LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 6
(всего 6)

ОГЛАВЛЕНИЕ

ного действия, имеет много общего с обычным нагревом. При повышении
температуры ткани до 45 оС каких-либо необратимых повреждений ткани
нет; при температуре около 60 оС наступает коагуляция; при 80 оС – дена-
турация (изменение естественных свойств) белка; при 100 оС – обезвожива-
ние; более 150 оС – обугливание; свыше 300 оС – ткань испаряется.
Под влиянием излучения лазеров, работающих в импульсном режиме, в
облучаемых тканях наблюдается быстрый нагрев и мгновенное вскипание
жидкости, вследствие этого происходит резкое повышение давления, воз-
никновение ударной волны, вызывающей механическое взрывное повреж-
дение тканей. Например, прямое облучение поверхности брюшной стенки
вызывает повреждение печени, кишечника и других органов брюшной по-
лости, при облучении головы возможны внутричерепные и внутримозговые
кровоизлияния.
Нетермическое действие лазерного излучения в основном обусловлено
процессами, возникающими в результате избирательного поглощения тка-
нями электромагнитной энергии, а также фотомеханическим и фотохимиче-
ским механизмами повреждения.
Биологические эффекты, возникающие при воздействии лазерного излу-
чения на организм, делятся на две группы: первичные и вторичные.
Первичные эффекты возникают в виде органических изменений непо-
средственно в облучаемых органах и тканях.
Лазерное излучение представляет особую опасность для тех органов и
тканей, которые максимально поглощают излучение (глаза, кожа). Повреж-
дения могут быть результатом действия прямого, зеркально и диффузно от-
раженного излучения.
При воздействии излучения лазера на глаза (см. рис. 6) сравнительно
легкая уязвимость роговицы и хрусталика, а также способность оптической
системы глаза увеличивать плотность энергии излучения видимого и ближ-
51


него ИК-диапазона на сетчатке на несколько порядков по отношении к ро-
говице делают глаз наиболее уязвимым органом.
Взаимодействуя с элементами оптической системы глаза лазерное излу-
чение может вызвать их повреждение. Тяжесть последствий повреждения
глаза главным образом зависит от таких физических параметров, как время
облучения, плотность потока энергии, длина волны и вид излучения (непре-
рывное или импульсное), а также индивидуальных особенностей глаза.
Воздействие лазерного излучения с длиной волны в пределах ультра-
фиолетовой области спектра (0,2 – 0,4 мкм) в основном приводит к поверх-
ностным ожогам роговицы, которая со временем восстанавливается. Излу-
чение с длиной волны в пределах средней инфракрасной области спектра
(1,4 – 3,0 мкм) может причинить тяжелое повреждение роговице. Попадая в
глаз, энергия излучения абсорбируется пигментным эпителием радужной
оболочки и в течение очень короткого времени повышает в нем температу-
ру до высоких уровней, вызывая денатурацию белка и полную потерю про-
зрачности. Степень теплового повреждения роговицы зависит от поглощен-
ной дозы излучения. Если доза излучения велика, то может произойти пол-
ное разрушение защитного эпителия с одновременным помутнением ра-
дужной оболочки из-за коагуляции белка. Длительное облучение глаза в
диапазоне ближнего инфракрасного излучения (0,78 – 1,4 мкм) может при-
вести к катаракте (помутнению хрусталика).
Лазерное излучение с длиной волны 0,4 – 1,4 мкм вызывает повреждение
функционально наиболее значимого элемента глаза – сетчатки. Поврежде-
ния сетчатки под влиянием лазерного излучения подразделяют на две груп-
пы. К первой относятся временные нарушения зрительных функций без ви-
димых изменений сетчатки. Примером такого повреждения является ослеп-
ление, вызванное повышенной яркостью световой вспышки.
Ко второй группе относятся повреждения, сопровождающиеся разруше-
нием сетчатки, проявляющиеся в виде термического ожога или «взрыва» зе-
рен пигмента. Термический эффект воздействия может изменяться от сла-
бых ожогов сетчатки до полной потери зрения.
Ослепление от яркости световой вспышки является наименее опасным
проявлением поражающего действия излучения лазера. Ослепление носит
обратимый характер и выражается в возникновении «слепого пятна» в поле
зрения под действием слишком яркого света в результате полного распада
зрительного пигмента в фоторецепторах сетчатки. Восстановление пигмен-
та в фоторецепторах сетчатки иногда продолжается несколько минут.
Воздействие на глаз сверхпороговых интенсивностей излучения вызыва-
ет тепловой ожог глазного дна с необратимым повреждением сетчатки. Ми-
нимальное повреждение сетчатки представляет собой небольшое белое пят-
но из свернувшихся белков с областью кровоизлияния в центре. Особенно
опасны повреждения центральной ямки и желтого пятна – наиболее функ-
52


