Хотя радиация может относиться ко всем формам электромагнитного излучения, включая свет и радиоволны, его чаще используют, когда описывающее ионизирующее излучение - высокоэнергетическое излучение, которое может ионизировать атомы, такое как излучение, выделяемое при распаде радиоактивных изотопы. Рентгеновские лучи, гамма-лучи, альфа- и бета-частицы - все это формы ионизирующего излучения. Если они присутствуют в достаточном количестве, они могут нанести вред здоровью людей и других животных.
Типы
Энергия фотона электромагнитной связи задается уравнением Планка-Эйнштейна, E = hν, где E - энергия, h - постоянная Планка, а ν - частота. Из этого уравнения мы знаем, что чем выше частота, тем выше энергия.
Гамма-лучи и рентгеновские лучи находятся на вершине частотного спектра и, следовательно, имеют высокую энергию. Когда фотон гамма- или рентгеновского излучения попадает в электрон или частицу, он передает свою энергию своей цели. Эта передача энергии может потенциально удалять электроны из атомов или ионизировать их, а также разрывать химические связи между атомами.
Альфа- и бета-излучение - это частицы высоких энергий, выбрасываемые распадающимися ядрами нестабильных изотопов. Они обладают еще большей способностью ионизировать атомы и разрушать химические связи, хотя блокируются легче, чем рентгеновские лучи и гамма-лучи. Полоний-210 - это один радиоактивный изотоп, который испускает альфа-частицы; В 2006 году об этом заговорили, когда бывшего офицера КГБ России Александра Литвиненко отравили полонием.
Значимость
Когда ионизирующее излучение поражает животную клетку, оно может разрушать химические связи внутри молекул или образовывать новые связи. Степень, в которой эти изменения вредят клетке, зависит от того, какие молекулы изменены, и от природы этих изменений. Повреждение ДНК особенно опасно, поскольку накопленные изменения в клеточной ДНК потенциально могут привести к раку.
Клетки имеют внутренние механизмы восстановления, которые могут выдерживать повреждения до определенного момента. Однако, если достаточное количество ионизирующего излучения поразит животную клетку или повреждение будет достаточно серьезным, клетка погибнет.
Размер
Дозы излучения обычно измеряются с помощью единицы, называемой грей или Гр, хотя до недавнего времени предпочиталась единица, называемая рад, и до сих пор широко используется. Рад эквивалентен одному градусу серого. Более высокие дозы потенциально более смертельны для животных. Острая доза радиации составляет один рад или выше; хроническое воздействие - это многократное воздействие низких доз в течение длительного периода времени.
Некоторые животные кажутся более выносливыми, чем другие. В выпуске программы Discovery Channel 2008 «Разрушители легенд» отмечалось, что, хотя тараканы и мука жуки могут переносить более высокие уровни радиации, чем люди, эти насекомые также погибнут при воздействии массивных дозы.
Эффекты
Клетки животных, которые быстро делятся, страдают наиболее серьезным повреждением во время острого воздействия. Например, клетки костного мозга и лимфатической ткани особенно уязвимы, как и быстро делящиеся клетки слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта млекопитающих. Массивные дозы радиации могут вызвать диарею, рвоту, внутреннее кровотечение, анемию, истощение, постоянную стерилизацию и смерть.
Воздействие высоких уровней также может вызвать необратимое повреждение клеточной ДНК, что потенциально может привести к раку. Воздействие на мышей, возможно, изучалось наиболее широко, поскольку мышей использовали во многих экспериментах с радиацией.
Преимущества
По иронии судьбы, некоторые из тех же свойств, которые делают ионизирующее излучение потенциальной опасностью, сделали их полезными в ветеринарии. Рентгеновские лучи - полезный диагностический инструмент, поскольку они могут довольно легко проникать в мягкие ткани, но поглощаются костями, которые имеют более высокую электронную плотность.
Рентген может помочь ветеринарам найти переломы костей и камни мочевого пузыря, а также диагностировать другие заболевания. Уровень радиации, используемый при диагностической рентгенографии, достаточно низкий, поэтому риски незначительны. Как и у людей, лучевая терапия часто используется для лечения рака у собак и кошек. Пучки ионизирующего излучения фокусируются на опухоли, чтобы убить раковые клетки и уменьшить опухоль. Побочные эффекты обычно включают проблемы с кожей, которые могут побудить животное почесаться. Утомляемость и тошнота являются возможными побочными эффектами лучевой терапии у людей, но у кошек и собак они нехарактерны.