Специфічність дії іонізуючого випромінювання полягає в тому, що інтенсивність хімічних реакцій, індуційованих вільними радикалами, підвищується, й у них втягуються багато сотень і тисячі молекул, не порушених опроміненням. Таким чином, ефект дії іонізуючого випромінювання зумовлений не кількістю поглинутої об'єктом, що опромінюється, енергії, а формою, в якій ця енергія передається. Ніякий інший вид енергії (теплова, електрична та ін.), що поглинається біологічним об'єктом у тій самій кількості, не призводить до таких змін, які спричиняє іонізуюче випромінювання.
Також необхідно відзначити деякі особливості дії іонізуючого випромінювання на організм людини:
* органи чуття не реагують на випромінювання;
* малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);
* випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але і на його, спадкоємців (генетичний ефект);
* різні організми мають різну чутливість до випромінювання.
Найсильнішого впливу зазнають клітини червоного кісткового мозку, щитовидна залоза, легені, внутрішні органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень поділу. При одній і тій самій дозі випромінювання у дітей вражається більше клітин, ніж у дорослих, тому у дітей всі клітини перебувають у стадії поділу.
Небезпека різних радіоактивних елементів для людини визначається спроможністю організму їх поглинати і накопичувати.
Радіоактивні ізотопи надходять всередину організму з пилом, повітрям, їжею або водою і поводять себе по-різному: *деякі ізотопи розподіляються рівномірно в організмі людини (тритій, вуглець, залізо, полоній), * деякі накопичуються в кістках (радій, фосфор, стронцій), *інші залишаються в м'язах (калій, рубідій, цезій), * накопичуються в щитовидній залозі (йод), у печінці, нирках, селезінці (рутеній, полоній, ніобій) тощо.
Ефекти, викликані дією іонізуючих випромінювань (радіації), систематизуються за видами ушкоджень і часом прояву. За видами ушкоджень їх поділяють на три групи: соматичні, соматико-стохатичні (випадкові, ймовірні), генетичні. За часом прояву виділяють дві групи —' ранні (або гострі) і пізні. Ранні ураження бувають тільки соматичні. Це призводить до смерті або променевої хвороби. Постачальником таких часток є в основному ізотопи, що мають коротку тривалість життя, y - випромінювання, потік нейтронів.
Гостра форма виникає в результаті опромінення великими дозами за короткий проміжок часу. При дозах порядку тисяч рад ураження організму може бути миттєвим. Хронічна форма розвивається в результаті тривалого опромінення дозами, що перевищують ліміти дози (ЛД). Більш віддаленими наслідками променевого ураження можуть бути променеві катаракти, * злоякісні пухлини та інше.
Для вирішення питань радіаційної безпеки населення передусім викликають інтерес ефекти, що спостерігаються при малих дозах опромінення — порядку декілька сантизиверів на годину, що реально трапляються при практичному використанні атомної енергії. У нормах радіаційної безпеки НРБУ-97, введених 1998 p., як одиниці часу використовується рік або поняття річної дози опромінення. Це викликано, як зазначалося раніше, ефектом накопичення "малих" доз і їхнього сумарного впливу на організм людини.
Існують різноманітні норми радіоактивного зараження: разові, сумарні, гранично припустимі та інше. Всі вони описані в спеціальних довідниках.
ЛД загального опромінення людини вважається доза, яка у світлі сучасних знань не повинна викликати значних ушкоджень організму протягом життя.
Якщо під час розгляду можливого впливу радіонуклідних забруднень на мікроорганізми, рослини і тварини основну увагу приділяють стану популяцій цих організмів, то щодо людини наслідки такого впливу розглядають в іншому аспекті. У цьому випадку основний інтерес становлять не популяційні, а індивідуальні ефекти; недоля населення, що проживає на певних забруднених територіях у цілому, а стан здоров'я його окремих представників від людей старших поколінь, які вже давно вийшли з репродуктивного віку, до ще не народжених нащадків батьків, що зазнають опромінення. Це значно утруднює оцінку впливу радіонуклідів на людину і визначення безпечних для неї доз випромінювання [3].
Розглянемо особливості зовнішнього опромінення людини, шляхи надходження радіонуклідів в організм, поглинені дози випромінювання при різних рівнях забруднення територій і вплив його в таких дозах на здоров'я людей.
При зовнішньому опроміненні людини можна майже цілком вилучити радіонуклідні джерела важких частинок, альфа- і бета-випромінювання середніх (помірних) і низьких (менш ніж 1 МеВ) енергій. Такі види випромінювання не можуть проникати крізь одяг і шкірні покриви людини. Тому можливими джерелами зовнішнього опромінення залишаються тільки бета-випромінювання високих енергій і гамма-випромінювання .
