Effekter av strålning på människokroppen
Läs den här artikeln för att lära dig om effekterna av strålning på människokroppen.
Introduktion:
Strålning existerar i miljön som en naturlig komponent i naturen. Det kommer från både naturliga och konstgjorda källor. Det utsänds av solen, det radioaktiva materialet i jorden, yttre rymden, mat, stenar och till och med människokroppen. Strålning kommer i två former - joniserande och icke-joniserande. Den icke-joniserande formen består av en lägre grad av energi och eftersom dessa vågor kan passera genom material är de inte tillräckligt starka för att förändra atomstrukturen.
Medan joniserande strålning är den form av energi som rör sig i vågor. Den har energi som är tillräckligt hög för att avlägsna elektroner från atomer. Den består av subatomiska partiklar som kan penetrera materia och ändra sin fysiska smink. Joniserande strålning bryter ner och destabiliserar molekylerna, särskilt biomolekylerna, inklusive DNA (De oxyribo nukleinsyra). Så vi kan säga att det är joniseringen som orsakar skador på levande materia.
Joniserande strålning gör att molekylen bryter sönder och rekombineras på oönskat sätt. Ju högre strålningsenergin desto mer kommer denna nedbrytning att inträffa. Stora mängder strålning kan ha signifikanta biologiska effekter på människokroppen.
Inom levande celler följs jonisering ofta snabbt av produktionen av fria radikaler, som kan reagera mycket snabbt med viktiga biologiska molekyler, inklusive genetiskt material. Det är i cellens molekyler där det genetiska materialet lagras vilket är mycket känsligt för strålning. Faktum är att det är många hundra gånger känsligare än de återstående cellerna. I kärnor är de känsliga ställena kromosomerna.
Dessa är de dubbla spiralformiga strukturerna som består av DNA och protein. Varje kromosom är dubbel eftersom den består av två uppsättningar av identiskt genetiskt material. Detta är för att säkerställa att när cellerna delar sig är de två nya cellerna identiska i deras genetiska smink.
Antalet kromosomer varierar i olika organismer. Det är olyckligt att strålningen i skivorna orsakar störst skada. I celler, som inte delar upp, är integriteten hos kärn-DNA mindre kritisk och deras vävnader sägs vara radiobeständiga. Tvärtom, i reproduktionsorganen, blodbildande vävnader, matsmältningskanalen och utveckla embryon är effekterna av joniserande strålningar svåra. Alla dessa organ är ganska känsliga för strålning.
Strålföroreningar av miljön är en av de mest skadliga föroreningarna, eftersom effekterna av andra föroreningar uppträder efter lång tids exponering medan strålningsföroreningar kan orsaka irreparabla förluster även efter en kortvarig exponering. Radioaktiva ämnen är bland de mest giftiga ämnena som är kända. Radium är 25.000 gånger mer giftigt än arsenik. Biologisk betydelse av strålning blev ett allvarligt bekymmer med Madame Curies tragiska död; Hon dog av leukemi på grund av strålningsexponering.
Mekanism för strålningsskador i människokroppen:
Huruvida strålningarna är naturliga eller från antropogena källor beror deras farans omfattning huvudsakligen på följande faktorer:
(i) Fysikaliska egenskaper hos radionuklider, såsom halveringstid, typ av utsläpp och energi av utsläpp.
ii) Radionukliders förmåga att komma in i livsmedelskedjan.
(iii) Deras tendens att bli koncentrerad i levande vävnader.
Exponering för strålning kan vara förödande för människokroppen såväl som för andra levande varelser. När joniserande radionuklider tränger in i den levande vävnaden förstör de atomer och molekyler i sin väg. Joniserande strålning bryter ner och destabiliserar atomer och molekyler.
Detta gäller särskilt biomolekyler. Mekanismen för förstörelse börjar med bestrålning av vattenmolekyl i cellen. När det gäller att få bestrålad sprutas en elektron ut ur sin omlopp. Den utstötta elektronen kan sedan fästas till den normala vattenmolekylen och göra den också instabil. Sådan instabil vattenmolekyl uppdelas i vätejoner (H + ), hydroxidjoner (OH-) och de fria radikalerna H och OH - .
Strålning producerar också många andra fria radikaler H2, H2O-, H20, HO2. H3O +, e- och H202. Dessa fria radikaler är mycket reaktiva. De reagerar med proteinmolekyler i cellen och ställer in en kedja av händelser som kan förstöra levande celler eller mutera dem för att fungera onormalt. De jonfria fria radikalerna deaktiverar enzymerna genom dissociering av deras vätebindning.
Som ett resultat på grund av inhibering av enzymaktivitet kan celltillväxt fortsätta men celldelning och multiplikation kan stoppas. Eftersom proteinerna är kroppsbyggnadsmaterial och också spelar en viktig roll vid bildandet av cellemembran kan strålningsexponering skada cellmembranen genom att göra dem permeabla.
Strålning resulterar också i onormalt utbyte av material genom skadat cellmembran som orsakar tillfällig eller permanent skada på kroppen. Även om mänskliga vävnader kan reparera viss strålskada men känsligheten för skador är direkt proportionell mot cellernas reproduktiva kapacitet.
Strålningsexponering skador på cellerna på följande sätt:
1. När en stråle med hög energi positivt laddade alfapartiklar tränger in i en levande cell, dissocierar den atomer och molekyler i sin väg, t ex kan vattenmolekyler dissocieras genom alfapartiklarna positiva laddningen. Stark positiv laddning av alfastrålning remsor en elektron (e - ) från vattenmolekylen, så vattenmolekylen, som annars är neutral, förvärvar en positiv laddning (H 2 0 + ) och destabiliserar dess förhållande till närliggande molekyler.
2. DNA (Deoxyribo-nukleinsyra) -molekylen kan också dissocieras eller ändras av alfapartiklar eller joner. Ibland är genetisk kod för DNA jumbled, så det reproducerar annorlunda i efterföljande generationer.
3. Kromosomerna bryts av varandra genom skadade DNA-strängar och rekombineras sedan på ett onormalt sätt. I sådana situationer kan kroppens reparationssystem isolera och behandla eller övervinna skadan eller cellen kan så småningom dö om några timmar.
4. Strålningsexponering kan också orsaka stora avvikelser i DNA-molekyler, som om de inte förstörs fullständigt genom kroppens immunförsvar kan reproducera onormalt under lång tid, vilket orsakar cancer och tumörer i olika organ.
Några möjliga mekanismer för strålskador på människokroppen visas i fig. (1):
Effekter av partikelstrålning:
Vi vet att radioaktiva ämnen avger alfa-, beta- och gammastrålar, energin och effekterna av dessa strålningar varierar olika.
Alpha-strålningar:
Strålning från alfapartiklar förlorar sin energi väldigt snabbt när de passerar genom materia. Som ett resultat reser dessa strålningar bara några inches i luft och kan lätt stoppas av det yttre skiktet av människokroppen. Eftersom dessa partiklar har mindre penetrerande kraft, så tar de 7, 5 MeV (miljoner elektronvolt) energi för att tränga in i huden. Alfa strålningskällor är mest skadliga för människokroppen om de intas eftersom för samma energi kan de producera mer jonpar i jämförelse med beta- eller gammastrålar.
1 MeV-alfastrålning producerar till exempel cirka 100000 jonpar per centimeter i luft. 1 MeV-beta-strålning ger endast 100 jonpar per centimeter medan 1 MeV-gammastrålning släpper ut 10.000 jonpar per centimeter. Alfa-strålning kan vara allvarligt skadlig för kroppsorganen, särskilt långa om alfakällan inhaleras som fina partiklar (BEIR, 1988).
Betastrålning:
Strålning som produceras av beta-partiklar reser mycket längre i luft än alfastrålning och kan tränga igenom flera lager av mänsklig hud. Lång tids strålningsexponering nära källan till beta-strålning kan orsaka allvarlig skada på människokroppen.
Förtäring av beta-emittrar är farligare än den externa exponeringen, men det är relativt mindre än intag av alfa-emittrar på grund av den mindre specifika joniseringen av beta-partiklar. Betastrålning kan stoppas genom absorption av material.
Gammastrålning:
Gamma strålningar reser mycket avstånd och har maximal penetrerande effekt. Så de är farligaste Liksom röntgenstrålar kan gammastrålar (Υ) också passera helt genom människokroppen, skada celler på väg eller absorberas av vävnader och ben.
Överdriven yttre gammastrålning kan orsaka allvarliga skador på vår kropp. Gamma strålar kan förstöra vävnad och orsakar brännskador ganska snabbt. Eftersom gammastrålar och röntgenstrålar kan penetrera djupt i kroppsvävnaden utgör de en fara för hela kroppen. Gamma-utsläpp följer generellt alfa- eller beta-utsläpp.
Gamma strålar och röntgenverk växlar på levande vävnader på följande tre sätt:
1. Genom jonparproduktion
2. På fotoelektrisk sätt
3. Compton effekt
Biologiska effekter av ioniserande strålningar:
Joniserande strålningar ger farligare effekter än icke-joniserande strålningar och deras effekter kan fortsätta i efterföljande generationer.
