я.х ЯВНО выраженными токсическими свойствами, вызывающими лучевую болезнь. Другие исследователи предполагают у этих веществ способность к цепным реакциям, благодаря которой они могут размножаться в организме до количеств, достаточных для его интоксикации. Многочисленные исследования, проведенные в этом направлении, ряд остроумных и тонких методик указывают ка несомненное образование в крови облученных животных каких-то токсических продуктов , природа и время действия которых пока еще не уточнены. В последнее время некоторые исследователи приписывают функции этого высокотоксического продукта биолипидам.

Изложенные факты из области механизма биологического действия излучения освещают только одну сторону вопроса, а именно: механизм первичного действия ионизирующих излучений на живое вещество. Динамика поражения отдельных органов и систем, причины поражения и нарушения деятельности этих органов и организма в целом в данном руководстве не освещаются, так как ее понимание требует специальных знании из области общей биологии, анатомии и физиологии живых организмов. Уместно лишь вкратце остановиться на большой роли нервной системы в реакции организма на облучение и на его генетических последствиях. Самые разнообразные процессы в организме, в том числе и физико-химические, и обменные, и все другие, находятся под контролем центральной нервной системы и регулируются импульсами, поступающими из коры головного мозга. Течение и исход лучевой болезни, как и многих других заболеваний, зависят от нервной системы.

Вопреки господствующей на западе тенденции отрицания чувствительности центральной нервной системы к облучению, отечественная радиобиология с самого своего зарождения, т, е. с конца прошлого века, придерживалась правильных взглядов на роль центральной нервной системы, признавая ее чувствительность к облучению и пусковую и коррегирующую роль в реакции организма на облучение.

Неблагоприятное влияние на потомство малых доз ионизирующих излучений, т. е. вопрос о так называемых генетических последствиях излучений, является животрепещущим вопросом современности. Проблема генетических последствий действия ионизирующих излучений касается судьбы миллионов наших потомков, которым угрожают сотни тяжелых, подчас смертельных аномалий, уродств и неизлечимых наследственных заболеваний.

Проблема генетических последствий действия излучений в последние годы приобрела исключительное значение. Причина этого, во-первых, в общем повыщении естественного радиоактивного фона, обусловленного в основном испытаниями атомно-

го оружия; во-вторых, во все расширяющемся применении различных видов ионизирующих излучений (рентгеновы лучи, радиоактивные изотопы) для диагностики и лечения; в третьих, в росте контингента лиц, связанных с мирным использованием атомной энергии и в той или иной форме подвергающихся воздействию ионизирующих излучений.

Изменения наследственности, так называемые мутации, происходят скачкообразно. Они могут изменить любые признаки и свойства организма в различных направлениях. Подавляющее большинство наследственных мутаций является доминантным, проявляется в первом же поколении и приводит к наследственным уродствам и заболеваниям, число которых у людей доходит до 500. К ним относятся гемофилия, шизофрения, инфантильный идиотизм, эпилепсия и др. В естественных условиях несомненную, если не главную роль в возникновении новых наследственных изменений играет земной фон радиации, поглощенная доза которого, получаемая половыми железами за 30 лет, составляет около 3 рад.

Большинство исследователей считает, что возникающие наследственные изменения необратимы. Имеется линейная зависимость частоты возникновения наследственных изменений oi дозы ионизирующего излучения. Это говорит, скорее всего об отсутствии порога в действии радиации на наследственность, т. е. как бы ни была мала доза воздействия, пропорционально ей возникают наследственные изменения. Это означает, что при равных дозах при длительном воздействии излучений малой .мощности появится столько же наследственных изменений, сколько при кратковременном однократном воздействии более интенсивных излучений. В последнее время появились новые данные, говорящие о потенциальности и обратимости генетических повреждений.

Не излагая подробностей расчетов, основанных на всякого рода косвенных сопоставлениях и не всегда строгих допущениях, можно сказать, что любое, даже незначительное дополнительное к естественному фону воздействие радиации (в результате атомных взрывов, рентгенодиагностических и рентге-нотерапевтнческих процедур, профессиональное облучение) может, привести к значительному увеличению наследственных заболеваний у потомков лиц, подвергающихся возденстви.ю ионизирующей радиации. Это увеличение будет пропорционально величине дополнительного воздействия радиации, а также количеству облученных людей. Нескольких десятков рентгенов в течение репродуктивного периода достаточно для появления многих миллионов новых больных наследственными болезнями в дополнение к десяткам миллионов, уже имеющихся в мире. Это говорит о необходимости дальнейшего максимально воз-

9 Защита от радпоактнппы.х ич.гучеиип.

