نميل إلى التفكير في تأثيرات الإشعاع من حيث تأثيره على الخلايا الحية بالنسبة للمستويات المنخفضة من التعرض، تكون التأثيرات البيولوجية صغيرة جدًا لدرجة أنه قد لا يتم اكتشافها.
استجابة الخلايا للإشعاع
الجسم قادر على إصلاح الأضرار الناجمة عن الإشعاع والمواد الكيميائية وغيرها من المخاطر، حيث يمكن للخلايا الحية المعرضة للإشعاع أن تقوم بما يلي:
(1) إصلاح نفسها دون إحداث أضرار.
(2) تموت ويتم استبدالها مثلما تفعل ملايين خلايا الجسم كل يوم.
(3) إصلاح نفسها بشكل غير صحيح، مما يؤدي إلى تغيير فيزيائي حيوي.
تعتمد البيانات المتعلقة بالروابط بين التعرض للإشعاع والسرطان في الغالب على السكان الذين يتلقون مستويات عالية من التعرض يأتي الكثير من هذه المعلومات من الناجين من القنابل الذرية في اليابان والأشخاص الذين تلقوا الإشعاع من أجل الفحوصات الطبية والعلاج.
تشمل السرطانات المرتبطة بالتعرض لجرعات عالية (أكثر من 50000 mrem، أو 500 mSv – 500 ضعف حد NRC للجمهور) سرطان الدم والثدي والمثانة والقولون والكبد والرئة والمريء والمبيض والورم النخاعي المتعدد وسرطان المعدة.
يُعرف الوقت بين التعرض للإشعاع واكتشاف السرطان بالفترة الكامنة يمكن أن تكون هذه الفترة سنوات عديدة، وغالبًا ما يكون من غير الممكن تحديد سبب أي سرطان على وجه التحديد، وفي الواقع يقول المعهد الوطني للسرطان إن المخاطر الكيميائية والفيزيائية الأخرى وعوامل نمط الحياة (مثل التدخين واستهلاك الكحول والنظام الغذائي)، حيث تساهم بشكل كبير في العديد من هذه الأمراض نفسها.
ومع ذلك تفترض اللوائح أن أي كمية من الإشعاع قد تشكل بعض المخاطر أنها تهدف إلى تقليل الجرعات لعمال الإشعاع والجمهور، حيث يؤسس المجتمع الدولي معايير الحماية من الإشعاع على شيء يسمى النموذج الخطي بلا عتبة.
الفكرة هي أن الخطر يزداد كلما زادت الجرعة ولا توجد عتبة تكون الجرعات الإشعاعية دونها آمنة، حيث إن هذا النموذج هو أساس متحفظ لكل من معايير الجرعة الإشعاعية الدولية ومعايير (NRC) هذا يعني أن النموذج قد يبالغ في تقدير المخاطر.
تأثير مستويات الإشعاع
تميل الجرعات الإشعاعية العالية (أكبر من 50000 ملي سيفرت) إلى قتل الخلايا، وقد تؤدي الجرعات المنخفضة إلى إتلاف أو تغيير الشفرة الجينية للخلية أو الحمض النووي، حيث يمكن أن تقتل الجرعات العالية الكثير من الخلايا، مما يؤدي إلى تلف الأنسجة والأعضاء على الفور، وهذا بدوره قد يتسبب في استجابة سريعة للجسم تسمى غالبًا متلازمة الإشعاع الحاد، وكلما زادت جرعة الإشعاع، كلما ظهرت آثار الإشعاع بشكل أسرع، وزاد احتمال الوفاة.
عانى العديد من الناجين من القنبلة الذرية في عام 1945 وعمال الطوارئ في حادث محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية عام 1986، ومن بين عمال المصنع ورجال الإطفاء في تشيرنوبيل، تلقى 134 جرعة إشعاعية عالية – 80.000 إلى 1600.000 mrem (800 إلى 16.000 mSv) وعانى من مرض إشعاعي حاد من بين هؤلاء، توفي 28 خلال الأشهر الثلاثة الأولى من إصاباتهم الإشعاعية وتوفي عاملان خلال ساعات من الحادث متأثرين بجروح غير إشعاعية.
ونظرًا لأن الإشعاع يؤثر على الناس بطرق مختلفة، فلا يمكن تحديد الجرعة التي ستكون قاتلة يعتقد الخبراء أن 50 في المائة من الناس سيموتون في غضون ثلاثين يومًا بعد تلقي جرعة الجسم بالكامل من 350.000 إلى 500.000 مريم (3500 إلى 5000 ملي سيفرت) على مدى فترة تتراوح من بضع دقائق إلى بضع ساعات.
قد تختلف النتائج الصحية اعتمادًا على مدى صحة الشخص قبل التعرض والرعاية الطبية التي يتلقاها، إذا كان التعرض يؤثر على أجزاء فقط من الجسم، مثل اليدين، فمن المحتمل أن تكون التأثيرات موضعية بشكل أكبر، مثل حروق الجلد.
الجرعات المنخفضة الموزعة على فترة طويلة لا تسبب مشكلة فورية قد تحدث تأثيرات الجرعات الأقل من 10000 mrem (100 mSv) على مدى سنوات عديدة إن وجدت، وعلى مستوى الخلية قد لا تظهر مثل هذه التغييرات لسنوات عديدة أو حتى عقود بعد التعرض.
الآثار الجينية والسرطان هي المخاوف الصحية الأساسية من التعرض للإشعاع، وقد يكون السرطان أكثر احتمالا بحوالي خمس مرات من التأثير الجيني قد تشمل التأثيرات الجينية تغيرات الكروموسومات والإملاص والتشوهات الخلقية ووفيات الرضع والأطفال، حيث يمكن أن تنجم هذه الآثار عن طفرة في خلايا الشخص المكشوف، والتي تنتقل إلى أطفالهم قد تظهر هذه التأثيرات على الفور تقريبًا إذا كانت الجينات التالفة هي السائدة أو قد تظهر بعد عدة أجيال إذا كانت الجينات متنحية.
بينما لاحظ العلماء التأثيرات الجينية على حيوانات المختبر التي أعطيت جرعات عالية جدًا من الإشعاع، لم يُلاحظ أي دليل على التأثيرات الجينية في الأطفال المولودين لأبوين يابانيين ناجين من القنبلة الذرية.
