Osvita.ua Вища освіта Реферати Екологія Гамма-випромінювання - забруднення довкілля. Реферат
Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції. З питань розміщення інформації звертайтесь за телефоном (044) 200-28-38.

Гамма-випромінювання - забруднення довкілля. Реферат

Всі живі організми мають власну радіочутливість - здатність реагувати у відповідь на подразнення, що викликане поглинутою енергією іонізуючого випромінювання. Радіочутливість частіше всього оцінюється за смертельною дією радіації. Різні біологічні об’єкти мають різний рівень радіочутливості

Екологічний стан багатьох районів нашої країни викликає законну тривогу громадськості. У численних публікаціях показано, що в багатьох регіонах нашої країни спостерігається стійка тенденція до багаторазового, у десятки і більш раз перевищенню санітарно-гігієнічних норм по вмісту в атмосфері окислів вуглецю, азоту, пилу, токсичних з'єднань металів, амінів і інших шкідливих речовин. Маються серйозні проблеми з меліорацією земель, безконтрольним застосуванням у сільському господарстві мінеральних добрив, надмірним використанням пестицидів, гербіцидів.

Відбувається забруднення стічними водами промислових і комунальних підприємств великих і малих рік, озер, прибережних морських вод. Через постійне забруднення атмосферного повітря, поверхневих і підземних вод, ґрунтів, рослинності відбувається деградація екосистем, скорочення продуктивних можливостей біосфери.

Забруднення середовища проживання шкідливо відбивається на здоров'ї людей, приносить значні збитки народному господарству. Останнім часом обстановка погіршилася настільки, що багато районів оголошені районами екологічного нещастя. Загальні викиди двоокису азоту оцінюються в 6, 5х108 т/рік, викиди сірки складають 2, 4х108 т/рік, промисловість викидає 5, 2х107 т/рік усіляких відходів.

Викиди вуглекислого газу, сірчистих з'єднань в атмосферу в результаті промислової діяльності, функціонування енергетичних, металургійних підприємств ведуть до виникнення парникового ефекту і зв'язаного з ним потепління клімату. По оцінках учених глобальне потепління без уживання заходів по скороченню викидів парникових газів складе від 2-х до 5 градусів протягом наступного сторіччя, що з'явиться безпрецедентним явищем за останні десть тисяч років. Потепління клімату, збільшення рівня океану на 60-80 см до кінця наступного сторіччя приведуть до екологічної катастрофи небаченого масштабу, що загрожує деградацією людському співтовариству.

Інша небезпека зв'язана з дефіцитом чистої прісної води. Відомо, що промисловість споживає 3000 куб. км прісної води в рік, з яких приблизно 40% повертається в цикл, але з рідкими відходами, що містять продукти корозії, частки золи, смол, технологічні відходи, у тому числі шкідливі компоненти типу важких металів і радіоактивних речовин. Ці рідини розтікаються по водяних системах, причому шкідливі речовини депонуються у фітоценозах, донних відкладеннях, рибах, поширюються по харчових ланцюгах, попадають на стіл людини.

Витрата прісної води на сільськогосподарські нестатки - зрошення, іригацію став у деяких районах настільки великий, що викликав великі необоротні зрушення в екологічній рівновазі цілих регіонів.

Серед інших екологічних проблем, зв'язаних з антропогенним впливом на біосферу, варто згадати ризик порушення озонового шару, забруднення Світового океану, деградацію ґрунтів і спустошення зернових районів, окислення природних середовищ, зміна електричних властивостей атмосфери.

Характерні антропогенні радіаційні впливи на навколишнє середовище:

  • забруднення атмосфери і територій продуктами ядерних вибухів при іспитах ядерної зброї;
  • отруєння повітряного басейну викидами пилу, забруднення територій шлаками, що містять радіоактивні речовини при спалюванні викопних палив у казанах електростанцій; забруднення територій при аваріях на атомних станціях і підприємствах.

Більш локальні, але не менш неприємні наслідки - загибель озер, рік через неочищені радіоактивні скидання промислових підприємств.

Значну небезпеку для живих істот, для популяцій організмів у екосистемах представляють аварії на підприємствах хімічної, атомної промисловості, при транспортуванні небезпечних і шкідливих речовин. Відомі аварії на хімічному заводі в Бхопале (Індія), на Чорнобильської АЕС, на ПО «Маяк», аварії з нафтоналивними судами. Говорять про те, що необхідний радикальний перегляд наших відносин із природою, посилення заходів впливу нормативних важелів на господарську практику.

