я могу 
Все гениальное просто!
Машины и Механизмы
Все записи
текст

Невидимые миру зиверты: как действует радиация на человека

Радиация – довольно страшная штука. Вы не сможете ее увидеть, почувствовать запах или попробовать на вкус. Ее можно обнаружить только с помощью специальных устройств, которые есть, как правило, лишь у специалистов. Несмотря на свою незаметность, радиация может вызвать множество последствий, от рака и бесплодия до лучевой болезни – ужасного диагноза, который, к счастью, редко встречается. Попробуем пролить немного видимого света на невидимый вопрос.
Невидимые миру зиверты: как действует радиация
Фото: Dan Meyers, unsplash.com

Жертвы науки

В апреле 1902 года физик Анри Беккерель решил продемонстрировать свойства радиоактивного материала на научной конференции. Уходя из лаборатории, он положил склянку с радием в свой нагрудный карман, где она находилась около 6 часов. Спустя несколько дней кожа в этом месте покраснела, а потом образовалась язва, которая долго не заживала. Так ученые впервые столкнулись с воздействием излучения радиоактивных материалов на организм.

Позднее многие из них узнали об ужасах радиационного облучения не понаслышке. Первая женщина-лауреат Нобелевской премии Мария Кюри за гениальные открытия в физике и химии заплатила жизнью. Она не задумывалась о безопасности своих экспериментов и умерла от апластической анемии, вызванной постоянным влиянием на организм радия и полония.


Участник манхэттенского проекта Гарри Даглян – младший случайно уронил брикет карбида вольфрама на 6-килограммовое плутониевое ядро во время работы над созданием ядерного оружия. Он получил сильные ожоги рук и умер через 25 дней. Другой физик, Луиз Злотин, во время эксперимента с этим же ядром получил огромную дозу радиации. Его тут же стошнило, а потом он страдал от ужасных симптомов девять дней, прежде чем умер.


Если эти ужасы вызвали у вас тревогу, то постараемся обнадежить: большинство видов излучений безвредны. И даже опасные не приведут к лучевой болезни, если вы не получите большую дозу. Излучения окружают нас всюду: радиоволны, сигнал от Wi-Fi роутера, даже тепло, которое выделяет ваш кухонный чайник. Ну а те, что могут вызвать болезнь, называются ионизирующими. Они имеют высокую энергию и частоту. К ним относятся рентгеновское, ультрафиолетовое и гамма-излучения.

Как понятно из названия, такое воздействие достаточно мощное, чтобы ионизировать – то есть выбивать электрон из любого атома, с которым столкнется. Высвобождение частицы производит 33 электрон-вольта энергии, которая нагревает окружающие ткани и нарушает химические связи. Сильное излучение может даже разрушить атомное ядро, производя еще больше энергии и причиняя еще больше разрушений. Когда радиация проходит через ткани тела, она повреждает молекулы ДНК. Вероятно, из-за их гигантского размера по сравнению с другими молекулами живой клетки. Очевидно, что чем крупнее мишень, тем проще квантам проникающей радиации по ней попасть.

Ионизирующее излучение бывает трех видов: альфа- и бета-частицы, а также гамма-лучи. Первые наименее опасны, они не проникают глубоко в кожу, если вообще проникают: на самом деле, даже одежда может их задержать. К сожалению, альфа-частицы можно вдохнуть или проглотить. Обычно в виде газообразного радона. И тогда они способны причинить большой вред. Правда, даже в этом случае вряд ли вызовут лучевую болезнь, а вот рак легких – запросто.

Бета-частицы – это электроны, которые движутся очень быстро, а значит, обладают большой энергией. Но они не могут преодолеть большинство твердых объектов. Тем не менее, электроны примерно в 8000 раз меньше альфа-частицы, и это делает их более опасными. Небольшой размер позволяет им проникать сквозь одежду и кожу. Бета-облучение может вызвать ожоги и повреждение тканей.


Гамма-лучи – самая страшная форма радиации. Эти чрезвычайно высокоэнергетические фотоны могут проходить через большинство материалов, поскольку не имеют массы. Чтобы эффективно блокировать гамма-лучи, потребуется несколько сантиметров свинца или метров бетона. Если вы подвергнитесь воздействию гамма-лучей, то они пройдут насквозь через все ваше тело, воздействуя на все ткани от кожи до костного мозга.


На атомных объектах учитываются четыре типа ионизирующей радиации: альфа, бета, гамма и нейтроны. Альфа-излучение слишком слабо, чтобы преодолеть большинство объектов. Бетаизлучение имеет более высокую проникающую способность, а гамма-излучение – максимальную. Нейтроны могут проникать через многие объекты, но эффективно замедляются водой. enec.gov.ae

Радиевые девушки

В 1918 году 20-летняя Молли Маджиа устроилась на свою первую работу – в компанию Radium Luminous Materials, известного производителя светящейся в темноте краски. Она набирала молодых девушек с миниатюрными ладонями, полагая, что такие легко справятся с почти ювелирной задачей: окрашиванием циферблатов наручных часов. Для девушки из небогатой семьи это была работа мечты, да и платили за нее прилично: по 27 центов за каждый циферблат. Производитель уверял: краситель с содержанием радия абсолютно безвреден. Даже поделился лайфхаком: чтобы линия получилась тонкой, кисточку с краской нужно сплющить между губами.