Стосовно внутрішнього опромінення людини від радіонуклідів (гарячих частинок) можна виділити два основних шляхи їх надходження в організм: 1) разом із пилом через органи дихання; 2) разом із рідиною та їжею через травний канал. Можливість надходження радіонуклідів в організм людини таким шляхом значною мірою залежить від того, чи вжито будь-яких запобіжних заходів ("чистота" напоїв і продуктів харчування), чи ні. До ефективних запобіжних заходів належить також використання спеціального одягу і взуття, що робить мінімальним потрапляння до організму радіонуклідів крізь порізи, подряпини, шкіру. У разі дотримання всіх запобіжних заходів надходження радіонуклідів у організм можна знизити до 10 % і більше тієї їх кількості, що потрапляє в організм людей за відсутності такої профілактики. В останньому випадку можна вважати, що до організму буде надходити (особливо разом із молоком і овочами) кількість радіонуклідів, яка подвоює дозу випромінювання від зовнішніх гамма-джерел. Тому потужність поглиненої дози випромінювання зовнішніх джерел й інкорпорованих радіонуклідів для людини, що постійно перебуває на забруднених територіях, становить близько 0,01—0,02 Гр/рік (1—2 рад/рік) за поверхневої активності радіонуклідів 3,7 • 1010 Бк/км2 (1—5 Кі/км2). Очевидно, що такі слабкі дози випромінювання не здатні призводити до променевої хвороби в людини, тим більше до смерті.
Ознаки гострої променевої хвороби внаслідок загального одноразового опромінення починають виявлятися в дорослих людей за поглинених доз 2 — 2,5 Гр і більше, а в разі хронічного опромінювання — 1,5 Гр. Летальний кінець унаслідок загального гострого зовнішнього опромінення спостерігається при поглинених дозах, що перевищують 3—3,5 Гр. Такі дози мали місце у воєнний час (у жителів Хіросіми і Нагасакі) в аварійних ситуаціях (у ліквідаторів, що працювали на даху четвертого блока ЧАЕС). Проте такі випадки є винятковими і належать до компетенції не радіоекологів, а фахівців із радіаційної медицини. За потужності поглиненої дози випромінювання 10 Гр/рік (що відповідає поверхневій активності радіонуклідів близько 3,7 • 1013 Бк/км2, або 102 Кі/км2, і нижче) можливі два види наслідків (хоча немає будь-яких відомостей про стан здоров'я людей, які прожили на територіях із таким ступенем забруднення майже рік). По-перше, це хронічна променева хвороба, по-друге, онкологічні захворювання, особливо в разі потрапляння радіонуклідів в організм, і генетичні ефекти [13].
Вважають, що хронічна променева хвороба може розвинутись за потужності еквівалентної дози випромінювання 0,001 — 0,005 Зв/добу (0,1 — 0,5 бер/добу) і сумарних доз 0,7 — 1,0 Зв (70 – 100 бер) і вище. Для цього потрібно прожити не менше ніж рік на території із забрудненням
радіонуклідами понад 3,7 • 1012 Бк/км2 (102 Кі/км2), не вживаючи ніяких запобіжних заходів. Своєрідність хронічної променевої хвороби полягає в тому, що у тканинах, які активно проліферують завдяки інтенсивним процесам клітинного відновлення, тривалий час зберігається нормальна структура. Водночас такі стабільні системи, як нервова, м'язова, серцево-судинна й ендокринна, відповідають на хронічний вплив складним комплексом фізіологічних реакцій і повільним наростанням дистрофічних змін у їх тканинах. Походження цих змін та їхні механізми досі не вивчено. їх виявляють рефлекторним шляхом, у відповідь на вплив різних подразників, у тому числі на додаткове опромінення. Ступінь і характер різних проявів хронічної променевої хвороби залежать від індивідуальних особливостей організму хворого і його пристосувальних реакцій. Після опромінення настає період відновлення — переважання репаративних процесів у найбільш уражених йонізуючим випромінюванням тканинах, а також нормалізація функціонального стану інших систем (наприклад, імунної), іноді з тим чи іншим ступенем їхньої недостатності.
Інша форма хронічної променевої хвороби може бути зумовлена тривалим опромінюванням різних ділянок тіла внаслідок зовнішнього впливу чи дії інкорпорованих радіонуклідів із вибірковим розподілом. Клінічна картина такої форми променевої хвороби може варіювати з переважанням локальних змін уражених тканин над реакціями загального характеру.
Якщо потужність поглиненої дози випромінювання становить 0,001 Гр/добу (0,1 рад/добу) і менше, ніяких проявів променевої патології виявити не вдається. Про це свідчать результати медичного обстеження великих колективів працівників атомних підприємств і населення, евакуйованого після вибуху сховища радіоактивних відходів у 1957 р. на Південному Уралі, а також населення, яке проживає на забруднених радіонуклідами внаслідок аварії на ЧАЕС територіях України, Білорусі, Росії.