Зовсім неприпустимо, щоб установлені нормативами граничні концентрації шкідливих речовин у повітрі, воді реально перевищувалися в сотні разів. Потрібно зробити невигідною чи навіть руйнівною зневагу до охорони навколишнього середовища. Право людей на чисте повітря, чисті ріки й озера повинне не тільки декларуватися, але і реально забезпечуватися всіма доступними для держави засобами.

Особливо актуальними стають питання регулювання відповідальності за збиток, у тому числі за екологічний збиток при створенні в нашій країні основ правової держави, при переході до ринкових відносин в економіці. Тут важливо знайти розумні економічні важелі, правильно співвідносити вигоди і втрати, доходи і витрати на компенсацію збитку. Важливою задачею є розробка питань нормативного розмежування припустимих і неприпустимих впливів, оцінювання вартості екологічного збитку.

Основними напрямками в обмеженні шкідливих техногенних впливів на біосферу є ресурсозбереження і розробка екологічно чистих чи безвідхідних технологій. Чистоту вод можна поліпшити методами біотехнології. Радикальний шлях оздоровлення екологічної обстановки - скорочення шкідливих викидів, збільшення безаварійності і безпеки небезпечних виробництв, перехід на безвідхідні технології, концентрація і надійне поховання шкідливих відходів, розумне співробітництво і міжнародна взаємодопомога при екологічних катастрофах.

У роботі з оздоровлення навколишнього середовища, обмеженню впливів шкідливих речовин на біосферу важливу роль грають служби контролю стану природи, середовища проживання людей, локального і регіонального моніторингу навколишнього середовища. Ці служби, озброєні сучасною вимірювальною технікою і приладами контролю повинні оперативно оповіщати населення про усі випадки наближення параметрів навколишнього середовища до небезпечного рівня.

Важливу роль у захисті середовища проживання людини від забруднення повинна зіграти глобальна система моніторингу стану навколишнього середовища, що охоплює Світовий океан і всі континенти, заснований на національних системах, але знаходиться під егідою ООН. У скороченні викидів вуглекислого газу усе більш істотну роль грає заміщення традиційної енергетики на енергетику атомну.

В даний час загальновизнано, що атомні електростанції можуть бути створені з високими показниками надійності і безпеки, що забезпечують виконання самих строгих вимог наглядових органів, у тому числі по охороні біосфери від забруднення радіоактивними й іншими шкідливими речовинами. Однак варто почати додаткові зусилля для того, щоб знизити ризик аварій на АЕС. Зокрема рішення цієї задачі бачиться на шляху розробки нового покоління реакторів із внутрішньо властивою безпекою, тобто реакторів з могутніми внутрішніми зворотними зв'язками самозахисту і самокомпенсації.

Властивості гамма-випромінювання. Гамма-випромінювання – це короткохвильове електромагнітне випромінювання. На шкалі електромагнітних хвиль воно поряд з жорстким рентгенівським випромінюванням, займаючи область вищих частот. Гамма-випромінювання володіє надзвичайно малою довгою хвилею (λ10 -8 см) і внаслідок цього яскраво вираженими корпускулярними властивостями, тобто поводиться подібно до потоку частинок – гамма квантів, або фотонів, з енергією hv (v – частота випромінювання, h – Планка постійна).

Гамма випромінювання виникає при розпадах радіоактивних ядер, елементарних частинок, при анігіляції пар частини-античастина, а також при проходженні швидких заряджених частинок через речовину.

Гамма-випромінювання, супроводжуюче розпад радіоактивних ядер, випускається при переходах ядра з більш збудженого енергетичного полягання в менш збуджене або в основне. Енергія γ – кванта рівна різниці енергій Δε станів, між якими відбувається перехід.

Збуджений стан.

 

Випускання ядром γ-кванта не спричиняє за собою зміни атомного номера або масового числа, на відміну від інших видів радіоактивних перетворень. Ширина ліній гамма-випромінювань надзвичайно мала (~10-2 эв). Оскільки відстань між рівнями у багато разів більше ширини ліній, спектр гамма-випромінювання є лінійчатим, тобто складається з ряду дискретних ліній. Вивчення спектрів гамма-випромінювання дозволяє встановити енергії збуджених станів ядер.