В январе 1922 года у Молли заболел зуб. Она пошла к стоматологу, который решил его удалить. Через несколько недель она вернулась, чтобы вырвать еще один. Врач сразу заметил, что рана от предыдущей операции не зажила и сочится гноем. Позже начали выпадать и другие зубы. К маю дантист решил, что Молли нужна операция по удалению быстро растущего абсцесса. К его ужасу, когда он вскрыл десны, часть челюсти рассыпалась, как пепел. Он не знал, что за четыре года радий, как пулемет, продырявил костные клетки и почти полностью лишил их кальция.В сентябре Молли умерла. И она была не единственной девушкой, с которой случилось подобное. У других работниц фабрики тоже стали возникать страшные симптомы: у одной произошел коллапс позвонков, с которыми радиация сделала то же самое, что и с челюстью Молли. У кого-то развились рак кожи, катаракта, выпали волосы. В конце концов, после долгих судебных разбирательств эта история попала на первые полосы газет по всему миру и привела к ряду государственных реформ в США. Но главное: весь мир узнал, что с радием шутки плохи.

Работницы фабрики. allaboutradiumgirls.wordpress.com

Молли Маджиа до облучения. buzzfeed.com

Мало кто беспокоится о радиации каждый день. Даже несмотря на то, что жить на нашей планете – уже означает постоянно подвергаться ее воздействию. Она существует в земле, воде и даже внутри нас с вами. Это называется естественным фоном. Солнце – один из его источников. И оно коварно, поскольку воздействие ультрафиолета на организм отсроченное. Провели весь день на пляже в первый же день отпуска? Дома вам гарантирован солнечный ожог, а может и что похуже: мощное ультрафиолетовое облучение может спровоцировать рак кожи и катаракту.

Но сколько нужно излучения, чтобы вызвать болезнь? Мы привыкли измерять радиацию в рентгенах, хотя тут не все так просто. Для оценки влияния на организм используют понятие «общая доза». Сюда входит интенсивность облучения, то, какая его часть поглощается человеческим телом, как долго оно подвергается воздействию и какие типы излучения задействованы. Общую дозу обозначают в зивертах – единице измерения, которая учитывает все эти факторы.

Радиоактивное облучение можно сравнить с конфетами. От одной плохо не станет, но вот если вы съедите тысячу в один присест… Например, если вы пойдете в поликлинику и сделаете компьютерную томографию, то получите чуть больше 0,01 зиверта радиации. Летаете самолетами? За каждый час полета на высоте 10 километров – вы облучаетесь на 0,02 зиверта. Пробовали оленину? Говорят, вкусно. Только в мясе этих животных содержатся частички полония-210, которые они получают, съедая мох, концентрирующий радионуклиды из воздуха. Испугались? Расслабьтесь. Это слишком маленькие дозы.

А вот полученных за один раз 0,75 зиверта может хватить, чтобы начали проявляться первые симптомы лучевой болезни: тошнота и ослабление иммунной системы. Три зиверта вызовут более серьезные последствия, но скорее всего не будут смертельными, если больной вовремя получит качественную медицинскую помощь. После облучения в пять зивертов с вероятностью 50 % пациент умрет в течение месяца. Мгновенная доза в 10 и более зивертов будет смертельной для любого человека.

Актриса и бомба

36-летняя Мидори Нака была восходящей звездой театра сингэки, когда приехала с гастролями в Хиросиму в начале лета 1945 года. Она и ее коллеги актеры разыгрывали пьесы, чтобы поднять боевой дух рабочих военных заводов. Утром 6 августа Мидори была на кухне дома, где остановилась труппа, когда в полутора километрах от нее прогремел второй в мировой истории ядерный взрыв. Ударная волна разрушила здание, но ей удалось выбраться из-под обломков и бежать на первом же поезде в Токио. 16 августа состояние актрисы резко ухудшилось. Начали выпадать волосы, на теле появились язвы. Несмотря на постоянные переливания крови, количество лейкоцитов падало. Спустя 8 мучительных дней Мидори Нака погибла. Она стала первым человеком, чья причина смерти указана как «радиационное отравление».Несколько месяцев японские патологоанатомы проводили вскрытия постоянно растущего числа жертв. Они препарировали органы, собирали образцы тканей. Им нужно было понять, что происходит с людьми, чтобы врачи смогли спасти жизни тем, кто еще был жив. Но они снова и снова обнаруживали, что сталкиваются с новыми и странными последствиями, которые бросали вызов медицинской логике.

Мидори Нака, thtsearch.com

Как же протекает лучевая болезнь? Подобно солнечным ожогам, она начинает проявляться не сразу. Чем сильнее было воздействие, тем раньше все начнется и тем хуже прогноз. Тот, у кого в течение часа появятся первые симптомы, скорее всего, умрет. Существуют четыре стадии.