ционально важных и самых чувствительных к свету областей сетчатки. По-
вреждение этих областей может привести к полной потере зрения.
Воздействие на глаза импульсного лазерного излучения представляет
большую опасность, чем непрерывного, так как в этом случае повреждение
сетчатки вызывается комбинированным действием – термическим и меха-
ническим. Механическое действие излучения проявляется в виде «взрыва»
зерен пигмента (меланина), причем сила взрыва так велика, что зерна пиг-
мента выбрасываются в стекловидное тело.
Лазерное излучение может вызвать также поражение кожи, которое на-
поминает термический ожог, имеющий четкие границы, окруженные не-
большой зоной покраснения. Степень воздействия определяется как пара-
метрами излучения лазера, так и пигментацией кожи, состоянием кровооб-
ращения. Пигментированная кожа поглощает значительно больше лазерных
лучей, чем светлая кожа. Однако отсутствие пигментации способствует бо-
лее глубокому проникновению лучей лазера в кожу и под кожу, вследствие
чего повреждения могут носить более выраженный характер.
При действии лазерного излучения могут проявиться и вторичные эф-
фекты – неспецифические изменения, возникающие в организме как реак-
ция на облучения. При этом возможны функциональные расстройства ЦНС,
сердечно-сосудистой системы, неврозы астенического типа, патология веге-
тативно-сосудистой системы. Сердечно-сосудистые расстройства могут
проявляться сосудистой дистонией по гипотоническому или гипертониче-
скому типу, нарушением мозгового кровообращения. В крови выявляется
незначительное снижение гемоглобина, увеличение количества эритроци-
тов, ретикулоцитов, уменьшение количества тромбоцитов. Возможны изме-
нения липидного, углеводного и белкового обменов.

2.8. Воздействие ионизирующего излучения
Ионизирующим излучением называется излучение, взаимодействие кото-
рого с веществом приводит к образованию в веществе ионов разного знака.
Источниками ионизирующего излучения могут быть радиоактивные веще-
ства (радионуклиды) и электрофизические устройства (рентгеновские аппа-
раты, ускорители, высоковольтные электроустановки, дефектоскопы и др.),
которые применяют в контрольно-измерительных приборах, системах авто-
матики, научно-исследовательских работах, медицине, атомной энергетике.
Различают следующие виды ионизирующего излучения:
альфа-излучение – поток ядер атомов гелия;
бета-излучение – поток электронов или позитронов;
гамма-излучение – электромагнитное (фотонное) излучение;
рентгеновское излучение – электромагнитное излучение, отличающееся от
гамма-излучения длиной волны;
нейтронное излучение – поток электронейтральных частиц ядра.
53


Возникающее в процессе радиоактивного распада или при осуществле-
нии ядерных реакций ионизирующее излучение, проходя через вещество,
взаимодействует с его атомами и молекулами, передавая веществу часть
своей энергии. Первичным, начальным этапом биологического действия из-
лучения является ионизация атомов и молекул живой материи, в частности
ионизация молекул воды, содержащейся в органах и тканях.
При радиолизе воды появляются свободные радикалы: атомарный водо-
род Н+, гидроксил ОН–, гидроксид НО и перекись водорода Н2О2, которые,
обладая высокой химической активностью, вступают в химические реакции
с другими молекулами ткани и возникают новые химические соединения, не
свойственные здоровой ткани. Это приводит к подавлению активности
ферментных систем, торможению функций кроветворных органов, гибели
отдельных клеток, нарушению биохимических процессов и обмена веществ
в организме, замедлению или прекращению роста тканей.
В зависимости от величины поглощенной дозы излучения и индивиду-
альных особенностей организма вызванные изменения могут быть обра-
тимыми или необратимыми. При небольших дозах пораженная ткань вос-
станавливает свою функциональную деятельность. Однако большие дозы
при длительном воздействии способны вызвать необратимое нарушение
жизнедеятельности отдельных органов, систем или организма в целом.
Хроническое облучение человека источниеом ионизирующего излуче-
ния может вызвать два вида эффектов: детерминированные пороговые эф-
фекты – лучевая болезнь, лучевой дерматит, лучевая катаракта, лучевое
бесплодие и др. и стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты
– злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни.
Биологическое действие различных видов ионизирующего излучения за-
висит от их проникающей способности и удельной ионизации – числа пар
ионов, образующихся в тканях организма на каждом сантиметре пути про-
бега. В ряду альфа-бета-гамма- и рентгеновского излучений проникающая
способность возрастает, а удельная ионизация уменьшается.
При работе с источниками ионизирующего излучения может возникнуть
внешнее, внутреннее и комбинированное облучение персонала.
Внешнее облучение обусловлено действием источников, находящихся
вне организма на рабочих местах и в помещениях; внутреннее облучение –
радиоактивной пылью, попавшей в организм вместе с воздухом, пищей, во-
дой; комбинированное облучение – совместным действием внешнего и внут-
реннего.
При внешнем облучении в первую очередь представляют опасность
гамма- и рентгеновское излучения, обладающие большой проникающей
способностью. Биологический эффект внешнего облучения зависит от сум-
марной поглощенной дозы и времени воздействия излучения, размеров облу-
чаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма.
54


