Говоря о рентгеновских лучах, мы упоминаем о том, что они
относятся к ионизирующему излучению. Поговорим о том, что такое ионизация,
какие типы излучения ее вызывают, и как это влияет на ткани живых организмов.
Ионизация – это превращение нейтральных молекул или атомов в
ионы. Ион – это частица, имеющая электрический заряд. Ионы встречаются в газах,
жидкостях, кристаллах и плазме.
В разговорной речи ионизирующее излучение называют
радиацией. На самом деле радиация – более широкое понятие. Это передача энергии
в форме волн или частиц, к которой относят инфракрасное излучение, видимый
свет, ультрафиолет и т.д. Более простыми словами, радиация – это лучистая
энергия. Можно сказать, что тепловое
излучение от отопительной батареи – тоже радиация.
Ионизирующее излучение – это потоки элементарных частиц
(фотоны, электроны, нейтроны и т.д.) и ядер атомов, которые способны
ионизировать вещество.
Выделяют два типа ионизирующего излучения: электромагнитные
волны и потоки частиц.
Рентгеновские и гамма-лучи – это электромагнитные волны,
квантом (порцией энергии) которых является фотон. Инфракрасное излучение,
видимый свет и ультрафиолет так же относится к электромагнитным волнам, но из
всего светового спектра только рентген и гамма склонны к ионизации. Отличие
состоит в том, что энергии видимого света или ультрафиолета не хватит, чтобы
превратить нейтральную частицу в ион. На рисунке изображен спектр
электромагнитных волн. Чем выше частота волны, тем выше ее проникающая способность,
поэтому для защиты от ионизирующих электромагнитных волн применяют материалы с
высокой плотностью – бетон, свинец и т.д.
К ионизирующему потоку частиц относят альфа- и бета-частицы,
нейтронные потоки и т.д. Альфа частицы – это ядра атомов гелия, бета-частицы –
поток электронов и позитронов. Тяжелые альфа-частицы имеют очень низкую
проникающую способность: их останавливает ткань, кожа. При этом они очень
активно ионизируют вещество. Бета-поток
лучше проникает, но слабее ионизирует.
Почему ионизация отрицательно влияет на ткани организма? Различают
два основных типа действия ионизации на организм: прямое и косвенное.
Прямое: превращение нейтральных частиц в заряженные (т.е. в
ионы) влечет за собой нарушение биохимических реакций и образование поврежденных
молекул. Сбои в биохимических реакциях ведут к более глобальным нарушениям в
организме – повреждениям клеточных структур, нарушению метаболизма и т.д.
Косвенное: при ионизации жидких сред возникают свободные
радикалы - частицы с высокой реакционной
способностью. Свободные радикалы нарушают целостность нуклеиновых кислот и
других биологических соединений.
Под действием ионизирующего излучения повреждаются
клеточные структуры, нарушается работа наследственного аппарата клетки. Погибают клетки костного мозга, эмбрионов,
волосяных луковиц и т.д. Запускаются процессы мутагенеза, здоровые клетки
перерождаются в раковые.