De biologiska effekterna av sådana strålningar kan grupperas i två kategorier:
(i) Somatiska effekter, och
(ii) Genetiska effekter
(i) Somatiska effekter:
Somatiska effekter är effekterna i kroppscellerna som inte ärva i nästa generation. Somatiska effekter är det direkta resultatet av strålningsverkan på kroppsceller och vävnader. Många bevis på grad och slags skador från strålning kommer från studier av Nagasaki och Hiroshima-överlevande och även från överlevande från andra kärnolyckor som tjernobyl och tre milstolpe händelser. De somatiska effekterna kan vara omedelbara eller försenade. Effekterna av joniserande strålning på cell börjar med jonisering av atomer.
Mekanismen genom vilken strålning orsakar skada på mänsklig vävnad eller något annat material är genom jonisering av atomer i materialet. Joniserande strålning absorberad av mänsklig vävnad har tillräckligt med energi för att flytta på olika cellulära komponenter.
Deras detaljer diskuteras separat under följande huvuden:
(i) Effekt av strålning på DNA
(ii) Effekt av strålning på kromosom
(iii) Effekt av strålning vid vävnadsnivå
(iv) Effekt av strålning på celler.
Utöver detta finns ett antal bruttofysiologiska effekter av strålning på hela kroppen, inklusive effekter på olika kroppssystem som respiratoriska, cirkulations-, matsmältningsorgan, blodcirkulations-, ben-, reproduktions- och neurotiska system.
(i) Effekt av strålning på DNA:
På grund av strålningsexponering kan förändringar ske på följande sätt:
(a) basskada
I detta sker förändringarna i basen av DNA eller det finns förlust av en bas.
(b) Enkla trådbrott (SSB):
I denna paus förekommer i ryggraden i en kedja av DNA-molekylen.
(c) Dubbelsträngsbrott (DSB):
I dessa raster förekommer i båda DNA-molekylernas kedjor.
(d) Cross länkar:
Korsbindningar kan förekomma inom DNA-molekylen dvs. intrastrand eller från en molekyl till en annan (DNA-infogad eller DNA-protein) Beroende på exponeringsdoserna kan dessa effekter vara snabba eller fördröjda.
(ii) Effekter av strålning på kromosomer:
På grund av strålning uppträder ett antal strukturella förändringar i kromosomer.
Dessa förändringar inkluderar:
(a) En enda paus i en kromosom eller kromatid
(b) En enda paus i separata kromosomer eller kromatid
(c) Två eller flera raster förekommer i samma kromosom eller kromatid
(d) Stickighet eller klumpning av kromosomer kan inträffa
De möjliga generella konsekvenserna för cellen på grund av dessa strukturella förändringar i DNA och kromosomer på grund av strålningsexponering är följande:
1. De trasiga ändarna kan återansluta utan synlig skada. Detta är återbetalning
2. Förlust av del av kromosom eller kromatid vid nästa mitos vilket ger upphov till en avvikelse.
3. Omarrangemang av de trasiga ändarna som kan producera en förvrängd kromosom som ringkromosomer, dicentriska kromosomer och anafasbroar.
4. Omorganisering av de brutna ändarna utan synlig kromosomskada, dvs det genetiska materialet har omorganiserats.
(iii) Effekt av strålning på vävnadsnivå:
På vävnadsnivå är effekterna av strålning enligt följande:
1. Akuta och kroniska morfogena effekter på vävnader.
2. Total kroppsstrålningssyndrom som NVD dvs Illamående, kräkningar, diarrésyndrom.
3. Det finns tre generella effekter av strålning på embryot och fostret.
jag. Dödlighet
ii. Medfödda abnormiteter vid födseln
III. Långtidseffekter på kropp efter födseln.
iv. Sena strålningseffekter som induktion av cancerframkallande.
(iv) Effekt av strålning på celler:
Strålning kan påverka cellerna på följande sätt:
(i) Cellerna är oskadade av dosen
(ii) Cellerna är skadade, men skadan repareras och de fungerar normalt
(iii) Cellerna är skadade, reparerar skadan och fungerar onormalt,
(iv) Celler dör på grund av skador.
(i) Cellerna är oskadade av dosen:
lonizaion kan bilda kemiskt aktiva substanser, som i vissa fall förändrar cellernas struktur. Ändringarna kan vara desamma som de förändringar som uppstår naturligt i en cell och får inte ha någon negativ effekt.
(ii) Cellerna är skadade men skadan repareras och de fungerar normalt:
Vissa joniserande strålning producerar ämnen som inte normalt finns i celler. Dessa kan leda till en uppdelning av cellstrukturen och dess komponenter. Celler har möjlighet att reparera skadan om den är begränsad. Även skador på kromosomerna repareras normalt. Många tusentals kromosomavvikelser (dvs förändringar i kromosomen) uppstår ständigt i våra kroppar. Vi har effektiva mekanismer för att reparera dessa skador och dig cellerna fungerar normalt även efter exponeringen
(iii) Cellerna är skadade, skadan repareras men de fungerar onormalt:
Om den skadade cellen behöver utföra en funktion innan reparationen av sig själv, kommer den antingen att inte kunna utföra reparationsarbetet eller utföra det felaktigt eller ofullständigt. Det kommer att resultera i celler som inte kan utföra sina normala funktioner eller dessa celler kan nu börja skada de andra cellerna. Dessa förändrade celler kan inte kunna reproducera sig själva eller de kan reproducera i okontrollerad takt. Sådana celler kan ha skadliga effekter på kroppen, och de kan till och med orsaka cancer eller tumörer i olika organ.
(iv) Celler dör på grund av skador:
Om cellen är helt skadad av strålning eller den är skadad på ett sådant sätt att reproduktionen påverkas kan cellen dö. Strålskador på celler beror på hur känsliga cellerna är för strålning. Beroende på exponeringsdoserna kan strålningseffekter vara snabba eller fördröjda. Elektroner bildar de atomer som bildar vävnadsmolekyler. När elektronen som delades av de två atomen för att bilda en molekylär bindning dislodges av joniserande strålning, är bindningen bruten och molekylerna faller isär.
Detta anses vara en grundläggande modell för förståelse av strålskador. När joniserande strålning interagerar med celler kan det eller inte få en kritisk del av cellen. Alla celler är inte lika känsliga för strålningsskador. I allmänhet kan celler som snabbt delar sig och är relativt icke-specialiserade visa de skadliga effekterna vid lägre stråldoser än de som skiljer sig mindre snabbt och mer specificeras. Exempel på mer känsliga celler är de som producerar blod.
Hemopoietiska systemet eller blodsystemet är den känsligaste biologiska indikatorn för strålningsexponering. På samma sätt skiljer sig olika kroppsdelar även i strålningsfrekvensen. De mest känsliga delarna i människokroppen är tarmar, lymfkörtlar, mjälte och benmärg.
Den relativa känsligheten hos olika humana vävnader för strålning kan ses genom att undersöka progressionen av det akuta strålningssyndromet vid olika stråldoser såsom diskuteras i följande punkter:
Strålningsdos:
Potentiell biologisk effekt av strålning beror på hur känsligt området är och hur mycket och hur snabbt en stråldos tas emot.
Strålningsdoser är av följande typer:
(i) akut dos
(ii) hög dos
(iii) kronisk dos
(i) akut dos:
En akut stråldos definieras som en stor dos (dvs 10 röda eller mer till hela kroppen) som levereras under en kort tidsperiod eller mottas i taget. Om dessa doser är tillräckligt höga, kan effekterna ses inom perioden från timmar till veckor.
Bland de lokala effekterna av akut dos är hudbrännskador och blåsor, hudnekros och nekros av djupare vävnader, minskad eller onormal reproduktion av proliferationsvävnader som epitel i mag-tarmkanalen och blodbildande vävnader.
Akuta doser kan orsaka ett mönster av klart identifierbara symtom (dvs syndromer). Dessa villkor är allmänt hänvisade till som akut strålningssyndrom. Strålningssymptom är uppenbart efter akuta doser, dvs ≥ 100 rad.
Akut helkroppsdoser på ≥ 450 rad resulterar i dödsfall på nästan 50% av den exponerade befolkningen inom 60 dagar utan vård. De specifika symptomen, terapin och möjligheterna till återhämtning varierar från person till person och är vanligtvis beroende av individens ålder och hälsa.
Några speciella syndrom som härrör från akuta doser av strålning är följande:
(1) Blodbildande organ (benmärgssyndrom) (> 100 rad):
Det kännetecknas av skador på celler som splittras mycket snabbt (som benmärg, lymfsvävnad och milt). Vanliga symptom är blödning, trötthet, mikrobiella infektioner och feber.
(2) Gastrointestinala syndromet (> 1000 rad):
Det kännetecknas av skador på celler som delar mindre snabbt (dvs mage och tarmen). Vanliga symptom är illamående, kräkningar, diarré, dehydrering, förlust av matsmältningsförmåga, blödande sår och symtomen på blodbildande organsyndrom.
