Излучение бывает либо корпускулярным, либо электромагнитным. Электромагнитное излучение возникает в форме волн и не имеет ни массы, ни заряда. Электромагнитное излучение присутствует (перечислено в порядке уменьшения энергии) вгамма-лучах, рентгеновских лучах, ультрафиолетовых лучах, видимых лучах света, инфракрасных лучах, микроволнах и радиоволнах. Как гамма-волны, так и рентгеновские лучи представляют электромагнитное излучение, способное вызвать ионизацию. Отделившиеся от атомов электроны действуют как вторичные частицы, вызывая дополнительную ионизацию. Рентгеновские лучи отличаются от гамма-лучей только тем, что они образуются вне атомного ядра; гамма-лучи возникают при распаде ядер. Оба эти излучения проходят большие расстояния и беспрепятственно проникают в клетки организма. Как рентгеновские, так и гамма-лучи могут быть легко обнаружены с помощью счетчика Гейгера--Мюллера.

Хотя альфа- и бета-частицы не электромагнитны, они также вызывают ионизацию. Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов (аналогично атому гелия без электронов), выделяющихся из ядра радиоактивного атома. Альфа-частицы проходят только несколько сантиметров и могут быть полностью остановлены листом бумаги или роговым слоем эпидермиса. Бета-частица является отрицательно заряженным электроном, испускаемым при распаде ядра радиоактивного атома. Бета-частицы проходят несколько метров в воздухе, но они легко проникают через кожу. Однако как альфа-, так и бета-частицы опасны при попадании в организм через раны, при проглатывании или вдыхании. Загрязнение поверхности тела этими частицами может быть обнаружено с помощью соответ-ствующих счетчиков.

Энергия, накапливающаяся при радиации в единице массы вещества, обозначается как доза облучения. Рад -- единица поглощенной дозы радиации составляет 100 эрг энергии, накопленной в 1 г вещества. Полученная доза в 1 рад от потока нейтронов или альфа-частиц вызывает биологическое поражение, в 3--20 раз большее, чем аналогичная доза (выраженная в радах) при облучении рентгеновскими или гамма-лучами. Рем -- рентгенологический эквивалент для человека (или бэр -- биологический эквивалент рада) -- является расчетной единицей радиации; при этом учитываются поглощенная доза (в радах) и качественный фактор; эти величины умножаются для определения биологической эффективности различных типов радиации. При оценке воздействия на биологические системы мы обычно используем термин "рем" или "миллирем" (мрем). Для рентгеновских лучей, гамма-лучей и бета-частиц единицы рад и рем эквиваленты. Доза ионизирующей радиации при воздействии на весь организм, которая приводит к гибели 50 % облученных, составляет примерно 400 рем (бэр). Смертность при получении дозы около 600 рем близка к 100 %. Облучение беременных женщин в суммарной дозе в несколько рем, как правило, не влияет на плод. Радиационным порогом при этом является доза в 20 рем, полученная в период между 18-м и 35-м днем беременности, т. е. в наиболее важный период формирования плода. Средняя допустимая ("нормальная") доза облучения для человека составляет 70--170 мрем/год.

Дозы облучения, получаемого в течение длительного времени, менее опасны, чем эквивалентные дозы, полученные при кратковременном облучении. Например, суммарная доза радиации в 100 рем, полученная в течение одного года, гораздо менее опасна, чем такая же доза, полученная за 1 секунду. Доза радиации от точечного источника уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от этого источника.

Биологические эффекты радиации являются следствием ионизации. Образующиеся свободные радикалы могут вызвать разрушение спиралей ДНК и РНК. Изменения в клетке и хромосомах могут быть минимальными и не представляют опасности для организма. Они могут обусловить возникновение аберраций, передающихся последующим поколениям, или привести к гибели клеток или их неспособности к воспроизведению.

