« Bioloogiline toime kiirgus inimese kohta"
Möödunud on üle kahekümne sajandi ja inimkond seisab taas sarnase dilemma ees: aatom ja selle kiirgav kiirgus võivad saada meie jaoks õitsengu või hävingu allikaks, ohuks või lootuseks, paremaks või halvemaks asjaks.
Töö eesmärgid:
1) Tehke kindlaks kiirguse mõju bioloogilisele keskkonnale.
2) Tehke kindlaks kiirguse mõju inimestele.
3) Määrake meetmed kaitseks taustkiirguse eest.
Ülesanded:
1) Uurige kirjandusallikaid.
2) Saadud teabe põhjal määrake kiirguse plussid ja miinused.
3) Külastage KSTU-d, et uurida taustkiirgust määravat seadet.
4) Tehke kindlaks, kuidas taustkiirgus mõjutab keskkonda ja inimesi.
5) Uurige välja kaitsemeetmed kiirgusega kokkupuute eest.
Meie maailmas on palju kohti ja objekte, kust saame kiirgust. Näiteks telefonist. Meie mobiil kiirgab elektromagnetlained, mis avaldavad meie keha kiirgusele. Samuti puutume kokku kiirgusega, kui puutume kokku maanduseta arvutiga. Fluorograafiat tehes puutume kokku ka vähese kiirgusega. On palju rohkem asju ja tegureid, mille tõttu me kiirgusega kokku puutume.
Kiirgusallikad:
Looduslik: ruum, Päikesekiired; gaas radoon, radioaktiivsed isotoobid sisse kivid(uraan 238, toorium 232, kaalium 40, rubiidium 87); radionukliididest tingitud inimese sisekiiritus (koos vee ja toiduga). Inimese tehtud: Meditsiinilised protseduurid ja ravimeetodid, tuumaenergia, tuumaplahvatused, prügimäed, Ehitusmaterjalid, põlev kütus, kodumasinad.
Kiirguse kasutamine:
Kiiritust kasutatakse ravim diagnostilistel eesmärkidel ja raviks. Üks levinumaid meditsiiniseadmed on röntgeniaparaat. Uuringud selles valdkonnas - kiirgusgeneetika Ja kiirguse valik andis umbes sada uut sorti kõrge saagikusega kultuurtaimi, mis on vastupidav erinevatele haigustele.
Kiirgusega kokkupuute tagajärjed:
Kiiritushaigus, viljatus, geneetilised mutatsioonid, nägemisorganite kahjustused, kahjustused närvisüsteem, keha kiirenenud vananemine, vaimsed ja vaimne areng, vähk.
Turvameetmed:
· me ei lahku ruumidest, teeme märgkoristust (nimelt märg!) 2-3 korda päevas;
· Käime duši all nii tihti kui võimalik (eriti pärast õues käimist) ja peseme asju. Nina, silmade ja kõri limaskestade regulaarne loputamine soolalahusega ei ole nii oluline, kuna hingamine on märgatav. suur kogus radionukliidid;
·organismi kaitsmiseks radioaktiivse jood-131 eest piisab väikese nahapiirkonna määrimisest meditsiinilise joodiga. Arstide sõnul kestab see lihtne kaitsemeetod kuu aega;
· kui tuleb õue minna, siis parem kanda heledaid riideid, soovitavalt puuvillaseid ja niiskeid. Soovitatav on korraga peas kanda kapuutsi ja pesapallimütsi;
· esimestel päevadel peate olema ettevaatlik radioaktiivse sademete suhtes, st "lamage ja istuge välja".
Meie uurimustöö Kaliningradi aatomikeskuses.
 |
 |
 |
Oma katse jaoks kaalusime erineva kaalukategooriaga inimesi. Ja meie kogemus on näidanud, et mida suurem on inimese kaal, seda suurem on tema normaalne taustkiirgus.
Kiirguse taust |
|
Dosimeeter - mõõteseade efektiivne annus või võimu ioniseeriv kiirgus teatud aja jooksul. Mõõtmine ise
nimetatakse dosimeetriaks. Meie puhul on dosimeeter põrandaskaala koos arvutiga. Uurimistöö tulemusena oleme tuvastanud kiirguse plussid ja miinused:
Plussid:
kasutamine meditsiinis (röntgendiagnostika, kiiritusravi ja nii edasi.);
kiirgusgeneetika ja -selektsioon;
radioaktiivne piksevarras;
toiduainete steriliseerimine ja konserveerimine;
fotode restaureerimine;
ioniseeriva kiirguse kasutamine tööstuses.
Miinused:
kiiritamine; radioaktiivsed jäätmed; "rahuliku" kiirguse oht;
kiirguse geneetilised tagajärjed.
Järeldus: Uurimistöö tulemusena leidsime, et mida suurem on inimese kehakaal, seda suurem on tema normaalne taustkiirgus ja see ei sõltu inimese vanusest.