При внутреннем облучении опасны все виды излучения (особенно аль-
фа), действующие непрерывно практически на все органы в течение всего
времени нахождения радиоактивного вещества в организме. Анализ имею-
щихся данных о состоянии здоровья лиц, подвергшихся действию ионизи-
рующего излучения, показал, что при внутреннем облучении биологическая
эффективность альфа-частиц и тяжелых ядер в 20 раз выше, а нейтронов и
протонов в 10 раз выше, чем гамма- и рентгеновского излучений.
Выделение радиоактивных веществ из организма происходит через же-
лудочно-кишечный тракт, почки, дыхательные пути, кожу, молочные желе-
зы. Наиболее опасны радионуклиды с большим периодом полураспада,
медленно выделяющиеся из организма или накапливающиеся в отдельных
его органах. Так, стронций, кальций, барий, радий, иттрий, цирконий, плу-
тоний и другие элементы преимущественно накапливаются в скелете (кос-
тях); торий, лантан, прометий, церий задерживаются в печени; остаются в
мышцах – калий, рубидий, цезий; селезенке и лимфатических узлах – нио-
бий, рутений; щитовидной железе – йод; распределяются в организме рав-
номерно – церий, ниобий, полоний, теллур, сурьма и др.
Степень чувствительности различных тканей к облучению неодинакова. Ес-
ли рассматривать ткани органов в порядке уменьшения их чувствительно-
сти к действию ионизирующего излучения, то получим следующую по-
следовательность: клетки костных поверхностей, кожа, лимфатические уз-
лы, щитовидная железа, печень, желудок, легкие, костный мозг (красный),
гонады (половые железы).
Изменения, происходящие в организме под воздействием ионизирующе-
го излучения, могут проявиться в виде клинических эффектов, или через
сравнительно короткий промежуток времени после облучения (часы, дни) –
острые лучевые поражения, или через длительный промежуток времени
(годы, десятилетия) – отдаленные последствия. Кроме того, под воздейст-
вием излучения в организме может произойти нарушение генного аппарата,
ответственного за наследственность. В большинстве случаев эти изменения
будучи безвредными для организма облученного, могут оказаться опасными
для последующих поколений. Поэтому при оценке опасности облучения,
которому может подвергаться человек биологические эффекты принято
дифференцировать на соматические и генетические.
К соматическим эффектам относятся те изменения в состоянии здоро-
вья человека, которые произошли у него в результате облучения. Сомпати-
ческие эффекты проявляются в виде острой или хронической лучевой бо-
лезни, локальных повреждений отдельных органов или тканей, а также в
виде отдаленных реакций реакций организма на облучение.
Острая лучевая болезнь возникает в результате облучения большими до-
зами в короткий промежуток времени. Хроническая лучевая болезнь может
55


развивается при длительном облучении дозами, не вызывающими острой
лучевой болезни, но значительно превышающими предельно допустимые.
Лучевая болезнь всегда имеет затяжной характер. При этом выделяют
четыре периода течения болезни: период первичной реакции, скрытый пе-
риод мнимого благополучия, период выраженных клинических проявлений
и период выздоровления. В процессе развития хронической формы лучевой
болезни различают три стадии.
Для первой стадии характерны недомогание, головная боль, вялость,
слабость, нарушение сна, ухудшение аппетита.
Для второй стадии – более ярко выражены признаки первой стадии,
кроме того, возникают сосудистые и сердечные изменения, нарушение об-
мена веществ, изменения в составе крови (уменьшение числа лейкоцитов) и
другие отклонения.
Третья стадия характеризуется еще более резким проявлением призна-
ков первой и второй стадии, кровоизлияниями и изменениями в ЦНС, при-
водящими к нейротрофическим нарушениям.
При работе с радионуклидами ионизирующее излучение может вызвать
разнообразные острые и хронические поражения кожи – от небольшого по-
краснения до ожогов, некроз (омертвление) ткани. Первые признаки хрони-
ческого поражения проявляются в сухости кожи, трещинах на ней, ее изъ-
язвлении, ломкости ногтей, выпадении волос.
Отдаленные последствия облучения людей ионизирующим излучением
могут проявляться в виде лейкоза, катаракты, злокачественных опухолей
различных органов и тканей, сокращения продолжительности жизни, ослаб-
ления действия иммунной системы, генетических эффектов, которые могут
сказываться на последующих поколениях.
56


Литература
1. Физиология человека и животных. Под ред. проф. А.Б. Когана. – М.:
Высшая школа, 1984.
2. Хван Т.А., Хван П.А. Основы безопасности жизнедеятельности. –
Ростов на Дону: «Феникс», 2000.
3. Алексеев С.В., Усенко В.Р. Гигиена труда. – М.: Медицина, 1998.
4. Безопасность жизнедеятельности. Под ред. проф. Э. А. Арустамова. –
М.: «Дашков и К°», 2003.
5. Гринин А.С., Новиков В.Н. Безопасность жизнедеятельности. Учебное
пособие. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002.
6. Чусов Ю.Н. Физиология человека. – М.: Просвещение, 1981.
7. Сапин М.Р., Брыксина З.Г. Анатомия и физиология человека. – М.:
Просвещение, 1998.

<< Пред. стр.

страница 6
(всего 6)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Copyright © Design by: Sunlight webdesign