На последнем берегу / On the Beach (Рассел Малкэй / Russell Mulcahy) [2000, Австралия, США, фантастика, драма, DVD9] MVO + Sub Rus + Original Eng

Радиоактивное заражение
Радиоактивное заражение - результат выпадения из поднятого на большую высоту облака взрыва огромного количества радиоактивных веществ - как ставших таковыми из-за наведенной радиоактивности, так и продуктов деления. Оседая на поверхность земли по направлению движения ветра, они создают радиоактивный участок, называемый радиоактивным следом. В зависимости от степени заражения этот участок условно делят на три зоны - умеренного, сильного и опасного заражения. Распад атомного ядра может пойти по 40 различным путям, с образованием 80 различных изотопов. Часть из них не радиоактивна, часть имеет очень короткий период полураспада, часть - очень длинный. Наибольшую опасность являют изотопы с периодом полураспада, измеряемым годами (а не днями или тысячами лет) - с одной стороны их активность достаточно велика, а с другой - сохраняется по меркам человеческой жизни очень долго, такие как цезий-137, стронций-89, 90, углерод-14, еще и трансурановые элементы - источники альфа-частиц.
Всего несколько кюри изотопа на км2 делают район непригодным для проживания по современным нормам радиационной безопасности. Заряд мегатонного уровня производит достаточно радиоактивных веществ, чтобы покрыть территорию около 200 000 км2 и сделать ее непригодной для хозяйственной деятельности.
При мощных взрывах (> 200 кт) столб гриба взрыва достигает верхних слоев стратосферы (30-40 км), что резко замедляет скорость выпадения осадков. Которые, при таких обстоятельствах, могут разноситься за сотни и тысячи километров от места взрыва.
Радиоактивное заражение характеризуется относительно невысоким уровне радиоактивности, но зато сохраняющимся в течении долгого периода времени и большой вероятностью попадания радиоактивных изотопов в организм человека. Это приводит к "отложенности" эффекта его проявления. Низкий фон позволяет организму восстанавливать поврежденные клетки, однако, в следствии долговременного облучения, существует вероятность "неправильной" починки или повреждения ДНК, в результате которого может развиться рак.
Для определения уровня радиоактивности после взрыва атомной бомбы деления хорошо подходит "правило семи". Оно состоит в том, что десятикратное снижение уровня радиоактивности происходит за увеличивающиеся в 7 раз промежутки времени. Так установившийся через 1 фон через 7 часов уменьшается в 10 раз. Через 7*7=49 ~ 2 дня радиация снижается в 100 раз по отношению к первому часу. После 7*2 дня = 2 недели уровень радиоактивности снизится еще на 90%, аналогично для 7* 2 недели = 3.5 месяца. Это правило соответствует отношению t-1.2.
Типы и еденицы измерения радиоактивности
При распаде нестабильного изотопа испускается ионизирующее излучение. Оно бывает трех типов: альфа, бета, гамма. Испускаться может один или несколько из этих видов. Альфа-лучи состоят из положительно заряженных частиц - дважды ионизированных атомов гелия. Бета-лучи - это поток электронов. Гамма-лучи - высокоэнергетические фотоны.
Например, радий - излучает все три вида лучей, а стронций-90 - только бета. Для измерения радиоактивности наиболее часто используют кюри - 1 кюри - такое количество радиоактивного материала, что в нем происходит 3.7x1010 распадов в секунду (как в 1 г радия-226).
Внешнее облучение
Внешнее облучение - это когда организм подвергается действию ионизирующего излучения, поступающего извне (короче говоря, человек не проглотил в себя радиоактивные изотопы). Выше уже говорилось о неодинаковости биологического эффекта действия различных видов лучей.
Тяжелые и неповоротливые альфа-частицы создают вокруг себя огромное количество ионов, но именно благодаря этому, их пробег в воздухе составляет несколько сантиметров, а задерживаться они могут листом бумаги или верхним слоем эпидермиса.
Бета-излучение обладает большей проникающей способностью, но все равно способно воздействовать исключительно на ткани организма, прилегающие к коже (в зависимости от энергии электрона глубина его проникновения от 1 мм до 1 см) и то, только на неприкрытые одеждой участки. Дезактивация (простое смывание с себя попавших на кожу частичек радиоактивных веществ, стрижка волос) способна практически исключить влияние этого типа радиоактивности. Но все же, если облучения не удалось избежать, развиваются такие симптомы: на коже ощущается зуд и чувство жжения во время первых 24-48 часов. Затем это проходит, но через 2-3 недели появляется покраснение, усиливается пигментация кожи. Затем следует выпадение волос.
При легком и умеренном течении болезни страдают только верхние участки кожи. Образуется корка, которая сменяется здоровой кожей, окруженной зоной усиленной пигментации. Нормальная пигментация восстанавливается в течении нескольких недель.
В тяжелых случаях появляются глубокие язвы. Излечение занимает месяцы.
Еще одна опасность от бета-лучей может состоять в том, что тормозясь в какой-либо металлической пластине, электроны рождают рентгеновское излучение, обладающее большой проникающей способностью.
Гама-излучение имеет очень большую проникающую способность, из-за чего облучению подвергаются все ткани организма.
Внутреннее облучение
Внутреннее облучение особо опасно - ведь в этом случае радиация действует изнутри непосредственно на клетки человека. Среди всех изотопов, находящихся в облаке взрыва, наибольший вред наносят изотопы углерода, йода, цезия и стронция.
I-131.
Йод-131 излучатель бета- и гамма-лучей с периодом полураспада 8.07 дней (активность 124 000 кюри/г). Его энергетика распада 970 кэВ, обычно распределена между 606 кэВ бета и 364 кэВ гамма. В следствии короткого времени жизни, йод представляет особую опасность в течении нескольких недель и опасность в несколько месяцев. Его удельное образование - примерно 2% от продуктов при взрыве бомбы деления - 1.6x105 кюри/кт. Йод-131 легко поглощается телом, в особенности щитовидной железой, и может стать причиной ее рака.
Cs-137.
Цезий-137 испускает бета- и гамма-излучение, со временем полураспада 30 лет (активность 87 кюри/г). Энергетика распада - 1.176 МэВ делится на: 514 кэВ энергия бета-частицы, 622 кэВ энергия гамма-кванта. Образуется его примерно 200 кюри/кт. Он представляет опасность в первую очередь как долговременный источник сильного гамма-излучения.
Цезий, как щелочной металл, имеет некоторое сходство с калием и распределяется равномерно по всему телу. Он может выводиться из организма - период его полувыведения около 50-100 дней.
St-89 и St-90.
Стронций-90 излучает только бета-частицы с энергией 546 кЭв, имеет период полураспада 28.1 года (активность 141 кюри/г), стронций-89 аналогично испускает электроны с энергией 1.463 МэВ, период полураспада 52 дня (активность 28200 кюри/г). Их выход при взрыве составляет 190 кюри Sr-90 и 3.8x104 Sr-89 на килотонну. Стронций-89 представляет опасность в течении нескольких лет после взрыва, стронций-90 остается в опасных концентрациях на столетия. Помимо излучение бета-частицы, распадающийся атом стронция-90 превращается в изотоп иттрия - иттрий-90, тоже радиоактивный, с периодом полураспада 64.2 часа, испускающего очень энергичный электрон при распаде - 2.27МэВ.
Поскольку стронций химически ведет себя подобно кальцию, он поглощается и накапливается в костях. Хотя большая его часть и выводится из организма (период полувыведения около 40 дней), чуть менее 10% стронция попадает в кости, период полувыведения из которых - 50 лет.
Безопасным считается содержание 2 микрокюри (14 нанограммов) стронция-90 в теле отдельного человека, а среднее его содержание у всех жителей не должно превышать 0.067 микрокюри. Это означает, что наличие 10 микрокюри Sr-90 в организме значительно увеличивает вероятность возникновения рака. Несколько тысяч испытанных мегатон в конечном итоге повысили содержание стронция в теле среднестатистического человека выше установленного предела для профессионального облучения на пару последующих поколений.
C-14 и T.
Изотопы углерод-14 и тритий (водород-3) не являются напрямую продуктами распада ядер тяжелых элементов. Они образуются при взрыве обычной атомной бомбы деления при взаимодействии испускаемых нейтронов с азотом воздуха:
N14 + n -> T + C12
N14 + n -> C14 + p
Тритий источник очень слабого бета-излучения (18.6 кэВ - примерно как в электронной трубки телевизора), период полураспада 12.3 года (активность 9700 кюри/г).
Углерод-14 также испускает слабое бета-излучение - 156 кэВ, период полураспада - 5730 лет (активность 4.46 кюри/г). При взрыве его создается примерно 3.4 г на килотонну (15.2 кюри/кт). По некоторым оценкам, атмосферные испытания в течении 1950-60-х годов привели к выбросу в атмосферу дополнительно 1.75 тонны (7.75x106 кюри) углерода-14. Для сравнения, до этого в природе находилось 1.2 тонны C-14: 1 т в атмосфере и 200 кг во всей биомассе планеты. Еще 50-80 тонн его были растворены в океане. Повышенные уровни этого изотопа обнаруживались в деревьях в течении 60-х годов.
C-14 и T - из-за того, что углерод и водород - основа белковой жизни, если такой радиоактивный элемент встроится в молекулу какого-либо белка, или ДНК, то распад его приведет к порче всей структуры молекулы. Поэтому попадание их в организм даже в незначительном количестве создает повышенную опасность мутаций.
Трансурановые источники альфа-излучения.
В ядерном оружии находятся заметные количества короткоживущих изотопов урана (U-232 и U-233) и трансурановые элементы Pu-239, Pu-240, Am-241. Из-за чрезвычайно большой ионизирующей способности альфа-частиц, при попадании внутрь эти элементы представляют собой серьезный риск для здоровья. Правда, после атомного взрыва их количество весьма невелико.
Если небольшая частичка попадает в легкие, она может остаться там и быть длительным источником облучения. Микрокюри альфа-излучателя производит облучение 3700 бэр/год легочной ткани, чрезвычайно увеличивая риск рака.
Уран и трансурановые элементы остеотропны (накапливаются в костной ткани). Если плутоний откладывается в костях, время его полувыведения около 80-100 лет, т.е. он остается там практически навсегда. Так же, плутоний накапливается в печени, с периодом полувыведения 40 лет. Максимальная допустимая концентрация Pu-239 в организме 0.6 микрограмма (0.0375 микрокюри) и 0.26 микрограмма (0.016 микрокюри) для легких.

Радиационная авария - это потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей выше установленных норм или к радиоактивному загрязнению окружающей среды (Федеральный закон «О радиационной безопасности населения).
Последствия радиационных аварий обусловлены их поражающими факторами: ионизирующим излучением и радиоактивным загрязнением местности.
Радиационное воздействие на человека заключается в нарушении жизненных функций различных органов и развития лучевой болезни.
Радиоактивное загрязнение местности вызывается воздействием альфа-, бета- и гамма-ионизирующих излучений и обуславливается выделением при аварии не прореагировавших элементов и продуктов деления ядерной реакции (радиоактивный шлак, пыль, осколки ядерного продукта), а также образованием различных радиоактивных материалов и предметов (например, грунта) в результате их облучения.
Радиоактивное загрязнение при аварии на предприятии ядерной энергетики имеет несколько особенностей:
· Радиоактивные продукты (пыль, аэрозоли) легко проникают внутрь помещений;
· Сравнительно небольшая высота подъема радиоактивного облака приводит к загрязнению населенных пунктов и лесов значительно больше, чем открытой местности;
· При большой продолжительности радиоактивного выброса, когда направление ветра может многократно меняться, возникает вероятность радиоактивного загрязнения местности практически во все стороны от источника аварии.

Лучевая болезнь
Острая лучевая болезнь возникает в результате однократного короткого воздействия радиоактивной энергии в дозе более 100 рад на организм. (Рад - единица поглощённой дозы радиации. При облучении тела в дозе менее 100 рад принято говорить не о лучевой болезни, а о лучевой травме). При радиоактивном распаде происходит испускание альфа-, бета-, гамма-лучей, нейтронов, протонов и других осколков атомных ядер. Высокие дозы этих лучей вызывают повреждения ядер и цитоплазмы живых клеток. Чем больше энергия излучения и глубина проникновения лучей, тем тяжелее лучевая травма. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи, способные пронизывать бетонные плиты толщиной 50 см. Альфа- и бета-лучи вызывают тяжёлые ожоги кожи и слизистых оболочек, облучение внутренних органов и тканей (при попадании альфа- и бета-активных радиоизотопов с пищей, водой и вдыхаемым воздухом).
К началу ХХ века, когда стали изучать и применять радиоактивные вещества, относятся и первые случаи радиационных травм. Так, французский физик Мария Склодовская-Кюри, впервые выделившая радий и полоний и много работавшая на первых рентгеновских установках (лишённых защиты), получила тяжёлые лучевые повреждения рук и скончалась от белокровия. Сейчас в различных отраслях физики, химии, биологии, медицины, на атомных электростанциях и в промышленности атомная энергия и радиоактивные изотопы находят широкое применение. Разработаны меры радиационной защиты, которые обеспечивают безопасность работающих и окружающего радиационные источники населения.
В 1945 году сотни тысяч мирных жителей японских городов Хиросима и Нагасаки пострадали в результате атомной бомбардировки этих городов. Сотни жителей Маршалловых островов и экипаж рыболовного судна "Фукуриу-Мару" облучились в результате взрыва термоядерной бомбы в 1954 году. Изучение особенностей лучевого поражения пострадавших послужило основой современных представлений о клинике и патогенезе острой лучевой болезни. В случае возникновения ядерной войны лучевые поражения станут одним из основных видов патологии.
Опасность облучения человека возникает и в результате неосторожного обращения с рентгеновской аппаратурой и промышленными радиоактивными источниками.
Патогенез
Проникающая радиация вызывает ионизацию внутриклеточной воды и потому поражает все без исключения ткани и органы тела. Поражается внутриклеточный аппарат: митохондрии, лизосомы, происходят разрывы хромосом и нитей дезоксирибонуклеиновой килоты (ДНК). Это серьёзно нарушает функции клеток или ведёт к их гибели. Наиболее чувствительны к радиации быстро делящиеся (т.е. имеющие короткий срок жизни) клетки, например, клетки костного мозга, кишечника, кожи. Менее чувствительны клетки печени, почек, сердца. Поэтому в клинике острой лучевой болезни ведущими являются нарушения в системе крови, повреждения полости рта, кишечника и кожи.
Клиника
В момент облучения в дозе 500 - 1000 рад человек голубоватый свет радиоактивного источника, ощущает исходящее от него слабое тепло. Уже в первые минуты и часы появляются симптомы, обусловленные распадом облучённых тканей и выходом в кровь из клеток белков, ферментов, биологически активных веществ - кининов, гистамина, серотонина и др. У больных бывают тошнота, рвота, головная боль, слабость; может повыситься температура. Сумма этих признаков составляет первичную реакцию на облучение. Чем больше доза облучения, тем раньше возникают эти симптомы. Так, при дозах 100 - 200 рад (лёгкая степень лучевой болезни) отмечается однократная рвота через 3 часа после воздействия; при дозах более 600 рад рвота многократная и возникает уже через 10 - 15 минут. При сверхвысоких дозах (более 1000 рад) выражена резчайшая слабость, отмечаются боли в животе, неукротимая рвота, отёк головного мозга, падение артериального давления, нейтрофильный лейкоцитоз.
При облучении в дозе более 200 рад появляются отчётливая гиперемия кожи, инъекция сосудов склер. Могут быть преходящие нарушения сердечного ритма, вегетативные нарушения. Спустя 3 - 5 часов тошнота и слабость исчезают, и в течение нескольких недель пострадавший чувствует себя удовлетворительно (при дозах облучения менее 600 рад). Однако даже и в этот латентный период имеются признаки лучевого поражения - гиперемия кожи, сухость во рту. В крови резко падает количество лимфоцитов, достигая минимального уровня к 48 - 72-му часу после воздействия. Чем выше доза, тем глубже лимфопения (см. таблицу). Однако общее состояние пострадавшего остаётся удовлетворительным, он ограниченно трудоспособен.
При дозе более 400 рад через неделю после облучения начинает развёртываться основная клиника острой лучевой болезни. Снижается количество лейкоцитов в периферической крови, причём тем в большей степени (тяжёлая степень лучевой болезни), чем больше доза облучения. В тяжёлых случаях уже на 8-е сутки наблюдается агранулоцитоз (т.е. исчезновение из крови нейтрофилов, при этом число лейкоцитов обычно составляет менее 1000 в 1 мм3). Это обусловлено поражением родоначальных клеток костного мозга в момент облучения. Отмечаются исчезновение из крови ретикулоцитов, ускорение СОЭ. Агранулоцитоз продолжается около 2 недель. Установлено, что при меньших дозах облучения агранулоцитоз наступает позже и продолжается дольше. Так, при равномерном облучении в дозе 200 - 400 рад число лейкоцитов снижается лишь через 3 - 4 недели, когда состояние больного вполне удовлетворительное и, казалось бы, самый тяжёлый этап болезни миновал. Как известно, лейкоциты, осуществляя функцию фагоцитоза, являются основными защитниками организма от инфекции. Поэтому в период агранулоцитоза могут развиваться инфекционные осложнения, вызываемые микрофлорой внешней среды, кишечника и верхних дыхательных путей. Вследствие падения числа тромбоцитов в крови у облучённых возникает кровоточивость (синяки на месте инъекций, носовые кровотечения и т.п.). При агранулоцитозе наблюдаются высокая постоянная лихорадка, не исчезающая при назначении антибиотиков, некротические поражения слизистых оболочек рта и носоглотки. Из-за язвенного поражения ротовой полости больной не может принимать пищу. При неравномерном облучении агранулоцитоза может и не быть.
При облучении живота в дозе более 500-700 рад на 3-й неделе болезни обнаруживаются признаки радиационного поражения слизистой оболочки тонкого кишечника. Отмечаются вздутие живота, боли в нём, плеск и урчание при пальпации в илео-цекальной области. Стул учащен, неоформлен. Возможна перфорация кишки с развитием перитонита, что представляет большую опасность для жизни пострадавшего, так как в этот период уровень лейкоцитоза ещё не восстановился и процессы заживления резко угнетены.