можного снижения предельно допустимых уровней ионизирующего излучения как для лиц, постоянно работающих с радиоактивными изотопами, так и, что важнее (так как их гораздо больще) для лиц, не связанных по работе с использованием ионизирующих излучений. Имело бы смысл ограничить возрастной ценз лиц, работающих в атомной промышленности, отодвинув его на конец репродуктивного периода. При решении вопроса о целесообразности использования ионизирующих излучений для диагностики или терапии следует всегда сопоставлять пользу этих процедур с разумным риском в отношении генетических последствий. Особенно нетерпимым следует признать глобальное повышение фона земной радиации, обусловленное испытаниями атомного и водородного оружия; угроза дальнейших испытаний до сих пор не снята. Это повышение не очень велико, но оно отражается на таком количестве людей, которое не может идти ни в какое сравнение с другими массовыми воздействиями ионизирующих излучений. Мутационные изменения под действием излучения могут возникать и в других клетках тела (соматических, почему эти мутации и называются соматическими). Есть много оснований считать, что злокачественные опухоли и заболевания крови типа лейкозов, возникающие при действии ионизирующих излучений, обязаны своим происхождением соматическим мутациям. Об опасности роста этих смертельных заболеваний в результате дополнительных к естественному радиоактивному фону воздействий ионизирующих излучений можно судить по некоторым расчетам. Так, весьма малое повышение земного фона радиации, возникающее в результате взрыва одной водородной бомбы (эквивалентной 10 мгт тринитротолуола) может привести к возникновению среди населения всего земного шара новых 15000 случаев лейкоза.

Глава 3

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОСТУПЛЕНИЯ, РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗ ОРГАНИЗМА РАДИОАКТИВНЫХ

ВЕЩЕСТВ

В связи с широким использованием радиоактивных изотопов в различных отраслях техники, промышленности и науки возникают вопросы радиоактивного загрязнения внешней среды: воздуха, воды, почвы, растительности, а следовательно, и пищевых продуктов. Подобного рода загрязнение возникает при испытаниях атомных и водородных бомб, при всякого рода

авариях и в значительной мере в результате небрежного отношения к радиоактивным отходам на предприятиях атомной и других видов промышленности, а также в научно-исследовательских, лечебных и других учреждениях, применяющих радиоактивные изотопы. Это загрязнение внешней среды, равно как и несоблюдение санитарных правил и норм при работес радиоактивными изотопами, приводит к попаданию радиоактивных веществ в организм.

Природный уровень радиации повышается в основном за счет долгоживущих Sr° и Cs, образующихся среди других радиоактивных продуктов деления при испытаниях ядерного оружия. Эти продукты деления проникают в высокие слои стратосферы, где они перемещаются, иногда на довольно далекие расстояния воздушными течениями и в известном .количестве ежегодно выпадают на землю. Cs увеличивает уровень земной радиоактивности за счет у-излучения, а попадая.в: организм, увеличивает природный уровень радиоактивности организма. В результате взрывов ядерного оружия у-фон в США с 1952 по 1955 г. возрос, достигая в некоторых местах 160 мрад. В разных районах США обнаружено также выпадение Sr° до 8,85-10 кюри/км, причем с годами это выпадение будет нарастать даже при прекращении дальнейших испытаний атомного оружия.

Однако опасность заключается не в возрастании ириродного уровня среды на 0,1 %, а в увеличении ириродного радио-активного уровня тела из-за попадания Cs и Sr в организм, особенно Sr, вследствие его участия в так называемых биологических цепях. Откладываясь при выпадении в верхних сдоях почвы, Sr° вместе с кальцием поступает в растения. Из растений, поглощаемых животными, Sr° попадает в организм животного и прежде всего в молоко. В конце рассматриваемой . биологической цепи находится человек. Cs переходит в молоко короз в количествах, в пять раз больших, чем St°. Помимо молока, Cs37 попадает в организм человека с мясом животного, где имеется около 5% того количества, которое поступило в организм животного. В настоящее время радиоактивные изотопы имеются почти для всех элементов. Общее их количество перевалило за 1000. Из особенностей радиоактивных изотопов, которые следует иметь в виду при их поступлении в организм, важны следующие:

1. Предельно допустимые для организма количества радиоактивных изотопов имеют в большинстве случаев ничтожный вес, порядка 10 -10~* мг. Для радиоактивных аэрозолей, например, в некоторых случаях достаточно одной частицы чистого радиоактивного элемента с радиусом 0,1 ц в \ воздуха, чтобы создать предельно допустимую норму активности.. 9*

2. Излучение радиоактивных веществ не может быть приостановлено в организме никакими обычными физическими или химическими средствами. Поэтому основные поиски путей борьбы с их вреднымдействием направлены на ускорение их выведения.

3. Радиоактивные вещества отличаются апецифичеоким распределением в организме, что и обусловливает различие в их биологическом действии.

§ 1. ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ИХ ПРОНИКНОВЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

ОРГАНИЗМЕ

Попадание радиоактивных изотопов в организм, их поведение в нем и эффективность их действия во многом зависят от его физико-химических свойств. Характер действия радиоактивных веществ будет зависеть также от их физического состояния. Радиоактивные вещества могут встречаться в чистом виде на различных носителях и в различном агрегатном состоянии, в виде растворимых и нерастворимых соединений. Действие радиоактивных аэрозолей в значительной мере зависит от размера частиц и от наличия или отсутствия носителя. По-разному откладывается и по-разному действует радиоактивное вещество в зависимости от количества носителя или от характера химического соединения. Ряд физико-химических факторов, которые могут влиять на эффективность действия радиоактивного вещества, еще недостаточно изучен (рН, период полураспа- да и т. д.).

Радиоактивные аэрозоли образуются при самых различных процессах обработки радиоактивных материалов, в частности при обработке руд, при химической очистке плутония, в газовых потоках, применяемых для охлаждения ядерных реакторов, при сжигании и обработке радиоактивных отбросов, при всяком раздроблении, растирании, просеивании, пересыпании и возгонке твердых тел, при кипячении, выпаривании, переливании и при всякого рода других операциях с активными растворами. Кроме этих обычных способов образования аэрозолей вообще, в том числе и радиоактивных, существуют специфические для радиоактивных аэрозолей процессы их образования, К ним относятся аэрозоли, образующиеся в продуктах распада газообразных радиоактивных эманации, за счет радиоактивных атомов отдачи и нерадиоактивных атомов отдачи, увлекающих при своем вылете частицы материнского радиоактивного вещества (групповая отдача).

Преимущественное поражение тех или иных областей дыхательного тракта и вредность радиоактивных аэрозолей в це-

Диаметр пылевых частиц, 1х

0,005

0,005-0,015 0,015-0,025 0,025 -0 035 0,035

Распределение активности, %

5 25 50 10 10

Рядом исследований показана связь между токсичностью урановых соединений и размерами частиц. Оказалось, что вредное действие пылп двуокиси урана обратно пропорционально размерам частиц. Несомненно, что размер частиц, плотность и растворимость урановой пыли обусловливает степень ее проникновения в легкие и перенос их из легких в почки, где развивается первичное поражение. От агрегатного состояния радиоактивных веществ зависит и продолжительность их нахождения в дыхательных путях.

Количество попадающего в организм радиоактивного изотопа также влияет на его поведение. Это хорошо видно на невесомых количествах. Их первая особенность состоит в том, что невесомые количества труднорастворимых соединений часто не превышают пределы растворимости. Вторая особенность заключается в поведении истинных радиоколлоидов с ультрамикроскопическими размерами частиц порядка миллимикронов (что обусловливает специфику их поведения), образующихся в растворах радиоактивных элементов даже без участия явления адсорбции на посторонних примесях. Третьей их особенностью является склонность к адсорбции, для чего в живом организме при наличии молекул белка с большой поверхностью создаются особо благоприятные условия. Растворимость и способность к адсорбции находятся в обратной зависимости между собой. Это может помочь пониманию причин различий в накоплении и задержке радиоактивных элементов в организме.

ков.

?Л -.Ул-гк - Ионизирующее излучение cctccthchhi.is 1, ИЛ, 19а9, стр. 57.

источнн

лом в значительной мере зависит от размера тех пылевых частиц, на которые садятся радиоактивные частицы. Именно размером пылевых частиц в основном определяется, где осядут радиоактивные аэрозоли - в гортани, в трахее, в бронхах или в легочных альвеолах. По мере уменьщения размеров частиц все большее количество их оседает на поверхности легочных альвеол, за исключением самых малых, скорость диффузии которых в токе вдыхаемого воздуха настолько увеличивается, что они по своему распределению приближаются к крупным частицам размером в несколько микронов. Из следующих данных видно, как резко меняется распределение естественных радиоактивных веществ среди частиц разного размера