Bài giảng ô nhiễm phóng xạ

phóng xạ cũng đã có những biểu hiện rõ rệt của nạn nhân hai thành phố Nhật Bản là Hiroxima và Nagaxaki (Hiroshima và Nagasaki), sau vụ nổ bom nguyên tử. Bệnh nhiễm xạ nghề nghiệp cũng đã xuất hiện ở những người làm nghề tiếp xúc với phóng xạ. Từ năm 1986, người ta đã thấy tình trạng viêm da ở bệnh nhân được chụp X quang và ở các thầy thuốc điện quang. Chính nữ bác học Marie Curie cũng bị những tổn thương ở tay vì trong khi làm việc, bà dùng tay cầm những mảnh rađi có độ phóng xạ cao. Liên bộ Y Tế - Thương binh xã hội và Tổng công đoàn Việt Nam đã ban hành thông tư quy định một số bệnh nghề nghiệp và chế độ đãi ngộ công nhân viên chức nhà nước mắc bệnh nghề nghiệp, trong đó có các bệnh do nhiễm tia X và phóng xạ, với các biểu hiện bệnh lý ở mắt và da, ở xương và phổi. Cho đến nay, đã có vài trường hợp nhiễm tia X gặp ở các thầy thuốc điện quang được đưa ra giám định bệnh nghề nghiệp. Các biểu hiện chủ yếu của máu, với hình ảnh bạch cầu ở máu tuần hoàn, kéo dài dai dẳng sau nhiều năm, dù đã ngừng tiếp xúc với tia X, và sau nhiều đợt điều trị điều dưỡng. Qua việc điều tra hàng loạt ở những người tiếp xúc với tia phóng xạ hoặc là trong khi thao tác hay khi thăm dò… cũng đã thấy các biểu hiện về máu. Ở một vài trường hợp, còn gặp những biến đổi ở thể nhiễm sắc. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 2 1.1. Tính chất các tia phóng xạ Các chất phóng xạ đặc biệt nguy hiểm vì giác quan ta không sao nhận ra được, vì các tia bức xạ không có mùi vị, không nhìn thấy, không sờ được và cũng không phát nhiệt. Đối với một liều làm chết người cũng vậy, chỉ dùng máy mới phát hiện và đo đạc được. Mặt khác, không có trường hợp nào quen với tia phóng xạ và cũng không có phương pháp điều trị đặc hiệu. 1.1.1. Cấu tạo vật chất Vật chất dù ở thể đặc, lỏng, hoặc hơi đều có cấu tạo là phân tử hoặc nguyên tử và các hạt cơ bản: proton, nơtron và điện tử mang điện âm. Proton có thể biến đổi thành nơtron và ngược lại, để phát sinh điện tử (+) và (-) Mỗi gam phân tử hay nguyên tử là vật chất cực kỳ nhỏ, không nhìn thấy được: Vật chất nhìn thấy được bao gồm một số cực kỳ lớn các phân tử: 1 microgam nước gồm 3.1016 phân tử. Một hồng cầu người gồm 265.106 phân tử hemoglobin (bằng 30.10-12g). Số các phân tử cấu tạo nên vật chất nhìn thấy được, được minh hoạ bằng số Avogadro. Người ta định nghĩa số Avogadro là số phân tử có trong 16g oxy (hay trong 12g C) K = 6,02.1023 K là số phân tử thật sự có trong một mol (hay một phân tử gam) a. Cấu tạo nguyên tử: Một nguyên tử gồm một hạt nhân, quay xung quanh là các điện tử. Cấu tạo mỗi hạt nhân là những proton và nơtron. Proton là hạt có khối lượng, mang điện tích dương. Nơtron là hạt có khối lượng, mang điện tích âm. Một nguyên tử trung hoà về điện vì gồm một hạt nhân mang điện tích dương (điện tích của các proton) và xung quanh hạt nhân là các điện tử mang điện tích âm (bằng số điện tích của proton, nhưng trái dấu). Toàn khối lượng nguyên tử tập trung vào hạt nhân nên hạt nhân có tỷ trọng cực lớn (trên 100 triệu tấn trong 1 cm3). Đường kính một nguyên tử (khoảng bằng 1 A0 = 10-8cm) lớn hơn đường kính hạt nhân khoảng 10.000 lần (khoảng 10-12cm) nên khoảng không trong cấu trúc nguyên tử có tỷ lệ cực lớn. b. Cấu tạo hạt nhân: Có rất nhiều loại hạt nhân khác nhau (các nuclêit). Có khoảng 1.500 loại, trong đó số ổn định là 274 đều là tự nhiên, còn số không ổn định và có tính phóng xạ là 51 tự nhiên và trên 1.200 nhân tạo. Như đã nêu trên, nguyên tử lượng tập trung vào hạt nhân hay vào các proton và nơtron. Do đó, ta có nguyên tử lượng một nguyên tử bằng: Nguyên tử lượng = số proton + số nơtron Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 3 Số lượng proton chỉ số điện tử quay quanh hạt nhân (nguyên tử trung hoà về điện) và bằng số thứ tự của nguyên tố (nguyên tử số) theo bảng tuần hoàn các nguyên tố của Mendeleev. c. Nguyên tố đồng vị (isotopes) và nguyên tố đồng lượng Nguyên tố đồng vị là những nguyên tố ở cùng một ô trong bảng tuần hoàn các nguyên tố (cùng nguyên tử số), thuộc cùng một nguyên tố hoá học, có cùng số điện tử, cùng số proton, nhưng khác nhau về nguyên tử lượng, nghĩa là khác nhau về số nơtron. Các nguyên tố đồng vị giống nhau cả về tính chất hoá học. Nguyên tố đồng lượng lại là những nguyên tử cùng nguyên tử lượng nhưng khác nhau về nguyên tử số. d. Phóng xạ: Phóng xạ là tính chất của một số nguyên tử phát sinh tia bức xạ rồi thoát biến thành một nguyên tố khác. Ví dụ như coban 60 biến thành nikel 60. Các hạt nhân không ổn định hay các radionucleit có thể lúc nào cũng là nơi biến đổi cấu trúc, là nơi phân giải. Hiện tượng biến đổi của các hạt nhân không ổn định thành ổn định là hiện tượng phóng xạ. Phóng xạ là một hiện tượng thuần tuý hạt nhân. Hạt nhân nguyên tử hoàn toàn không thể đụng tới được. Không gì có thể ảnh hưởng đến hiện tượng phân giải hạt nhân hoặc làm thay đổi tính chất; người ta có thể đốt cháy, nghiền nát, tác động về mặt hoá học đến một nguồn phóng xạ, nhưng những cái đó không ảnh hưởng gì đến hạt nhân không ổn định mang tính chất phóng xạ đó được. Một nguồn phóng xạ không thể bị phá huỷ, ngoài việc tự nó phân giải, tự phá huỷ. Đến nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu về phóng xạ. Becquerel, Pierre và Marie Curie đã phát hiện ra radi tự nhiên còn Irene và Fédéric Joliot Curie phát minh ra radi nhân tạo 1.1.2. Các tia phóng xạ Các chất phóng xạ phát ra các tia bức xạ. Các tia bức xạ có khả năng đâm xuyên qua vật chất và gây hiện tượng ion hoá. Do đó, ta còn gọi các tia phóng xạ là bức xạ ion hoá. Có hai loại bức xạ ion hoá : - Các tia bức xạ hạt (α, β, nơtron). - Các tia bức xạ điện tử (tia X và tia γ ). Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 4 a. Tia anpha (α ) Đối với một nguyên tử nặng, hạt nhân không ổn định và phóng ra một lúc 2 proton và 2 nơtron, dưới dạng hạt nhân hêli. Như vậy, hạt anpha là hạt nhân của nguyên tử hêli thoát ra từ một nhân nguyên tử nặng trong quá trình biến đổi hạt nhân. Thí dụ radi biến thành radon và phát ra các hạt anpha: 226Ra88 → 222Rn86 + 4He 2 Hạt anpha mang điện dương. Các hạt α có cùng năng lượng, năng lượng này mất đi nhanh chóng khi đi qua vật chất, nhưng chỉ đi được rất gần. Sở dĩ như vậy vì các hạt α va chạm vào các hạt nhân và các điện tử của những nguyên tử vật chất. Những va chạm liên tiếp đó làm cho hạt α đi chậm lại, cuối cùng, các hạt này nhường lại toàn bộ năng lượng đủ để lấy các điện tử ra khỏi quỹ đạo, tạo ra các ion: tia α có tác dụng ion hoá rất mạnh (30.000 cặp ion trong 1 cm không khí mà tia đi qua) nhưng rất ít đâm xuyên (vài centimet không khí hay da là đủ để chặn lại). b. Tia bêta (β) Tia bêta gặp ở trường hợp hạt nhân không ổn định và tuy không quá nặng nhưng lại có nhiều proton hay nơtron. Khi có nhiều nơtron, sự biến đổi nơtron thành protron phát sinh một điện tử (-), tốc độ cao, hạt β. Khi có nhiều protron, sự biến đổi ngược lại và phát sinh một điện tử (+) hay một positron hoặc hạt β (+). Như vậy, tia β là chùm điện tử, phát sinh ra từ hạt nhân nguyên tử, có kèm theo hiện tượng hạt nhân trung hoà (nơtron) biến thành hạt mang điện (protron) hoặc ngược lại, và có tia β (-) (khi P32 biến thành S32) và tia β (+) (khi Na22 biến thành Ne22). Trong y học và công nghiệp, những người sử dụng các nguyên tố phóng xạ hay phải tiếp xúc với các loại tia này. Nói chung, năng lượng của các hạt β kém các hạt α, khả năng ion hoá cũng thấp hơn nhiều (150 cặp ion qua 1 cm không khí ). Nhưng tia β đâm xuyên mạnh hơn. Cũng cần phải nhớ là năng lượng của tia bức xạ β có thể biến thành tia α hay tia X khi các hạt β chậm lại lúc đi gần một hạt nhân của chất bị đâm xuyên (bức xạ hãm). c. Tia gamma (γ) Một số hạt nhân, sau khi phóng tia α, β+ hay β-, sẽ có quá nhiều năng lượng và ở trạng thái kích thích. Sự trở lại trạng thái ổn định sẽ phát ra photon gamma. Như vậy, tia gamma là chùm hạt photon phóng ra từ hạt nhân nguyên tử. Các tia γ không bị lệch hướng bởi từ trường Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 5 khả năng ion hoá rất kém: chỉ sinh vài cặp ion khi đi qua một centimet không khí. Trái lại, khả năng đâm xuyên lại rất mạnh so với các tia α và β. Phải dùng những tấm chỉ dày hàng centimet mới làm giảm được rõ rệt số tia đi qua. Không bao giờ tia gamma bị hấp thụ hoàn toàn hoặc bị chặn hẳn lại. Bản chất tia gamma là điện tử; như ánh sáng, tia X, tốc độ của tia gamma là 300.00 km/giây. d. Nơtron Nơtron là những hạt không mang điện của hạt nhân nguyên tử, được giải phóng trong quá trình phá vỡ hạt nhân nguyên tử nặng uran (lò phản ứng nguyên tử). Nơtron chỉ bị giữ lại khi va chạm vào các hạt nhân khác, do đó, nó có khả năng đâm xuyên rất lớn, các nguyên tố có hạt nhân bị va chạm trở thành có tính phóng xạ. Tuy nhiên, những “nơtron nhanh” trên đây đi chậm lại trong nước hay parafin và biến thành “nơtron nhiệt” dễ bị các vật liệu đặc biệt như bore và cadmi hấp thụ. Bê tông cũng rất hay được dùng để ngăn nơtron ở xung quanh các lò phản ứng nguyên tử. e. Tia X Giống như tia gamma, tia X cũng là bức xạ điện tử nhưng có bước sóng dài hơn. Các tính chất của tia X cũng tương tự tia gamma. Sự đổi chỗ của các điện tử từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác phát ra tia X. Trong các bóng X quang, tia X phát ra một luồng điện tử động năng lớn đập vào đối âm cực. 1.2. Đơn vị đo lường và liều lượng tối đa cho phép 1.2.1. Curi (Ci) Là đơn vị hoạt tính phóng xạ. Curi là hoạt tính của một nguyên tố phóng xạ nào đó mà cứ mỗi giây có 3,7.1010 nguyên tử bị phân rã. Một Curi xấp xỉ bằng hoạt tính của 1 gam Ra226. 1 Ci = 103 mCi (milliCuri) = 106 µCi (microCuri) = 109 nCi (nanoCuri) = 1012 pCi (picoCuri) 1.2.2. Rơnghen (R) Rơnghen là đơn vị liều tiếp xúc, nghĩa là sự truyền năng lượng dưới hình thức tia bức xạ. R là liều tia X hay hay tia γ khi chiếu vào 1 cm3 không khí ở điều kiện chuẩn sẽ tạo ra ở đó 2,09.109 cặp ion tương đương với một đơn vị tĩnh điện C.G.S cho mỗi dấu (1cm3 không khí, ở điều kiện chuẩn tương đương với 0,001293 gam không khí). Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 6 R là đơn vị đo số lượng photon toả lan trong không khí ở một điểm đã cho sẵn. 1.2.3. Rad Rad là đơn vị liều hấp thụ. Đơn vị này đo số năng lượng do các tia để lại khi đi qua tổ chức. Cụ thể Rad là liều bức xạ ion hoá giải phóng trong một gam vật chất một năng lượng tương đương với 100 erg hoặc 10-5 jun. Một renghen trong một gam không khí giải phóng một năng lượng bằng 87,8 erg tương đương với 0,878 rad và trong một gam trong tổ chức mềm hoặc nước, giải phóng một năng lượng bằng 97,4 erg tương ứng vớI 0,974 rad. 1.2.4. Rem (Roentgen equivalent man) Rem là đơn vị liều tương đương, là liều lượng của tia được hấp thụ không kể đến bản chất của tia, tạo ra hiệu lực bằng 1 Rad của tia X. Như vậy theo định nghĩa đối với tia X và gamma, ta có: 1 rem = 1 rad Đối với những tia hạt nhân, ta có: 1 rem = 1 rad x E.B.R E.B.R là hệ số hiệu lực sinh học tương đương. Do các tia không được các tổ chức hấp thụ như nhau, nên cùng một liều lượng được giải phóng vào cùng một tổ chức trong cùng một thời gian lại có một hiệu lực sinh học khác nhau, tuỳ theo đó là tia anpha, bêta, nơtron hay photon … Bảng hệ số sinh vật học tương đương: - Tia X, gamma, điện tử, bêta : 1 - Tia anpha và photon : 10 - Nơtron nhanh và photon : 10 - Nơtron nhiệt (chậm) : 5 - Những ion nhiều điện tích : 20 Thí dụ: 10 rad của tia X hay một rad của tia photon có thể giải phóng 10 rem. 1.2.5. Đơn vị liều lượng Tác dụng sinh học còn phụ thuộc vào thời gian hấp thụ liều bức xạ. Một liều 150 rad gây những rối loạn rõ rệt nếu nhận một lần. Vẫn liều đó nhận rải ra trong 30 năm lại không có tác hại rõ rệt. Do đó, người ta dùng các đơn vị R/giờ, rad/giờ, rem/giờ, hoặc R/ngày, R/năm … Năng lượng của tia bức xạ lại đo bằng electron-volt (eV) với các bội số 1 eV = 10-3 keV (kiloelectronvolt) = 10-6 MeV (megaelectronvolt) = 10-9 GeV (gigaelectronvolt) = 10-12 TeV (teraelectronvolt). Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 7 1.2.6. Liều lượng tối đa cho phép Đây là liều tia bức xạ mà cơ thể người chịu đựng được không có tổn thương đáng kể. Đối với những người làm việc ở nơi phải tiếp xúc với phóng xạ, áp dụng công thức sau đây: D = 5 ( N – 18 ) D : liều tối đa cho phép tính bằng R. N : tuổi đời. Thí dụ : đối với một người 40 tuổi (N = 40) tổng liều D không được vượt quá là: D = 5 (40 – 18). D = 110 R. Như vậy, một công nhân có thể hấp thụ trung bình 5R hàng năm hay 100 mR hàng tuần, hoặc 2,5 mR mỗi giờ lao động. Người dưới 18 tuổi không được làm việc ở nơi có phóng xạ. Đối với phụ nữ ở thời kỳ sinh đẻ, vẫn có thể áp dụng công thức trên nhưng không được hấp thụ trên 1,3R trong thời gian 3 tháng liên tục. Đối với người làm việc trong vùng không trực tiếp tiếp xúc với phóng xạ, liều hàng năm không vượt quá 1,5 R. Đối với nhân dân sống trong vùng gần nơi có nguồn phóng xạ, liều hàng năm không được vượt quá là 0,5 R. 1.2.7. Các đơn vị hệ thống quốc tế (SI units) Các đơn vị hệ thống quốc tế còn gọi là đơn vị SI, đang dần dần thay thế cho các đơn vị đặc biệt (Special Units) - Culong trên kg(C.kg-1) là đơn vị SI của lượng chiếu thay thế cho R. 1 R = 2,58x 10-1 C.kg-1 không khí do đó, 1 C.kg-1 = 3876 R. - Gray (Gy): là đơn vị SI của liều hấp thụ bức xạ bằng 1 Joule trên kg. Gray thay thế cho rad. 1 rad = 10-2 J.kg-1 = 10-2 Gy 1 Gy = 100 rad. - Becquerel (Bq) : là đơn vị SI của hoạt tính phóng xạ. Nó thay thế Curi (Ci). 1 Bq = 1 phân rã x s-1 = 2,703 x 1011 Ci. = 27,03 pCi = 3,7 x 1010 Bq - Sievert (Sv) : là đơn vị SI của liều tương đương. Sievert thay thế cho rem. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 8 1 Sv = 100 rem - Culong trên kilogam giây (C.kg-1.s-1) là đơn vị SI của suất lượng chiếu. - Gay trên giây (Gy.s-1) là đơn vị SI của suất tiêu thụ. - Sievert trên giây (Sv.s-1) là đơn vị SI của suất liều tương đương. BẢNG TÓM TẮT CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ CÁC ĐƠN VỊ CƠ BẢN Tên Kí hiệu Đơn vị quốc tế (SI Unit) Đơn vị đặc biệt (Special Unit) Lượng chiếu (exposure) Suất lượng chiếu (exposure rate) Liều hấp thụ (absorbed dose) Suất liều hấp thụ Liều tương đương (dose equivalent) Hoạt tính (activity) X X D D H A C.kg-1 C.kg-1.s-1 J.kg-1 J.kg-1.s-1 Si s-1 R R.s-1 v.v- rad rad.s-1 v.v- rem Ci 1.3. Các nghề tiếp xúc với phóng xạ Người ta thường chia làm 3 nhóm ngành nghề phải tiếp xúc với phóng xạ: 1.3.1. Nhóm thứ nhất: Là các công nhân viên ở các cơ sở sản xuất chất phóng xạ như: - Mỏ Uran. - Nhà máy xử lý quạng Uran. - Nhà máy khai thác Uran, tách các đồng vị Uran. - Các lò phản ứng pin nguyên tử và các trung tâm nghiên cứu, các nhà máy sản xuất plutoni, các trung tâm điện lực hạt nhân. - Các nhà máy khai thác các nguyên tố phóng xạ từ các nhiên liệu phóng xạ. - Các phòng nghiên cứu hay xưởng sản xuất nguyên tố phóng xạ. - Những đơn vị vận chuyển chất phóng xạ, những nơi chứa chất thải phóng xạ. 1.3.2. Nhóm thứ hai: Là những người sử dụng các tia bức xạ ion hoá từ những nguyên tố phóng xạ: a. Trong công nghiệp, việc sử dụng các tia bức xạ ion hoá được phân bổ như sau: - Đo độ dày, tỉ trọng, độ ẩm,… các kỹ thuật này sử dụng chủ yếu tính đâm xuyên của tia phóng xạ. - Chụp bằng tia gamma để xác định cấu trúc bên trong của một vật đặc (dùng cobalt 60) bằng kim loại, gỗ, bê tông và phát hiện những bất thường về cấu trúc và các mối hàn. - Dùng phóng xạ làm chất chỉ thị. Gắn một chất phóng xạ vào một chất đang di chuyển hay biến thể, có thể tìm được chỗ di chuyển phần đường đi của mạch nước ngầm, hoặc chỗ hở của ống dẫn nước… Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 9 - Phân tích bằng sự hoạt hoá, nhằm biến một nguyên tố khó phát hiện thành nguyên tố phóng xạ dễ phát hiện. b. Trong sinh học và sinh hoá học, các nguyên tố phóng xạ được sử dụng làm chất chỉ điểm để nghiên cứu các hiện tượng sinh lý động vật hay thực vật (như carbon 14, lưu huỳnh 35, ido 131) - Người ta còn sử dụng tính chất triệt sinh của các chất phóng xạ (làm cho côn trùng, ký sinh trùng mất sinh sản, bảo quản thực phẩm, vô khuẩn dụng cụ). c. Trong y học, nguyên tố phóng xạ dược dùng trong 3 lĩnh vực chính: - Áp dụng phóng xạ trong chẩn đoán, thăm dò chức năng (dùng các nguyên tố đồng vị phóng xạ với các phần tử đánh dấu) như xác định khối lượng tim, lưu lượng tuần hoàn (huyết thanh albumin đánh dấu bằng iod 131) đánh giá tình trạng một số cơ quan như tuyến giáp, gan, thận, não, những cơ quan này giữ lại một cách chọn lọc các nguyên tố phóng xạ đặc biệt (P32 bị giữ lại ở u não) hoặc thăm dò hoạt động của bộ máy hô hấp, tiêu hoá… - Áp dụng tia phóng xạ ngoại chiếu trong điều tri nhằm phá các tổ chức bệnh lý, đặc biệt là ung thư. Có thể áp dụng phương pháp cặm kim Iridi 192 hay Au 198 hoặc tiêm tĩnh mạch như điều trị cường giáp bằng I131. Có thể dùng phương pháp tiếp xúc, nguồn phóng xạ đặt cách da 5 cm hay dặt ngay sát da. - Áp dụng trong ngành dược: một số phương pháp phân tích công nghiệp bằng phóng xạ được sử dụng để xác định thành phần các dược phẩm. d. Trong nông nghiệp, ngoài việc dùng phóng xạ để nghiên cứu các hiện tượng sinh lý thực vật và sự sinh sản, còn có những ứng dụng sau đây: - Nghiên cứu các biến đổi thực vật: biến dị, tăng trưởng. - Nghiên cứu phân bón, hoá chất trừ sâu, diệt nấm… 1.3.3. Nhóm thứ ba: Là những người sử dụng máy phát tia X, đặc biệt các nhà điện quang trong y học. Tóm lại, trong các ngành khoa học, kinh tế… sự ứng dụng phóng xạ không ngừng tăng. Theo Pellerin năm 1968, ở Pháp có khoảng 100.000 phải tiếp xúc nghề nghiệp với các tia bức xạ ion hoá trong ngành y tế. Còn những người tiếp xúc trong các trường đại học, trong công nghiệp, nông nghiệp… thì khó có thể thống kê hết. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 10 §2. Tác hại của tia phóng xạ đối với cơ thể Các chất phóng xạ nguy hiểm hơn rất nhiều so với chất độc nguồn gốc động vật hay thực vật có độc tính cao nhất. Độc tố botulin với liều lượng một phần triệu gam là đủ làm chết người, trong khi một lượng nguyên tố phóng xạ P32 nhỏ hơn hàng trăm lần hít phải hay ăn phải cũng gây tử vong. CÁC LIỀU NHIỄM XẠ Liều lượng ( R ) Tỷ lệ nhiễm xạ ( % ) Tử vong ( % ) Tác hại 50 100 150 200 300 400 >600 0 0 25 100 100 100 100 0 0 0 0 20 50 100 - Cho đến 100R không có dấu hiệu lâm sàng - Bệnh khởi phát - Bắt đầu có tử vong - Liều gây tử vong 50% - Liều gây tử vong Tác hại của tia phóng xạ còn phụ thuộc vào: - Liều hấp thụ, nghĩa là năng lượng hấp thụ theo từng đơn vị khối lượng tổ chức bị nhiễm xạ. - Thời gian bị nhiễm xạ dài hay ngắn, liên tục hay gián đoạn. - Tính chất các tia bức xạ: X, α, β hay γ… - Tính chất các cơ quan hay tổ chức bị nhiễm xạ. Các tổ chức nhạy cảm nhất là tổ chức lymphô rồi đến tế bào biểu mô, các nhu mô của tuyến. Còn các tổ chức liên kết, cơ, thần kinh rất kém nhạy cảm Tác hại của bức xạ ion hoá lên cơ thể người thường là: - Nếu tác hại đến tế bào cơ thể người bị nhiễm xạ thì chính người này bị bệnh. - Nếu tác hại đến tế bào sinh dục, ảnh hưởng có thể biểu hiện đến thế hệ sau. Mỗi liều phóng xạ nhất định không nhất thiết tương ứng với một tác hại nhất định. Toàn bộ liều hấp thụ ở mỗi người được tích luỹ dần và không hồi phục. Các tổn thương chung là ở tế bào: ức chế phân chia kèm theo là sự hoạt hoá bình thường lại hoặc là hoạt hoá lại quá mức dẫn tới sự tăng sinh ác tính, ức chế enzym, tổn thương các gien, biến đổi các thể nhiễm sắc. Từ tổn thương tế bào này dẫn đến sự rối loạn chức năng các tổ chức, nhất là các tổ chức phát triển nhanh, giữ vai trò quan trọng trong sự sống như tuỷ xương, tổ chức lymphô, tổ chức ruột, tế bào sinh dục. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 11 Nói chung, người ta thường chia ra làm hai loại tác hại: tác hại lý hoá và tác hại sinh vật học. 2.1. Tác hại lý hoá 2.1.1. Ảnh hưởng trực tiếp: Ảnh hưởng này đơn thuần là vật lý rất quan trọng và diễn ra rất nhanh (1011 đến 1017 giây), những ảnh hưởng này là: - Sự kích thích: đây là tình trạng nguyên tử nhận được một mức năng lượng lớn hơn mức ban đầu. Trong một đại phần tử, năng lượng quá mức này có thể di chuyển tác động vào một số điểm yếu làm đứt chuỗi phân tử (khả năng biến đổi độ quánh, làm mất sự polyme hoá…) - Sự ion hoá: đây là sự hình thành các ion bằng cách thêm vào hay bớt đi các điện tử ở nguyên tử hay phân tử đã bị phân tích, dẫn đến những phản ứng phức tạp hơn. 2.1.2. Ảnh hưởng gián tiếp: Đây là những phản ứng hoá học tiếp theo hiện tượng ion hoá. Trong cơ thể, 75% trọng lượng các tổ chức, cơ quan là nước nên sự ion hoá các phân tử nước có một ý nghĩa rất dặc biệt, tạo nên các gốc tự do. Đáng kể nhất là các gốc hydro nguyên tử (H), hydroxyl (OH), hydroxyt (H2O), hydroperroxyt (H2O2). Các gốc này có khả năng tham gia vào phản ứng với các chất oxy hoá hoặc oxy khử mạnh, tác động dễ dàng đến các phân tử hữu cơ, phát sinh những phản ứng mới. Tiếp đó hiệu quả sinh vật của các tia phong xạ phụ thuộc vào hàm lượng oxy (tổ chức nào thiếu oxy không nhạy cảm bằng tổ chức đủ oxy). 2.2. Tác hại sinh vật học Đây là những ảnh hưởng thứ phát, thể hiện qua những rối loạn cấu trúc hay cơ năng. Thời gian ảnh hưởng này ở trong khoảng từ một giờ đến trên 30 năm và tuỳ thuộc ở liều nhiễm xạ cũng như liều lưu lượng nhiễm xạ. Người ta thường chia ra nhiều loại tác hại, những tác hại này xuất hiện do hoạt động của các gốc tự do ở trên, phát sinh nhiều loại phản ứng sinh hoá như: khử amin, oxy hoá các axit amin, khử carboxyt các axit hữu cơ, oxy hoá các hợp chất có nhóm - SH. Những phản ứng này xảy ra ở các axit nucleic, protein, axit amin và các polysaccarit… là những chất rất cần thiết cho tế bào. Thí dụ như các gốc tự do phản ứng với những gốc hoạt động của hệ thống enzym có nhóm SH, biến chúng thành những nhóm disulfo không hoạt động. Hoạt tính phân giải của hệ thống enzym có gốc SH bị phân huỷ. Một số enzym này lại rất cần thiết cho sự tổng hợp nucleoprotit và axit nucleic. 2.2.1. Tác hại đến tế bào: - Về hình thái, các ty lạp thể đã đặc biệt nhạy cảm, những nhân tế bào còn nhạy cảm hơn nhiều. Các biến đổi này xảy ra ở hạt nhân (nucleoles) và thể nhiểm sắc. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 12 - Về cơ năng, các rối loạn ngăn cản sự tổng hợp AND và ARN, các protein và kháng thể, cũng như hoạt tính của hệ thống enzym. Sự phân chia tế bào hoặc bị chậm lại, hoặc bị ức chế. Tiếp đó, tế bào bị chết. 2.2.2. Tác hại đến các cơ quan, tổ chức: - Da bị tổn thương ở biểu bì cũng như chân bì (ban đỏ, hoại tử, sau này dẫn đến ung thư da). - Cơ quan tạo huyết bị tổn thương nghiên trọng. Các tế bào non rất nhạy cảm với tia phóng xạ, còn các tế bào máu tuần hoàn kém nhạy cảm hơn nhiều. Khi các tế bào bị phá huỷ, thấy xuất hiện các dấu hiệu giảm bạch cầu, tiểu cầu. Khi cấu trúc các tế bào bị tổn thương, sự phân chia tế bào bị ảnh hưởng có thể dẫn đến sự phân chia không bình thường các bạch cầu, phát sinh bệnh tăng bạch cầu. Tổ chức lymphô là một trong những tổ chức nhạy cảm nhất với phóng xạ, nên những dấu hiệu tiếp xúc quá mức biểu hiện phụ thuộc vào số lymphô bào. - Các niêm mạc, đặc biệt niêm mạc ống tiêu hoá cũng bị tổn thương. Rối loạn tiêu hoá là dấu hiệu trong hội chứng nhiễm xạ toàn thân cấp, có thể gây loét, thủng ruột và xuất huyết. - Phổi cũng nhạy cảm với chất phóng xạ nhất là tia α và có thể ung thư. - Xương có thể bị nhiễm xạ, nhất là các tia α, β gây bệnh saccôm, tuỷ xương bị tổn thương nghiêm trọng. - Ở mắt thuỷ tinh thể biến đổi. Các tia X ,γ hay nơtron liệu cao sớm muộn có thể gây chứng đục nhân mắt, rồi đến tổn thương giác mạc và màng tiếp hợp. - Tuyến sinh dục bị tổn thương ở hai chức phận, liều bức xạ thấp gây tổn thương chức phận sinh sản vì các tinh nguyên bào rất nhạy cảm. Liều bức xạ phải cao hơn hẳn mới gây được tổn thương chức phận nội tiết, vì các tế bào kẽ rất ít nhạy cảm với phóng xạ. Chiếu xạ tinh hoàn dẫn đến tình trạng vô tinh trùng tạm thời hay vĩnh viễn, tuỳ liều chiếu xạ. Chiếu xạ buồng trứng làm mất kinh nguyệt, gây chứng mãn kinh nhân tạo tạm thời hay vĩnh viễn. - Hệ thống thần kinh về giải phẩu thì có sức đề kháng, nhưng về chức phận xem ra lại nhạy cảm, do đó cơ thể bị nhiễm xạ, sinh bệnh não tuỷ với biểu hiện liệt cứng. - Các tổn thương trên đây dẫn đến tình trạng tổn thương toàn cơ thể 2.2.3. Tác hại đến di truyền: Ảnh hưởng này rất nghiêm trọng vì tác động đến thế hệ sau của người bị nhiễm xạ. Các thể nhiễm sắc ở tế bào mầm bị biến đổi (AND bị biến đổi hoá học). Các tổn thương ở gien không phục hồi. Phần lớn các đột biến đều tai hại nhưng may mắn lại có tính lép di truyền. Nghiên cứu thế hệ sau của phụ nữ Nhật sau vụ nổ bom nguyên tử Hiroshima thấy có sự lệch hướng giới tính: số lượng con trai giảm hẳn đi. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 13 Các tác hại kể trên rất đa dạng, không có trường hợp nào đặc hiệu đối với một tác nhân gây bệnh nào cả. Các tổn thương không xuất hiện ngay. Từ khi bị nhiễm xạ đến khi xuất hiện các rối loạn, phải có một thời gian. Phải sau nhiều năm, bệnh đục nhãn mắt mới được phát sinh và sau hàng chục năm mới thấy xuất hiện ung thư. Các tổn thương thường có dấu hiệu hồi phục nhất khi bị ô nhiễm liều xạ thấp và hiện tượng hồi phục có được là do còn có các tế bào hay tổ chức chưa bị nhiễm xạ. Các rối loạn về máu có thể hết đi nhưng tiến triển của một số tổn thương như hoại tử hay ung thư lại không thể hồi phục. Sau hết, người ta biết rằng phần lớn các tổn thương tổ chức hay cơ quan hình như xuất hiện bắt đầu từ một "ngưỡng" nào đó, nghĩa là từ một liều bức xạ nào đó mà cơ thể bị nhiễm xạ nhận được. Tính chất này cho thấy tính ưu thế của quá trình phá huỷ so với quá trình hồi phục sau một thời gian dài hoặc ngắn. Sự đột biến nhiễm sắc thể có thể quan sát qua kính hiển vi. Nhiễm sắc thể gãy, sự chắp nối không bình thường, gây nên hiện tượng nhiễm sắc thể lạc chỗ. Sự phân bố gien trong không gian và hệ gien có thể biến đổi sâu sắc, có khả năng mất thông tin di truyền. Hiện nay, khó đánh giá tầm quan trọng đúng đắn của sự biến đổi nhiễm sắc thể. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 14 §3. Cách phòng chống 3.1. Bệnh phóng xạ cấp tính Đây là những tai nạn thường gặp trong lao động hoặc chiến tranh. Năm 1945, hàng vạn người ở hai thành phố Hiroshima và Nagasaki, Nhật Bản bị chiếu bởi một liều phóng xạ mạnh tới hàng trăm rad trên toàn cơ thể trong vài giây. Mức độ mắc bệnh phóng xạ cấp tính phụ thuộc vào liều lượng chiếu xạ. Tiến triển của bệnh chia ra làm 4 thời kỳ. 3.1.1. Thời kỳ khởi phát Thời kỳ này vài giờ đến 4-5 ngày. Ngày sau khi bị nhiễm xạ hoặc sau vài giờ, nạn nhân thấy buồn nôn, nôn mửa, nhức đầu chóng mặt, lo lắng, xanh xao, mồm miệng khát khô… Khi khám thấy da đỏ, run tay, mạch nhanh, huyết áp lúc đầu tăng, sau giảm. 3.1.2. Thời kỳ tiềm tàng Thời kỳ này trung bình khoảng 3-4 tuần. Nạn nhân thấy dễ chịu, tưởng là qua khỏi. Thỉnh thoảng chỉ thấy nhức đầu, hơi khó ngủ. Thực ra bệnh vẫn tiến triển. Bạch cầu đơn nhân giảm, số lượng tiểu cầu giảm rõ rệt ở tuần thứ hai. Mạch không ổn định, nhịp tăng nhanh. 3.1.3. Thời kỳ toàn phát Thời kỳ này kéo dài 2-3 tuần. Các triệu chứng lâm sàng xuất hiện rõ rệt. Nạn nhân kém ăn, mất ngủ, nhức đầu dữ dội. Tim đập nhanh, đau vùng ngực. Tim to, có tiếng thổi tâm thu. Thường có phế quản phế viêm. Nạm nhân sốt liên tục từng cơn. Họng, ruột bị viêm, miệng bị loét. Tổ chức máu bị tổn thương nghiêm trọng. Số bạch cầu, tiểu cầu giảm sút nghiêm trọng, thiếu máu nặng nề. Tình trạng xuất huyết dưới da, niêm mạc xuất hiện: nạn nhân bị chảy máu ở miệng, da vùng bẹn, chân, bụng, đường tiêu hóa, ở võng mạc mắt và đái ra máu. Thời gian máu chảy và máu đông kéo dài. Tóc bắt đầu rụng, kể cả râu và lông. Thần kinh suy nhược. Ở tủy xương, số lượng tủy bào giảm sút trầm trọng, có tình trạng bất sản tủy. 3.1.4. Thời kỳ khôi phục Thời kỳ này dài vài tháng hoặc vài năm. Hệ thống tạo huyết có biểu hiện phục hồi đầu tiên. Nhiệt độ trở lại bình thường, ngừng chảy máu. Tóc mọc lại sau 3 tháng. Tuy phục hồi, nhưng hậu quả để lại không ít: giảm tuổi thọ, đục nhãn mắt, khả năng sinh dục giảm. Đặc biệt có thể dẫn đến tình trạng ung thư, nhất là bệnh bạch cầu, hoặc di truyền đến thế hệ sau như dị tật băm sinh, bào thai chết… Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 15 3.2. Tác hại nghề nghiệp Đây là biểu hiện bệnh nghề nghiệp do tiếp xúc với tia phóng xạ. Tính chất của các tia phóng xạ, tác hại của chúng đối với cơ thể với các tổn thương nêu trên đây, xác định rõ nguy cơ ở những công nhân tiếp xúc nghề nghiệp. 3.2.1. Cách nhiễm xạ cơ thể: Về phương thức nhiễm xạ, đây là một khái niệm quan trọng cần phải chú ý. Hai mươi năm trước đây, khái niệm này còn lẫn lộn và không được biết đến. Các tia bức xạ ion hóa nhiễm vào cơ thể theo 3 cách : - Chiếu xạ ngoại chiếu . - Nhiễm xạ ngoại chiếu. - Nhiễm xạ nội chiếu. ¾ Chiếu xạ ngoại chiếu xảy ra khi có sự tiếp xúc với các nguồn phóng xạ ở bên ngoài (phóng xạ vũ trụ tự nhiên, phóng xạ nhân tạo trong hóa học hay công nghiệp, phải tiếp xúc thường xuyên hay sự cố). ¾ Nhiễm xạ ngoại chiếu là do các chất phóng xạ chẳng may rơi vào, đọng vào da, vào tóc, có thể xảy ra ở môi trường lao động do thiếu bảo hộ. Cách nhiễu xạ này có thể xử lý dễ dàng bằng cách tắm rửa ở nơi lao động hay ở các cơ sở y tế. ¾ Nhiễm xạ nội chiếu cần phải chú ý đặc biệt, vì nguồn phóng xạ lại ở trong cơ thể. Có nguồn nhiễu xạ nội chiếu tự nhiên trong cơ thể (kali 40 trong cơ) do thức ăn mang lại. Nhưng sự nhiễm xạ này cũng có thể do chất phóng xạ vào cơ thể trong nhiều trường hợp: sử dụng các nguyên tố phóng xạ, ô nhiễm nơi lao động (nhà máy, bệnh viện, phòng thí nghiệm) hay tai nạn lao động. Về nhiễm xạ nội chiếu, có nhiều vấn đề phức tạp phải nghiên cứu : Chất phóng xạ vào cơ thể theo 3 con đường: - Đường da - xuyên qua da lành hay vào trực tiếp qua vết xước hoặc vết thương. - Đường tiêu hóa qua thực phẩm hoặc nuốt sau khi hít thở (50% số lượng hít thở vào lại nuốt đi) - Đường hô hấp nguy hiểm nhất vì trực tiếp nhất, do thở phải hơi khí, bụi hay các hạt nhiễm xạ. Các chất hòa tan thấm qua thành phế quản, các chất không hòa tan ở lại phổi (25% liều hít vào). Độc tính của các chất phóng xạ phụ thuộc vào tính chất của hợp chất (vô cơ hay hữu cơ), dạng tồn tại vật lý (hơi, khí, bụi …) tính chất lý hóa (độ hòa tan…) tính chất hóa học (độ kiềm, kim loại nặng) Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 16 Sự chuyển hóa của nguyên tố phóng xạ quyết định sự khu trú trong cơ thể và ta có khái niệm “cơ quan nhạy cảm” dựa trên sự nhạy cảm với các tia phóng xạ, khả năng giữ chất phóng xạ và còn dựa vào tình hình hoạt động của cơ thể. SỰ KHU TRÚ CHẤT PHÓNG XẠ NGUYÊN TỐ PHÓNG XẠ CƠ QUAN KHU TRÚ - Radi, uran, pluton, stroni - Coban - Iot - Kali, carbon - Natri - Xương - Gan - Tuyến giáp - Vùng trong tế bào - Vùng ngoài tế bào Các nguyên tố không được hấp thu đào thải ra theo hô hấp và qua phân. Còn các nguyên tố được hấp thu cũng đào thải nhưng theo các đường thích hợp. - Uran, pluton Æ tiết niệu - Radon Æ phổi - Triti Æ mồ hôi - Stronti Æ phân và nước tiểu Các nguyên tố phóng xạ trong cơ thể ngày càng giảm đi theo hai cách: - Các nguyên tố phóng xạ giảm theo chu kỳ bán phân hủy và theo sự đào thải sinh học. - Chu kỳ phóng xạ được xác định bằng thời gian cần thiết để cho một nửa nguyên tố phóng xạ mất đi do sự phân rã. Chu kỳ này tỷ lệ thuận với số lượng nguyên tố phóng xạ có trong cơ thể. Chu kỳ sinh học được xác định bằng thời gian cần thiết để cho một nửa số nguyên tố phóng xạ được đào thải ra theo các quá trình sinh vật. 3.2.2. Yếu tố tổ chức: Như trên đã trình bày, tính chất các tổ chức có sự nhạy cảm với phóng xạ khác nhau. Theo định luật Bergonie và Tribondeau, sự nhạy cảm với phóng xạ càng lớn khi: - Tổ chức càng trẻ và gồm những tế bào ở thời kỳ phân chia. - Các tế bào càng ít biệt hóa. Trật tự của sự nhạy cảm với phóng xạ, theo thứ tự giảm dần, có thể trình bày cụ thể như sau: Tổ chức lymphô - tổ chức tủy bào - tổ chức biểu mô (tế bào đáy của biểu mô tuyến, biểu bì, ruột) – nhân mắt - tổ chức nội mô mạch máu … Các bệnh án thu thập được sau khi dùng phóng xạ điều trị vùng bụng ở phụ nữ có thai và bệnh án các nạn nhân của vụ nổ bom nguyên tử ở Nhật, năm 1945, đã chứng minh rõ ràng tính nhạy cảm chọn lọc với phóng xạ của phôi thai, nhất là trong những tuần đầu. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 17 Cơ thể trẻ em tự nhiên là nhạy cảm hơn. Do đó không được tuyển dụng công nhân dưới 18 tuổi vào làm việc trực tiếp ở nơi có phóng xạ. Diện tích của tổ chức bị nhiễm xạ giữ vai trò quan trọng, quyết định tổn thương nặng hay nhẹ, giống như diện tích bị bỏng, diện tích càng lớn, bỏng càng nặng. Trường hợp chiếu xạ ngoại chiếu, do sự cố, một liều duy nhất 60 rad, hấp thu ở một đầu chi (thí dụ bàn chân và cổ chân) gây ra hậu quả nghiêm trọng, nhưng tổ thương khu trú. Cũng vẫn liều đó hấp thu toàn thân có thể làm chết người. Đối với nhiễm xạ nội chiếu, một liều phóng xạ tập trung chọn lọc vào một tổ chức có thể làm xấu tiên lượng.Thực vậy, chất phóng xạ càng rải rác trong cơ thể, lại càng dễ đào thải. Chất phóng xạ càng khu trú trong cùng một cơ quan (cơ quan nhạy cảm) sự phá hủy lại càng nhanh. Khi bị nhiễm phóng xạ nội chiếu do sự cố bằng một lớn nguyên tố đồng vị phóng xạ I131 chất này sẽ cố định chọn lọc vào tuyến giáp và tuyến giáp sẽ bị phá hủy. 3.2.3. Tổn thương nghề nghiệp: Người ta đặc biệt nhạy cảm với các tia bức xạ ion hóa so với các sinh vật khác. Sau đây là liều tử vong 50% ở các sinh vật khác nhau (LD50). - Nguyên sinh động vật : 250.000 rad. - Ruồi dấm : 50.000 rad. - Sên : 15.000 rad - Ếch : 3.000 rad - Chuột : 1.000 rad - Người : 400 rad Chính các nhà bác học phát minh ra các tia X, tia phóng xạ đã bị nhiễm xạ. Các bệnh án thu thập trong các phòng nghiên cứu, trong ngành y tế, ở các nhà điện quang, cũng như ở bệnh nhân điều trị bằng phóng xạ, đã cho thấy có khá nhiều tổn thương do phóng xạ. Các vụ nổ bom nguyên tử năm 1945 đã cho thấy rõ các loại tổn thương do phóng xạ. Người ta cũng nghiên cứu các tổn thương này ở súc vật thực nghiệm, nhất là ở loài có vú, từ khoảng 30 năm nay. Trong các trung tâm nghiên cứu hạt nhân, người ta có điều kiện nghiên cứu các tai nạn do phóng xạ. Các tổn thương do phóng xạ được xác định từ 80 năm nay, nhưng những bệnh nhiễm xạ nghề nghiệp đã được theo dõi từ nhiều thế kỷ (bệnh phổi ở thợ mỏ Joschimstal và Schneeberg, mô tả từ thế kỷ thứ 16). Từ đó, các tổn thương nghề nghiệp do phóng xạ có nhiều bao nhiêu thì tình hình cũng tăm tối bấy nhiêu. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 18 Cavigneax nêu lên vài số liệu: trên 100 tử vong do Edison xác nhận năm 1948 - ở công nhân thao tác với máy móc có chất phóng xạ trong khoảng các năm 1890 và 1930. Arntein, năm 1913, thống kê 276 thợ mỏ chết vì ung thư phổi trong khoảng 1875 và 1912. Năm 1935, Lange cũng nêu lên ở Schnecberg khoảng 65% số tử vong ở thợ mỏ đang làm việc hay đã về hưu là do ung thư phổi. Năm 1944, Nanch công nhận là bệnh bạch cầu gặp nhiều ở các thầy thuốc điện quang hơn trong nhân dân. Trong chiến tranh 1914 - 1918, các công nhân Hoa Kỳ ở New – Jersey phải tiếp xúc nghề nghiệp với radi (sơn các mặt đồng hồ dạ quang) 20 người bị chết trong khoảng các năm 1918 - 1930, với bệnh thiếu máu bất sàn hay bị tổn thương xương, thường khu trú ở xương hàm (saccôm tạo xương). Nếu biết được chính xác thì số lượng các nạn nhân tiếp xúc nghề nghiệp với tia bức xạ ion hóa sẽ rất lớn. Ngày nay, với các biện pháp đề phòng có hiệu quả và với các phương pháp phát hiện sớm, số tổn thương nghề nghiệp do phóng xạ đã giảm bớt. a. Tổn thương nghề nghiệp do chiếu xạ ngoại chiếu toàn thân: Các tai nạn nghiêm trọng hiếm xảy ra (lò phản ứng nguyên tử, tai nạn ở các nhà nguyên tử học Nam Tư, năm 1958), các tia bức xạ hay gặp là tia γ và nơtron. Sự chiếu xạ toàn thân gây nên bệnh phóng xạ cấp: - Liều trên 5.000 rem: chết sau vài phút do chiếu xạ tác động lên trung ương thần kinh. - Từ 1000 - 5000 rem: chết sau vài giờ. - Từ 500 - 1000 rem, chết sau vài ngày. Bệnh cảnh lâm sàng chủ yếu là các dấu hiệu dạ dày, ruột xuất hiện sớm (loét niêm mạc), các rối loạn huyết học cực kỳ nghiêm trọng. - Từ 250 - 500 rem: đây là liều tử vong 50%, tiến triển lâm sàng qua bốn thời kỳ (bệnh phóng xạ cấp tính). Có tử vong do xuất huyết hoặc nhiễm khuẩn. Khả năng miễn dịch và tạo huyết của cơ thể giảm sút. Nếu tiến triển tốt các triệu chứng huyết học khá lên nhưng thường chậm. - Từ 50 - 250 rem: không có dấu hiệu lâm sàng. Chỉ có vài dấu hiệu cơ năng vào ngày đầu tiên (biếng ăn, buồn nôn, nôn). Bạch cầu rối loạn, lymphô bào tăng thường rất nhanh, rồi giảm dần trong một tháng. Sự khôi phục rất chậm, đến vài tháng. Bạch cầu trung tính giảm chậm hơn. Thiếu máu xuất hiện rõ từ 100 rem. Tiểu cầu cũng giảm. Không xuất huyết, hiếm gặp tử vong. - Dưới 50 rem: Không có dấu hiệu lâm sàng và cả dấu hiệu cơ năng. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 19 - Từ 25 rem, có thể phát hiện các rối loại huyết học. Bạch cầu bị tổn thương đầu tiên (tuổi thọ tuần trung bình trong máu tuần hoàn là 5 ngày). Hồng cầu giảm chậm hơn (tuổi thọ trung bình là 120 ngày). - Các tế bào gốc nhạy cảm hơn tế bào máu tuần hoàn và đặc biệt là tổ chức lymphô (lymphô bào hai nhân, lymphô bào nhiều múi). Một số ảnh hưởng đến thể nhiễm sắc cũng có thể phát hiện được trong khoảng 15 đến 25 rem: nhưng rất khó. b. Chiếu xạ ngoại chiếu cục bộ: Tổn thương da hay gặp nhất. Các nghề tiếp xúc với phóng xạ bị tổn thương này có nhiều: thao tác với máy chiếu tia X, kỹ thuật viên hạt nhân (γ, nơtron), người sử dụng nguyên tố phóng xạ và nguồn β. Tia β rất hại với da vì quãng đường đi của tia rất ngắn, chỉ giới hạn ở khoảng vài milimét trong tổ chức. Ban đỏ là tổn thương lành tính, có thể mất đi hoàn toàn. Viêm biểu bì dịch rỉ do phóng xạ do liều 1.000 rem gây nên. Các tế bào lớp đáy bị tổn thương. Một số nốt phỏng nổi lên rỉ ra thành dịch. Tiến triển tốt nhất phải mất 3 tuần, lông ở vết sẹo bị rụng hết. Viêm da: Liều 2.000 rem gây tổn thương nghiêm trọng chân da. Các nốt phỏng xuất hiện sớm. Tiến triển tốt: rất chậm chạp, sẹo hóa xơ. Tiến triển xấu: có nhiều vết loét. Việc khỏi bệnh cũng rất bấp bênh, sẹo rất nông. Tuy nhiên, ở những tổn thương viêm da do phóng xạ, rất hiếm thấy ung thư hóa muộn. Tổn thương mắt: giác mạc và màng kết mạc bị viêm (tai X loại 70 KeV và tia β. Tia γ và nơtron liều rất mạnh (hàng ngàn rem) làm đục giác mạc, phá hủy các tuyến ở mắt, dẫn tới sự mù lòa. Tổn thương tuyến sinh dục: Các tinh nguyên bào rất nhạy cảm với các tia phóng xạ vì hoạt động gián phân của chúng. Với một liều lượng 200 rem, thấy chứng vô sinh tạm thời và liều 500 rem gây vô sinh vĩnh viễn. Ngược lại, chứng phân nội tiết của tinh hoàn lại có sức đề kháng mạnh. Ở phụ nữ, buồng trứng bị nhiễm một liều 1.000 rem, hầu như vô sinh ngay. Những tinh nguyên bào nào ở nam giới và những nang còn non ở phụ nữ mà có sức đề kháng với phóng xạ, lại là những véctơ truyền những hậu quả di truyền cho thế hệ sau. Ngoài ra, còn đáng sợ tình trạng đột biến di truyền. Đối với phôi: một liều cục bộ rất nhỏ (một phần mười rem) có thể gây tác hại nghiêm trọng. Điều này cần lưu ý trong điều lệ bảo vệ nhân viên nữ. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 20 c. Chiếu xạ ngoại chiếu kinh diễn: Các tổn thương nghề nghiệp kinh diễn là do các liều nhỏ chiếu liên tiếp. Hậu quả phát sinh quá chậm. Da (nhất là bàn tay, ngón tay) có thể bị tổn thương, gặp ở các nhà điện quang, phẫu thuật viên hay các nhà chuyên môn thao tác dưới màn X quang, ở công nhân sản xuất các bóng rơnghen, ở những người sử dụng nguyên tố phóng xạ phát tia β. Các tổn thương xuất hiện sau nhiều tháng hay nhiều năm và là kết quả của nhiều liều nhỏ chiếu liên tiếp, cộng cả lại lên đến hàng trăm rem. Trước tiên người ta thấy da khô (tổn thương tuyến bã). Móng tay có khía, các vân tay mất đi nhanh chóng (yếu tố đánh giá sự giám sát các nhân viên tiếp xúc với tia β). Các tổn thương ở da có thể ung thư hóa. Ở mắt, có thể đục nhân mắt, xuất hiện muộn, gặp ở những người thao tác với mát phát tia X, máy gia tốc các tia γ. Đặc biệt các nơtron là nguyên nhân của bệnh đục nhân mắt nghề nghiệp (2.000 rem trong vài tháng, 1.000 rem trong nhiều năm). d. Nhiễm xạ toàn thân kinh diễn: cơ quan tạo huyết bị tổn thương làm giảm hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu. Tổ chức lymphô nhạy cảm nhất nên dấu hiệu sớm nhất biểu hiện ở lymphô bào. Nói chung, giảm bạch cầu và thiếu máu xuất hiện ngay, còn bạch cầu xảy ra muộn. - Bệnh giảm bạch cầu cũng như giảm hồng cầu là kết quả của những rối loạn ở cơ quan tạo huyết. Bạch cầu trung tính giảm. Sự đảo ngược công thức kéo dài dai dẳng và xảy ra trước xuất hiện dấu hiệu bệnh bạch cầu đầu tiên. - Thiếu máu bất sản và thường kèm theo giảm bạch cầu và giảm tiểu cầu. Bệnh tiến triển nặng, có tai biến xuất huyết hay nhiễm khuẩn. Thiếu máu cũng có thể xảy ra trước bệnh bạch cầu. Dấu hiệu báo động của bất sản tủy là giảm bạch cầu trung tính. - Bệnh bạch cầu do phóng xạ không có tính chất đặc hiệu, có thể xảy ra trong đợt thiếu máu, giảm hay tăng bạch cầu. Bệnh này hay gặp ở một số nghề nghiệp (nghiên cứu y học) hay ở một số bệnh nhân nhiễm xạ. Các bệnh án của các nạn nhân của vụ nổ bom nguyên tử ở Nhật xác nhận vai trò của bức xạ ion hóa trong căn nguyên bệnh. - Sự xuất hiện bệnh ung thư sau một thời gian dài có liên quan rõ rệt với nguy cơ phóng xạ. Giống như các tổn thương huyết học, ung thư cũng không có tính đặc hiệu. e. Tổn thương nghề nghiệp do nhiễm xạ nội chiếu: Các tổn thương này cực kỳ nguy hiểm: - Nhiễm xạ một liều, do vết thương hiếm gặp, hậu quả nghiêm trọng. Các nguyên tố phóng xạ nhiễm vào tác động theo nhiều yếu tố mà chúng ta đã biết. Các rối loạn giống như nhiễm xạ ngoại chiếu, nhưng một số tổn thương có tính chất khu trú chọn lọc. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 21 Nhiễm xạ nội chiếu do sự cố đòi hỏi biện pháp điều trị, nhằm thải trừ nhanh chóng các nguyên tố phóng xạ nhiễm vào. Rất khó thúc đẩy nhịp điệu đào thải tự nhiên. Nguyên tố phóng xạ phát ra tia α nguy hiểm nhất. Nguyên tố phóng xạ cố định ở xương gây tổn thương xương (saccôm tạo xương hay hoại tử) và tổn thương tạo huyết (bệnh bạch cầu bần huyết). Strônti 90 và tia β cùng khu trú chọn lọc ở xương, Iốt 131 phát ra tia β và γ tập trung nhanh chóng ở tuyến giáp. Tia γ, nếu phát ra từ radi, có đặc tính khu trú vào xương và gây nhiều tác hại: rối loạn tủy xương với những biểu hiện huyết học nghiêm trọng, rồi gãy viêm xương, saccôm xương. - Nhiễm xạ liên tiếp nhiều lần cũng nguy hiểm. Cùng cần nhấn mạnh là nhiễm xạ nội chiếu là liên tục, còn nhiễm xạ ngoại chiếu kinh diễn nghề nghiệp là gián đoạn. - Ung thư phổi xưa kia hay gặp ở thợ mỏ, nay có thể gặp ở nhân viên các xí nghiệp, các phòng sản xuất hay sử dụng các nguyên tử phóng xạ, hít phải bụi, khí dung hay hơi khí phát ra tia α. Các nguyên tố phóng xạ không hòa tan nằm ở phế nang là một yếu tố làm nguy cơ tăng thêm. Lịch sử đã cho thấy những tai hại do ung thư phổi nghề nghiệp gây nên. Cần phải phát hiện sớm. Việc giám sát các nhân viên tiếp xúc và bắt buộc phải chụp X quang phổi thường kỳ cho họ. Ung thư xương nghề nghiệp cũng đã được biết rõ. Bệnh xảy ra do nhiễm xạ nội chiếu radi (α) plutoni (α) stronti (β). 3.3. Tiêu chuẩn chuẩn đoán 3.3.1. Đối tượng chẩn đoán: Người lao động được xét chẩn đoán phải làm việc ở môi trường có nguồn phóng xạ (bức xạ iôn hóa) tự nhiên hoặc nhân tạo, tia X, có liều chiếu xạ vượt quá giới hạn cho phép (2,8 mR/giờ) hoặc có liều hấp thụ cá nhân 5 Rem/năm (hoặc 100 mRem/tuần hay 2,8 mRem/giờ). 3.3.2. Tiêu chuẩn chẩn đoán: a. Dấu hiệu cận lâm sàng: Tiêu chuẩn này bao gồm các kết quả xét nghiệm cận lâm sàng với các chỉ tiêu theo giới hạn quy định trong bảng sau đây: TÊN CHỈ TIÊU MỨC Số lượng bạch cầu trong 1mm3 máu tuần hoàn nhỏ hơn hoặc bằng: 4.000 Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 22 b. Dấu hiệu lâm sàng: (Sự nhiễm xạ có thể là nhiễm xạ nội chiếu, chiếu xạ hoặc nhiễm xạ ngoại chiếu). ¾ Thể nhẹ: Rối loạn điều hòa thần kinh (mất thăng bằng hệ thần kinh tự động). - Huyết áp động mạch hạ. - Mạch nhanh và loạn nhịp xoang. - Rối loạn vận mạch ruột và chức năng mật. - Dễ kích thích. ¾ Thể tiến triển hơn: - Ức chế tiết dịch vị. - Dấu hiệu lâm sàng và điện tim của chứng loạn dương cơ tim với biểu hiện huyết áp động mạch hạ kéo dài. - Rối loạn chức năng buồng trứng: ít kinh nguyệt ở phụ nữ, giảm sản (hypoplasie) tủy xương kéo dài (giảm bạch cầu hạt và lymphô bào), giảm tiểu cầu. ¾ Viêm da mãn tính do nhiễm xạ ngoại chiếu: - Loạn cảm giác - Đau - Ngứa - Khô da (giãn mao mạch lòng bàn tay), loạn dưỡng nhẹ móng tay. - Nứt nẻ da. - Tăng sừng hóa. - Xung huyết. - Loét da. ¾ Đục nhãn mắt. ¾ Dấu hiệu muộn: - Ung thư da. - Ung thư xương. - Bệnh bạch cầu tủy. - Ung thư thượng bì (Carcinome) phổi. 3.4. Biện pháp điều trị và phòng bệnh 3.4.1. Điều trị Tuy không có thuốc điều trị đặc hiệu, nhưng cũng không được coi nhẹ mà phải chú ý điều trị toàn diện, thực hiện chu đáo chế độ ăn uống nghỉ ngơi. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 23 Trong bệnh phóng xạ cấp tính ở thời kỳ khởi phát, nên dùng các loại thuốc chống nôn (atropin), các thuốc kháng histamin, trợ tim mạch…, phải chống mất máu và các chất điện giải: cho uống nhiều, tiêm dung dịch mặn, ngọt cho các loại vitamin (C, B1, B2, A, PP…). Trong thời kỳ toàn phát, phương pháp điều trị chủ yếu là kháng sinh, truyền máu hoặc các chất thay thế máu, các thuốc cầm máu, vitamin, nội tiết tố và thuốc kháng histamin. Đối với nhiễm xạ nghề nghiệp, để bệnh nhân nghỉ ngơi, ở nơi không khí trong sạch, ngủ đầy đủ, ăn uống đủ chất đạm và vitamin. Về thuốc, cho các loại an thần, vitamin B12, B6 … chống chảy máu (vitamin P, rutin, vitamin K), truyền máu… 3.4.2. Phòng bệnh Về phòng bệnh, người ta chú ý các biện pháp bảo vệ, để ngăn ngừa tình trạng chiếu xạ, bằng khoảng cách, màn che chắn, thời gian và cách ly. a. Bảo vệ bằng khoảng cách: - Lượng chiếu xạ giảm rất nhanh theo khoảng cách. Thực tế, lượng của một nguồn phóng xạ, ở một điểm, tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ điểm tới nguồn. Thí dụ cách nguồn 1 mét, người ta đo được cường độ 270 R/giờ, thì: - Cách 3m, cường độ là 270/32 = 30 R/giờ. - Cách 10m, cường độ còn 270/102 = 2,70 R/giờ Như vậy, cần tránh xa nguồn phóng xạ khi thao tác. Phải dùng các kẹp dài hoặc các phương tiện điều khiển từ xa. b. Bảo vệ bằng che chắn: Một tia phóng xạ mất đi một phần hoặc toàn phần năng lượng khi đâm xuyên qua vật chất. Hiện tượng này phụ thuộc vào tia phóng xạ và màn che chắn. - Tia anpha: một màn che rất mỏng cũng giữ lại được. - Tia bêta: tia β được giữ lại bởi một màn che có độ dày vừa đủ, bằng các vật liệu nhẹ. - Tia gamma: màn che bằng chì và phải dày (tường bê tông, kính pha chì, dày hàng chục centimét). Tuy nhiên, tia γ không bao giờ bị chặn giữ lại hoàn toàn. Do đó, có các màn che có độ dày - một nửa, độ dầy - một phần ba, độ dày - một phần mười… nghĩa là độ dày vẫn để đi lọt qua một liều phóng xạ gamma là một nửa, một phần ba, một phần mười… - Tia nơtron: Các màn che có thể làm giảm tia nơtron. Nhưng nơtron có tính chất làm cho các màn che chắn phát ra phóng xạ Các chất có hydro như nước, parafin, hay các chất như bo, cadmi…có tác dụng che chắn tốt. Bài giảng ô nhiễm phóng xạ Trang 24 c. Bảo vệ bằng thời gian: Hoạt tính của một nguyên tố phóng xạ giảm theo thời gian và do đó lưu lượng liều phóng xạ phát ra cũng như vậy. d. Bảo vệ bằng cách ly với quần áo bảo hộ lao động: Quần áo bảo hộ lao động và trang bị phòng hộ khác có tác dụng bảo vệ chống sự nhiễm xạ ngoại chiếu và nội chiếu, ngoài ra còn có thể phần nào chống sự chiếu xạ. Cụ thể, để đề phòng những tia phóng xạ từ ngoài vào người ta sử dụng những tấm che chắn bằng chì, băng bêtông đối với tia X, tia gamma; bằng chất dẻo đối với tia β, bằng bo, cadmi đối với các hạt nơtron. Cần phải chú ý thao tác với các chất phóng xạ từ xa, giới hạn thời gian lao động để tránh hấp thụ quá liều tối đa cho phép. Mặt khác, nên thường xuyên đo kiểm tra tình hình nhiễm xạ tại nơi làm việc. Công nhân viên khi làm việc được mang một chiếc máy đo liều phóng xạ, dưới hình thức bút, phim,... Để tránh ăn hoặc hít thở phải, người ta thường để các chất phóng xạ cách biệt một nơi, đeo găng tay cao su pha chì khi thao tác, mặc quần áo không thấm nước và giặt giũ được sau khi lao động và tắm rửa trước khi về nhà. Phải có hệ thống thông gió, hút bụi hoạt động tốt và đeo khẩu trang chống bụi khi cọ rửa nơi làm việc. Cần tổ chức khám tuyển cho công nhân, khám sức khoẻ chung và thử máu. Trong các đợt khám sức khoẻ định kỳ hàng tháng hoặc từ 3 đến 6 tháng, chú ý tiến hành xét nghiệm máu để phát hiện sớm các biểu hiện bệnh lý do phóng xạ gây ra. Xét nghiệm máu là một biện pháp phát hiện bệnh rất thông dụng. Không cần phải để bệnh nhân nhịn đói. Nên thử vào buổi sáng, bệnh nhân có thể ăn sáng (không ăn thịt) vài giờ trước đó và được nghỉ ngơi. Ngoài ra, rất cần khám bệnh ngoài da. Phải dặn dò những người tiếp xúc nhất thiết phải đi khám bệnh khi có biến đổi ở da. Cần chú ý vị trí, điện tích và tính chất tiến triển của tổn thương. Như vậy, theo dõi sức khoẻ công nhân tiếp xúc phải dựa chủ yếu vào sự biến đổi máu tuần hoàn, vào tình trạng da và niêm mạc, vào biến đổi tuỷ xương và chức năng sinh sản. Nếu phát hiện được bệnh, phải gửi đi điều trị và điều dưỡng. Sau đó, gửi bệnh nhân đến hội đồng giám định y khoa để xác định tỷ lệ mất khả năng lao động.