Действие ионизирующего излучения на живые организмы реферат
Обновлено: 03.05.2024
Если заглянуть в учебник физики, радиоактивность - это неустойчивость ядер некоторых атомов. Из-за этой неустойчивости происходит распад ядра, сопровождаемый выходом так называемого ионизирующего излучения, то есть радиации. Существует несколько видов радиации: альфа-частицы, бета-частицы, гамма-излучение, нейтроны и рентгеновские лучи. Первые три - наиболее опасны для человека.[1]
Главная особенность радиоактивных превращений заключается в том, что они происходят самопроизвольно. Радиоактивные превращения протекают непрерывно и всегда сопровождаются выделением определенного количества энергии, которое зависит от силы взаимодействия атомных частиц между собой. На скорость протекания реакций внутри атомов не влияет ни температура, ни наличие электрического и магнитного полей, ни применение самого эффективного химического катализатора, ни давление, ни агрегатное состояние вещества.
Прибор для измерения эффективной дозы или мощности ионизирующего излучения за некоторый промежуток времени называется дозиметром. Само измерение называется дозиметрией.
Помимо измерения дозы излучения могут измерять активность радионуклида в каком либо образце: предмете, жидкости, газе и т. д. Дозиметры-радиометры могут измерять плотность потока ионизирующих излучений для проверки на радиоактивность различных предметов или оценки радиационной обстановки на местности.
Недорогие индивидуальные дозиметры, которые измеряют мощность дозы ионизирующего излучения на бытовом уровне с не высокой точностью измерения - для проверки продуктов питания, строительных материалов.
2. Источники радиации
Теперь, имея представление о воздействии радиационного облучения на живые ткани, необходимо выяснить, в каких ситуациях мы наиболее подвержены этому воздействию.
Существует два способа облучения: если радиоактивные вещества находятся вне организма и облучают его снаружи, то речь идет о внешнем облучении. Другой способ облучения - при попадании радионуклидов внутрь организма с воздухом, пищей и водой - называют внутренним.
Источники радиоактивного излучения весьма разнообразны, но их можно объединить в две большие группы: естественные и искусственные (созданные человеком). Причем основная доля облучения (более 75% годовой эффективной эквивалентной дозы) приходится на естественный фон.
1. Естественные источники радиации
Естественные радионуклиды делятся на четыре группы: долгоживущие (уран-238, уран-235, торий-232); короткоживущие (радий, радон); долгоживущие одиночные, не образующие семейств (калий-40); радионуклиды, возникающие в результате взаимодействия космических частиц с атомными ядрами вещества Земли (углерод-14).
Разные виды излучения попадают на поверхность Земли либо из космоса, либо поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, причем земные источники ответственны в среднем за 5/6 годовой эффективной эквивалентной доз, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.
Всего за счет использование воздушного транспорта население Земли получало в год эффективную эквивалентную дозу.
2. Источники радиации, созданные человеком (техногенные)
Искусственные источники радиационного облучения существенно отличаются от естественных не только происхождением. Во-первых, сильно различаются индивидуальные дозы, полученные разными людьми от искусственных радионуклидов. В большинстве случаев эти дозы невелики, но иногда облучение за счет техногенных источников гораздо более интенсивно, чем за счет естественных. Во-вторых, для техногенных источников упомянутая вариабельность выражена гораздо сильнее, чем для естественных. Наконец, загрязнение от искусственных источников радиационного излучения (кроме радиоактивных осадков в результате ядерных взрывов) легче контролировать, чем природное обусловленное загрязнение.
Энергия атома используется человеком в различных целях: в медицине, для производства энергии и обнаружения пожаров, для изготовления светящихся циферблатов часов, для поиска полезных ископаемых и, наконец, для создания атомного оружия.
Основной вклад в загрязнение от искусственных источников вносят различные медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности.
Следующий источник облучения, созданный руками человека - радиоактивные осадки, выпавшие в результате испытания ядерного оружия в атмосфере. В результате взрыва часть радиоактивных веществ выпадает неподалеку от полигона, часть задерживается в тропосфере и затем в течение месяца перемещается ветром на большие расстояния, постепенно оседая на землю, при этом оставаясь примерно на одной и той же широте. Однако большая доля радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу и остается там более продолжительное время, также рассеиваясь по земной поверхности.