(3) Central nervsystemet syndrom (> 5000 rad):
Det kännetecknas av skador på celler som inte reproducerar som nervceller. Allmänna symtom för detta syndrom innefattar förlust av koordination, förvirring, koma, krampanfall och chocker förutom symptomen på mag-tarmkanalen och blodbildande organsyndrom. Det finns några bevis på att döden under sådana förhållanden inte orsakas av verklig strålskada men det beror på komplikationer som orsakas av inre blödningar och trycket på hjärnan.
Några andra effekter på grund av akuta doser av strålning är :
1. Akut dos av 200 till 300 rad till huden kan orsaka rodnad av hud (erytem) som uppträder som slags solbränna och resulterar också i mindre förlust på grund av skador på hårsäckar. Det kan också orsaka nekros av hud och djupt utsatta vävnader. De akuta doserna av strålning kan orsaka återvinningsbara eller irrepairable skador som påverkar kroppsvävnaden kritiskt.
2. Akut strålningsdos på 125 till 200 rad till äggstockarna kan orsaka långvarig eller permanent undertryckning av menstruationscykeln i ungefär femtio procent (50%) av kvinnorna. Doser på 600 rad till äggstockarna eller testiklarna kan orsaka permanent sterilisering.
3. Strålningsdos på bara 50 rad till sköldkörteln kan orsaka godartade, dvs icke-cancerösa tumörer. Strålningseffekterna på grund av akuta doser av strålning är kända som deterministiska effekter. I allmänhet betyder detta att effekternas allvarlighetsgrad bestäms av den mottagna dosen. Generellt har de deterministiska effekterna en viss tröskelvärde under den dosen, men effekten uppträder förmodligen inte, men ovanför förväntas effekten. När dosen är över tröskelnivån är effektens svårighetsgrad proportionell för att öka i dos.
Vid lägre stråldoser kan personen drabbas av strålningssjukdom men skadan är i allmänhet återvinningsbar. Även om många hudceller dödas av sådana doser, men de opåverkade eller friska cellerna i huden kan regenerera cellerna i det skadade området och så småningom kan hela hudstrukturen återställas. Men de akuta doserna av strålning genererar generellt irreversibel förlust för mänskliga vävnader.
Maximala tillåtna strålningsdoser:
Den maximala tillåtna stråldosen för en individ är den dosen som bär en försumbar sannolikhet för allvarlig somatisk eller genetisk skada. Internationella kommissionen för radiologiskt skydd (ICRP, 1979) hade fastställt några grundläggande normer för användning av röntgenstrålar och radium, på grundval av tidigare erfarenheter av strålskador på människan.
De grundläggande kraven för olika kroppsorgan är följande:
en. 5 remsor till hela kroppen, gonader och blodbildande vävnader
b. 30 rems till ben, hud och sköldkörtel
c. 75 rems till händer, underarmar, fötter och fotor
d. 15 remsor till alla andra organ eller kroppsdelar
Eftersom fostrets känslighet är mycket hög bör hela exponeringen hos kvinnor av reproduktiv ålder begränsas så att de inte får doser som överstiger de angivna. Den dos som tas emot av ett embryo under de första två månaderna av graviditeten ska normalt vara mindre än 1 rem och efter graviditetens diagnos bör exponeringen under de återstående sju månaderna inte överstiga ytterligare 1 rem.
Kumulativa effekter av akut strålningsdoser:
När någon del av vår kropp ackumulerar strålskador över en viss gräns, dvs ca 6000 rem än den delen dör omedelbart. En dos på 10.000 rem är dödlig för människan genom skador på centrala nervsystemet som påverkar hjärnans och ryggradskortet som orsakar död inom några timmar av exponering.
Dessutom kan en person ackumulera tillräckliga doser av strålning i flera år utan att ens visa några symptom på strålningsexponering, men detta kan orsaka hans död. I sådana fall uppstår en viss kumulativ strålningsskada i kroppen från vilken personen inte kan återhämta sig.
(2) Höga strålningsdoser:
Effekterna av höga doser av strålning är följande:
1. Det kan orsaka inre blödning och ruptur av blodkärl som ses som röda fläckar på huden.
2. Linsen i ögat är mycket känslig för strålning. På strålningsexponeringsceller i ögonlinsen dör och det blir ogenomskinligt och bildar grå starr som leder till nedsatt syn.
3. Höga stråldoser orsakar också strålningssjuka med symptom på kräkningar, blödning av tandkött och i svåra fall även magsår.
4. Illamående och kräkningar börjar ofta några timmar efter exponeringen. Infektion i tarmväggen kan döda veckor efter exponeringen.
5. Det är kvinnan utsatt för höga doser av strålning under tidig graviditet, då finns det risk för hjärnskador eller mental retardation hos ofödda barn då barnets centrala nervsystem påverkas.
6. Akut skada på äggstockarna hos kvinnor och testiklar hos män kan göra dem sterila.
7. Hög dos av strålning orsakar skada på benmärg, dvs kroppens blodfabrik. Det är väldigt mycket skadligt eftersom det försämrar kroppens förmåga att bekämpa infektioner genom att skada vit blodkroppar (WBC).
8. Kortvarig exponering för hög dos kan orsaka anemi trötthet, blod, njure och leversjukdomar, rodnad i huden, missfärgning av pigment och för tidigt åldrande.
9. Hög dos av strålning orsakar blödning och i sista hand offerets död.
(3) Kronisk dos (låg nivå långsiktig dos):
En kromdos är en relativt liten dos av strålning som tagits emot under en lång tidsperiod. Kroppen är bättre rustad att tolerera en kronisk dos än en akut dos eftersom kroppen har tid att reparera skador, eftersom den lilla andelen av cellerna behöver repareras vid en given tidpunkt. Kroppen har också tid att regenerera nya celler och ersätta de icke-fungerande eller de skadade eller döda cellerna med de nya och friska cellerna. Detta är i allmänhet en dos som erhålls som en yrkesmässig exponering för strålning.
På lång sikt kan exponering för strålning som hos minarbetare, radiologer eller personer som arbetar med forskning på strålning eller radioaktivt material, förkortas livslängden i proportion till mängden strålning som tas emot.
År 1957 i USA avslöjade studierna på radiologer att deras genomsnittliga livslängd minskades till 60, 6 år jämfört med genomsnittet på 65, 6 år. av den allmänna befolkningen. De långsiktiga effekterna av kumulativa små doser av strålning är extremt skadliga för människor såväl som för växter och djur.
De biologiska effekterna av höga strålningsexponeringar är ganska välkända, men effekterna av låga strålningsnivåer är svårare att upptäcka eftersom de deterministiska effekterna som beskrivs ovan inte uppträder vid dessa nivåer.
Eftersom de deterministiska effekterna inte generellt uppträder med kronisk dos, så för att kunna bedöma risken för exponeringen måste vi titta på andra typer av effekter. Studier utförda på personer som har fått höga doser har visat en koppling mellan stråldos och vissa fördröjda eller latenta effekter.
Effekterna innefattar cancer i olika organ och vissa genetiska effekter. Riskerna för dessa effekter är inte direkt mätbara i populationer av exponerade arbetstagare, varför riskvärdena på yrkesnivå är uppskattningar baserade på riskfaktorer mätta vid höga doser.
För att göra dessa uppskattningar använder vi en relation mellan cancerincidensen vid höga doser av strålning och potentialen för cancer vid låga doser. Eftersom sannolikheten för cancer vid höga doser ökar med ökad dos, antas detta förhållande vara sant med låga doser också.
Denna typ av riskmodell kallas stokastisk. Genom att använda denna modell och kunskap om risker med hög dos cancer kan vi beräkna sannolikheten för att cancer uppträder vid en given dos. För detta kan remmen användas som en enhet med potentiell risk. Till exempel kan den relativt välkända cancerrisken från doser inom hundratals rems minskas för att bedöma den potentiella risken från dosen av 0, 1 rem.
Denna skalning eller extrapolering anses generellt vara ett konservativt tillvägagångssätt för att uppskatta risker med låg dos, men denna modell är ganska effektiv för att beräkna sannolikheten för cancerframträdande vid låga doser. Vi kan använda sådana uppskattningar för att hjälpa riskerna att exponeras i perspektiv.
Vi kan också klassificera de somatiska effekterna av strålning enligt nedan.
Somatiska effekter av strålning förekommer i den exponerade personen och inkluderar förändringar i kroppscellerna, vilka inte överförs till kommande generationer. Dessa effekter kan delas upp i två klasser, baserat på den hastighet vid vilken dosen togs emot.
Dessa är:
(i) Snabba somatiska effekter
(ii) Fördröjda somatiska effekter
(i) Snabba somatiska effekter:
Dessa är effekterna som inträffar strax efter en akut dos (vanligtvis 10 rad eller mer till hela kroppen på kort tid). Ett exempel på en snabb effekt är en tillfällig håravfall som inträffar ungefär 3 veckor efter en dos på 400 rad till hårbotten. Nytt hår kan växa inom två månader efter dosen men hårets färg och struktur kan förändras på grund av strålning.
(ii) Fördröjda somatiska effekter:
Dessa är de effekter som kan inträffa år efter att stråldoser har tagits emot. De försenade effekterna av strålning inducerar en ökad potential för utveckling av cancer och katarakt. Eftersom vissa former av cancer är bland de mest sannolika försenade effekterna, formulerades de fastställda dosgränserna med denna risk i åtanke.