1. Продромальный период. Самый ранний признак – тошнота и рвота: в организме начинают высвобождаться вещества, которые раздражают рвотный центр в мозгу. Потом у пациента заболит голова, его будет лихорадить, как при тяжелой форме гриппа. Может пойти кровь из носа и десен. В тяжелых случаях он быстро потеряет сознание.

2. Латентный период – мнимое затишье, во время которого состояние человека улучшится. Может даже показаться, что пациент пошел на поправку, но, к сожалению, это не так. Период видимого благополучия еще неутешительно называют «фазой ходячего трупа». В организме уже произошли непоправимые изменения. Первым страдает костный мозг, где производятся клетки крови. Поврежденный, он больше не может выпускать достаточно эритроцитов и лейкоцитов. Снижается иммунитет, развивается анемия.

3. Острая фаза начнется спустя несколько дней или пару недель. С организмом начнет происходить масса неприятных вещей. Если доза облучения была выше 5 зивертов, то начнет отслаиваться кожа, выпадут волосы. Начнут развиваться раны, они будут набухать и образовывать рубцы.

4. Выздоровление или смерть. Если дозы были небольшими, то примерно через месяц пациент пойдет на поправку. Но риск заболевания раком возрастет. Если облучение было высоким, то ужасные последствия неизбежны. Повреждаются костный мозг и клетки пищеварительной системы, бактерии распространяются из кишечника в организм. Все это может привести к смерти от инфекции или потери крови. Прогноз абсолютно неблагоприятен. Врачи смогут разве что облегчить страдания, вкалывая пациенту сильные обезболивающие.

Дважды выживший


6 августа Цутому Ямагучи собирал вещи и готовился покинуть Хиросиму. 29-летний морской инженер находился в командировке. Рано утром он в последний раз шел к верфи, когда услышал звук самолета над головой. Он обернулся: пролетавший в небе американский бомбардировщик сбросил небольшой предмет, соединенный с парашютом. Внезапно небо озарила вспышка света. Ему хватило времени, чтобы прыгнуть в канаву, прежде чем раздался оглушительный грохот. Последовавшая ударная волна подбросила его в воздух и швырнула в сторону. Он был в трех километрах от эпицентра и чудом выжил. Через сутки он добрался до железнодорожного вокзала, сел на поезд и направился в свой родной город – Нагасаки.Цутому прибыл домой утром 8 августа и отправился в больницу. Лечивший его врач был одноклассником, но не сразу узнал мужчину из-за ожогов на лице. Он вернулся домой в лихорадке и бинтах, а на следующий день вытащил себя из постели и пришел в офис. Когда инженер докладывал начальнику о произошедшем в Хиросиме, в нескольких километрах прогремел второй взрыв. Ударной волной с него сорвало бинты, он получил еще одну дозу смертельной радиации.В ближайшие дни двойная доза облучения сделала свое дело. У Ямагучи выпали волосы, раны гноились, его постоянно тошнило. Но он снова выжил. Последовали годы реабилитации и проблем со здоровьем, но в итоге японец прожил долгую жизнь и умер от рака в возрасте 93 лет.

Цутому Ямагучи, esoreiter.ru

Лечат лучевую болезнь по-разному, в зависимости от ее тяжести. Если активное вещество попало на одежду, кожу или внутрь организма, то первый шаг – дезактивация. Нужно убрать загрязнение, чтобы прекратить дальнейшее облучение пациента. Сперва солевым раствором обрабатывают раны, потом кожу отмывают с мылом. Эти процессы будут повторять до тех пор, пока счетчик Гейгера не покажет нормальный фон. Если же больной вдохнул зараженную пыль или выпил загрязненную воду, врачи будут вводить специальные препараты, которые связываются с радиоактивными частицами и вымывают их из организма, например йодид калия, краситель берлинскую лазурь или пентетовую кислоту.

drjockers.com, vectorstock.com, freepik.com, flaticon.com, oas.org, imgpng.ru

После медики могут приступить к лечению. В зависимости от того, какие части тела подверглись облучению и как глубоко поражены ткани, могут возникнуть проблемы с сердечно-сосудистой, желудочно-кишечной, кроветворной и центральной нервной системами. Симптомы лечат индивидуально, стараются в первую очередь облегчить страдания пациента. Для борьбы с инфекциями используют антибиотики, поскольку иммунная система ослаблена повреждением костного мозга. Важная задача – восстановить его работу. Если повреждения незначительные, то переливание крови увеличит шансы на выживание. В более серьезном случае трансплантация костного мозга может дать небольшую надежду.

Все, что мы сегодня знаем о лучевой болезни, основано на данных, полученных во время относительно небольшого числа аварий и несчастных случаев с радиоактивными материалами, а также лечении жертв атомных бомбардировок японских городов Хиросимы и Нагасаки. Какой бы ужас не внушала радиация, надеемся, что никому из вас не потребуется на практике подкованность в этой теме. Но знания ведь еще никому не помешали, верно?




Наука

Машины и Механизмы
Всего 0 комментариев
Комментарии

Рекомендуем

OK OK OK OK OK OK OK