Один из наиболее обсуждаемых сегодня источников радиационного излучения является атомная энергетика. На самом деле, при нормальной работе ядерных установок ущерб от них незначительный.
Но на примере Чернобыльской трагедии мы можем сделать вывод о чрезвычайно большой потенциальной опасности атомной энергетики: при любом минимальном сбое АЭС, особенно крупная, может оказать непоправимое воздействие на всю экосистему Земли.
Радиоактивные изотопы используются также в других светящихся устройствах: указателях входа-выхода, в компасах, телефонных дисках, прицелах, в дросселях флуоресцентных светильников и других электроприборах и т.д.
При производстве детекторов дыма принцип их действия часто основан на использовании -излучения. При изготовлении особо тонких оптических линз применяется торий, а для придания искусственного блеска зубам используют уран. Очень незначительны дозы облучения от цветных телевизоров и рентгеновских аппаратов для проверки багажа пассажиров в аэропортах.
3. Влияние радиоактивного облучения на живые организмы
Процесс воздействия на организм радиации называют облучением. Во время облучения негативная энергия радиации передаётся клеткам, меняя и разрушая их. Облучение может изменить ДНК, привести к генетическому повреждению и мутации, причём для этого достаточно одного кванта (частицы радиации). И чем выше уровень радиации, чем дольше воздействие, тем выше риск. Существует несколько путей поступления радиоактивных веществ в организм: при вдыхании воздуха, загрязненного радиоактивными веществами, через зараженную пищу или воду, через кожу, а также при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь, поскольку во-первых, объем легочной вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в легких более высоки. Излучения радиоактивных веществ оказывает очень сильное воздействие на все живые организмы. Даже сравнительно слабое излучение, которое при полном поглощении повышает температуру тела лишь на 0,001°С, нарушает жизнедеятельность клеток. [3]
При попадании радиоактивных веществ в организм любым путём они уже через несколько минут обнаруживаются в крови. Если поступление радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в крови вначале возрастает до максимума, а затем в течение 15-20 суток снижается.
На чёрном счету облучения ряд страшных и тяжёлых заболеваний: острая лучевая болезнь, всевозможные мутации в организме человека, бесплодие, нарушения в центральной нервной системе, иммунные заболевания, нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, раковые опухоли.
По результатам независимых исследований профессора Гофмана (1994), заболевания способны вызывать даже малые дозы радиации. Бич нашего времени, онкологические заболевания, ежегодно уносят жизни почти 8 миллионов человек по всему миру, и это страшное число непрерывно растёт. По прогнозам врачей, если ситуация не изменится, уже к 2030 году от рака ежегодно будет умирать 17 миллионов жителей нашей планеты.
Живые организмы обладают различной радиорезистентностью, т.е. устойчивостью к воздействию ионизирующих излучений. В целом она снижается по мере усложнения органического мира: максимальна у низших организмов (мхи и лишайники) и минимальная у высших (человек, животные).
4. Радиация друг или враг?
Чтобы изучить доступные сведения о радиации, мы собрали данные о том, в каких случаях радиация приносит пользу и используется в мирных целях, а когда становится угрозой для человечества. Полученные результаты представлены в таблице 1.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
ООО Учебный центр
Реферат по дисциплине:
Горелова Ирина Владимировна
Москва 2017 год
1. Ионизирующие излучения и его разновидности 4
2. Источники ионизирующего излучения 6
3. Способы радиационного воздействия на живые организмы 7
4. Меры измерения биологического действия ионизирующего
5. Действия ионизирующего излучения на живые организмы 10
Список литературы 13
Радиоактивное излучение определенных условиях может представлять опасность для человека. Важно понимать какое излучение и в какой степени опасно для человека и животных.
В больших дозах радиация вызывает сильное поражения тканей, а в малых дозах вызывает рак и провоцируют генетические дефекты, которые могут проявляться и последующих поколениях облученного человека.
Все живые организмы подвергаются воздействию ионизирующего излучения, обусловленного естественным радиоактивным фоном, от естественных и искусственных источников. В гораздо меньшей степени человек подвергается облучению связанному с атомной энергетикой. Так же большие дозы облучения мы получаем, например от использования рентгеновских лучей в медицине. Естественный фон радиации увеличивается при сжигание угля и использование воздушного транспорта. Длительное пребывание в закрытых помещениях, приводят к увеличению облучения за счет естественной радиации.