Гамма-кванти з великими енергіями випускаються при розпадах деяких елементарних частинок. Так, при розпаді π0- мезона, що покоїться, виникає гамма-випромінювання з енергією ~70Мэв. Гамма-випромінювання від розпаду елементарних частинок також утворює лінійчатий спектр. Елементарні частинки, що проте випробовують розпад, часто рухаються з швидкостями, порівнянними із швидкістю світла. Внаслідок цього виникає доплеровське розширення лінії і спектр гамма-випромінювання виявляється розмитим в широкому інтервалі енергій.

Гамма-випромінювання, що утворюється при проходженні швидких заряджених частинок через речовину, викликається їх гальмуванням до кулонівському полі атомних ядер речовини. Гальмівне гамма – випромінювання, також як і гальмівне рентгенівське випромінювання, характеризується суцільним спектром, верхня межа якого співпадає з енергією зарядженої частинки, наприклад електрона. У прискорювачах заряджених частинок отримують гальмівне гамма випромінювання з максимальною енергією до декількох десятків Гев.

У космічному просторі гамма-випромінювання може виникати в результаті зіткнень квантів м'якшого довгохвильового, електромагнітного випромінювання, наприклад світла, з електронами, прискореними магнітними полями космічних об'єктів. При цьому швидкий електрон передає свою енергію електромагнітному випромінюванню і видиме світло перетворюється на жорсткіше гамма-випромінювання.

Аналогічне явище може мати місце в земних умовах при зіткненні електронів великої енергії, що отримуються на прискорювачах, з фотонами видимого світла в інтенсивних пучках світла, що створюються лазерами. Електрон передає енергію світловому фотону, який перетворюється на γ-квант. Таким чином, можна на практиці перетворювати окремі фотони світла на кванти гамма-випромінювання високої енергії.

Гамма-випромінювання володіє великою проникаючою здатністю, тобто може проникати крізь великі товщі речовини без помітного ослаблення. Основні процеси, що відбуваються при взаємодії гамма-випромінювання з речовиною, - фотоелектричне поглинання (фотоефект), комптонівське розсіяння (комптон-ефект) і створення пара електрон-позитрон.

При фотоефекті відбувається поглинання γ-кванта одним з електронів атома, причому енергія γ -кванта перетвориться (за вирахуванням енергії зв'язку електрона в атомі) в кінетичну енергію електрона, що вилітає за межі атома. Вірогідність фотоефекту прямо пропорційна п'ятому ступеню атомного номера елементу і назад пропорційна 3-у ступеню енергії гамма-випромінювання. Таким чином, фотоефект переважає в області малих енергії γ-квантів (£100 кэв) на важких елементах (Pb, U).

При комптон-ефекті відбувається розсіяння γ-кванта на одному з електронів, слабо зв'язаних в атомі. На відміну від фотоефекту, при комптон-ефекті γ-квант не зникає, а лише змінює енергію (довжину хвилі) і напрям розповсюдження. Вузький пучок гамма-променів в результаті комптон-ефекту стає ширшим, а само випромінювання - м'якшим (довгохвильовим).

Інтенсивність комптонівського розсіяння пропорційна числу електронів в 1см3 речовини, і тому вірогідність цього процесу пропорційна атомному номеру речовини. Комптон-ефект стає помітним в речовинах з малим атомним номером і при енергіях гамма-випромінювання, перевищують енергію зв'язку електронів в атомах. Так, у разі Pb вірогідність комптонівського розсіяння порівнянна з вірогідністю фотоелектричного поглинання при енергії ~ 0,5 Мев.

У разі Al комптон-ефект переважає при набагато менших енергіях. Якщо ж енергія γ-кванта перевищує 1,02 Мев, стає можливим процес утворення электрон-позитронових пар в електричному полі ядер. Вірогідність утворення пар пропорційна квадрату атомного номера і збільшується із зростанням hν. Тому при hν ~10 Мев основним процесом в будь-якій речовині опиняється утворення пар.

 

Зворотний процес анігіляція электрон-позитронової пари є джерелом гамма-випромінювання.

Для характеристики ослаблення гамма-випромінювання в речовині зазвичай користуються коефіцієнтом поглинання, який показує, на якій товщині Х поглинача інтенсивність I0 падаючого пучка гамма-випромінювання ослабляється в е разів:

  • I=I0e-μ0x.

