Dawka śmiertelna promieniowania

Wpływ promieniowania jonizujące na organizmy żywe zależy od wielu czynników, przede wszystkim od gatunku, wieku osobnika, stanu zdrowia i indywidualnych predyspozycji. Istotne znaczenie ma również szybkość napromieniowania, a także to, czy działaniu radiacji poddajemy całe ciało, czy tylko fragment, a jeśli tak, to jaki. Wyjątkowo niską promienioczułość wykazuje tkanka nerwowa, w przeciwieństwie do szpiku kostnego czy narządów płciowych. Napromieniowanie całego ciała mniejszą dawką daje poważniejsze skutki niż większą dawką mniejszego fragmentu, chyba że trafimy na szczególnie wrażliwe narządy. 

Generalnie organizmy niższe są znacznie bardziej odporne na promieniowanie niż wyższe, osobniki dorosłe od młodych, zdrowe od chorych czy osłabionych itp. Nawet w obrębie danego gatunku często występują bardzo istotne różnice w odporności, dlatego też przyjęto tzw. dawkę śmiertelną LD50/30. Jest to dawka przyjęta w krótkim czasie na całe ciało, po otrzymaniu której połowa napromieniowanych umrze w ciągu miesiąca. Jest to bardziej obiektywny wyznacznik odporności na promieniowanie niż dawka LD100/30, czyli śmiertelna dla wszystkich napromieniowanych w ciągu miesiąca. Poniżej porównanie LD50/30, dawki w 100% śmiertelnej oraz dawek otrzymywanych od tła naturalnego i podczas wybranych badań diagnostycznych:

Dla człowieka LD50/30 przyjmuje się 4,5 Sv, czyli ok. 450 R, choć w różnych publikacjach spotyka się wartości od 3 do 6 Sv. Zdarzały się przypadki uratowania osób, które otrzymały takie dawki promieniowania, wymagało to jednak intensywnego leczenia szpitalnego - transfuzji, podawania antybiotyków, przeszczepów szpiku kostnego, a w przypadku oparzeń popromiennych - przeszczepiania skóry. Osobą, która przeżyła napromieniowanie najwyższą dawką promieniowania jest Anatolij Bugorski, którego głowa podczas wypadku z akceleratorem została prześwietlona wiązką protonów dającą dawkę 2000 Gy (licząc QF dla protonów szybkich równy 5 daje to 10000 Sv). Pomimo poważnych oparzeń i martwicy na trasie wiązki promieniowania Anatolij przeżył i nawet ukończył doktorat, choć towarzyszyły mu później liczne dolegliwości (ataki drgawek, napady nieświadomości). 

W porównaniu z innymi ssakami odporność ludzi jest zbliżona, jednak prostsze organizmy znacznie nas dystansują:

Dla człowieka wartość zaniżona, źródło  - http://dydaktyka.fizyka.umk.pl/PDF/MSC/Materialy/Liceum-IV/czlowiek/dawki.htm

Widoczne na grafice bakterie są mniej wytrzymałe niż Deinococcus radiodurans, znany ze swej odporności na radiację - 5000 Sv nie robi na nim wrażenia, a po 15000 Sv jeszcze 37 % bakterii może się rozmnażać. Bakterie wykryto podczas testów radiacyjnej sterylizacji żywności - pomimo silnego napromieniowania konserw mięsnych część z nich uległa zepsuciu. Zbadano je  i odkryto bakterię, którą z racji promieniooporności nazwano radiodurans - "wytrzymały na promieniowanie". Jeszcze większą odporność wykazuje Kineococcus radiotolerans - wytrzymuje  aż 20000 Sv.

***

Podawane w literaturze wartości LD50/30 wykazują pewne różnice - tutaj cytuję za świetną książką prof. Andrzeja Czerwińskiego "Energia jądrowa i promieniotwórczość":

Tutaj dawki w centygrejach, czyli trzeba podzielić przez 100, aby uzyskać wartość w grejach:

Źródło - https://www.researchgate.net/figure/Comparison-of-LD-50-30-Across-Multiple-Mammalian-Species-Compiled-From-the-Published_tbl2_50434783

W tym zestawieniu z kolei dawki w rentgenach, które w przybliżeniu odpowiadają centygrejom:

Źródło - https://nuclearhistory.wordpress.com/2010/12/12/ld-50-variations-in-responses-to-radiation-exposures/

Niezależnie od różnic w podawanych wartościach ewentualny masowy konflikt nuklearny przetrwają głównie prostsze organizmy - zatem ci panowie są bezpieczni:

Oczywiście wraca tutaj kwestia "szkodliwości" promieniowania. Promieniowanie jonizujące ewidentnie szkodzi wtedy, jeśli zostało przyjęte w dużej dawce w krótkim czasie na całe ciało lub szczególnie wrażliwe narządy. W innych przypadkach jest po prostu jednym z wielu czynników środowiskowych, jakimi jesteśmy poddawani od tysiącleci. Niewielkie dawki promieniowania mają nawet korzystny wpływ na organizmy, stymulując mechanizmy naprawcze DNA (teoria hormezy radiacyjnej). Jak powiedział Paracelsus - "wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną, bo tylko dawka czyni truciznę". Wszyscy pijemy wodę, używamy soli i cukru - a tymczasem wypicie 8 litrów wody, zjedzenie 1 kg soli czy 3 kg cukru może być śmiertelne. Może bardziej adekwatne byłoby porównanie do światła słonecznego, które może przyjemnie ogrzewać i opalać, a też oparzyć, spowodować udar czy wywołać czerniaka. Tak samo jest z promieniowaniem jonizującym, stosowanym zarówno w medycynie, jak i w nauce czy przemyśle.