Цель этой работы: рассказать о различных видах излучений, как о естественных, так и о техногенных источников, показать воздействие на человека и окружающую среду, осветить основные свойства ионизирующего излучения.
1. Ионизирующие излучения и его разновидности
Ионизи́рующее излуче́ние — это потоки фотонов, элементарных частиц или осколков деления атомов, способные ионизировать вещество, т.е. проходить через ткани и клетки живых организмов, сообщать им энергию, разрушать связи внутри молекул и вызывать изменения в их структуре ткани.
Естественные источники ионизирующего излучения: космическое излучение, естественные радиоактивные вещества в почве, воздухе и материалах. Одним из наиболее распространенных естественных источников радиации является радон - газ, не имеющий вкуса и запаха. Его концентрация в закрытых помещениях в 8 раз больше, чем в проветриваемых.
Искусственные источники: производства связанные с добычей, переработкой, хранением, транспортировкой, утилизацией и использованием радиоактивных изотопов: атомные станции, научно-исследовательские установки, военные объекты, медицинская аппаратура лучевой терапии,
Ионизирующие излучения делятся на фотонные и корпускулярные.
К фотонному относятся:
а) Y-излучение ( Гамма-излучение) это поток квантов с большой электромагнитной энергии, их длина волны значительно меньше межатомных расстояний, т.е. y
б) рентгеновское излучение - электромагнитные волн, энергия фотонов которых
Корпускулярное ионизирующее излучение состоит из потока заряженных частиц (альфа-,бета-частиц, протонов, электронов), их кинетическая энергия достаточна для ионизации атомов при столкновении.
а) нейтроны - незаряженные частицы, образуются при реакциях деления ядер атомов урана или плутония. Эти частицы нейтральны, и они глубоко проникают во всякое вещество, включая живые ткани. Нейтронное излучение превращает атомы стабильных элементов в атомы их радиоактивных изотопов. Проникающая способность нейтронов такая же как и у Y- излучением.
б) бета частицы - электроны, излучаемые при радиоактивном распаде с средней ионизирующей и проникающей способностью (пробег в воздухе до 10-20 м).
в) альфа частицы - положительно заряженные ядра атомов гелия. Они обладают малой проникающей способностью (пробег в воздухе - не более 10 см), бумага и неповрежденная кожа является для них непреодолимым препятствием. Но при попадании внутрь они наиболее опасны.
2. Источники ионизирующего излучения
Источники ионизирующего излучения:
Естественные источники ионизирующего излучения: космическое излучение, естественные радиоактивные вещества в почве, воздухе и материалах. Одним из наиболее распространенных естественных источников радиации является радон - газ, не имеющий вкуса и запаха. Его концентрация в закрытых помещениях в 8 раз больше, чем в проветриваемых.
2. Искусственные источники: производства связанные с добычей, переработкой, хранением, транспортировкой, утилизацией и использованием радиоактивных изотопов: атомные станции, научно-исследовательские установки, военные объекты, медицинская аппаратура лучевой терапии,
Главная причина опасности ионизирующего излучения - радиационная авария. Она может быть вызвана неисправностью оборудования, нарушением техники безопасности или ошибками персонала, стихийными бедствиями или другими причинами, из-за которых произошло облучение людей выше установленных норм или к радиоактивное загрязнение окружающей среды.
При авариях выбрасываются:
-части и осколки активной зоны реактора;
-топливо и отходы в виде пыли, в аэрозоли в смеси с воздухом при попадании в организм могут вызывать мучительный кашель;
-выбросы состоящие из двуокиси кремния. Дозы облучения огромны и даже недолгое облучение губительно для человека.
На предприятиях по разработке месторождений и обогащению урана. Из их отходов выделяется радиоактивный газ – радон , который вызывает облучение тканей лёгких. Так же отходы могут попасть в расположенные рядом водоемы.
Использование ядерного топлива приводит в возможным кражам радиоактивного вещества. Использование его в террористических целях. Для изготовления ядерных боеприпасов кустарным способом, а также угрозы вывода из строя ядерных объектов, с целью получения выкупа.
Так же испытания ядерного оружия дает свой вклад в ионизирующее излучение.
3. Способы радиационного воздействия на живые организмы
В зависимости от того где расположен ИИИ облучение может быть внутренне и внешнее.
При внешнем облучении источник находится вне человека.: космические лучи, радиоактивные излучатели в воздухе, в земле, в стенах
Внутреннее облучение, зависит от попадания радиоактивных веществ внутрь организма человека.
- через открытые раны и повреждения кожи;
- через пищеварительный тракт с пищей и водой.
- при вдыхании воздуха, Из дыхательной системы радиоактивные элементы попадают в кровь, лимфу разносятся по всему организму, оседая в различных органах.
Внутреннее облучение более опасно, а его последствия более тяжёлые, так как:
- увеличивается доза облучения, которая связана со временем нахождения радионуклида в организме;
- происходит непосредственное контактное облучение;
- в облучении участвуют альфа частицы, самые активные и самые опасные;
- радиоактивные вещества в разных количествах накапливаются в разных органах, усиливая местное облучение
- невозможно использовать какие-либо меры защиты: ОЗК, противогаз.
4. Меры измерения биологического действия ионизирующего
При определенных дозах ионизирующее излучение может представлять опасность для человеческого организма.
Чем больше получаемая человеком энергия и чем меньше его масса, тем к более серьезным нарушениям может привести облучение.
Энергия облучения, поглощенная веществом и рассчитанная на единицу массы – поглощенная доза излучения ( D ). Единица измерения в СИ - 1 Грей (Гр).
Поглощенная доза равна 1 Гр , если 1 кг вещества получил энергию в 1 Дж.
Если при облучении используются рентгеновские лучи или гамма-излучение, то поглощенную дозу измеряют в рентгенах (Р): 1 Гр= 100 Р
Для достоверности измерений надо учитывать, что различные виды излучениё вызывают разные биологические эффекты. Поэтому вводят коэффициент качества К, показывающий, во сколько раз опасность от воздействия данного излучения больше, чем от гамма-излучения, при той же поглощенной дозе. К равен 10 для нейтронного излучения, 20 - для альфа излучения.
Поэтому для оценки биологического эффекта введена эквивалентная доза (Н) она учитывает поглощенную дозу D и коэффициент качества К:
Н = D * В СИ единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв). Также применяют миллизиверт (мЗв) и микрозиверт (мкЗв).
Так же необходимо учитывать, что ионизирующее излучение при одной и той же эквивалентной дозе по разному действует на разные органы. Каждый орган имеет свой коэффициент радиационного риска: для легких – 0,12 для щитовидной железы – 0,03.
5. Действия ионизирующего излучения на живые организмы
Ионизирующее излучение способно проникать в биологические ткани и клетки, выбивая электроны из атомов клетки, вызывая ионизацию живой ткани. Ионизация нарушает жизнедеятельность клеток и отрицательно сказывается на здоровье человека.
Механизм такого воздействия заключается в поглощении энергии ионизации организмом и разрыве химических связей его молекул с образованием высокоактивных соединений, так называемых свободных радикалов.
Воздействие ионизирующего излучения изменениет структуры молекулы воды. Так же изменяется структура атомов, из которых состоит живая ткань. Происходит разрушение ядра и разрыв наружной мембраны. Утрачивается основная функция растущих клеток - способность к делению, и это приводит к гибели клеток. Либо для зрелых клеток ионизация вызывает разрушение функций клеток. Наступает гибель клеток, и она которая в отличие от фи з иологической гибели необратима.
Дополнительное поглощение энергии при ионизации в организме нарушает равновесие энергетических процессов, которые происходят в организме.
В работе представлены описание ионизирующего излучения, способы влияния на организм человека, рассказано о мерах измерения излучения.
Затронут вопрос о том, что малые дозы облучения не представляют серьезной опасности для человека.
Так же рассказано об источниках радиоактивного излучения. Хотелось бы отметить , что в обычной жизни человек получает достаточную дозу облучения не от АЭС, а от естественного фона излучения.
Житель промышленно развитой страны, имеющий всю индивидуальную дозу облучения от естественных и от техногенных источников радиации, имеет вероятность преждевременной смерти из-за курения (при выкуривании пачки сигарет в день) в 100 раз больше вероятности умереть от рака вследствие облучения.
