Рентгеновские лучи: радиация в природе, быту и медицине

Содержание

1. Свойства и сферы применения2. Рентгенология в медицине3. Воздействие на организм4. Радиационный фон5. Радиация, получаемая при обследованиях6. Риск для беременных и детей

Существование особого излучения, способного проникать сквозь любые ткани и материалы, было открыто в 1895 г. Сделал это немецкий ученый-физик Вильгельм Рентген, именем которого и нарекли новинку.

Свойства и сферы применения

Открытое излучение занимает промежуточное положение между ультрафиолетовым и гамма-излучением. Длина волны X-лучей, как назвал их ученый, составляет 10-8 см. Характерными их свойствами являются следующие:

  • уникальная проникающая способность, которая зависит от плотности, структуры, толщины материи, подвергаемой облучению;
  • некоторые вещества под воздействием X-лучей начинают светиться;
  • катализация и ускорение течения фотохимических реакций;
  • способность ионизировать атомы веществ, изменяя электронные связи;
  • влияние на свойства клеток живых организмов.

Рентгеновское излучение применяется в научной, производственной, медицинской и других сферах деятельности:

  • Таможня, криминалистика. Для просвечивания багажа, грузов в таможенных службах, аэропортах, наземном транспорте с целью обнаружения запрещенных к перевозке предметов, взрывных устройств, оружия, наркотиков.
  • Промышленность. Рентгеновская дефектоскопия для выявления глубинных трещин, пустот, раковин в производимых деталях, сварных швах.
  • Геология, физика, история. Рентгеноструктурный, рентгеноспектральный анализ, рентгеновская микроскопия для определения химического состава и атомарной структуры изучаемого вещества.
  • Астрономия. Применение рентгеновских телескопов открыло новые возможности в изучении мирового пространства не только в видимом диапазоне.
  • Лазерная техника. Использование принципиально новых технологий позволило модернизировать многие процессы в научно-исследовательской деятельности, военной промышленности и других отраслях.

  • Медицинские технологии. Открытие рентгеновских лучей расширило возможности диагностики и лечения многих заболеваний.
  • Ветеринария. Использование рентгенографии позволяет сохранить жизнь и здоровье животным.

Благодаря тому, что применение нового излучения не было запатентовано, оно стало известным спустя уже несколько лет. Опыт медицинского применения начали приобретать в период Первой мировой войны.

Рентгенология в медицине

В настоящее время существуют две сферы врачебного использования рентгеновских лучей: рентгенодиагностика и рентгенотерапия.

Различают несколько видов выявления заболеваний с помощью рентгена:

  • Рентгеноскопия – просвечивание органов. Часть тела пациента размещается между рентгеновской трубкой и электронно-оптическим преобразователем. Движение электронов в трубке, из которой полностью откачан воздух, под воздействием электричества создает квантовый электромагнитный поток лучей необходимой жесткости. Благодаря сложным свойствам дифракции (способности фотонов огибать препятствия) и интерференции (наложения друг на друга, усиления и ослабления воздействия) формируется подробное изображение костных и мягких тканей. Расшифрованная картинка выводится на специальный монитор. Преимуществом метода является возможность многопроекционного изучения в реальном времени.

  • Рентгенография – съемка на пленку. При этой процедуре аппарат находится над пациентом, а с другой стороны располагается устройство с фотографической пленкой. Получаемый результат – негативный снимок исследуемой части тела. Благодаря тому, что на снимке четко зафиксированы мельчайшие анатомические подробности, рентгенографию считают более точным методом.
  • Флюорография – способ, сходный с рентгенографией, но предусматривающий получение уменьшенного изображения. Широко применяется для массового обследования.

Рентгенологическое исследование показано для раннего выявления инфекционных и воспалительных заболеваний: туберкулеза, пневмонии, миокардита, гастрита, артритов.

Его используют для уточнения формы, расположения, тонуса, перфораций, патологических изменений, особенностей функционирования внутренних органов, язвенных, опухолевых образований.

При исследованиях скелета выявляются дегенеративно-дистрофические трансформации, травмы, вывихи, искривления, переломы, очаги воспаления.

В стоматологии с помощью этого вида исследования изучается состояние корней зубов.

Ионизирующее влияние рентгена нашло применение в онкологии. Доказано, что облучение сильнее воздействует на клетки, обладающие способностью к быстрому делению, к которым относятся и раковые. По этой причине лучевая терапия является частью лечения злокачественных опухолей.

Воздействие на организм

Свойства рентгеновских лучей влиять на живые ткани приносит не только пользу. Интенсивное облучение оборачивается огромным вредом, что было установлено почти сразу после открытия.

  1. Поглощение лучей приводит к сильнейшим термическим ожогам кожи и долгому их заживлению. В этом убедились ученые, занимавшиеся практическими опытами с потоками лучей. Впоследствии для защиты стали использоваться экраны из свинца.
  2. К долговременным негативным последствиям вредного воздействия рентгена относятся патологии иммунитета, системы кроветворения и эндокринных желез. В результате поражения развиваются лейкемия, бесплодие, преждевременное старение, генетические мутации, передающиеся следующим поколениям.

В связи с этим закономерен вопрос о том, достаточно ли безопасны существующие медицинские исследования с применением такого вида излучения.

Радиационный фон

В природе источником рентгеновских лучей является солнце. Ионизирующее излучение составляет естественный радиационный фон. Он не везде одинаков, зависит от особенностей местности, рельефа, материалов, из которых построены здания, – так называемой лучевой нагрузки. Таким образом, выяснено, что человек становится объектом воздействия рентгеновских лучей независимо от своей воли.

Как любое явление, лучевые потоки имеют общепринятые единицы измерения. В медицинском отношении наиболее значимы такие из них, как «рентген» и «зиверт». Проникающая радиация, излучаемая медицинской аппаратурой, измеряется в рентгенах (Р), поглощаемая тканями организма – в зивертах (Зв), а точнее, в тысячных и миллионных долях этих значений – милли-, микрорентгенах и микрозивертах.

1 Зв равен 100 Р

Учитывая повреждающее воздействие излучения на биологические ткани, существует понятие «эквивалентной дозы», отражающей число поглощенной энергии с поправкой на повреждающий коэффициент.

Количество радиации учитывается за определенный промежуток времени: секунду, минуту, час.

Измерение ионизирующего излучения называется дозиметрией, приборы, используемые для этого – дозиметрами.

Нормой считается естественный радиационный фон в 20 мкР/ч, что соответствует 0,2 мкЗв/ч. Предельно допустимая доза природного облучения – 50 мкР/ч или 0,5 мкЗв/ч. В год выходит 2–3 мЗв (20000–30000 мкЗв).

В течение всей жизни без вреда для здоровья считается получение суммарных значений в пределах 700 мЗв (700000 мкЗв). Это количество предусматривает все виды воздействия природного ионизирующего излучения:

  • проникающая солнечная радиация;
  • почва;
  • вода;
  • атмосфера;
  • материалы, из которых состоят постройки;
  • пищевые продукты.

Кроме того, в процессе жизнедеятельности небольшое количество собственных радионуклидов – около 0,5 мЗв – накапливается в костных и мягких тканях организма.

Радиация, получаемая при обследованиях

При прохождении процедур рентгена количество поглощаемой радиации зависит от вида диагностики и особенностей аппаратуры. Наименее опасны новые цифровые технологии, которые, в сравнении с пленочными, «выдают» лучевую нагрузку, меньшую почти в 10 раз.

Чем может грозить прохождение той или иной процедуры, видно из наглядного сопоставления:

  • Флюорография легких равноценна 10 суткам естественного фонового облучения.
  • Рентгенография или компьютерная томография кишечника – 3-м годам.
  • Маммография – 3-м месяцам.
  • Обследование конечностей, стоматологические процедуры – менее 1 суток.

Рентгеноскопические процедуры «фонят» несколько больше, чем рентгенография, так как осмотры длятся дольше, чем съемка.

Следует отметить, что ионизирующий поток воздействует на ткани лишь в тот период, когда аппарат включен, после выключения в организме не образуется дополнительных опасных веществ. Поэтому рекомендации по выведению «лишней радиации» после медицинского обследования не имеют смысла. Тем не менее, в случае навязчивых опасений во время процедуры можно потребовать дополнительную защиту. Отказываться от подобной диагностики намного опаснее, чем испытывать на себе последствия ее воздействия. К тому же поглощаемое во время процедур излучение намного меньше, чем от солнца, мониторов компьютеров, телевизоров и телефонов.

Полностью безопасными считаются 1–2 процедуры в год. Допускаются превышения количества во время интенсивного лечения с целью контроля.

После прохождения обследования, в период регулярной диагностики для самоуспокоения и поддержания здоровья можно увеличить в рационе количество морепродуктов, пить больше молока. Полезными будут виноградный сок и зеленый чай.

Риск для беременных и детей

Ограничения в применении рентгенологического медицинского обследования необходимо соблюдать женщинам в период беременности. Причина этого – уязвимость формирующегося плода, на хромосомы которого направленный поток ионизирующих лучей может оказать патогенное воздействие. Особенно нежелательно проходить рентген в первом триместре, подвергать обследованию область грудной клетки, органы брюшной полости, при которых поток лучей проходит через плод. Последствиями могут стать: выкидыш, тяжелые нарушения в развитии эмбриона. В исключительных случаях, при угрозе жизни и здоровью женщины, процедура все же делается.

Новорожденным и детям до 14 лет этот вид обследования принято назначать в крайних случаях из-за несовершенства защитных сил организма. Диагностические рентгенологические процедуры в юном возрасте недопустимы, их можно применять только в крайних случаях – для подтверждения подозрений о наличии определенного диагноза, травмы, подготовки к хирургической операции. В каждой ситуации принимается во внимание соотношение потенциальной пользы и вреда организму.