Признаки радиационного поражения

Наиболее выраженными системными признаками и симптомами при воздействии больших доз радиации (более 100 рем, т. е. 100 000 мрем) являются общее недомогание, тошнота, рвота и понос, судороги, покраснение кожи, а позднее -- кровотечение, анемия и инфекция. Тошнота и рвота иногда наблюдаются и при воздействии менее 100 рем (табл.1). Их появление в пределах 2-часового периода после экспозиции предполагает получение дозы радиации более 400 рем. Если тошнота и рвота возникают позднее чем через 2 ч после воздействия радиации, то полученная доза составляет менее 200 рем; их отсутствие через 6 ч после экспозиции означает получение дозы менее 50 рем. Кожная эритема (местная или генерализованная) указывает на воздействие более 300 рем. Диарея свидетельствует об облучении желудочно-кишечного тракта в дозе более 400 рем. Возникновение судорог указывает на радиационное воздействие на центральную нервную систему более 2000 рем. Подсчет количества лейкоцитов имеет прогностическое значение. Если через 48 ч количество лейкоцитов превышает 12ОО/мм³, то прогноз хороший, если оно составляет 300-- 1200/мм³, то прогноз довольно благопри-ятный, а менее ЗОО/мм³ -- плохой. Кровотечение, анемия и инфекционные осложнения могут возникнуть после латентного периода, т. е. через 20--30 дней.

Эритема и коричневатая окраска кожи появляются через несколько часов и постепенно усиливаются в течение нескольких дней, как при термическом ожоге. При достаточно высокой дозе облучения могут наблюдаться облысение, образование пузырей на коже и изъязвление.

Вероятность значительного системного поражения может быть оценена на основании следующих данных: времени возникновения тошноты, рвоты и поноса; изменения количества лимфоцитов в крови; обстоятельств инцидента экспозиции; определения источника радиации; дозы облучения (по счетчику), полученного на месте происшествия; длительности воздействия ионизирующего излучения.

Таблица 1. Эффекты доз радиации при остром облучении всего тела (рентгеновские лучи или у-лучи)

Доза облучения всего тела, рад¹

Клинические и лабораторные признаки

5--25 Бессимптомное течение; данные обычных исследований крови соответствуют норме; выявляются хромосомные аберрации

50--75 Бессимптомное течение; иногда определяется небольшая депрессия лейкоцитов и тромбоцитов, особенно если установлены исходные значения

75--125 Минимальные острые дозы, вызывающие продромальные симптомы (анорексия, тошнота, рвота, усталость) примерно у 10--20 % лиц в течение 2 дней; умеренная депрессия лейкоцитов и тромбоцитов у некоторых пациентов

125--200 Симптоматическое течение с временной нетрудоспособностью и явными гематологическими изменениями у большинства облученных; депрессия лимфоцитов примерно у 50 % пострадавших в течение 48 часов

240--340 Серьезное инвалидизирующее заболевание у большинства лиц; 50 % смертность при отсутствии лечения; депрессия лимфоцитов примерно в 75 % случаев в течение 48 часов

500+ Ускоренный вариант развития синдрома острого облучения с желудочно-кишечными осложнениями в течение 2 недель, кровотечением и гибелью большинства облученных

5000+ Молниеносное течение с сердечно-сосудистыми, желудочно-кишечными осложнениями и нарушениями ЦНС, приводящими к смерти в течение 24--72 часов

1 Перевод единиц рад (при определении дозы облучения) в рентгены может быть грубо сделан путем умножения числа рад на 1,5. Например, 200 рад равны приблизительно 300 рентгенам (200 х 1,5). Использовано по разрешению.