Рассказано о естественной радиации которая вносит большой вклад в эквивалентную дозу каждого человека, так же обращается внимание на техногенные источники радиации.
Говорится о том ,что атомная энергетика является экологически чистой индустрией с большими перспективами. АЭС и ледоколы, кардиостимуляторы сердца, системы пожарной охраны и дефектоскопы – это далеко не свё, что может предложить наука.
Информация представленная в работе предоставляет информацию необходимую для оценки понимая риска, связанного с радиационным излучением для каждого человека.
Список литературы
1. Акимов В.А., Дурнев Р.А.,Миронов С.К., Защита от чрезвычайных ситуаций. 5-11 классы; Энциклопедический справочник. – М.; Дрофа, 2011
3. Навратил Д.Д., Хала И., Радиоактивность, ионизирующее излучение и ядерная энергетика, 2013.
4. Радиация. Дозы, эффекты, риск: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990.-79 с, ил.
5. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99): Гигиенические нормативы. - М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999.- 116с.
Благодаря открытию явления радиоактивности были совершены прорывы во многих сферах человеческой деятельности: в области медицины и различных отраслях промышленности, особенно в энергетике. Но, чем интенсивнее использовалось это явление в продуктах человеческого труда, тем серьезнее становилась опасность радиоактивного загрязнения окружающей среды. На данный момент сотни и тысячи людей проживают на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Многие группы населения также получают урон здоровью через зараженную воду или другие источники.
Содержание
Введение
Единицы измерения радиоактивности 4
Влияние радиации на живые организмы 5
Последствия облучения 8
Мутации 11
Нормы радиоактивности 14
Крупнейшие радиационные аварии мира 16
Библиографический список 22
Работа содержит 1 файл
реферат.docx
Министерство образования Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Проверил, доцент кафедры Физической химии
Юрий Николаевич Тепляков
29 октября 2011г.
Автор работы
Студент группы 236
Дарья Викторовна Кремер
29 октября 2011 г.
Реферат защищен с оценкой
Кремер Д.В. Воздействие радиации на живые организмы. –Челябинск: ЮУрГУ, ЭиУ- 236, 22 стр., библиогр. список – 10 наим.
Цель реферата – проанализировать воздействие радиации на живые организмы.
Задачи реферата – изучить возможные последствия радиационного облучения, выяснить нормы радиоактивности, узнать о крупных радиационных авариях мира.
- Единицы измерения радиоактивности 4
- Влияние радиации на живые организмы 5
- Последствия облучения 8
- Мутации 11
- Нормы радиоактивности 14
Библиографический список 22
Благодаря открытию явления радиоактивности были совершены прорывы во многих сферах человеческой деятельности: в области медицины и различных отраслях промышленности, особенно в энергетике. Но, чем интенсивнее использовалось это явление в продуктах человеческого труда, тем серьезнее становилась опасность радиоактивного загрязнения окружающей среды. На данный момент сотни и тысячи людей проживают на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Многие группы населения также получают урон здоровью через зараженную воду или другие источники.
В порыве за открытиями в конце XIX в. двумя учеными: Пьером Кюри и Марией Сладковской-Кюри было открыто явление радиоактивности. Именно это достижение поставило существование всей планеты под угрозу. За 100 с лишним лет человек наделал столько глупостей, сколько не делал за все свое существование. Давно уже прошла Холодная война, мы уже пережили Чернобыль и многие засекреченные аварии на полигонах, однако проблема радиационной угрозы никуда не ушла и по сей день служит главной угрозой биосфере.
Вторая половина ХХ века дала надежду многим государствам, не имеющим обширных запасов углеводородного сырья, построить высокотехнологичную энергетику. Но вместе с этим встала серьезнейшая проблема захоронения и переработки ядерных отходов. Правительства развитых государств, самостоятельно или же под давлением общественных организаций, стали разрабатывать законодательства и проекты, призванные защитить население или очистить зараженные объекты.
Так же создаются специальные международные организации, занимающиеся проблемами радиации, в их числе существующая с конца 1920-х годов Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ), а также созданный в 1955 году в рамках ООН Научный Комитет по действию атомной радиации (НКДАР).
