Говоря о рентгеновских лучах, мы упоминаем о том, что они относятся к ионизирующему излучению. Кратко поговорим о том, что такое ионизация, какие типы излучения ее вызывают, и как это влияет на ткани живых организмов.
Больше интересных статей о рентгеновском излучении и защите от него на нашем сайте.
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.