Somatiska abnormiteter är de viktigaste effekterna av radioaktiva fallutfall. Uttömmande studier på överlevande från Hiroshima och Nagasaki har visat att de har en 29% högre risk att dö med cancer än i normala friska människor. På grund av de somatiska effekterna av exponering utvecklade de cancer av olika organ.
Detta inkluderar cancer i sköldkörteln (50%), blodcancer (30%) och cancer hos andra organ (20%). Rapporten från den senaste studien som genomfördes i Japan avslöjade att dödsgraden bland de överlevande kärnbomben på grund av somatiska defekter (dvs. 15 per tusen) är nästan dubbelt så stor som de oexponerade personerna.
Vid försenade effekter minskar offeret vitalitet och dör av anemi, blodcancer och blödning. Vid försenade effekter kan patienten överleva i månader eller år. Fördröjda effekter av strålning innefattar vanligen ögonkatarr, leukemi, maligna tumörer, hjärt-kärlsjukdomar, för tidig åldrande och minskad livslängd.
Inte bara detta kan den gravida kvinnans diagnostiska röntgenexponering öka risken för cancer hos barnet. Strålningskänsligheten varierar också med åldern. dvs foster och spädbarn är mer mottagliga för strålningsexponering.
I Indien får människor som bor i Kerala 5-10 gånger mer strålningsexponering jämfört med andra delar eftersom mineralmonaziten hittas är Kerala, som innehåller radioaktivt element thorium och dess närvaro ökar strålningsstrålen avsevärt. På grund av denna ytterligare exponering försenade somatiska effekter är ganska uppenbara där som återspeglas i fler fall av cancer eller fosterskador på grund av deponering av radionuklider i kroppsorgan.
Kroniska somatiska effekter innefattar sköldkörteländringar, bendeformiteter, bennekros och bensarkom. Lungor påverkas också allvarligt och orsakar fibros och lungcancer. Andra somatiska effekter innefattar karcinom där det finns okontrollerad tillväxt av cancerceller i leukocyter (WBC) i blodet.
(ii) genetiska effekter:
Både naturliga och antropogena strålningskällor ger vissa genetiska effekter. Genetiska eller ärftliga effekter av strålning framträder i framtida generationer av den exponerade personen på grund av skador på reproduktiva celler. Det här är de abnormiteter som kan uppstå i framtida generationer av offren för strålningsexponering. De har studerats omfattande i växter och djur, men riskerna för genetiska effekter hos människor är relativt låga än riskerna för somatiska effekter.
Så gränserna som används för att skydda den utsatta personen mot skada är lika effektiva för att skydda de kommande generationerna mot skador också. Studier av genetiska effekter i Drosophila har visat att mutationshastigheterna ökar enormt på strålningsexponeringar. Bakgrundsstrålning skiljer sig åt i olika delar av världen De flesta genetiska effekterna orsakas av konstgjorda strålkällor. De viktigaste källorna är exponering från kärnkraftverk och exponering under vården som genom röntgen eller strålbehandling.
Människor som arbetar inom industrin, forskning och medicin som använder radionuklider är mer mottagliga för sådana effekter än andra. Effekterna innefattar mutation eller dödliga effekter på ägg eller embryon. Strålningsintensiteten påverkar mutationshastigheten.
Strålning orsakar skador på reproduktions- eller bakteriecellerna på två sätt:
(i) Leda mutationer, och
(ii) Icke-dödliga mutationer
Dödliga mutationer dödar cellerna, medan de icke-dödliga kan orsaka cancer eller onormal tillväxt av celler. Akuta doser av strålning påverkar reproduktionsorganen. Därför innehåller de framställda gameterna skadliga genmutationer, vilka överför till ofödda avkommor. Strålning orsakar brott eller sönderdelning inom gameten så att den genetiska mekanismen för kromosomer är skadad. Joniserande strålningar kan orsaka abnormiteter i växande celler så att deras förmåga att dela och växa är färdig.
Ibland kan cellerna fortsätta att växa tills de blir gigantiska celler och så småningom dör. Detta händer så eftersom de blir ineffektiva på grund av oregelbunden stor storlek. Diskreta genetiska effekter kan leda till att embryon, spädbarn eller dödsfall förorsakas hos barn. Studier utförda på de överlevande i Hiroshima och Nagasaki har visat att även efter över sex decennier ses de genetiska effekterna av strålning hos sina barn och även hos barnbarn.
Jämförelse av risker:
Godkännande av risk är mycket personlig sak och det kräver en hel del informerad dom. Riskerna i samband med yrkesstrålningsdoser anses vara acceptabla jämfört med andra yrkesrisker av nästan alla vetenskapliga grupper som har studerat dem.
Följande tabeller kan hjälpa dig att placera den potentiella risken för strålning i perspektiv jämfört med andra yrken och dagliga aktiviteter:
Notera:
The “life expectancy lost” value is determined from data on percentage of deaths due to the risk factor weighted by the average age at death. Since radiation related deaths are calculated values, they are based on the assumption of cancer as the cause of death, with the associated average age of death from cancer victims.
All radiation risk values are based on the latest report from the National Academy of Sciences' Biological Effects of Ionizing Radiation (BEIR) series-BEIR V. Similarly, the table below presents another way of looking at health risks. This table lists activities calculated to have a one-in-a-million chance of causing death.
Smoking 1-4 cigarettes (lung cancer)
Radiation dose of 10 mrem (cancer)
Eating 40 tablespoons of peanut butter (liver cancer)
Eating 100 charcoal broiled steaks (cancer)
Spending 2 days in New York City (air pollution)
Driving 40 miles in a car (accident)
Flying 2, 500 miles in a jet (accident)
Pre-natal Radiation Exposure:
Since an embryo / fetus is especially sensitive to radiation (embryo/fetus cells are rapidly dividing), so special considerations are given to pregnant workers. Protection of embryo is important because it is considered as the most radiosensitive stage of human development particularly in the first twenty weeks of pregnancy.
Limits are established to protect the embryo/fetus from any potential effects which may occur from the significant amount of radiation. This radiation exposure may be the result of exposure to external sources of radiation or internal sources of radioactive material.
Potential effects associated with prenatal radiation doses include:
1. Growth retardation
2. Small head/brain size
3. Childhood cancer
4. Mental retardation
5. Leukemia
Under det senaste året fanns det några rapporter om bristfälliga födelser av ett ovanligt stort antal barn i vissa byar i Rajasthan, som ligger nära Kota-kärnkraftverket. Studier visade att detta beror på utsläpp av radioaktiva kemikalier från kraftverket. De genetiska effekter som observeras i kommande generationer är allmänt allvarligare. Atombomben efterföljande Hiroshima och Nagasaki-överlevande trots att de idag lider av genetiska defekter på grund av strålning.
Atombomberkärlekskommissionen hade rapporterat mental retardation, långsam fysisk tillväxt och högre leukemihalt hos spädbarn som utsattes för joniserande strålning i livmodern vid tidpunkten för kärnbomb explosionen. Även om överlevande barn inte uppvisar uppenbara genetiska defekter, är rädslan fortfarande att påverkan kan manifesteras i den efterföljande generationen.
I Japan, under åren efter explosionen, var namnet Hibakusha märkt till de explosiva överlevande som känner till defekt, sjukdom och skam på japanska. På samma sätt hade effekterna av kärnkraftsmältningsdrama i Tjernobyl katastrofala effekter som framgår av fallstudien.
Effekter av icke-joniserande strålningar:
Icke-joniserande former av strålning består av lägre grad av energi men denna våg kan fortfarande passera genom material. De är inte tillräckligt starka för att förändra atomer och molekyler, medan icke-joniserande strålningsformer inte kan ändra cell- och vävnadsstruktur, de kan fortfarande leda till negativa biologiska effekter. Synligt ljus, elektromagnetiska fält, mikrovågor, solljus (ultrahögt ljus) och infraröd strålning är alla typer av icke-joniserande strålningar. Effekter av ultraviolett strålning eller solljus studeras i stor utsträckning.
Det mesta av strålningen i miljön finns i låga mängder. Människokroppen är i konstant tillstånd att återuppbygga och reparera celler och vävnader En sund kropp kan hantera dessa låga mängder utan att leda till betydande skador.
Effekter av UV-strålning:
I celler i vårt kroppsprotein och nukleinsyra är huvudsakligen ansvariga för att absorbera strålning i intervallet 240 nm till 280 nm våglängd. Absorptionen av strålning med nukleinsyra är 10-20 gånger högre än den av protoner av samma vikt. Vid absorption av UV-strålningar genomgår pyramidinbaserna av DNA, t ex thyamin (T) och cytosin (C) fotokemisk reaktion mer snabbt än purinbaserna, dvs adenin (A) och guanin (G). Under reaktionen blir alla DNA-molekyler laddade och blivit upphetsade. I detta tillstånd kan molekyler genomgå ytterligare reaktioner som leder till genetiska förändringar, såsom mutation eller kromosomavvikelse.