Единицы измерения радиоактивности
Радиоактивность измеряется в Беккерелях (БК), что соответствует одному распаду в секунду. Содержание радиоактивности в веществе также часто оценивают на единицу веса — Бк/кг, или объема — Бк/куб.м. Иногда встречается такая единица как Кюри (Ки). Это огромная величина, равная 37 миллиардам Бк. При распаде вещества источник испускает ионизирующее излучение, мерой которого является экспозиционная доза. Её измеряют в Рентгенах (Р). 1 Рентген величина достаточно большая, поэтому на практике используют миллионную (мкР) или тысячную (мР) долю Рентгена.
Бытовые дозиметры измеряют ионизацию за определенное время, то есть не саму экспозиционную дозу, а её мощность. Единица измерения — микроРентген в час. Именно этот показатель наиболее важен для человека, так как позволяет оценить опасность того или иного источника радиации.
Влияние радиации на живые организмы
Радиоактивностью называют неустойчивость ядер некоторых атомов, которая проявляется в их способности к самопроизвольному превращению (по научному — распаду), что сопровождается выходом ионизирующего излучения (радиации). Энергия такого излучения достаточно велика, поэтому она способна воздействовать на вещество, создавая новые ионы разных знаков. Вызывать радиацию с помощью химических реакций нельзя, это полностью физический процесс.
Различают несколько видов радиации:
Альфа-частицы — это относительно тяжелые частицы, заряженные положительно, представляют собой ядра гелия.
Бета-частицы — обычные электроны.
Гамма-излучение — имеет ту же природу, что и видимый свет, однако гораздо большую проникающую способность.
Нейтроны — это электрически нейтральные частицы, возникающие в основном рядом с работающим атомным реактором, доступ туда должен быть ограничен.
Рентгеновские лучи — похожи на гамма-излучение, но имеют меньшую энергию. Солнце — один из естественных источников таких лучей, но защиту от солнечной радиации обеспечивает атмосфера Земли.
Наиболее опасно для человека Альфа, Бета и Гамма излучение, которое может привести к серьезным заболеваниям, генетическим нарушения и даже смерти. Степень влияния радиации на здоровье человека зависит от вида излучения, времени и частоты. Таким образом, последствия радиации, которые могут привести к фатальным случаям, бывают как при однократном пребывании у сильнейшего источника излучения (естественного или искусственного), так и при хранении слаборадиоактивных предметов у себя дома (антиквариата, обработанных радиацией драгоценных камней, изделий из радиоактивного пластика). Заряженные частицы очень активны и сильно взаимодействуют с веществом, поэтому даже одной альфа-частицы может хватить, чтобы уничтожить живой организм или повредить огромное количество клеток. Впрочем, по этой же причине достаточным средством защиты от радиации данного типа является любой слой твердого или жидкого вещества, например, обычная одежда.
Источники радиации — ядерно-технические установки (ускорители частиц, реакторы, рентгеновское оборудование) и радиоактивные вещества. Они могут существовать значительное время, никак не проявляя себя, и Вы можете даже не подозревать, что находитесь рядом с предметом сильнейшей радиоактивности.
Воздействие радиации на организм может быть различным, но почти всегда оно негативно. В малых дозах радиационное излучение может стать катализатором процессов, приводящих к раку или генетическим нарушениям, а в больших дозах часто приводит к полной или частичной гибели организма вследствие разрушения клеток тканей.
Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах земного шара, там, где залегают особенно радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах - соответственно ниже. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровен, герметизация помещений и даже полеты на самолетах все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они обеспечивают более 5/6 эффективной годовой эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения.
В течение многих лет после открытия радиации основным поражающим воздействием облучения считалось лишь покраснение кожи. До пятидесятых годов XX века основным фактором непосредственного воздействия радиации считалось прямое радиационное поражение некоторых органов и тканей: кожи, костного мозга, центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта (так называемая острая лучевая болезнь).
Одним из первичных эффектов облучения живой ткани является разрыв молекул белка и образование новых молекул, чуждых организму. Эти продукты тканевого распада - чуждые молекулы - уничтожаются антителами, которые вырабатываются некоторыми лейкоцитами (белыми кровяными клетками). Защищаясь от продуктов распада, организм до какого-то предела способен увеличивать число лейкоцитов (образование повышенного числа лейкоцитов называется лейкоцитозом). При дальнейшем действии радиации образующиеся в большом числе для борьбы с чужеродными белками антитела не успевают созревать, и наступает лейкоз или лейкемия - опухолевое системное поражение крови.
К началу шестидесятых годов выяснились, что многочисленные облучения могут сказаться не сразу, а через несколько (иногда несколько десятков) лет. Этот так называемый латентный (скрытый) период оказывается разным для разных видов рака, для нарушений кровообращения, шизофрении, катаракты и других заболеваний, вызываемых радиацией.
Вот более близкий пример. Расчет онкозаболеваемости после радиационной катастрофы в 1957 году на Южном Урале показал, что максимум заболеваний всеми формами рака ожидается для мужчин в 2012 - 2020 гг. (через 55 - 63 года), для женщин - в 2016 - 2024 гг. (через 49 - 67 лет).
Перечень становящихся известными отдаленных последствий облучения постоянно растет.
Основные отдаленные последствия ионизирующего облучения:
• возникновение злокачественных новообразований (раков) практически любых органов (у человека это чаще всего рак крови (лейкемия), кожи, костей, молочной железы, яичников, легких и щитовидной железы);
• нарушения генетического кода (мутации в половых и других клетках);
• развитие иммунодепрессии и иммунодефицита и, как результат, повышение чувствительности организма к обычным заболеваниям;
• нарушение обмена веществ и эндокринного равновесия;
• поражения органов зрения (помутнение хрусталика и возникновение катаракты);
• возникновение временной или постоянной стерильности (поражения яйцеклеток, сперматозоидов) и развитие импотенции;
• органические поражения нервной системы, кровеносных и лимфатических сосудов в результате гибели медленно размножающихся клеток нервной ткани и эндотелия (выстилки сосудов);
• ускоренное старение организма;
• нарушения психического и умственного развития.
Доказательствам того, что те или иные заболевания могут быть связаны с радиацией, посвящены многочисленные научные дискуссии. Обильный материал для таких дискуссий, кроме тысяч и тысяч специальных экспериментальных исследований на животных и растениях, дает изучение последствий радиационных аварий и катастроф, атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки в 1945 году, последствий производства и испытаний тысяч атомных бомб СССР, США, Великобританией, Францией и Китаем, данные по последствиям рентгенодиагностики и рентгенотерапии.
Под давлением фактов постепенно официально признается связь с радиацией все большего круга заболеваний. Показательны в этой связи последние официальные российские и американские перечни заболеваний, возникновение или обострение которых обусловлено воздействием радиации.
Перечень заболеваний, возникновение или обострение которых обусловлено воздействием радиации .
1. Острая и хроническая лучевая болезнь;
2. Лучевая катаракта;
3. Местное лучевое поражение;
4. Миелоидный лейкоз;
6. Апластическая анемия;
7. Злокачественные лимфомы;
8. Миеломная болезнь;
9. Рак щитовидной железы;
10. Рак трахеи, бронхов, легкого;
11. Рак пищевода;
13. Рак толстой кишки;
14. Рак мочевого пузыря;
15. Рак молочной железы;
16. Рак яичников и яичка;
19. Злокачественные опухоли костей и суставных хрящей;
20. Злокачественная опухоль мозга;
21. Другие онкологические заболевания.
Ионизирующее излучение может повредить яйцеклетки и сперматозоиды, которые служат основой для зарождения потомства. Такая опасность существует даже при очень слабом облучении, которое хотя и не разрушает эти клетки, но способно вызвать мутации хромосом и изменить наследственные свойства. Большинство подобных мутаций носит рецессивный характер, т. е. они проявляются только в том случае, когда зародыш получает от обоих родителей хромосомы, поврежденные одинаковым образом. Поэтому испытания ядерного оружия могут способствовать увеличению числа генетических повреждений, поскольку при этом, мутации возникают в половых клетках у больших групп населения. При этом вероятность радиационных генетических повреждений у потомства возрастает. В результате рождаются неполноценные дети с аномалиями мозга, глаз, сердца и т. п. Ионизирующее излучение влияет и на ход беременности, особенно в ее первые недели. Происходят выкидыши, рождается в четыре раза больше мертвых детей, наблюдаются и другие многочисленные аномалии в развитии плода.