Тут μ0 – лінійний коефіцієнт поглинання гамма-випромінювання. Іноді вводять масовий коефіцієнт поглинання, рівний відношенню μ0 до щільності поглинача.

Експоненціальний закон ослаблення гамма-випромінювання справедливий для вузького напряму пучка гамма-променів, коли будь-який процес, як поглинання, так і розсіяння, виводить гамма-випромінювання з складу первинного пучка. Проте при високих енергіях процес проходження гамма-випромінювання через речовину значно ускладнюється.

Вторинні електрони і позитрони володіють великою енергією і тому можуть, у свою чергу, створювати гамма-випромінювання завдяки процесам гальмування і анігіляції. Таким чином в речовині виникає ряд поколінь вторинного гамма-випромінювання, що чергуються, електронів і позитронів, тобто відбувається розвиток каскадної зливи. Число вторинних частинок в такій зливі спочатку зростає з товщиною, досягаючи максимуму. Проте потім процеси поглинання починають переважати над процесами розмноження частинок і злива затухає.

датність гамма-випромінювання розвивати зливи залежить від співвідношення між його енергією і так званою критичною енергією, після якої злива в даній речовині практично втрачає здатність розвиватися.

Для зміни енергії гамма-випромінювання в эксперементальній фізиці застосовуються гамма-спектрометри різних типів, засновані переважно на вимірюванні енергії вторинних електронів. Основні типи спектрометрів гамма-випромінювання: магнітні, сцинтиляционні, напівпровідникові, кристал-дифракційні.

Вивчення спектрів ядерних гамма-випромінювань дає важливу інформацію про структуру ядер. Спостереження ефектів, пов'язаних з впливом зовнішнього середовища на властивості ядерного гамма-випромінювання, використовується для вивчення властивостей твердих тіл.

Гамма-випромінювання знаходить застосування в техніці, наприклад для виявлення дефектів в металевих деталях – гамма-дефектоскопія. У радіаційній хімії гамма-випромінювання застосовується для ініціації хімічних перетворень, наприклад процесів полімеризації. Гамма-випромінювання використовується в харчовій промисловості для стерилізації продуктів харчування. Основними джерелами гамма-випромінювання служать природні і штучні радіоактивні ізотопи, а також електронні прискорювачі.

Дія на організм гамма-випромінювання подібно до дії інших видів іонізуючих випромінювань. Гамма-випромінювання може викликати променеве ураження організму, аж до його загибелі. Характер впливу гамма-випромінювання залежить від енергії γ-квантів і просторових особливостей опромінювання, наприклад, зовнішнє або внутрішнє. Відносна біологічна ефективність гамма-випромінювання складає 0,7-0,9.

У виробничих умовах (хронічна дія в малих дозах) відносна біологічна ефективність гамма-випромінювання прийнята рівною 1. Гамма-випромінювання використовується в медицині для лікування пухлин, для стерилізації приміщень, апаратури і лікарських препаратів. Гамма-випромінювання застосовують також для отримання мутацій з подальшим відбором господарський-корисних форм. Так виводять високопродуктивні сорти мікроорганізмів (наприклад, для отримання антибіотиків) і рослин.

Сучасні можливості променевої терапії розширилися в першу чергу за рахунок засобів і методів дистанційної гамма-терапії. Успіхи дистанційної гамма-терапії досягнуті в результаті великої роботи в області використання могутніх штучних радіоактивних джерел гамма-випромінювання (кобальт-60, цезій-137), а також нових гамма-препаратів.

Велике значення дистанційної гамма-терапії пояснюється також порівняльною доступністю і зручностями використання гамма-апаратів. Останні, так само як і рентгенівські, конструюють для статичного і рухомого опромінювання. За допомогою рухомого опромінювання прагнуть створити велику дозу в пухлині при розосередженому опромінюванні здорових тканин. Здійснені конструктивні удосконалення гамма-апаратів, направлені на зменшення півтіні, поліпшення гомогенізації полий, використання фільтрів жалюзі і пошуки додаткових можливостей захисту.

Використання ядерних випромінювань в рослинництві відкрило нові, широкі можливості для зміни обміну речовин у сільськогосподарських рослин, підвищення їх врожайності, прискорення розвитку і поліпшення якості.