Ultravioletta strålningar kan orsaka två olika immunologiska effekter. En är begränsad till hudens fläckar bestrålade medan den andra skadorna orsakas av immunsystemet. På grund av bestrålning av huden bär blodkärlen nära hudens hudhud mer blod som orsakar hudbrännskador, solstrålar eller svullnad eller rodnad i huden.
Det har observerats att närmare en rättvis skinnad person lever till ekvatorn mer är hans chanser att ha icke-melanomcancer genom UV-strålar. På grund av ökad ultraviolett strålningsförorening genom uttömning av ozonskikt ökar hudcancerfallet.
Utöver detta är ultravioletta strålar också ganska skadliga för våra ögon. Absorption av UV-strålning genom lins och hornhinna i ögat kan leda till fotokeratit och katarakt. Eftersom strålningen inte känns av ögons synliga receptorer görs skadorna utan att individen ens vet om dess faror.
Ultravioletta strålningar har också skadliga effekter på mikrofytoplanktoner och zooplanktoner. Ökad UV-strålning ökar mortaliteten hos larverna av dessa mikroorganismer i vatten. Förbättrade UV-strålningar har också skadliga effekter på växter och djur.
Vi kommer att studera om dem i detalj i kommande avsnitt. Ökad UV-strålning resulterar i större avdunstning av ytvatten som förvränger naturens vattenbalans och det medför också att växthuseffekten förändrar atmosfärstemperaturen och energibalans som leder till global uppvärmning.
Effekter av radiofrekvens och mikrovågsstrålning:
Icke-joniserande strålningar av kortare våglängder av elektromagnetiskt spektrum som mikrovågsutstrålningar (kortare än 1 nm) absorberas vanligtvis av huden och orsakar uppvärmning av ytvävnader, medan strålningar i intervallet 11-30 nm kan penetrera djupare vävnader. Ögon och andra känsliga organ som inte kan tappa värme påverkas mest av mikrovågsstrålning.
I USA är de farliga nivåerna för mikrovågsdensitet i olika installationer inställda på 0, 1 W / cm 2 för kropp och O.O1W / cm 2 för ögonexponering från strålning med 10 nm våglängd. Men i Ryssland är gränserna relativt mindre eftersom de tror att mikrovågsutstrålningar är ganska skadliga för hälsan och kan orsaka huvudvärk, trötthet, yrsel och hudförbränningar i den utsatta personen. Dessutom är dessa ganska skadliga för ögonen också.
På samma sätt är strålning i radfrekvens också skadligt för människan. Nyligen genomförde en undersökningsbyrå för amerikanska kongressen undersökningen om effekter av mikrovågs- och radiofrekvensstrålning på människors hälsa och rapporterade att nuvarande nivåer av dessa strålningar i luft är ganska farliga för vår hälsa, eftersom dessa strålningar är en del av det bredare elektromagnetiska spektrat som inducerar olika vågmotioner genom vilka energi kan överföras från en plats till en annan.
Radiationer med längre våglängder överförs generellt och endast liten mängd absorberas eller reflekteras, men mikrovågsstrålningar absorberas avsevärt av kroppen. Längre våglängds icke-joniserande strålningar orsakar termisk effekt. De inducerar agitation i molekyler av materien som producerar värme. Men i jämförelse med dessa termiska effekter är de icke-termiska effekterna av dessa strålningar potentiellt farligare eftersom de orsakar allvarliga fysiologiska effekter.
Dessa effekter kan bero på de elektromagnetiska strålarnas elektroniska och magnetiska fält. Studier utförda i North Western University of USA avslöjade att förändringar i markbunden elektromagnetisk miljö orsakar förändringar i fysiologi och beteende hos levande varelser. Studier utfördes i Naval Aerospace Medical Research Laboratory (USA) om de negativa effekterna av elektromagnetiska strålningar på människors hälsa.
Forskare har rapporterat att överskott av strålning från artificiellt producerade magnetfält kan producera stora mängder serum triglycerider som orsakar arterioskleros, vilket är en kronisk sjukdom som orsakar förtjockning och härdning av väggarna i artärer.
Vetenskapliga studier om effekterna av strålning som utförts i olika amerikanska universitet och i andra delar av världen har också bekräftat att strålning av mikrovågs och radiofrekvenser påverkar vårt nervsystem väldigt. De allmänna symptomen på farliga effekter av sådana strålningar är trötthet eller trötthet, sömnlöshet, excitation och otillbörlig irritation utan orsak. Alla dessa effekter beror på effekten av strålning på vårt nervsystem.
Radar Radiationer:
Radiovågor som utspelar sig från radarer, särskilt från högkraftanläggningarna, orsakar värmeeffekter. På grund av deras termiska effekt klagar folk som arbetar i sådana anläggningar och bor i närheten av detta område i allmänhet av fysiologiska störningar som orsakar huvudvärk, trötthet och nervositet. Dessa strålningar orsakar också hudsjukdomar. I små kraftanläggningar orsakar strålning från radarer också hälsoproblem, särskilt för personer som lider av hjärtsjukdomar och använder pacemakare.
Fall Out Strålning:
Radioaktiva fallutgångar är inmatade eller radioaktiva damm från atmosfär eller markytan. Källan till sådant damm är vanligtvis nukleära bomber.
Generellt är riskerna för att falla bort radionuklider efter kärnvapenns explosioner beroende av följande faktorer:
1. Halveringstiden för radionuklid
2. Tillverkad mängd radioisotop
3. Effektivitet vid överföring av radionuklider i människokroppen genom livsmedelskedjan
4. Metabolism av dessa radionuklider i vår kropp.
De strålningar som emitteras från radioisotoper under kärnexplosion är antingen i form av alfa-, beta- och gamma-partiklar med hög energi eller elektromagnetiska vågor med mycket kort våglängd (gammastrålar). Nukleär nedfall innehåller mer än tvåhundra radioisotoper som innehåller mest farliga strontium- 89 och 90 jod-131, cesium-137 och kol-14.
Radionuklider med kort halveringstid gör mindre skada i jämförelse med dem med längre halveringstid och får deponeras i kroppen i större koncentrationer. På samma sätt kan de radioisotoper som är metabelt mer aktiva orsaka mer skada än de som inte aktivt deltar i de väsentliga metaboliska reaktionerna i kroppen och kan elimineras från kroppen på kort tid.
Halveringstid och energi för utsläpp av vissa typiska radioisotoper av fallutstrålning ges i tabell (2). Observera här att plutonium-238 är särskilt giftigt eftersom det kombinerar en hög energi av emission med närvaron av alfapartiklar. Dessa partiklar baserar särskilt täta drag av jonisering i levande celler som kan ta upp radioisotopen.
Nukleär nedfall innehåller cirka 200 radioisotoper, varav strontium-89, Sr-90, jod-131; cesium-137 och kol-14 är mest skadliga. Människan utsätts för förorening antingen genom konsumtion eller inandning av radioaktiva föroreningar. En indirekt vägen för radionuklidförorening sker genom livsmedelskedjan. Halveringstiden för radiojod (1-131) är mycket kort på endast 8 dagar och den avsätts effektivt i livsmedelskedjan. I-131 och andra radioaktiva isotoper deponeras på mark, mark och ytvatten.
Genom jord och vattenupptagning når de växter. Sådana förorenade växter när de äts av nötkreatur, kor etc. passerar in i mjölken och andra mejeriprodukter som konsumeras av människan. Radioisotoper kan också komma in i människokroppen genom direkt konsumtion av grönsaker och frukter där de ackumuleras i blod och kroppsorgan som orsakar skador på systemet. I-131 ackumuleras i sköldkörteln som spelar en viktig roll för att reglera metabola aktiviteter och skador som orsakas av 1-131 påverkar allvarligt dessa metaboliska aktiviteter.
Radionisotoper av strontium skapar potentiell fara, eftersom de lätt absorberas av de levande varelserna inklusive människor och med luft, vatten, jord, gräs och grönsaker också. Två viktiga radioisotoper av strontium är Sr-90 med halveringstid 28 år och Sr-89 med halveringstid på endast 54 dagar. Av alla de radionuklider som finns i luft är cirka 5% Sr-90. Det når människan främst genom mjölk och andra mejeriprodukter och grönsaker. Växter är förorenade med Sr-90 genom upptagning från jord och genom överlagring av radionuklider.
Förflyttningen av Sr-89 från jord till man är i viss utsträckning beroende av samtidig rörelse av kalcium. Eftersom strontium kan ersätta kalcium kan det lätt absorberas av spädbarn och skadar dem mycket i jämförelse med vuxna. Närvaro av Sr-90 i mjölk rapporteras över hela världen, vilket är den viktigaste kosten hos barn i alla åldersgrupper. Andra faller ut radioisotopen cesium (Cs-137) har en halveringstid på 30 år och det är en gamma-emitter.
Cs-137 når människokroppen huvudsakligen genom ytkontaminering av växter och konsumtion av mjölk och mejeriprodukter. Det är mindre skadligt i jämförelse med Sr-90 eftersom Cs-137 utsöndras snabbt i jämförelse med Sr-90. Omkring 50% av Cs-137 elimineras från vår kropp inom 3-4 månader.