![Гост]()
ГОСТ
Основные типы воздействия ионизирующего излучения на живые организмы
Ионизирующая радиация при действии на живой организм вызывает два различных вида эффектов, болезненного типа.
- Детерминированные, или пороговые, эффекты (сюда относят лучевую болезнь, лучевой ожог, лучевую катаракту, лучевое бесплодие, различные аномалии в эмбриональном развитии и пр.)
- стохастические, или вероятностные, беспороговые эффекты, такие как раковые опухоли, лейкозы, многие наследственные болезни. Они происходят у одних организмов и не происходят у других, подчиняясь лишь законам статистической вероятности. Все это заболевания неспецифические, однако излучение повышает частоту их проявления.
Вызванные излучением химические реакции развиваются лавинообразно, вовлекая в разрушительный процесс множество биомолекул, даже не задействованных излучением. Такова специфика действия ионизирующего излучения на живой организм. Эффекты могут развиваться в течение различных промежутков времени: от нескольких секунд до десятилетий.
Механизм воздействия на организм
Излучение вызывает в организме целый ряд обратимых и необратимых изменений.
Основным механизмом воздействия служат процессы ионизации составляющих биомолекулы атомов. Распад сложных молекул при разрывах химических связей – является прямым последствием действия радиации.
Большая роль в развитии негативных биологических эффектов принадлежит радиационно-химическим изменениям, связанным с продуктами радиолиза воды. Водородные высокоактивные вступают в химические реакции с биомолекулами, что способствует нарушению биохимических процессов организма. При этом нарушаются нормальные обменные процессы, замедляется и прекращается развитие тканей, формируются новые химические соединения и вещества, не свойственные организму и опасные для него. Это вызывает нарушение функционирования отдельных органов и систем организма.
Лучевая болезнь
Острые поражения могут развиваться при однократном равномерном гамма-облучении организма и поглощенной дозе более 0,5 Гр. При дозе от 0,25 до 0,5 Гр могут происходить временные изменения в составе крови, которые быстро исчезают. При поглощении дозы 0,5-1,5 Гр заметно чувство усталости, примерно у 10% облученных (наиболее чувствительных) могут наблюдаться рвота, происходят умеренные изменения состава крови.
Готовые работы на аналогичную тему
При получении дозы от 1,5 до 2,0 Гр может возникнуть острой лучевая болезнь в наиболее легкой форме, она проявляется как продолжительная лимфопения, в 30-50% случаев отмечают сильную рвоту в течение одних суток после облучения.
Лучевая болезнь средней тяжести вызывается дозой 2,5- 4,0 Гр. При этом в 20% случаев происходит смертельный исход, гибель наступает в интервале 2-6 недель после облучения. Доза от 4,0 до 6,0 Гр вызывает обычно тяжелую форму лучевой болезни, смертность достигает 50%, и гибель происходит в течение первого месяца. При более высоких дозах отмечена крайне тяжелая лучевая болезнь, практически со 100% летальным исходом вследствие кровоизлияний в различных органах или инфекционных заболеваний.
Одна из наиболее коварных особенностей ионизирующего излучения – это его способность провоцировать отдаленные последствия для организма: лейкозы, злокачественные опухоли, быстрое и раннее старение.
В случае непрерывного или повторного облучения в дозах, существенно более низких, чем те, которые могут вызвать острую форму лучевой болезни, может развиваться хроническая лучевая болезнь. При ней происходят изменения в крови, характерные симптомы со стороны нервной системы, местные поражения кожи и хрусталика, снижение иммунитета организма.
Кумулятивный эффект
Некоторые радиоактивные элементы поглощаются и накапливаются в определенных органах, что приводит к особенно высокой локальной интенсивности радиации, даже в условиях общего невысокого ее уровня.
Кальций, радий, стронций и другие родственные им элементы аккумулируются в костях, изотопы йода аккумулируются в тканях щитовидной железы, некоторые редкоземельные элементы в основном концентрируются в печени. Равномерно распределяются по организму изотопы цезия, рубидия, они вызывают угнетение кроветворной функции, атрофию семенников, развитие опухолей мягких тканей.
Читайте также:
