Wpływ promieniowania jądrowego na organizmy żywe

Poszczególne nuklidy promieniotwórcze różnią się okresem pół rozpadu, a także ilościami które po wchłonięciu przez oddychanie lub przez przewód pokarmowy mogą być odłożone w różnych narządach ciała oraz szybkością wydalania ich z organizmu. W celu uwzględnienia rodzaju promieniowania i jego skutków biologicznych wprowadzono pojęcie równoważnika dawki. Operowanie równoważnikiem dawki pozwala dodawać dawki napromieniowania wywołane przez różne rodzaje promieniotwórczości, sprowadzać je do wspólnego mianownika pod względem skutków biologicznych.

W przypadku dostania się radionuklidów do środowiska naturalnego w wyniku wypadku, bądź zamierzonego działania, mogą wystąpić szkodliwe efekty w wyniku wystąpienia skażenia promieniotwórczego, które może wpływać destrukcyjnie na wszystkie formy życia organicznego.Negatywne skutki działania promieniowania jądrowego na organizmy żywe zależą od całkowitej dawki pochłoniętego promieniowania, od szybkości pochłaniania, od tego jaka część ciała i jaki obszar były eksponowane na promieniowanie a także od ogólnej kondycji organizmu. Jedynie nieliczne zjawiska związane z promieniowaniem, takie jak skutki genetyczne zależą w zasadzie tylko od całkowitej otrzymanej dawki a nie od szybkości jej pochłaniania. W większości przypadków zaś, efekt biologiczny określonej całkowitej dawki promieniowania zmniejsza się wraz ze zmniejszaniem szybkości pochłaniania tej dawki.

Podczas oddziaływania promieniowania jądrowego na organizmy żywe ma miejsce naruszanie złożonego aparatu regulującego wszystkie procesy zachodzące w komórce i określającego dziedziczność cząsteczki DNA i RNA. Cząstki jonizujące mogą wywoływać bezpośrednie zmiany w cząsteczkach DNA i RNA wybijając elektrony, bądź też mogą oddziaływać na cząsteczki DNA i RNA pośrednio, wywołując jonizację cząsteczek wody wchodzącej w skład protoplazmy. Cząsteczki wody rozpadają się na jony H i OH. Jony OH przyłączają rozpuszczony w protoplaźmie tlen i tworzą bardzo aktywne chemicznie cząsteczki HO i cząsteczki wody utlenionej, które wchodzą w reakcje chemiczne z cząsteczkami białka molekuł DNA i RNA i niszczą je.

Zbiór objawów wywołanych przez napromieniowanie części lub całego organizmu dużą dawką promieniowania jonizującego nazywa się chorobą popromienną. Niebezpieczeństwo napromieniowania jest tym większe, że nie wywołuje ono bezpośrednio żadnych objawów i dlatego też nie można zdawać sobie sprawy z przekroczenia dopuszczalnej dawki. Objawy chorobowe występują dopiero po pewnym okresie czasu, którego długość zależy od szeregu czynników (dawka promieniowania, rodzaj napromieniowanych organów, stan organizmu, itd.) i wynosi na ogół kilka godzin. Charakterystycznymi objawami są wymioty, biegunka, brak apetytu, ogólne osłabienie organizmu, zmniejszenie się liczby białych ciałek krwi. Następnie przez dwa, trzy dni obserwowana jest chwilowa poprawa, a po 1 - 3 tygodniach dalsze zaostrzenie objawów chorobowych. Następuje wypadanie włosów, wylewy krwi w skórze i w błonach śluzowych (szczególnie w układzie pokarmowym) prowadzące do powstania owrzodzeń, gorączka, niedokrwistość, możliwość zmętnienia gałek ocznych i bezpłodność.

Jeśli dawka, jaką otrzymał cały organizm lub najbardziej czułe na napromieniowanie organy (szpik kostny, gruczoły płciowe, błony śluzowe układu pokarmowego) jest duża, to po tych etapach choroby następuje śmierć. Dawka śmiertelna dla człowieka wynosi około 500 rem. Napromieniowanie niektórych części ciała np. rąk, dawką dziesięciokrotnie przewyższającą dawkę śmiertelną, nie wywołuje poważnych zmian w organizmie. Istotne jest, że zmiany w organizmie wywołane długotrwałym działaniem promieniowania o małej mocy lub wielokrotnymi dawkami małymi stopniowo nakładają się. Ich końcowy rezultat nie jest jednakże tak groźny dla organizmu jak jednorazowe otrzymanie dużej dawki równej sumie małych. Jeśli otrzymana dawka nie jest śmiertelna, następuje powolny, mogący trwać wiele miesięcy, powrót do zdrowia. Napromieniowanie nie wywołujące nawet choroby popromiennej może mieć cały szereg groźnych dla organizmu skutków w postaci rozwoju nowotworów złośliwych lub białaczki.
Promieniowanie może być także przyczyną zmian genetycznych w organizmach żywych. Niewielkie zmiany genetyczne (mutacje) nie wywołują natychmiastowej śmierci komórki, są jednak przekazywane następnym pokoleniom. Najczęściej są to zmiany ukryte, ujawniające się nieraz dopiero w dalszych pokoleniach, kiedy zdarzają się jednakowe mutacje u obojga rodziców. Większość mutacji jest szkodliwa i w przyszłości może być przyczyną śmierci organizmu lub jego potomstwa.