Что радиация делает с телом?

Допустим, какой-нибудь сумасшедший мировой лидер решит нажать на большую красную кнопку. Или террористы перехватят контроль над ядерным реактором. Вы пережили первый взрыв. Мир отравлен радиацией. Каково это? Когда происходят ядерные реакции, они делят частицы с такой энергией, что электроны отрываются от атомов. Измененные связи создают пары ионов, которые чрезвычайно реактивны химически. Это — ионизирующее излучение, и с этого начинаются все проблемы.

Рассчитать дозу

Есть много видов ионизирующего излучения. Космическое, альфа, бета, гамма, рентгеновское, нейтронное и другие. Важно другое: как сильно организмы подвергается воздействию этой радиации, то есть какую получает дозу облучения.

Поглощенную дозу измеряют в греях (Гр, Gy) или в зивертах (Зв), которые принимают меру Гр и умножают ее на тип излучения для расчета эффективной дозы в живой ткани. Среднее облучение за пару секунд абдоминального рентгеновского снимка составляет 0,0014 Гр – это легкая доза, которая применяется локально, поэтому не так уж она и плоха. Опасность начинается, если воздействие облучение приходится на все тело – например, как в контрольной комнате Чернобыля сразу после взрыва. Там бы вы впитывали 300 Зв в час. Но вряд ли продержались бы час. Доза стала бы смертельной уже через 1-2 минуты.

Как вы умрете

Большие дозы ионизирующей радиации за короткое время приводят к острому радиационному синдрому, то есть к отравлению радиацией. Серьезность симптомов зависит от уровня облучения. Доза радиации в 0,35 Гр будет похожа на грипп — насморк и головокружение, головные боли, усталость, лихорадка. Если тело подвергнется облучению в 1-4 Гр, клетки крови начнут умирать. Вы сможете восстановиться — лечение такого рода радиационного синдрома обычно включает переливание крови и антибиотики, но также может ослабиться иммунный ответ из-за падения числа лейкоцитов, кровь не будет сворачиваться и появится анемия. Также вы заметите странные солнечные ожоги при воздействии 2 Гр ионизирующего излучения. Технически это острый радиодерматит, и его проявления включают красные пятна, шелушение кожи и иногда опухлость.

Доза в 4-8 Гр может быть смертельной, но путь к смерти будет зависеть от уровня воздействия. При таком облучении пациенты страдают рвотой, диареей, головокружением и лихорадкой. Без лечения вы могли бы умереть всего через несколько недель после облучения.

Физик Луис Слотин, погибший от облучения во время своих исследований в 1946 году в Манхэттенском проекте, подвергся облучению в 10 Гр гамма- и рентгеновским излучением. И сегодня бы он не выжил, несмотря на современные процедуры, такие как трансплантация костного мозга. Пациенты, которые подвергаются воздействию радиации от 8 до 30 Гр, испытывают насморк и диарею в течение часа, а умирают в течение 2 дней – 2 недель после воздействия.

Дозы облучения свыше 30 Гр вызывают неврологические повреждения. В течение нескольких минут пациенты испытывают сильную рвоту и диарею, головокружение, головные боли и бессознательное состояние. Часто случаются приступы и тремор, а также атаксия — потеря контроля над функцией мышц. Смерть в течение 48 часов неизбежна.

Остается выжить

Если вам повезет уклониться от отравления радиации, вызванного ядерным взрывом или расплавлением реактора, это еще не значит, что вас ждет счастливый конец. Длительное воздействие ионизирующей радиации даже в дозах, которые слабы, чтобы ослабить и вас, может приводить к генетическим мутациям и раку. Это самый большой риск, с которым столкнулись выжившие при аварии на Фукусиме и в Чернобыле. По последним оценкам, еще тысячи умрут от рака, вызванного поражением радиацией от выпавших осадков.

Обычно клетки контролируются химической структурой молекул ДНК. Но когда радиация выделяет достаточно энергии, чтобы нарушить молекулярные связи, цепочки ДНК рушатся. Хотя большинство их нормально восстанавливаются, около четверти — нет, поэтому начинается длительный процесс, который приводит к увеличению скорости мутаций в будущих поколениях клеток. Вероятность рака увеличивается с эффективной дозой облучения, но сама тяжесть рака от дозы не зависит. Сам факт облучения имеет значение, а не низкий или высокий уровень излучения.

При долгосрочном воздействии облучения модели, прогнозирующие уровень риска, не дают однозначных ответов. Самая распространенная модель предполагает, что с точки зрения воздействия на большинство людей самым опасным источником излучения является низкоуровневое фоновое излучение. Поэтому, хоть острое радиационное отравление ужасно само по себе, переживать больше стоит из-за медленного, но постоянного облучения.