Реферат на тему влияние радиации на живые организмы
Обновлено: 06.07.2024
ОГЛАВЛЕНИЕ………………………………………………………………………………………………2 ВВЕДЕНИЕ. 3 ПОНЯТИЕ РАДИАЦИИ И ЕЁ ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ. 4 СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ РАДИАЦИИ ЧЕЛОВЕКУ………………………………………..5 ВОЗДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ НА ЧЕЛОВЕКА. 6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 7 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 8
Введение
Радиация является постоянным спутником жизни для человека. Мы живем в мире, в котором радиация присутствует повсюду. Свет и тепло ядерных реакций на Солнце являются необходимыми условиями нашего существования. Радиоактивные вещества естественного происхождения присутствуют в окружающей среде. Зарождение жизни на Земле и её последующая эволюция протекали в условиях постоянного воздействия радиации. Явление радиоактивности широко используется в науке, технике, медицине, промышленности. Рентгеновские лучи и радиоактивные изотопы используются в медицинских исследованиях. Однако сразу же стало ясно, что радиация является потенциально опасным источником для живых организмов в больших объёмах.
ПОНЯТИЕ РАДИАЦИИ И ЕЁ ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ
Радиация - это излучение и распространение в виде потока элементарных частиц и квантов электромагнитного излучения.
Когда радиоактивное излучение проходит через тело человека или же когда в организм попадают зараженные вещества, то энергия волн и частиц передается нашим тканям, а от них клеткам. В результате атомы и молекулы, составляющие организм, приходят в возбуждение, что ведёт к нарушению их деятельности и даже гибели. Все зависит от полученной дозы радиации, состояния здоровья человека и длительности воздействия. Радиация воздействует на организм на микроуровне, вызывая повреждения, которые заметны не сразу, а проявляют себя через долгие годы. Поражение отдельных групп белков, находящихся в клетке, может вызвать рак, а также генетические мутации, передающиеся через несколько поколений. Даже самые малые дозы облучения вызывают необратимые генетические изменения. Радиации подвергаются любые вещи и пища.
СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ РАДИАЦИИ
Радиация бывает первичной и вторичной. Первичная радиация образуется во время высвобождения ионизирующего излучения, а вторичная радиация распространяется в виде радиоактивных осадков (если сказать проще - в виде пыли), распространяемых ветром и облаками.
1. Альфа лучи. Это тяжелые радиоактивные частицы – нейтроны и протоны, которые несут наибольший вред для человека. Но они обладают малой пробивной силой и не способны проникнуть даже сквозь верхние слои кожи.
2. Бета. Это радиоактивные электроны. Их пробивная способность – 2 см. кожи.
3. Гамма. Это фотоны. Они свободно пронизывают тело человека, и защититься возможно только с помощью свинца или толстого слоя бетона.
При однократном внешнем облучении человека в зависимости от дозы излучения различают степени:
1. Лёгкая от 100-200 рад
2. Средняя от 200-400 рад
3. Тяжёлая от 400-600 рад
4. Тяжкая свыше 600 рад
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключение хотелось бы отметить, что, несмотря на то, что проникающая радиация в больших количествах приводит к необратимым последствиям, сегодня ученые говорят, что малые ее дозы полезны для здоровья и их следует рекомендовать для применения в медицине.
В течение многих десятилетий было известно, что длительное облучение радиацией приводит к развитию раковых опухолей, однако многие ученые утверждают, что ионизирующее излучение в определенных дозах может быть полезно для здоровья. низкие дозы радиации снижают частоту инфекционных заболеваний, уменьшают число случаев рака у молодых людей и существенно увеличивают среднюю продолжительность жизни.