Carbon-14 (C-14) är den vanligaste radionukliden med halveringstiden på 5570 år. C-14 når vår kropp genom konsumtion av växter eller djur. Det är också närvarande i luften, så direkt inandning av den förorenade luften blir också en infångningskälla för C-14 i vår kropp. Eftersom det har en mycket lång halveringstid så kan dess spår i vår kropp orsaka skadliga effekter. Förutom de som faller ut radionuklider finns många radionuklider i kroppen av marina organismer, och når de är förbrukade når människokroppen.
Några viktiga malmer är cesium (Ce-144) zink (Zn-65), järn (Fe-59) och kobolt (Co-60). Alla dessa radioisotoper samlas i kroppen av marina djur och kan också komma in i livsmedelskedjan. Naturligtvis kan många andra radioaktiva material också släppas ut i miljön. I en nödsituation, dvs efter kärnkraftsolycka, är det nödvändigt att sortera ut de radionuklider som sannolikt kommer att vara särskilt farliga.
Om standarder tillämpas på de farligaste, kan det antas att de andra är på säker nivå. I British Medical Research Council-studien har en dos som heter Emergency Reference Level (ERL) citerats. ERL för olika delar av människokroppen varierar från 10-60 rem.
Om efter mätningar av kärnkraftsolyckor i området visar att lokalbefolkningen sannolikt kommer att få mer än denna dos, måste motåtgärder som evakuering följas. Vid jod-131-förorening är det möjligt att behandla drabbade personer med tabletter av vanligt jod. Det förskjuter I-137 och påskyndar utsöndringen från kroppen.
Strålningseffekter genom strålterapi:
Även om fördelarna med strålbehandling överväger dess biverkningar men det finns fortfarande några strålningseffekter i behandlingen som kan grupperas i stort sett i följande två kategorier:
(i) Tidiga effekter av strålbehandling
(ii) Långtidseffekter av strålterapi
(i) Tidiga effekter av strålterapi:
I strålbehandling används joniserande strålning för att krympa tumörer och utrota cancerceller genom att skada cellerna på genetisk nivå och stoppa tillväxten av maligna celler. Det finns några tidiga effekter specifika för området som behandlas. Tidiga strålningseffekter uppstår inom några dagar eller veckor från början av behandlingen och kan kvarstå i veckor efter behandlingen.
Vanliga tidiga effekter är trötthet och hudförändringar. Trötthet är en extrem känslighet av trötthet som inte förbättras med vila och hudförändringar innefattar oftast svag rodnad, ökad känslighet, torr hud, hudskalning och mörk pigmentering på terapin. Beroende på var du får strålning kan du uppleva ytterligare tidiga effekter som munproblem, smärta eller sexuella effekter.
Varningsskylten om strålning innefattar torrhet i mun, inflammation i munnen, minnesproblem, nedsatt syn, ökad känslighet mot kallt väder, vaginal ömhet, blödning och erektilproblem. Vi kan minska trötthet genom regelbundna ljusövningar, hudförändringar kan härdas av aloe Vera eller Vit-E, muneffekter genom att upprätthålla renhet i munnen för att minska smitta och sexuella effekter i vissa fall kan lindras med hormonbehandling.
Långtidseffekter av strålbehandling:
Långtidseffekter av strålterapi är inte så vanliga, men de är oftast obotliga. De kan dock dyka upp så tidigt som sex månader efter avslutad behandling och patienterna kommer att kräva rutinmässiga kontroller under resten av livet.
Några vanliga långsiktiga effekter av strålning är som följer:
1. Gemensamma problem kan bero på skadad vävnad i höfter, axlar eller jawa. Tidiga tecken på dessa problem inkluderar ledsmärta och begränsad rörlighet i lederna.
2. Lypedem är en sjukdom som orsakas av skador på lymfkörtlarna och kännetecknas av svullnad i armen eller benet, där strålningen administrerades på grund av uppbyggnad av lymfevätskor. Det kan påverka en arm eller ett ben, men ibland kan det innebära både armar eller båda benen. Det åtföljs av smärta eller svaghet i de drabbade lemmarna.
3. Strålbehandling till bäckenet kan orsaka infertilitet hos män och kvinnor. Kvinnor som får behandling i buken riskerar permanent infertilitet och tidig klimakteriet om båda äggstockarna utsätts för strålning Män förlorar ofta förmågan att skapa spermier efter att ha fått strålning till testiklar.
Risken för impotens ökar med högre doser av strålning och större behandlingsområde. Enligt det amerikanska cancerförbundet klarade en av tre män som fick strålning i bäckenregionen klagomål om några sexuella problem som minskning eller förlust i förmågan att få erektion.
4. Strålbehandlingar till huvudregionen kan orsaka störning av hjärnan. Att använda strålbehandling för att behandla tumörer i huvudet kan leda till minskning eller förlust av vissa hjärnfunktioner. Allvarliga långtidseffekter inkluderar minnesförlust, rörelseproblem och blåsproblem Enligt rapporter från National Cancer Institute kan strålbehandling till hjärnan orsaka problem månader och år efter avslutad behandling.
5. Sekundär cancer kan också bero på någon form av strålbehandling. Strålning skadar DNA i normala friska celler, vilket kommer att bli cancer om de odlas okontrollerat och får behandling. Det kan skapa leukemi efter år av behandling. Andra cancerformer kan ta 15 år att utvecklas. Även om möjligheten till nya cancerformer är mindre men potential finns.
Skadliga effekter av Radium Urklockor:
1898 identifierade Pierre och Marie Curie ett nytt element radium, som har radioaktiva egenskaper. Den har den unika egenskapen som den lyser i mörkret. Så i början av 1900-talet började klocktillverkare måla klockskalvar med radium så att de kan glöda i mörkret. Men snart insåg det att kvinnor som arbetade som klockmätare började utveckla hemska former av käke och halsproblem.
Hälsoarbetare och läkare insåg snart att problemet berodde på det starkt radioaktiva materialet radium eftersom dessa kvinnor använder sina tänder för att peka på sina borstar så att de intar dödliga kvantiteter radioaktiv radium. Många organisationer och individer organiserade rörelser som svar på erkännandet av radioaktiva materialets hälsoeffekter. De bad om oberoende organ att studera problemen och ställa frivilliga standarder för exponering.
På grund av sin uppriktiga ansträngningar på 1920-talet inrättades en internationell strålskyddskommitté. I USA etablerades också den nationella kommittén för strålskydd som en ansluten organisation. Dessa organisationer gav självstyrning för strålningsrelaterade industriella problem.
Effekter av röntgen och laserstrålning:
Även om vi inte kan förneka de fördelaktiga aspekterna av röntgenprov och laserbehandling, men vi bör inte heller ignorera de onda som kan uppstå av deras användning. De skadliga effekterna av röntgenstrålar är ganska välkända. Om kvinnor bestrålas under graviditeten än det finns möjligheter att föda missbildade barn. Det finns rapporter om cancerframkallande egenskaper hos kvinnor på grund av röntgenbestrålning.
Relativitetstillskottstekniken som är datoriserad topografi (CT) -skanner inbegriper också hög dos av röntgenstrålning. Dr C. John Bailer, National Cancer Institute och många andra läkare anser att röntgenradiografi kan orsaka cancer hos kvinnor screenas för upptäckt. Bailer föreslog också att röntgenstrålar skulle ersättas av säkrare protonstrålar som har större detekteringskraft och är relativt säkrare än röntgenstrålar.
Enligt en studie utförd i Alabama University (USA) några droger som annars är ofarliga för gravida kvinnor om de tas när fostret utsätts för röntgenstrålar kan dessa läkemedel utlösa fosterskador. Antalet röntgenenheter ökar i Indien. Många gånger röntgenstrålar rekommenderas utan tillräcklig anledning eller för att tjäna pengar. En studie utförd i Storbritannien rapporterade att läkare kunde hälsa detta antal röntgenstrålar gjort utan att påverka de diagnostiska resultaten på något sätt. Enligt en annan studie är upp till 20% av alla röntgenundersökningar obefogade.
I det senaste förflutet har radiologer från Royal College of Radiologists initierat ansträngningar för att begränsa onödig röntgen och döden på grund av röntgenprov. Kvinnor påverkas mer på grund av hög exponering för röntgen för mammografi tester, dvs screening för bröstcancer. Det har rapporterats att röntgenstrålar orsakar 100-250 dödsfall från cancer varje år. Så enligt riktlinjerna före mammografi bör patienten kontakta en bröstkirurg eller en specialistläkare.
Nu-en-dagars, med framsteg i operationen har laseroperationer blivit ganska populära för ögonoperation, sten i bägare, tumörer i livmodern och för operation av många andra organ. Även om dessa operationer är ganska smärtfria och bekväma men skadan på grund av strålning från laser kan inte ignoreras. LASER (ljusförstärkning med stimulerad strålningstrålning) är av olika slag som C0 2 -laser UV-laser He-laser, IR-laser etc. C0 2 laser och He-laser används i kirurgi.
CO 2 -laser är speciellt användbara för perkutan myokardiell omvandling (PMR). UV-lasrar kan orsaka fotofobi-erytem och exfoliering av ytvävnader. Vid ögonkirurgi kan användning av 1-R-lasern orsaka strålskador genom ytauppvärmning av hornhinnan Lasrar av synligt spektrum, dvs 0, 4-0, 75 nm våglängder, skador på näthinnens epitel. Laserstrålning med extremt hög effekt som Q-växlade pulser orsakar depigmentering av hud eller blåsor.