В результаті перших досліджень радіо-біологів було встановлено, що іонізуюча радіація – могутній чинник дії на зростання, розвиток і обмін речовин живих організмів. Під впливом гамма-випромінювання у рослин, тварин або мікроорганізмів міняється злагоджений обмін речовин, прискорюється або сповільнюється (залежно від дози) перебіг фізіологічних процесів, спостерігаються зрушення в зростанні, розвитку, формуванні урожаю.

Слід особливо відзначити, що при гамма-випромінювання в насіння не потрапляють радіоактивні речовини. Опромінене насіння, як і вирощений з них урожай, нерадіоактивні. Оптимальні дози опромінювання тільки прискорюють нормальні процеси, що відбуваються в рослині, і тому абсолютно необосновані які-небудь побоювання і застереження проти використання в їжу урожаю, отриманого з насіння, що піддавалося передпосівному опромінюванню.

Іонізуючі випромінювання почали використовувати для підвищення термінів зберігання сільськогосподарських продуктів і для знищення різних комах-шкідників. Наприклад, якщо зерно перед завантаженням в елеватор пропустити через бункер, де встановлено могутнє джерело радіації, то можливість розмноження комах-шкідників буде виключена і зерно зможе зберігатися тривалий час без яких-небудь втрат.

Само зерно як живильний продукт не міняється при таких дозах опромінювання. Вживання його для корму чотирьох поколінь експериментальних тварин не викликало яких би то не було відхилень в зростанні, здібності до розмноження і інших патологічних відхилень від норми.

Радіочутливість і рівні радіочутливості. Радіочутливість - це здатність живих організмів реагувати у відповідь на подразнення, викликане поглинутою енергією іонізуючого випромінення. Радіочутливість частіше за все оцінюють за смертельною дією радіації.

В 1906 році Бергон’є та Трибондо вивчаючи дію опромінення на сім’яники щурів, з’ясували, що гермінативні клітини значно пошкоджувались при опроміненні, в той час як інтерстеціальні залишалися непошкодженими. На основі цих спостережень вони сформулювали закон, який каже, що клітини є радіо-чутливими, якщо вони мають високу мітотичну активність, якщо в нормі вони здатні до великої кількості поділів, і якщо вони морфологічно і функціонально не диференційовані.

Диференційована клітина - це зріла спеціалізована клітина, що не схильна до поділу. Таким чином радіочутливість тканини прямо пропорційна її мітотичній активності та обернено пропорційна ступеню диференціювання клітин, з яких вона утворена. Отож, тканини, що діляться, є дуже радіо-чутливими, а більш диференційовані є більш резистентними.

Так у ссавців печінка, м’язи, мозок, кістки, хрящі та сполучна тканина відносяться до резистентних, оскільки ці тканини у дорослих проявляють низьку проліферативну активність і складаються із спеціалізованих зрілих клітин. Навпаки ж клітини кісткового мозку, гермінативні клітини яєчників та сім’яників, епітелій кишківника та шкіри є сильно радіо-чутливими. Виключення: овоцити та лімфоцити хоч і не діляться, але є радіочутливими.

Розрізняють наступні рівні радіочутливості: на клітинному рівні - мікро- та макрорадіо-чутливість (на рівні молекул та на рівні органоїдів), у багатоклітинних організмів розрізняють тканинний рівень, організмений рівень.

Дія іонізуючого опроміненя на рівні клітини.

Завдяки деяким захисним системам різноманітні організми зберегли свою спадкову інформацію. Тому дози іонізуючого випромінення, що відповідають природному фонові, не шкідливі для життєдіяльності переважної більшості організмів та їхнього потомства. Проте навіть природний рівень випромінення в окремих випадках може спричинити шкідливі мутації. З підвищенням дози іонізуючої радіації імовірність виникнення таких змін зростає.

За ефектом прояву розрізняють два основних типи ушкоджень ДНК- сублетальні та потенційно летальні. Перші не можна вважати безпосередньою причиною загибелі клітин, але вони сприяють їй при тривалому або наступному опроміненні. Прикладом є одиничні розриви нитки ДНК - вони не смертельні, проте чим їх більше, тим імовірнішою стає поява подвійних розривів, які зумовлюють загибель клітини. Потенційно летальні ушкодження ДНК спричиняють загибель клітин, але за певних умов вони усуваються завдяки репаративним системам.

Під час дії іонізуючого випромінення уражуються також і інші біологічно активні сполуки, проте кількість клітин, що гинуть, значно менша, ніж у разі порушення структури ДНК. До таких речовин належать білки, ліпіди, вуглеводи, гормони і вітаміни.

При поглинанні білковими розчинами досить високих доз енергії випромінення (100 Гр і більше) змінюється конформація білкових молекул, відбувається їхня агрегація та деструкція. Якщо організм тварин опромінюється значно меншими дозами (приблизно 50 Гр), знижується концентрація вільних амінокислот, особливо метіоніну та триптофану, що сповільнює біосинтез білка.

Зменшення вмісту сульфгідрильних груп у тканинах опроміненого організму - один з найбільш ранніх ефектів дії іонізуючого випромінення, що проявляється, мабуть, внаслідок впливу радикалів і перекисів.

Ферментні системи реагують на опромінення по різному: їхня активність може зростати, знижуватись або залишатись незмінною, проте при великих дозах вони інактивуються.

Високою чутливістю до дії іонізуючого опромінення характеризуються процеси, що супроводжуються утворенням АТР. Насамперед це окислювальне фосфорилювання у внутрішній мембрані мітохондрій.

Опромінення розчину простих сахарів високим дозами спричинює їхнє окислення і розпад, полісахаридів - зменшення в’язкості і розпад на прості сахари. При поглинанні організмами доз 5-10 Гр порушуються процеси розщеплення глюкози, знижується вміст глікогену в тканинах, змінюються властивості ряду вуглеводів.

Дія іонізуючого випромінення призводить до підвищення окислюваності ліпідів, що зумовлює утворення перекисів, до перерозподілу вмісту ліпідів в різних тканинах.

Поглинена макромолекулами енергія може мігрувати по молекулах, зумовлюючи зміни в найслабших місцях. Насідком таких процесів є порушення структури та функцій біологічних мембран, а згодом і метаболізму (розпад білків, нуклеїнових кислот).

Іонізуюче випромінення зумовлює різноманітні ушкодження внутрішньоклітинних структур. Найчутливішими до радіації у клітинах ссавців є мітохондрії та ядро. При ушкодженні мітохондрій порушуються процеси енергозабезпечення клітини. Внаслідок змін у ядрі пригнічуються енергетичні процеси, порушується функція мембрани. Можливі також всі види мутацій (зміна числа і структури хромосом, структури генів), що призводить до утворення білків з порушеною структурою, які втрачають біологічну активність.

Чутливість клітин до випромінення залежить від швидкості процесів обміну, що відбуваються в них, і кількості внутрішньоклітинних структур. Клітини з великою кількістю мітохондрій менш чутливі; клітини з диплоїдним набором хромосом менш чутливі за клітини з гаплоїдним набором хромосом.

Слід зазначити, що кінцевий ушкоджуючий ефект радіації залежить від активності процесів відновлення, тому що значна частина первинних ушкоджень є потенційними і реалізується, якщо не відбуваються відновні процеси.

Дія іонізуючого опромінення на рівні багатоклітинного організму.

Як правило, існує взаємозв’язок між рівнем розвитку організму й чутливістю до іонізуючого опромінення. Так, багатоклітинні організми чутливіші, ніж одноклітинні; найбільшу сприйнятливість мають ссавці.

Поглинені дозі, які призводять до загибелі половини популяції (ЛД50), для різних організмів мають такі значення, Гр:

Таблиця 1.

Види організмів

Доза опромінення

Види організмів

Доза опромінення

Віруси

62 - 4600

Молюски

120 - 200

Бактерії

17 - 3500

Рептилії

15 - 500

Найпростіші

100 - 3500

Риби

6 - 55

Водорості, лишайники

300 - 17000

Птахи

6 - 14

Покритонасінні

10 - 1500

Гризуни

8 - 15

Голонасінні

4 - 150

Велика рогата худоба

1, 5 - 2,7

Комахи

580 - 2000

Людина

2,5 - 3,0

 

Причини різної чутливості організмів до іонізуючого опромінення досконало ще не вивчено. Низьку чутливість комах і ракоподібних намагаються пояснити підвищеним вмістом в них сполук, які мають радіопротекторні властивості: у комах це каталаза, що розщеплює перекиси, а у ракоподібних - амінокислоти, аміни і поліпептиди, що беруть участь у регуляції осмотичного тиску.