Определения понятия радиоактивности. Характеристика типов и источников радиоактивного излучения. Изучение влияния ионизирующего излучения на организм в зависимости от доз времени действия. Анализ специфики двух способов облучения - внутреннего и внешнего.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.08.2016 |
| Размер файла | 30,8 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Определения понятия радиоактивность
Типы радиоактивных излучений
Источники радиоактивного излучения
Действия радиоактивных излучений на живой организм
Два вида облучения: внешнее и внутреннее
Введение
Фактор радиации присутствовал на нашей планете с момента ее образования, и как показали дальнейшие исследования, ионизирующие излучения наряду с другими явлениями физической, химической и биологической природы сопровождали развитие жизни на Земле. Однако, физическое действие радиации начало изучаться только в конце XIX столетия, а ее биологические эффекты на живые организмы -- в середине XX веков. Радиоактивные излучения относятся к тем физическим феноменам, которые не ощущаются нашими органами чувств, сотни специалистов, работая с радиацией, получили радиационные ожоги от больших доз облучения и умерли от злокачественных опухолей, вызванных переоблучением. Тем не менее, сегодня мировая наука знает о биологическом воздействии радиации больше, чем о действии любых других факторов физической и биологической природы в окружающей среде. Сегодня защита организма человека и живой составной биосферы от радиоактивного излучения в связи с увеличивающимся радиоактивным загрязнением планеты стала одной из самых актуальных проблем экологической науки. Потому что радиация - это неотъемлемый элемент нашей жизни, один из многих факторов окружающей среды. Наша жизнь зародилась в "радиационной колыбели". Все виды флоры и фауны Земли во время многих лет возникали и развивались под постоянным влиянием природного фона и приспособились к нему. Однако искусственно созданные радиоактивные вещества, ядерные реакторы, сооружения сконцентрировали неведомые ранее в природе объемы ионизирующего излучения, к чему природа была не подготовлена.
Определение понятия радиоактивность
Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским ученым Анри Беккерелем. В настоящее время оно широко используется в науке, технике, медицине, промышленности. Изучение радиоактивности началось с 1933 г., а ее губительного воздействия как компонента ядерной бомбы - с 1945 г. Исследования с целью определения глобального влияния на биосферу антропогенной радиации, ядерного оружия, отходов от производства, действующих АЭС, аварий на них, а также прогнозирование развития атомной энергетики на далекую перспективу были начаты в 1986 г. Радиоактивные элементы естественного происхождения присутствуют повсюду в окружающей человека среде. В больших объемах образуются искусственные радионуклиды, главным образом в качестве побочного продукта на предприятиях оборонной промышленности и атомной энергетики. Попадая в окружающую среду, они оказывают воздействия на живые организмы, в чем и заключается их опасность. Для правильной оценки этой опасности необходимо четкое представление о масштабах загрязнения окружающей среды, о выгодах, которые приносят производства, основным или побочным продуктом которых являются радионуклиды, и потерях, связанных с отказом от этих производств, о реальных механизмах действия радиации, последствиях и существующих мерах защиты. Радиоактивность - неустойчивость ядер некоторых атомов, проявляющаяся в их способности к самопроизвольным превращениям (распаду), сопровождающимся испусканием ионизирующего излучения или радиацией. Мерой радиоактивности служит активность. Измеряется в Беккерелях (Бк), что соответствует 1 распаду в секунду. Содержание активности в веществе часто оценивают на единицу веса вещества (Бк/кг) или объема (Бк/куб.м). Также встречается еще такая единица активности, как Кюри (Ки). Это - огромная величина: 1 Ки = 37000000000 Бк. Активность радиоактивного источника характеризует его мощность. Так, в источнике активностью 1 Кюри происходит 37000000000 распадов в секунду.
Как было сказано выше, при этих распадах источник испускает ионизирующее излучения. Мерой ионизационного воздействия этого излучения на вещество является экспозиционная доза. Часто измеряется в Рентгенах (Р). Поскольку 1 Рентген - довольно большая величина, на практике удобнее пользоваться миллионной (мкР) или тысячной (мР) долями Рентгена.
Действие распространенных бытовых дозиметров основано на измерении ионизации за определенное время, то есть мощности экспозиционной дозы. Единица измерения мощности экспозиционной дозы микроРентген/час.