Часто оценка места аварии в промышленности позволяет ориентировочно определить поглощенные дозы. Тяжесть симптомов вариабельна и не коррелирует с величиной дозы. Ранние симптомы и признаки развиваются при высокой дозе облучения, и прогноз при этом плохой. Начальные симптомы (тошнота, рвота и общее недомогание) обычно стихают через несколько часов или дней; затем следует латентный период, продолжающийся 1--2 недель. При радиационной экспозиции менее 125 рем прогноз, как правило, хороший. Пациентам с дозами радиации менее 200 рем, вероятно, потребуется более чем симптоматическое лечение, которое приведет к выздоровлению. Пострадавших, получивших дозу от 200 до 1000 рем, следует быстро эвакуировать в специализированный госпиталь и изолировать. Дальнейшее лечение, вероятно, потребуется некоторым группам облученных; проведение интенсивной терапии существенно влияет на прогноз острой лучевой болезни. Помимо быстрой наружной и внутренней дезактивации и удаления радиоактивных веществ, проводится (по показаниям) замещение жидкости. Другого специфического лечения при оказании неотложной помощи после воздействия радиации не требуется. При необходимости осуществляется симптоматическое лечение.

Воздействие ионизирующего излучения сопряжено с риском поздних осложнений, таких как лейкоз и рак щитовидной железы. В течение нескольких месяцев после облучения необходимо соблюдать меры контрацепции во избежание развития врожденных дефектов у плода.

Лечение при радиационном поражении

Начальное лечение при облучении должно быть направлено на устранение жизнеугрожающих повреждений; нарушений проходимости дыхательных путей, кровотечения и циркуляторных расстройств. Пациенты, подвергшиеся рентгеновскому или гамма-излучению, не представляют радиационной опасности для окружающих. Радиация как таковая не обнаруживается ни на теле облученного, ни на его одежде. Поражение тканей возникает мгновенно и проявляется некоторое время спустя. Облучение может быть местным или общим. Сразу же после устранения жизнеугрожающих повреждений определяется поверхностное радиационное загрязнение с по-мощью счетчика Гейгера--Мюллера, а также возможное заглатывание или вдыхание радиоактивных веществ. Счетчик Гейгера--Мюллера необходим при определении бета-частиц и гамма-лучей. Для обнаружения альфа-радиации он должен быть снабжен специальным устройством (окно) ввиду низкой проникающей способности альфа-частиц. Представитель органов здравоохранения должен на месте получить данные о предполагаемой дозе облучения, природе экспозиции, типе радиации и продолжительности ее воздействия. При этом в пределах допустимых границ необходимо организовать дезактивацию местности.

Лечение включает наложение повязок на открытые раны, снятие с пациента одежды и помещение зараженного материала в закрывающиеся емкости. Защита открытых ран позволяет избежать дополнительного радиоактивного загрязнения при мытье или раздевании пострадавшего. Следующим мероприятием является мытье пациента водой с мылом. Помещение пациента на специальный стол со стоками позволяет собирать зараженную воду в контейнеры. В случае вдыхания, проглатывания или попадания в открытую рану различных радиоактивных веществ в форме твердых частичек, жидкости или пыли происходит их инкорпорирование. Поскольку такой материал является источником внутреннего облучения и способен вызвать обширное поражение клеток, а также ввиду возможного постоянного инкорпорирования некоторых радиоактивных элементов в ткани организма показано немедленное лечение (выведение радиоактивных веществ). Применение хелатов приводит к образованию выводимых стабильных комплексов, содержащих радиоэлементы. Радиоактивные изотопы эффективно связываются хелатами и впоследствии экскретируются при введении диэтилентриаминпентауксусной кислоты (ДТПК). Такую терапию необходимо провести в течение 1 часа после внутренней контаминации. Хелатные агенты эффективны только для трансурановых элементов и некоторых тяжелых металлов.

Хотя отделения радиационной медицины могут располагать запасами раствора ДТПК, последний бывает слишком разбавленным и не может эффективно использоваться как хелатный агент при устранении внутреннего радиоактивного загрязнения. При радиационных поражениях ДТПК можно заказать в специализированном центре неотложной помощи в Oak Ridge (штат Теннесси). Следует, однако, помнить, что ДТПК сама по себе опасна для использования.

