II. Jonizuojančioji spinduliuotė. Biologinis jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis: nulemtieji ir atsitiktiniai reiškiniai

1. II. Jonizuojančioji spinduliuotė.
Biologinis jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis: nulemtieji ir atsitiktiniai
reiškiniai
Visa mūsų aplinka sudaryta iš atomų – mažiausių dalelių, nulemiančių visas medžiagos
fizines-chemines savybes. Atomai sudaryti iš branduolio ir apie branduolį besisukančių elektronų.
Branduolio krūvis yra teigiamas, elektronų – neigiamas, tad atomas yra elektriškai neutrali dalelė.
Atomų branduoliai sudaryti iš protonų ir neutronų. Yra atomų, kurių branduoliai yra nestabilūs, t.y.
laikui bėgant skyla ir jų skilimo metu išspinduliuojama jonizuojančioji spinduliuotė.
Jonizuojančioji spinduliuotė – spinduliuotė, kuri geba jonizuoti medžiagą, t.y. elektriškai
neutralius atomus paversdama jonais – po medžiagą klajojančiomis teigiamą krūvį turinčiomis
dalelėmis. Išmuštieji elektronai yra neigiami. Jie irgi ,,keliauja“ po medžiagą. Nors atsiradę jonai
laisvuosius elektronus gana greitai vėl ,,pasigauna“, net ir trumpo laiko pakanka, kad tos teigiamos
ir neigiamos dalelės medžiagoje sukeltų chemines reakcijas, dėl kurių gali pakisti medžiagos
savybės. Gyvuosiuose organizmuose atsiranda pokyčiai ląstelėse. Esant didelei apšvitai, ląstelės
žūva (nulemtieji jonizuojančiosios spinduliuotės reiškiniai) arba yra tik pažeidžiamos (atsitiktiniai
jonizuojančiosios spinduliuotės sukelti reiškiniai) (1 pav.).
1. pav. Biologinis jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis

2. Žuvusios ląstelės neatsistato, o pažeistos gali atsistatyti, tačiau tuo atveju, jei pažeista ląstelė
nesugeba tinkamai atsistatyti, iškyla ląstelės išsigimimo pavojus, galintis nulemti vėžinius ir
genetinius susirgimus.
Jonizuojančioji spinduliuotė yra kelių rūšių. Jonizaciją sukelia dalelės arba didelės energijos
(trumpo bangos ilgio) elektromagnetinės bangos. Dalelės – tai helio atomai (vadinami alfa
dalelėmis) arba elektronai (beta dalelės), taip pat krūvio neturinčios dalelės – neutronai. Rentgeno
ir gama spinduliuotė – tai labai skvarbios elektromagnetinės bangos, kurios, priklausomai nuo
aplinkos savybių (tankio), sklinda dešimtis metrų. Jos lengvai prasiskverbia per gyvųjų organizmų
audinius, o apsaugai nuo rentgeno ir gama spinduliuotės dažniausiai naudojamas švinas ar storas
betono sluoksnis.
Ilgą žmonijos gyvavimo laikotarpį ją supo tik gamtinės kilmės jonizuojančiosios
spinduliuotės šaltiniai: radioaktyvios medžiagos esančios Žemės plutoje ir spinduliuotė, pasiekianti
mus iš kosmoso. Šiuos šaltinius sukūrė gamta, o žmogus jais susidomėjo ir pradėjo tyrinėti tik XIX
a. pabaigoje.
Dirbtinės kilmės jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinius sukūrė žmogus, siekdamas
naudos. Šiuo metu jie plačiai naudojami medicinoje, pramonėje, moksle, branduolinėje
energetikoje ir kitur. Šiuos šaltinius galima būtų suskirstyti į jonizuojančiosios spinduliuotės
generatorius ir radioaktyviuosius šaltinius.
Jonizuojančiosios spinduliuotės generatoriai yra prietaisai, kuriuose jonizuojančioji
spinduliuotė sukuriama tik prietaiso veikimo metu. Prietaisą išjungus, spinduliuotės nelieka. Tuo
jonizuojančiosios spinduliuotės generatoriai skiriasi nuo radioaktyviųjų šaltinių, kurie
jonizuojančiąją spinduliuotę skleidžia visą laiką. Dažniausiai sutinkamas generatoriaus pavyzdys
– rentgeno aparatai, medicinoje naudojami ligų ir traumų diagnostikai.
Radioaktyvieji šaltiniai – tai šaltiniai, kurie savyje turi radioaktyviųjų medžiagų. Jie gali
būti uždarieji ir atvirieji. Uždarieji radioaktyvūs šaltiniai (tai sandariame uždarame apvalkale esanti
radioaktyvioji medžiaga) dažniausiai naudojami pramonėje įvairiems technologiniams procesams
valdyti ir kontroliuoti, pvz.: gama radiografai, storio, tankio ar drėgmės matavimo prietaisai.
Radioaktyvios medžiagos apvalkalas turi būti tvirtas, kad išliktų sandarus naudojimo ir dėvėjimosi
sąlygomis, kurioms šaltinis buvo suprojektuotas, taip pat ir numatomų nelaimių atvejais. Atvirieji
radioaktyvieji šaltiniai (kuriuos naudojant juose esančios radioaktyviosios medžiagos gali patekti į
aplinką) naudojami branduolinėje medicinoje ligoms diagnozuoti ir gydyti bei moksliniuose
tyrimuose tam tikriems procesams stebėti.
Jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis gyvam organizmui yra žymiai sudėtingesnis už
poveikį medžiagai. Po jonizuojančiosios spinduliuotės poveikio medžiagą sudarantys atomai
sugrįžta į pradinę būseną, tuo tarpu gyvą organizmą apšvitinus, audiniuose prasideda cheminiai
procesai, kurių metu susidaro laisvieji radikalai – molekulės, atomai ar atomų grupės, turinčios
nesuporuotų elektronų. Kai jų organizme susidaro daug, organizmo apsauginė sistema nepajėgia jų
neutralizuoti, prasideda ląstelių destrukcija ir imuninė sistema neapsaugo organizmo nuo

3. infekcijos, patologinių ląstelių, genetinių pakitimų. Chromosomų pakitimai gali lemti paveldimas
ligas, įgimtas anomalijas, piktybinius navikus. Jonizuojančios spinduliuotės sukelti bendri
organizmo pažeidimai vadinasi spinduline liga, kuri gali būti ūminė bei lėtinė.
Spinduliuotės poveikis žmogaus organizmui priklauso nuo apšvitos dozės, ir laiko tarpo per
kurį ši dozė buvo gauta. Apšvitos dozė atspindi spinduliuotės ,,kiekį“, kurį gavo žmogus, ir galimą
šios apšvitos neigiamą poveikį – kuo apšvitos dozė didesnė, tuo ir neigiamas poveikis bus
stipresnis.
Jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis žmogui pasireiškia dviejų tipų efektais −
atsitiktiniais (vėžiniai susirgimai, genetiniai pažeidimai) ir nulemtaisiais (ūmi spindulinė liga,
radiaciniai nudegimai, katarakta ir kt.) (2 pav.). Jeigu gaunama apšvitos dozė viršija atitinkamą
apšvitos dozės lygį, kuris dar vadinamas slenkstine apšvitos doze, išsivysto nulemtųjų
jonizuojančiosios spinduliuotės sukeltų reiškinių, pavyzdžiui, ūmus radiacinis sindromas,
radiaciniai nudegimai, audinių ir organų pažeidimai. Jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis gali
pasireikšti per pirmąsias kelias valandas. Pirmiausia pažeidžiami kaulų čiulpai ir skrandžio bei
žarnyno ląstelės. Kaulų čiulpai pradeda gaminti mažiau kraujo kūnelių, saugančių organizmą nuo
infekcijų. Jonizuojančiosios spinduliuotės paveikti žmonės tampa neatsparūs infekcinėms ligoms,
tačiau, esant gerai medicinos priežiūrai, pasveiksta ir gavę dideles apšvitos dozes. Dėl nedidelių
apšvitos dozių, neviršijančių slenkstinės apšvitos dozės, gali atsirasti atsitiktinių jonizuojančiosios
spinduliuotės sukeltų reiškinių, pavyzdžiui, onkologinių susirgimų ar genetinių pažeidimų (įvairių
paveldimų ligų). Pakenkimų gali išryškėti ir praėjus ne vieniems metams nuo patirtos apšvitos.
2. pav. Nulemtųjų ir atsitiktinių jonizuojančiosios spinduliuotės reiškinių poveikio pasireiškimo
dažnumas.