Мощность дозы, умноженная на время, называется дозой. Мощность дозы и доза соотносятся так же как скорость автомобиля и пройденное этим автомобилем расстояние (путь). Для оценки воздействия на организм человека используются понятия эквивалентная доза и мощность эквивалентной дозы. Измеряются, соответственно, в Зивертах (Зв) и Зивертах/час. В быту можно считать, что 1 Зиверт = 100 Рентген. Необходимо указывать на какой орган, часть или все тело пришлась данная доза.Можно показать, что упомянутый выше точечный источник активностью 1 Кюри (для определенности рассматриваем источник цезий-137) на расстоянии 1 метр от себя создает мощность экспозиционной дозы приблизительно 0,3 Рентгена/час, а на расстоянии 10 метров - приблизительно 0,003 Рентгена/час. Уменьшение мощности дозы с увеличением расстояния от источника происходит всегда и обусловлено законами распространения излучения.
Типы радиоактивных излучений
Радиоактивное излучение разделяют на три типа:
б-излучение - отклоняется электрическим и магнитными полями, обладает высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью; представляет собой поток ядер гелия; заряд a-частицы равен +2е, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия .
в-излучение - отклоняется электрическим и магнитным полями; его ионизирующая способность значительно меньше (приблизительно на два порядка), а проникающая способность гораздо больше, чем у a-частиц; представляет собой поток быстрых электронов.
г-излучение - не отклоняется электрическим и магнитными полями, обладает относительно слабой ионизирующей способностью и очень большой проникающей способностью; представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны l
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.
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.
![]()
Радиоактивность – это свойство некоторых веществ испускать невидимое излучение, превращаясь в другие вещества. Испускаемые при этом лучи (радиация) влияют на все окружающее, в том числе и на ткани человека и других живых организмов. Поговорим кратко о биологическом действии радиации.
Влияние радиации на живые клетки
![Живая клетка]()
Рис. 1. Живая клетка.
Радиоактивное излучение может выбивать электроны из электронных оболочек атомов, ионизируя их, из-за чего химические свойства вещества заметно меняются. Еще худшие последствия имеет влияние радиации на ядра атомов – хотя, такие события происходят значительно реже, атомы при этом полностью меняются, превращаясь в совсем другие вещества, при этом они сами становятся радиоактивными.
Все это приводит к ряду негативных последствий для работы клетки:
- изменяется внутриклеточная среда, в ней появляются вещества, которых там быть не должно, а те, которые были там, изменяют свои свойства;
- нарушается функционирование мембран клетки, что также влияет на внутриклеточную среду не лучшим образом;
- на устранение изменений внутриклеточной среды клетка вынуждена тратить свои ресурсы;
- изменяется наследственная информация ДНК.
В каждой клетке есть механизмы, поддерживающие внутриклеточное равновесие химических веществ, они могут устранять нарушения, производимые радиацией. Однако, их возможности рассчитаны на обычный природный фон. Если же полученная доза радиации превышает его – в клетке начинаются необратимые изменения, вплоть до ее гибели.
Доза радиации
Для оценки воздействия радиации на биологическое вещество используется ряд единиц. Суть действия радиации в том, что она передает веществу некоторую энергию, поэтому энергия радиации, полученная единицей массы вещества, называется поглощенной дозой, и в системе СИ измеряется в Греях. Доза радиации в 1 Грей это такая доза, при которой каждый килограмм вещества получает энергию радиации 1 Джоуль:
Также широко применяется устаревшая единица Рентген (Р), основанная на количестве ионизированных радиацией атомов. Для практических целей можно считать:
Следует учесть, что различные виды радиации по-разному влияют на биологические ткани, наименьшее влияние оказывают мягкие рентгеновские лучи, наиболее опасными являются α-частицы. Поэтому вводится специальный коэффициент качества $k$, равный единице для рентгеновского излучения. Для α-частиц $k_α=20$. А действие радиации на биологическую ткань характеризуется эквивалентной дозой, и измеряется в Зивертах (Зв), один Зиверт равен поглощенной дозе 1Грей при единичном коэффициенте качества. Умножая поглощенную дозу на коэффициент качества, получаем эквивалентную дозу:
![Максимальные дозы радиации]()
Рис. 3. Максимальные дозы радиации.
Что мы узнали?
Биологическое действие радиации состоит в изменении химического состава вещества клетки, что приводит к нарушениям в ее работе. Более того, нарушения в наследственной информации могут привести к наследственным мутациям, и даже к невозможности дальнейшего размножения клетки и организма в целом.
Читайте также:
