikia pažymėti, kad buvusios SSSR dokumentai, kuriais vis dar vadovaujamasi Lietuvoje, neatitinka tarptautinių rekomendacijų. 1996-1997m. darbo grupė, sudaryta iš Aplinkos apsaugos ministerijos, Sveikatos apsaugos ministerijos ir VATESI specialistų, kartu su ekspertais iš TATENA’os planuoja parengti Nacionalines radiacinės saugos normas, atitinkančias tarptautines rekomendacijas. Aplinkos apsaugos ministerija apsiėmė parengti saugaus radioaktyviųjų medžiagų pervežimo taisykles.

Literatūros sąrašas

1. Povilas Pipinys “Radiacija aplink mus”. 1996, Vilnius;
2. A. Tamašauskas. “Fizikos laboratoriniai darbai” 1998 m.;
3. A. Tamašauskas. “Fizika” 1992 m.;
4. Pasaulinė sveikatos organizacija “Radonas” 1997m. Vilnius;
5. R. Morkūnienė. “radioaktyvioji tarša ir jos pokyčių ypatumai Baltijos jūros

Lietuvos ekonominėje zonoje”. 2000 m. Vilnius;
6. D. Butkus “Dirbtinės kilmės radioaktyviosios inertinės dujos aplinkoje”.

1999 m. Vilnius;
7. http://www.astro.lt/enciklopedija/r/radioaktyv.html
8. http://neris.mii.lt/aa/at97/2d5sk.pdf

9. http://neris.mii.lt/aa/at95/dirad.html

10. http://neris.mii.lt/aa/at95/2d5s.html

11. HN 84:1998. Didžiausios leistinos maisto žaliavų ir maisto produktų,
pašarų radioaktyviojo užterštumo koncentacijos. 1999 m. Vilnius.

Leave a Comment