Если (несмотря на промывание и очистку) значительное количество радиоэлементов остается в ране, ее необходимо оставить открытой на 24 часа. Большая часть оставшегося радиоактивного вещества будет выделяться с кровью и экссудатом и может быть, затем удалена при обработке раны. В случае значительного радиационного поражения конечности и невозможности адекватной деконтаминации рассматриваются показания к ампутации. Как правило, от ампутации воздерживаются, если только конечность не повреждена до такой степени, что ее функциональное восстановление мало вероятно, или если загрязнение радионуклидами не является настолько тяжелым, что предполагается возникновение обширного и глубокого радиационного некроза. Изречение гласит: проводи деконтаминацию, но не калечь.

Впрочем, необходимость в ампутации возникает редко; проводятся энергичная очистка и хирургическая обработка. Такие процедуры обычно могут выполняться без ущерба для функ-ционального восстановления конечности.

При поражении плутонием или другими длительно действующими элементами с альфа-излучением, для которых ДТПК является эффективным хелатным агентом, показано срочное проведение местного и внутривенного лечения раствором ДТПК, предпочтительно до хирургической деконтаминации.

Йодистый калий эффективно блокирует поглощение радиоактивного йода щитовидной железой, если он назначается в пределах нескольких часов после воздействия радиации. Пострадавшие в возрасте от 1 года и старше должны ежедневно получать 130 мг йодистого калия (перорально) в течение 14 дней. Доза для детей до 1 года составляет 65 мг. Антациды осаждают в желудке многие металлы в форме нерастворимых гидроокисей, а слабительные средства могут сократить время прохождения этих соединений по желудочно-кишечному тракту. Гель фосфата алюминия (100 мл) уменьшает кишечное всасывание радиоактивного стронция на 85 %, а сульфат бария осаждает радий.

В течение начального периода лечения производится полный клинический анализ крови с определением форменных элементов и определением количества тромбоцитов. Пациентам, получившим более 200 рем, показана полная изоляция; позднее могут потребоваться переливания крови и ее компонентов. Депрессия костного мозга обычно обнаруживается через 20--30 дней после облучения. В серьезных случаях проводятся культуральные исследования; при первых же признаках инфекции назначается антибиотикотерапия; осуществляется профилактика грибковой инфекции, а также типирование по системе HLA у пациента и членов его семьи.

Радиационные ожоги подобны электроожогам, при которых физические признаки поражения вначале могут быть минимальными. При ожогах потоком бета-частиц может потребоваться иссечение всей толщи пораженной кожи с последующей кожной пластикой.

Пострадавшие от радиации могут также подвергнуться воздействию химических агентов. Так, бериллий, входящий в состав многих видов ядерного оружия, может выделяться в виде паров и дыма, которые в свою очередь способны вызвать респираторный дистресс, нервные расстройства и лихорадку. Попадание бериллия в открытую рану приводит к значительному замедлению ее заживления. Лечение легочного осложнения включает, помимо дыхания кислородом, назначение этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТК) или других эффективно действующих хелатов. Свинец, используемый в различных устройствах атомного оружия для защиты, при сгорании выделяет токсичные пары, способные вызвать пневмонит и дерматит. К таким же последствиям приводит вдыхание газов, образующихся при горении пластических материалов, применяемых в большинстве ядерных устройств.

Наконец, если произойдет непредвиденная детонация ядерного оружия США, то эта случайная детонация, по всей вероятности, будет неполной. Однако она будет сопровождаться взрывными эффектами, пожаром и рассеиванием радиоактивных веществ. Неразорвавшиеся куски взрывчатого материала могут быть разбросаны вокруг места катастрофы. Такие куски часто выглядят как естественные отломки горной породы; их не следует трогать или передвигать, если только в этом нет абсолютной необходимости при эвакуации пострадавших.