В безопасности жизнедеятельности значение разных изотопов различно.
Кроме случаев, связанных со взрывами, вещества с короткими периодами полураспада (короткоживущие изотопы) сравнительно безопасны, так как высокий уровень радиации в биотопе сохраняется короткое время. Вещества с очень большим периодом полураспада (долгоживущие изотопы) также практически безопасны, поскольку они испускают очень слабое излучение в единицу времени. Наиболее опасными являются те вещества, у которых период полураспада изменяется от нескольких недель и месяцев до нескольких лет. Этого времени достаточно, чтобы данные элементы смогли проникнуть в организмы и накопиться в трофических цепях.
Наиболее опасны изотопы стронция (Sr90) и цезия (CsI37), сходные по химическим свойствам с кальцием и калием. Они могут поступать в окружающую среду в виде отходов атомной промышленности или в радиоактивных осадках при ядерных взрывах. Вследствие сходства с кальцием стронций легко проникает в костную ткань, а цезий, замещая калий, накапливается в мышцах.
Под воздействием ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные биофизические и биохимические процессы. В результате ионизации происходит разрыв молекулярных связей в живой ткани и изменение химической структуры соединений. Существенную роль играют продукты радиолиза воды, составляющей до 70 % массы всей биологической ткани. Продукты радиолиза вступают в химические реакции с молекулами тканей, образуя соединения, не свойственные здоровому организму. Это приводит к нарушению как отдельных функций организма, так и жизнедеятельности организма в целом. Интенсивность химических реакций, инициированных свободными радикалами, повышается, и в них вовлекаются сотни и тысячи молекул, не затронутых облучением (цепные реакции). В этом состоит специфика действия ионизирующего излучения на биологические объекты. Причем эффект от облучения определяется не столько количеством поглощенной энергии, сколько ее видом. Другими словами, никакой другой вид энергии (( (тепловая, электрическая, химическая и т. д.), поглощенной биологическим объектом в том же количестве.
Степень воздействия радиации зависит от того, является облучение внешним или внутренним. Внутреннее облучение возможно при вдыхании, заглатывании радиоизотопов и проникновении их в организм через кожу. Некоторые вещества поглощаются и накапливаются в конкретных органах, что приводит к высоким локальным дозам радиации. Например, накапливающиеся в организме изотопы йода могут вызвать поражения щитовидной железы, редкоземельные элементы - опухоли печени, изотопы цезия, рубидия - опухоли мягких тканей.
Нарушения биологических процессов могут быть обратимыми (полное восстановление работы клеток облученной ткани) или необратимыми поражение отдельных органов или всего организма и, как следствие, возникновение лучевой болезни.
Различают две формы лучевой болезни - острую и хроническую. Острая форма возникает в результате облучения большими дозами в короткий промежуток времени (например, при дозах порядка тысяч рад поражение организма может быть мгновенным и даже смертельным). Хронические поражения развиваются в результате систематического облучения дозами, превышающими предельно допустимые (ПДД).
Изменения в состоянии здоровья называются соматическими эффектами, если они проявляются непосредственно у облученного лица, и наследственными, если они проявляются у его потомства.
В нормах радиационной безопасности в качестве единицы времени, как правило, используется «год»; отсюда и понятие «годовая доза облучения». Кроме того, согласно современным представлениям степень отрицательного воздействия при относительно малых дозах практически не зависит от мощности дозы. Это означает, что отрицательный эффект определяется суммарно накопленной дозой вне зависимости от того, получена она за один день, за одну секунду или за 50 лет.
Другой характеристикой чувствительности организмов к облучению является летальная доза (ЛД50) - теоретическая величина дозы, котораявызывает гибель 50 % рассматриваемой популяции через определенное время. Наименее чувствительны к любому виду ионизирующего излучения бактерии (около млн рад), затем - растения (несколько десятков и сотен тысяч рад), членистоногие и млеко питающие (сотни рад). Причем чувствительность живых существ к облучению тем больше, чем выше уровень их развития и чем сложней их организм. Кроме того, молодые особи более уязвимы, чем взрослые, так как для растущих организмов характерны многочисленные митозы (процессы деления клеток). По этой же причине очень чувствителен к облучению костный мозг позвоночных.
Любые дозы ниже летальной оказывают соматические и генетические воздействия, т. е. могут вызвать функциональные расстройства организма или органические изменения на генетическом уровне. Это - замедление роста, снижение иммунитета, снижение средней продолжительности жизни, мутации в следующих поколениях и т. д. Из вышеизложенного можно сделать вывод: любое облучение (каким бы слабым оно ни было) постепенно накапливается, и поэтому принципиально не должно существовать допустимой дозы. Если иметь в виду мутагенные последствия, то вообще единственной дозой, не вызывающей никаких последствий, является нулевая доза.