För skydd mot exponering av lasersystem är några viktiga kontrollåtgärder som följer:
1. Användning av höljen, stråltoppar och luckor.
2. Använd skyddsglasögon och skyddsglasögon.
3. Att göra berörda personer medvetna om de potentiella riskerna med strålning från Laser.
Terapeutisk användning av strålning innebär uppenbarligen högre exponeringar och läkare bör överväga risken för behandling mot de potentiella fördelarna. Uppskattningar av standardiserade stråldoser ges för antal typiska diagnostiska medicinska förfaranden. Även om det inte är möjligt att ge noggrann dosimetri för procedurer som innefattar strålterapi, måste dessa hanteras mycket noggrant från fall till fall.
Följande tabell visar den dos som en individ kan få under hela undersökningen:
Effekter av kärnstrålning:
Huvuddelen av uppmärksamheten är inriktad på kärnvapende strålning som härrör från kärnvapen som används i Japan och olyckan i Tjernobyl. År 1945 exploderade USA endast två kärnvapen i en militär operation på Hiroshima och Nagasaki, men de överlevande av städerna upplever fortfarande högre än normala cancerfrekvenser. Under 1986 orsakade läckage i den ryska kärnkraftverket Tjernobyl en stor mängd föroreningar i nukleär strålning i sub-urbanområdet.
De biologiska effekterna av nukleär strålning kan vara förödande för människor såväl som för växter och djur. Kärnutstrålning sker genom provning av kärnvapen, läckage från kärnkraftverk och kärnreaktor och faller ut ur bomb explosioner. Människor utsatta för nukleär strålning kan uppleva strålningssjuka som också kallas akut strålningssyndrom, akut strålningssjukdom eller strålförgiftning. Mayo klinikrapporter föreslår att strålningssjukdom är ganska sällsynt men det är mycket farligt och i de flesta fall dödlig.
Symptom och scener av strålningssjukdom:
Det finns fyra steg av strålningssjukdom. Dessa är milda, måttliga, svåra och mycket svåra. Dessa steg beror på den mängd nukleär strålning som en person har absorberat. Under det milda scenet kan en person uppleva illamående och kräkningar inom 48 timmar. av exponering, tillsammans med svaghet, trötthet och huvudvärk.
Den svåra scenen är dödlig för cirka 50% människor som upplever det. Under mycket svårt stadium kan en person uppleva nästan omedelbar illamående och kräkningar, desorientering och yrsel. Detta stadium är nästan alltid dödligt.
Exponering för nukleär strålning orsakar inte cancer direkt, men denna exponering ökar i hög grad en persons risk att utveckla någon typ av cancer. De vanligaste cancrarna på grund av nukleär strålning är leukemi, magkreft, bröstcancer, multipelt myelom, blåscancer, ovariecancer, levercancer och lungcancer.
Förutom detta på grund av den biologiska effekten av nukleär strålning ökar risken för att utveckla psykiska störningar också. Dessa inkluderar både långsiktiga och kortvariga sjukdomar. Dessa störningar manifesteras allmänt som depression, ångest och posttraumatisk stressstörning.
Effekterna av exponering för nukleär strålning påverkas av följande faktor:
1. Avstånd minskar exponeringen med ett invers-kvadrat förhållande, vilket fördubblar avståndet mellan dig själv och källan sänker exponeringen med en fjärdedel.
2. Exponering för en intensiv källa är offset dvs det händer på kort tid.
3. Skärmning är också viktigt. Olika material som bly, vatten, smuts och betong mäter mätbart minska strålningen i olika grader, högre graden av densitet och tjocklek av skärmen, mer skydd det ger Nukleära strålningar med kortare våglängder är högre energi, desto mer riskerar de med dessa strålningar .
4. Effekt av strålning beror på dess elasticitet. Om strålning förstör vissa enzymer kan man bara få risk men om det skadar DNA och kroppen inte kan reparera sig, ökar risken för cancer.
Effekter av strålning på växter:
Enligt Health Physics Society har strålning positiva effekter på växttillväxten vid lägre strålningsnivåer och skadliga effekter på höga nivåer. Växter behöver vissa typer av icke-joniserande strålning som solstråle för fotosyntes. Även om dessa solstrålar är avgörande för överlevnaden av växter men vissa andra former av icke-joniserande och joniserande strålningar är skadliga för växter.
Ultraviolett strålning påverkar växttillväxt och spridning och mängden skada är proportionell mot den mottagna strålningen. På grund av strålningsexponering kan jorden bli kompakt och förlora de näringsämnen som behövs för växter att växa. De experiment som utfördes i laboratorier genom att tillföra ultraviolett strålning genom filtrerade lampor visade att högre doser av strålning som administrerades till växterna var mycket skadliga.
Strålning stör stomatmotståndet. Stomata är ett litet lufthål i växtbladet som också reglerar vattennivån. Om det är för mycket förångning på grund av intensiv strålning, stomata nära att reservera vatten. Om stomatan inte kan öppnas under en längre tidsperiod, stuntas växternas tillväxt. Långvarig exponering för strålning kan fullständigt skada stomatan och i slutändan växten förstörs.
Växter celler, innehåller kromosomer dvs det genetiska materialet som ansvarar för växtreproduktion om taket är mycket skadat av strålning, då reproduktion hindras. Eftersom UV-strålningar förstör celler, ökar chanserna för mutation. Påverkade växter är ofta små och svaga med förändrade bladmönster.
Långvarig strålningsexponering kan helt förstöra plantornas fruktbarhet och plantan dör gradvis. Omgivningen blir också giftig och kan förhindra tillväxten av framtida avkommor. Studier har visat att efter den katastrofala Tjernobylolyckan stördes växtar, växter och jord i Sverige och Norge i många dagar med radioaktivt regn, vilket kom in i livsmedelskedjan genom jord och i slutändan till människokroppen. Till och med idag äter de lavor som människor äter förorenas med radionuklider. Radionuklider ökar också mängden mutation i växter. Radioaktiva ämnen tenderar att ackumuleras i marksediment, luft och vatten och i slutändan når de män.
Intense strålningar dödar växter men annorlunda. Träd och buskar varierar i reaktivitet och känslighet mot radioaktiva ämnen. Denna variation är huvudsakligen beroende på skillnaden i storlek och kromosomtal. Sparrow hade rapporterat att växter med mindre antal kromosomer erbjuder större mål för strålningsattack än de med överskott av små kromosomer.
Enligt en rapport från 1990 innehåller varje ton fosfatgödsel 82 kg fluor och 290 mikrogram uran, vilket förorenar marken och växterna allvarligt. I kustnära Kerala mellan Charava och Neendakara innehåller jorden monazit med radioaktivt element thorium. På grund av detta är den jordbundna strålningen i detta område mycket hög, dvs 1500-3000 milliroentgen (mr) per år. I Kerala är frekvensen av Downs syndrom också ganska hög.
Enligt en undersökning av alla Indien Institute of Medical Sciences (AIIMS) i en hög exponerad grupp i Kerala, noterades hög förekomst av mental retardation och Downs syndrom. Förekomsten av Downs syndrom var 0, 93 på 1000. Forskarna spekulerar på att strålningen accelererar åldrandet av äggceller och orsakar primär trisomdy. Downs syndrom frekvens i avkomma ökar med åldern av mamma. Den högsta frekvensen förekommer hos avkommor av kvinnor i åldersgruppen 30-40 dvs 1: 81.
Tabellen nedan visar frekvensen av Downs syndrom i vissa länder :
Enligt en rapport från University of Southern California på grund av Tjernobylolyckan inträffade stor strålningsförorening i omgivningen och tillsammans med människors befolkning och djur påverkades också plantorna väldigt.
Några växter som tallar dog omedelbart. Strålningsföroreningar är relativt höga nära kärnkraftverk och många radionuklider, särskilt cesium 137, jod 131, strontium 90 och kol-14 förekommer i överflöd där som ackumuleras i växtvävnader som växer i den regionen. Växter absorberar maximalt ljus nära 280 nm, på grund av detta är växtproteiner mer mottagliga för ultravioletta strålningar.
I växter ses 20 till 50% minskning av klorofyllhalt och skadliga mutationer på grund av UV-strålning. En rapport från Australian National University föreslår att UV-B (dvs. UV-Biologisk) strålning minskar effektiviteten av plantens fotosyntes i växter med upp till 70%. På grund av intensiva UV-strålningar sker större avdunstning av ytvatten genom bladens stomata vilket resulterar i minskning av markfuktinnehållet.
Många marina alger och andra havsräkor ackumulerar hög koncentration av radionuklider i kroppen. Sea Weed Sargassam innehåller hög koncentration av jod-131. Mangan 54 (Mn-54) ackumuleras också i alger och andra marina organismer. Zirkonium 95 (Zr-95) absorberas av alger. Ce-141 finns huvudsakligen i alger som bor på strandlinjen. På samma sätt samlas många andra radionuiklider också i olika havs ogräs och alger och når till slut människor genom havsmat.
Effekter av strålning på djur:
Biologiska effekter av strålning är vanligtvis vanliga hos människor och djur. Högre djur är mer mottagliga för genetiska skador på grund av strålning. Exponeringen är hög i högre djur än de lägre djuren som flugor och insekter. Studier på Drosophila har visat att mutationshastigheterna ökades enormt vid strålningsexponering.
Efter Tjernobylolyckan i Sovjetunionen rapporterades höga halter av cesium-137 och jod-131-ackumulering i renarbesättningar i Sverige och Norge. Ce-137 och I-131 ackumuleras kraftigt i växt- och djurvävnader. Många gnagare dör omedelbart efter läckage. Idrifttagning av kokande vattenkraftreaktor (BWRS) i USA, Europa och Indien och andra länder har förorenat miljön enormt.
Even the small amount of radionuclides may lead to an increase in mutation rate in animals. Lethal doses of fall out radiations reach catties through grazing on polluted lands. The radionuclides enter the metabolic cycle and thereby incorporate into DNA molecules in animal cells causing genetic damage. Radiations generally induce ionizing and photochemical reactions and thereby incorporate into DNA molecules in animal cells causing genetic damage.
Because of the high costs of chemical reprocessing some amount of nuclear waste material is customarily released into the sea. In the West Coast of Britain, the following isotopes have been released over the past thirty years. The important isotopes in the discharge include Zr 95, Nb 95, Ru 106, Cs 137 Ce 144, Pu 238, Pu 239 and Pu 240 In USA, eight nuclear plants are located along the bank of lake Michigan and Hudson River. Due to this reason large number of long lived radionuclides is found in these waters making it poisonous for aquatic animals and fishes.
Though the radioactive wastes are diluted and packed into sturdy containers before releasing them into sea, but still many marine animals absorb them selectively. The radioisotopes of cesium, zinc, copper and cobalt are accumulated in the soft tissues of these animals but those of radon, crypton and calcium are found in bones. Seaweeds concentrate cobalt and Iodine. Sea-weed Porphyra used to prepare bread is UK was found contaminated with radioactive ruthenium (Ru 106 ).
It is also reported from crab muscles and fish tissues. Mytilus edulis accumulated 95% of Ru 106 in its shell. Similarly radionuclide Iodine -131 is found accumulated in marine organisms. Strontium (Sr-90 and Sr-89) is found in high proportions in shells of molluscs, crustaceans and bones of fishes, Cs-137 is found mainly in crustacean shells. Concentratem of Cs-137 in crabs shell is 50%, in its muscles it is 22% and in liver and other tissues the concentration of Cs-137 is 10%.
Zinc-65 (Zn-65) is found in liver, spleen and gills of various fishes. Manganese (Mn-54) is also found in high concentration in mollusks, benthic organism, oysters and algae. Phosphorus (P-33) is found in significant amounts in fish tissues. Salmon fish, sawry fish and tuna show high concentration of Iron (Fe-56).
Similarly many other radionuclides like Ce-141, Zr-96, Co-60 are reported from aquatic animals and all these harmful radionuclides besides causing hazardous effects in these organisms also reach the ultimate consumer ie Man through the food chain and cause severe health hazards due to disruption of metabolic changes and physiological processes. Radiation exposure due to radiation therapy also has some harmful effects.
With advancement in veterinary medicine radiation therapy is increasingly being used to treat cancer in animals. Radiation can affect normal and cancer cells but localised X-ray can cure or control tumors that may not be killed by surgery or chemotherapy alone. In animals also cancer works much the same way as it does in man.
Dysfunctional cells begin to over-multiply and this growth causes them to destroy healthy cells around them. Animals normally receive 2-5 weeks treatment. Side effects of radiation therapy occur within 3 months after discontinuing the treatment and include dryness and itching in skin, alopeciasor hair loss and hyper-pigmentation of skin around the tumor site.
If tumor is in nasal or oral region then mucosal areas of nose and mouth may become inflamed and irritated. In addition to this, the tumors often release an unpleasant odour as the cancerous cells die. More serious side effects may include some nerve damage and either the death or hardening of healthy tissues ie, fibrosis. While most of these conditions are temporary but skin discoloration and hair loss is often permanent
Dangers from Nuclear Power Plants and Nuclear Reactors:
There are many dangers in the use of nuclear power plants. The presence of nuclear power plants may affect public health in many ways. Primarily the release of radiation by nuclear power plants and nuclear reactors into the surrounding areas is known to have hazardous effects on the health of people residing there. Secondly, the melt downs in nuclear power plants causes variety of other problems.
There are many incidents in which these dangers have become real disasters, giving birth to safety and regulatory agencies. Though nuclear power plants offer a substantial source of power but we cannot ignore the dangers associated with the use of nuclear power. These dangers have created a general fear of nuclear power plants across the United States and much of the world. Nuclear power plants are dangerous from the initial mining operations to gather Uranium all the way through the final stages of disposing the byproducts safely. The greatest fear about nuclear power plants is accident in nuclear reactor.
According to Public Citizen Critical Mass Energy Project in USA more than 23000 mishaps have occurred at US commercial reactor power plants since the Three Mile island accident in 1979. The report reveals that more than 2000 accidents and other mishaps have occurred at licensed US commercial nuclear power plants. Of these more than 1000, have been considered particularly significant by the US. Nuclear Regulatory Commission.
The most hazardous accident in nuclear power plant is nuclear meltdown when the whole system or an individual component of a nuclear power plant causes a reactor core to malfunction. It is known as nuclear meltdown. This occurs most commonly when the sealed nuclear fuel assemblies that house the radioactive materials begin to overheat and melt.
If the melt down is severe the radioactive elements within the core can be released into the atmosphere and around the area of the power plant. Need not to say that these radioactive elements are highly toxic to all organic life including man. Though the geometrical design of the reactor cores is such that a nuclear explosion is quite impossible. Small explosions such as release of steam are common in power plant but still possibility remains.
The recent incident of Fukushima Power plant in Japan is one such example. Nuclear meltdowns or disasters have occurred at various levels since the creation of nuclear power. The first known partial core meltdown occurred in 1952 in Ontario, Canada. Many other disasters also occurred in the following years, releasing the radioactive elements in the air causing radiation pollution. The most significant disasters took place in Pennsylvania at Three Mile Island in 1979 and in Ukraine at Chernobyl in 1986.
The Three Mile Island accident occurred due to partial core melt down of a pressurized water reactor. Due to this accident 43, 000 curies of krypton and 20 curies of iodine-131 was released into the environment along with other radionuclides. According to the International Nuclear Event Scale, the Chernobyl disaster was rated of level 7 ie, the major accident.
After an initial steam explosion that killed two people, the reactor was destroyed and nuclear fallout was spread around the area. Over six lakhs of people were evacuated from the area, as it was highly polluted with radiations of fall out and according to an estimate 4000 people died from radiation induced cancers. Besides the health of local environment' natural wild life was also affected badly.
After these accidents the developed countries have halted their nuclear power programmes and have cancelled the ready to operate new reactors. (USA and USSR) or phased out the existing reactors (Sweden). Besides the great threat to public health due to accidents at nuclear power plants and reactors, the long term danger of nuclear power plants is the disposal of waste products.
This waste includes materials that were used in the nuclear fission process. Spent uranium rods contain the highest level of toxins and radiations. They need to be stored in facilities that provide secure and protective barriers to prevent theft or exposure to the soil or water. Most of these facilities are located deep underground. Countries using the nuclear power should manufacture appropriate fool proof ways to store these wastes for thousands of years.
Besides the high level toxic wastes, low level waste is also a concern for many countries. Every now and then we hear of leakage of radio-active wastes in soil and waters due to unsafe disposal. Extreme care should be taken for proper storage and disposal of radio-active wastes. Even the used protective clothing or tools need to be stored securely and appropriate measures should be taken to prevent contamination through ingestion — inhalation.
In-spite of knowing the fact that radiation pollution is highly toxic and hazardous, the dependability on nuclear power is increasing and proportionately is increasing the danger of radiation pollution in atmosphere. According to a study of Brazilian Professor Anselmo Salks Paschoa, nuclear power plants have been known to release radioactive elements through their piping systems, seals, steam valves or pressurizers too. Plants that release substances like radioactive iodine into the water or air are suspected to be the cause of cancers besides other physiological and neurological malfunctioning
One more serious danger associated with nuclear power plants is the threat of terrorism. Nuclear power plants are considered the prime target of terrorist attacks, a threat that could potentially affect the personal safety of people around the globe. Although after the attacks of September 11, 2001 in USA the awareness level by the nuclear power industry and the federal government has increased considerably. The FBI and Department of Homeland security have designated every nuclear power plant a potential target and stationed the agents accordingly.
Though the nuclear power plants are so designed that full scale nuclear explosion is not possible but the radioactive elements can be dispersed around the near-by areas with an act of terror. If the bombing occurs within the power plants specifically in the reactor, the radioactive out-put could impact every living thing within a 2-8 male radius of the plant even with small explosion, so extreme security measures should be applied for the safe and beneficial use of nuclear power.