Чутливість ссавців до опромінення залежить від індивідуальних особливостей організмів і умов їхньої життєдіяльності. Найчутливішими до дії радіації є ембріони і немовлята, клітини яких мають високу активність росту. Підвищеною є також радіочутливість у старих особин, оскільки у них погіршуються процеси відновлення.

Ефект дії радіації залежить також від того, які саме тканини і органи зазнали опромінення. Всі органи і частини тіла теплокровних тварин і людини за своєю радіочутливістю поділяють на окремі групи.

Залежність ураження від поглинутої дози подана в Таблиці 2.

Таблиця 2.

Поглинена доза, Гр

Наслідки

Прояв

менше 0,1

Спадкові порушення (генетичні ефекти), які рідко виникають.

У потомстві

0, 1 - 1,0

Віддалені наслідки (соматичні ефекти).

Через кілька років

1,0 - 2,0

Легка форма променевої хвороби. Ослаблений імунітет.

Через кілька місяців

2,0 - 3,0

Гостра форма променевої хвороби.

Через 1 - 2 місяці

3,0 - 10, 0

Середня форма променевої хвороби, що переходить у важку. Ураження кісткового мозку.

Через 12 - 30 діб

10, 0 - 50, 0

Кишкова форма променевої хвороби.

7 - 10 діб

50 - 100

Токсична форма променевої хвороби.

4 - 8 діб

понад 100

Церебральна форма променевої хвороби.

Кілька годин

 

Радіаційна безпека. Питання захисту людини від негативного впливу іонізуючого випромінювання постали майже одночасно з відкриттям рентгенівського випромінювання і радіоактивного розпаду. Це зумовлено такими факторами: по-перше, надзвичайно швидким розвитком застосування відкритих випромінювань в науці та на практиці, і, по-друге, виявленням негативного впливу випромінювання на організм.

Заходи радіаційної безпеки використовуються на підприємствах і, як правило, потребують проведення цілого комплексу різноманітних захисних заходів, що залежать від конкретних умов роботи з джерелами іонізуючих випромінювань і, передусім, від типу джерела випромінювання.

Закритими називаються будь-які джерела іонізуючого випромінювання, устрій яких виключає проникнення радіоактивних речовин у навколишнє середовище при передбачених умовах їхньої експлуатації і зносу.

Це — гамма-установки різноманітного призначення; нейтронні, бета-і гамма-випромінювачі; рентгенівські апарати і прискорювачі заряджених часток. При роботі з закритими джерелами іонізуючого випромінювання персонал може зазнавати тільки зовнішнього опромінення.

Захисні заходи, що дозволяють забезпечити умови радіаційної безпеки при застосуванні закритих джерел, основані на знанні законів поширення іонізуючих випромінювань і характеру їхньої взаємодії з речовиною. Головні з них такі:

  • доза зовнішнього опромінення пропорційна інтенсивності випромінювання і часу впливу;
  • інтенсивність випромінювання від точкового джерела пропорційна кількості квантів або часток, що виникають у ньому за одиницю часу, і обернено Пропорційна квадрату відстані;
  • інтенсивність випромінювання може бути зменшена за допомогою екранів.

З цих закономірностей випливають основні принципи забезпечення радіаційної безпеки:

  • зменшення потужності джерел до мінімальних розмірів («захист кількістю»);
  • скорочення часу роботи з джерелом («захист часом»);
  • збільшення відстані від джерел до людей («захист відстанню»);
  • екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають іонізуюче випромінювання («захист екраном»).

Найкращими для захисту від рентгенівського і гамма-випромінювання є свинець і уран. Проте, з огляду на високу вартість свинцю й урану, Можуть застосовуватися екрани з більш легких матеріалів — просвинцьованого скла, заліза, бетону, залізобетону і навіть води. У цьому випадку, природно, еквівалентна товща екрану значно збільшується.

Для захисту від бета-потоків доцільно застосовувати екрани, які виготовлені з матеріалів з малим атомним числом. У цьому випадку вихід гальмівного випромінювання невеликий. Звичайно як екрани для захисту від бета-випромінювань використовують органічне скло, пластмасу, алюміній.

Відкритими називаються такі джерела іонізуючого випромінювання, при використанні яких можливе потрапляння радіоактивних речовин у навколишнє середовище.

При Цьому може відбуватися не тільки зовнішнє, але і додаткове внутрішнє опромінення персоналу. Це може відбутися при надходженні радіоактивних ізотопів у навколишнє робоче середовище у вигляді газів, аерозолів, а також твердих і рідких радіоактивних відходів: Джерелами аерозолів можуть бути не тільки виконувані виробничі операції, але і забруднені радіоактивними речовинами робочі поверхні, спецодяг і взуття.

Основні принципи захисту:

  • використання принципів захисту, що застосовуються при роботі з джерелами випромінювання у закритому виді;
  • герметизація виробничого устаткування з метою ізоляції процесів, що можуть стати джерелами надходження радіоактивних речовин у зовнішнє середовище;
  • заходи планувального характеру;
  • застосування санітарно-технічних засобів і устаткування, використання спеціальних захисних матеріалів;
  • використання засобів індивідуального захисту і санітарної обробки персоналу;
  • дотримання правил особистої гігієни;
  • очищення від радіоактивних забруднень поверхонь будівельних конструкцій, апаратури і засобів індивідуального захисту;
  • використання радіопротекторів (біологічний захист).

Радіоактивне забруднення спецодягу, засобів індивідуального захисту та шкіри персоналу не повинно перевищувати припустимих рівнів, передбачених Нормами радіаційної безпеки НРБУ-97.

У випадку забруднення радіоактивними речовинами особистий одяг і взуття повинні пройти дезактивацію під контролем служби радіаційної безпеки, а у випадку неможливості дезактивації їх слід захоронити як радіоактивні відходи.

Рентгенорадіологічні процедури належать до найбільш ефективних методів діагностики захворювань людини. Це визначає подальше зростання застосування рентгене- і радіологічних процедур або використання їх у ширших масштабах. Проте інтереси безпеки пацієнтів зобов'язують прагнути до максимально можливого зниження рівнів опромінення, оскільки вплив іонізуючого випромінювання в будь-якій дозі поєднаний з додатковим, відмінним від нуля ризиком виникнення віддалених, стохастичних ефектів.

У даний час з метою зниження індивідуальних і колективних доз опромінення населення за рахунок діагностики широко застосовуються організаційні і технічні заходи:

  • як виняток необґрунтовані (тобто без доведень) дослідження;
  • зміна структури досліджень на користь тих, що дають менше дозове навантаження;
  • впровадження нової апаратури, оснащеної сучасною електронною технікою посиленого візуального зображення;
  • застосування екранів для захисту ділянок тіла, що підлягають дослідженню, тощо.

Ці заходи, проте, не вичерпують проблеми забезпечення максимальної безпеки пацієнтів і оптимального використання цих діагностичних методів. Система забезпечення радіаційної безпеки пацієнтів може бути повною й ефективною, якщо вона буде доповнена гігієнічними регламентами припустимих доз опромінення.

Висновок. Всі живі організми мають власну радіочутливість - здатність реагувати у відповідь на подразнення, що викликане поглинутою енергією іонізуючого випромінювання. Радіочутливість частіше всього оцінюється за смертельною дією радіації. Різні біологічні об’єкти мають різний рівень радіочутливості. Наприклад, деякі найпростіші організми, бактерії, віруси здатні переносити величезні дози радіації 1000-10000 Гр (10000-1000000 Р) і при цьому зберігати свою життєдіяльність.

У ссавців стійкість до іонізуючих випромінювань набагато менша. Аналіз нещасних випадків показує, що абсолютна смертельна доза для людини, це 600+/-100 Р, а безпосередні (найближчі) ефекти опромінення не розвиваються при дозах менших 100 Р коротко-часового опромінення.

Взагалі чутливість клітини до опромінення залежить від швидкості процесів обміну, що відбуваються у них, кількості внутрішньоклітинних структур та інтенсивності поділу клітин.

Література

  1. Д. Нікітін, Ю. Новиков "Навколишнє середовище і людина", 1986 р.
  2. Коггл Дж. Биологические эффекты радиации. М.: Мир, 1986.
  3. Гродзинский Д. М. Радиобиология растений. 1989.
  4. Передерий В. А., Ткач Г. М. Источники и биологические эффекты ионизирующего излучения. 1988.
  5. Журавлёв В. Ф. Токсикология радиоактивных веществ. 1990.
  6. Безпека життєдіяльності. Підручник. – К., 2000.


09.07.2011

Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції.

Щоб отримувати всі публікації
від сайту «Osvita.ua»
у Facebook — натисніть «Подобається»

Osvita.ua

Дякую,
не показуйте мені це!