Ультрафіолетове випромінювання

Кожен з нас піддається впливу сонячного ультрафіолетового (УФ) випромінювання, і все зростаюча кількість людей зазнає впливу штучних джерел УФ-випромінювання – в промисловості, торгівлі та на відпочинку. Випромінювання сонця включає видиме світло, теплову енергію та УФ-випромінювання.

Спектр УФ-випромінювання охоплює хвилі завдовжки від 100 до 400 нм. При цьому розрізняють три ділянки спектра:

Коли сонячне світло проходить крізь атмосферу, всі УФ-С промені та приблизно 90% УФ-В променів поглинаються озоном, парами води, киснем та вуглекислим газом. На УФ-А промені атмосфера впливає меншою мірою. Тому УФ-випромінювання, що досягає поверхні Землі, в основному складається з УФ-А променів і незначної кількості УФ-променів.

Виснаження озонового шару, ймовірно, ще більше посилить негативні ефекти здоров'я від впливу УФ-випромінювання, оскільки стратосферний озон особливо ефективно поглинає УФ-промені. У міру того, як озоновий шар стоншується, атмосферний захисний фільтр стає дедалі слабшим. В результаті, люди і довкілля виявляються під впливом більш високих рівнів УФ-випромінювання, особливо УФ-В випромінювання, а саме УФ-В промені надають найбільш сильний несприятливий вплив на здоров'я людей, тварин, морські організми і життя рослин.

Згідно з прогнозами, складеними з використанням комп'ютерних моделей, 10% зниження концентрації стратосферного озону може стати причиною щорічного збільшення захворюваності на меланому (на 4 500 випадків), іншими різновидами раку шкіри (на 300 000 випадків), а також додатково викликати 1,6- 1,75 мільйонів випадків захворювання на катаракту у всьому світі.

• Висота сонця над горизонтом: що вище сонце, то вищий рівень УФ-випромінювання. Таким чином, УФ-випромінювання розрізняється як протягом дня, так і протягом року, а максимальні рівні відзначатимуться тоді, коли сонце знаходиться в зеніті, тобто. приблизно опівдні (астрономічний опівдні) протягом літніх місяців.
• Географічна широта: що ближче до екватора, то вище рівні УФ-випромінювання.
• Стан хмарного покриву: рівні УФ-випромінювання найвищі при безхмарному небі. Але й за наявності хмар рівні УФ-випромінювання можуть бути високими через розсіювання УФ-променів молекулами води та найдрібнішими частинками в атмосфері.
• Висота над рівнем моря: на значній висоті атмосфера розріджена і вона легше пропускає УФ-промені. Зі збільшенням висоти над рівнем моря кожну тисячу метрів рівні УФ-випромінювання зростають на 10-12%.
• Концентрація атмосферного озону над земною поверхнею: озон поглинає частину УФ-променів, які, інакше, досягали б поверхні Землі. Рівні концентрації озону різняться протягом року і навіть дня.
• Ступінь відбиття УФ-променів від поверхні: УФ-промені відбиваються і розсіюються різною мірою залежно від поверхні. Наприклад, сніговий покрив може відбивати до 80% УФ-променів, сухий пляж – близько 15%, а морська піна – приблизно 25%.

Основні відомості про радіацію

Радіація оточує нас усюди; жити на цій планеті означає зазнавати впливу природної радіації. У минулому столітті для медичної діагностики та лікування таких патологій, як рак стали успішно використовувати штучну радіацію. МАГАТЕ надає підтримку державам-членам щодо розробки безпечної та ефективної діагностики та лікування пацієнтів з використанням радіації.

Радіоактивність присутня не тільки в космосі і навколишньому середовищі. Навіть елементи, з яких складаються наші тіла, існують у природі у різних варіантах – ізотопах – частина з яких радіоактивні, наприклад, радіоізотопи калію, цезію та радію.

Як і видиме світло, радіація має електромагнітну природу. Коли вона досить сильна, щоб розірвати молекулярні зв'язки, таким чином іонізуючи матерію (процес, при якому нейтральний атом або молекула втрачає або отримує електрони, утворюючи іони), це називається "іонізуюче випромінювання". Молекулярні зв'язки можуть бути присутніми у всіх матеріалах, навіть у структурних елементах життя – ДНК.

Існують свідчення того, що зміни в молекулах ДНК, викликані іонізуючим випромінюванням, можуть призвести до мутації біологічних клітин. Переважна більшість цих мутацій не є небезпечною для здоров'я людини, але є невелика ймовірність того, що деякі мутації можуть викликати рак. Тому критично важливо зрозуміти, як радіація взаємодіє із біологічною матерією.

Іонізуюче випромінювання може глибоко проникати у тверді тіла. Ця характеристика є основою для рентгенодіагностики та променевої терапії. Рентгенівські промені, одна з форм іонізуючого випромінювання, випускаються з випромінюючого пристрою, що знаходиться з одного боку об'єкта.Випромінювання, що проходить через об'єкт, детектується відповідними датчиками з іншого боку об'єкта. Цей процес можна використовувати для отримання зображень, що показують внутрішні структури опроміненого об'єкта без відкриття об'єкта. Коли цей процес застосовується в медицині, в її спеціалізованій ділянці, що називається діагностичною рентгенологією, то отримують зображення внутрішніх структур організму людини при мінімальному рівні втручання.

У ядерній медицині лікарі вводять пацієнтам радіоактивну речовину, що накопичується в тій частині організму людини, яка є мішенню. На виході з тіла людини радіація реєструється, дозволяючи лікарям зробити висновки про фізіологічні функції органу або тканини. При променевій терапії радіація прицільно проникає у тіло людини руйнування пухлини.

Приблизно 80 відсотків середньорічних доз, які одержують люди у всьому світі, становлять дози від природних джерел. Найбільшим штучним джерелом впливу людей є медична радіація. Її внесок у сумарну середньорічну дозу становить приблизно 20 відсотків. Це дорівнює приблизно половині вкладу найбільшої природної складової середньорічної дози – надходження радону через органи дихання людини у будинках.

Тому важливо мінімізувати невиправдане медичне опромінення під час використання іонізуючого випромінювання. Це досягається шляхом удосконалення процесів обґрунтування та оптимізації опромінення. З точки зору обґрунтування потрібно, щоб людина могла бути піддана впливу випромінювання лише в тих випадках, коли це приносить їй явну чисту користь.З іншого боку, завдяки процесам оптимізації мінімізують дозу радіації, яка використовується для досягнення певного діагностичного або терапевтичного результату за мінімально досяжного та обґрунтованого рівня дози.

Космічне випромінювання: про що нам не слід турбуватися

Бажаєте дізнатися більше про діяльність МАГАТЕ? Підпишіться на нашу щомісячну електронну розсилку, щоб бути в курсі найважливіших новин, отримувати аудіо- та відеоматеріали та багато іншого.

Космічне випромінювання може бути галактичним та сонячним. Магнітосфера Землі відхиляє космічні промені та захищає нас від сонячних спалахів. (Зображення: Л. Хан/МАГАТЕ)

Космічне випромінювання – це і є радіація у космосі. У цій статті ми з'ясуємо, що воно є, чому ми захищені від нього, перебуваючи на Землі, як воно може впливати на людей, які виконують певну роботу, і як воно може сприяти розвитку технологій лікування раку.

Що таке космічні промені?

Космічні промені є надзвичайно високоенергетичними субатомними частинками — в основному протонами і атомними ядрами, що супроводжуються електромагнітними випромінюваннями, — які переміщуються в космосі, зрештою досягаючи поверхні Землі. Вони рухаються майже зі швидкістю світла, що становить приблизно 300 000 км/с.

Звідки вони беруться?

Космічні промені бувають двох видів: галактичні та сонячні. p align="justify"> Галактичне космічне випромінювання походить від залишків наднових, що утворюються в результаті потужного вибуху на останніх етапах еволюції масивних зірок, які або перетворюються на чорні дірки, або руйнуються.Енергія, що виділяється при цих вибухах, прискорює заряджені частинки за межами нашої Сонячної системи, через що вони набувають дуже високої проникаючої здатності, а їх екранування стає надзвичайно важким завданням. Насправді, наднові діють як величезні природні прискорювачі частинок. Земля постійно піддається впливу галактичного космічного випромінювання.

Сонячне космічне випромінювання складається з заряджених частинок, що випускаються Сонцем, переважно електронів, протонів і ядер гелію. Частина цього випромінювання безперервно виходить із корони Сонця, тому вчені почали називати його «сонячним вітром». Решта випромінювання породжується подіями сонячних частинок - раптовими та спорадичними викидами електрично заряджених частинок, що супроводжуються електромагнітними випромінюваннями, що виникають, коли магнітні поля на поверхні Сонця розтягуються та скручуються. Немов гумова стрічка, магнітні поля Сонця можуть раптово стискатися, вивільняючи величезну енергію, викид якої може потенційно становити загрозу для здоров'я астронавтів, що знаходяться в космосі. Сильні сонячні спалахи, хоча й трапляються рідко, можуть призвести до порушення радіозв'язку і впливати на роботу сучасних технологій зв'язку і навігації на самій Землі.

Чи дістають нам космічні промені на Землі?

Земля екранована магнітним полем, і воно змушує заряджені частинки відхилятися від полюса до полюса, створюючи два гігантські пояси, що нагадують формою бублик, в яких утримуються електрони та протони високих енергій. Таким чином, магнітосфера відхиляє космічні промені та захищає нас від сонячних спалахів.Іноді космічне випромінювання все ж досягає нас, але не завдає жодної шкоди, подібно до інших слабких рівнів випромінювання, які регулярно присутні в нашому житті. У середньому люди отримують дозу випромінювання, що становить близько 3,5 мілізівертів на рік. Приблизно половина цього випромінювання походить із штучних джерел, таких як рентгенівська зйомка, мамографія та КТ, а інша половина — із природних джерел, серед яких близько 10% припадає на космічне випромінювання. Зіверт використовується як одиниця виміру ризику для здоров'я внаслідок опромінення: доза в один зіверт передбачає 5,5% ймовірність розвитку зрештою радіаційно-індукованого раку в пізніший період життя людини.

«Частини космічного випромінювання, що проникають в атмосферу на магнітних полюсах Землі, можуть створювати справді дивовижні, барвисті сполохи полярного сяйва», — розповідає Міхаель Хаєк, фахівець МАГАТЕ із зовнішнього дозиметричного контролю. Джоан Файнмен, астрофізик, яка присвятила більшу частину свого життя вивченню полярного сяйва, виявила, що ці магічні явища, які спостерігаються переважно у високих широтах навколо Арктики та Антарктики, є результатом зіткнень між зарядженими частинками сонячного вітру та газоподібними компонентами атмосфери. За найпоширеніший колір полярного сяйва, блідо-жовтувато-зелений, відповідають молекули кисню, тоді як взаємодія частинок з азотом дає синій чи пурпурно-червоний колір полярного сяйва.

Чи дістають вони до нас, коли ми літаємо?

Так.Хоча пасажири літаків зазнають підвищеного впливу космічних променів, особливо на висотах і широтах, доза опромінення, яку вони отримують за один політ, зовсім незначна. Екіпажі повітряних суден і пасажири, що часто літають, схильні до впливу радіації з космосу у великих дозах, залежно від того, як часто вони літають. Доза опромінення екіпажу, що виконує польоти переважно на малій висоті, як, наприклад, у разі більшості літальних апаратів на авіаційному паливі, навряд чи перевищуватиме один мілізіверт на рік. Тим не менш, для екіпажів, що працюють на далекомагістральних полярних маршрутах, річна ефективна доза опромінення може становити до шести мілізівертів.

"У нормах безпеки МАГАТЕ передбачено спеціальний розділ, GSR-Part 3, розділ 5, в якому викладено можливі варіанти дій держав-членів щодо скорочення радіаційного опромінення екіпажів повітряних суден", - пояснює Тоні Колган, керівник Групи радіаційного захисту МАГАТЕ. Кількість льотних годинників для екіпажів контролюється Міжнародною асоціацією повітряного транспорту (ІАТА), яка також встановлює граничні дози опромінення, яким вони можуть зазнавати.

А як же космонавти?

Екіпаж космічного літального апарату отримує ще більшу дозу опромінення. Космонавт, що знаходиться на борту космічної станції, яка обертається навколо Землі на орбіті заввишки 400 км, зазвичай піддається опроміненню в дозах, що перевищують половину мілізіверта на добу. Таким чином, за 12 днів космонавти отримують ту саму дозу, що й екіпаж літака за рік. Національними космічними агентствами встановлено граничні дози опромінення для космонавтів.Такі наслідки для здоров'я, як радіаційно-індукований канцерогенез та деякі реакції тканин, могли бути пов'язані з впливом на космонавтів космічного випромінювання, хоча через невеликий розмір вибірки кількісна оцінка подібних наслідків скрутна.

Чи можна отримати будь-яку користь із космічного випромінювання на Землі?

«Дивно, як розуміння нами механізмів ушкодження клітин унаслідок високих рівнів космічного випромінювання може допомогти у розвитку технологій, які застосовуються для лікування раку з використанням прискорювачів важких заряджених частинок», — каже Міхаель Хаєк. Завдяки своїм унікальним властивостям пучки заряджених частинок - подібні до тих, які зустрічаються в космосі - можуть руйнувати глибоко розташовані пухлини, зводячи до мінімуму пошкодження навколишніх тканин. «Досягнення в галузі іонної терапії, у свою чергу, дозволять нам покращити радіаційний захист у космосі та подолати нинішні обмеження в галузі прогнозування ризиків для здоров'я при тривалих космічних польотах», — пояснює Хаєк.