Kiirguse mõju kehale võib olla erinev, kuid see on peaaegu alati negatiivne. Väikestes annustes võib kiirgus saada katalüsaatoriks protsessidele, mis põhjustavad vähki või geneetilised häired, ja suurtes annustes põhjustab sageli keha täielikku või osalist surma koerakkude hävimise tõttu.
Kiiritusest põhjustatud sündmuste jada jälgimise raskus seisneb selles, et kiirguse mõju, eriti väikeste dooside korral, ei pruugi olla koheselt ilmne ja sageli kulub haiguse arenemiseks aastaid või isegi aastakümneid. Lisaks erineva läbitungimisvõime tõttu erinevad tüübid radioaktiivne kiirgus mõjuvad organismile erinevalt: - osakesed on kõige ohtlikumad, kuid - kiirgusele on isegi paberileht ületamatu barjäär; -kiirgus võib tungida kehakudedesse ühe kuni kahe sentimeetri sügavusele; - kiirgust iseloomustab suurim läbitungimisvõime: seda saab peatada ainult paksu plaadiga, mis on valmistatud kõrge neeldumisteguriga materjalidest, näiteks betoon või plii.
Tundlikkus on samuti erinev üksikud elundid radioaktiivsele kiirgusele. Seetõttu, et saada maksimum usaldusväärset teavet riskiastme kohta tuleb ekvivalentse kiirgusdoosi arvutamisel arvestada vastavate kudede tundlikkuse koefitsientidega:
- 0,03 - luukoe
- 0,03 - kilpnääre
- 0,12 - punane luuüdi
- 0,12 - kerge
- 0,15 - piimanääre
- 0,25 - munasarjad või munandid
- 0,30 - muud kangad
- 1.00 - keha tervikuna.
Koekahjustuse tõenäosus sõltub koguannusest ja annuse suurusest, kuna tänu oma paranemisvõimele on enamikul elunditel võime taastuda pärast mitmeid väikeseid annuseid.
Tabelis 1 on näidatud äärmuslikud väärtused lubatud annused kiirgus:
Tabel 1.
Siiski on doose, mille puhul surm on peaaegu vältimatu. Nii näiteks põhjustavad 100 g suurused doosid kesknärvisüsteemi kahjustuse tõttu mõne päeva või isegi tunni jooksul surma; 10–50 g kiirgusdoosi tagajärjel tekkinud hemorraagiast saabub surm ühes kuni kaks nädalat ja 3–5-grammine annus ähvardab surmaga lõppeda ligikaudu pooltel kokkupuutuvatest inimestest.
Teadmised organismi spetsiifilisest reaktsioonist teatud doosidele on vajalikud selleks, et hinnata suurte kiirgusdooside tagajärgi õnnetuste ajal. tuumarajatised ja seadmed või kokkupuuteohud, mis tulenevad pikaajalisest kokkupuutest suurenenud kiirgusega piirkondadega, nagu looduslikud allikad ja radioaktiivse saastumise korral. Kuid isegi väikesed kiirgusdoosid ei ole kahjutud ning nende mõju tulevaste põlvkondade organismile ja tervisele pole täielikult uuritud. Siiski võib eeldada, et kiirgus võib põhjustada ennekõike geeni- ja kromosomaalseid mutatsioone, mis võivad hiljem viia retsessiivsete mutatsioonide ilmnemiseni.
Lähemalt tuleks uurida levinumaid ja tõsisemaid kiirgusest põhjustatud kahjustusi, nimelt vähki ja geneetilisi häireid.
Vähi puhul on kiirituse tagajärjel haigestumise tõenäosust raske hinnata. Ükskõik milline, isegi kõige rohkem väike annus, võib põhjustada pöördumatuid tagajärgi, kuid see pole ette määratud. Siiski on kindlaks tehtud, et haigestumise tõenäosus suureneb võrdeliselt kiirgusdoosiga.
Kõige levinumate hulgas vähihaigused kiiritusest põhjustatud leukeemiad on isoleeritud. Tõenäosuse hindamine surmav tulemus leukeemia puhul on usaldusväärsem kui sarnased hinnangud muude vähitüüpide puhul (lisa 4). Seda võib seletada sellega, et esimesena avaldub leukeemia, põhjustades surma keskmiselt 10 aastat pärast kiiritamise hetke. Leukeemiatele järgnevad "populaarselt": rinnavähk, vähk kilpnääre ja kopsuvähk. Magu, maks, sooled ja muud elundid ja kuded on vähem tundlikud.
Radioloogilise kiirguse mõju suurendavad järsult muud kahjulikud keskkonnategurid(sünergia nähtus). Seega on suitsetajate kiirgussuremus märgatavalt kõrgem.
Mis puudutab kiirguse geneetilisi tagajärgi, siis need väljenduvad kromosoomaberratsioonide (sh kromosoomide arvu või struktuuri muutuste) ja geenimutatsioonidena. Geenimutatsioonid ilmnevad kohe esimeses põlvkonnas (domineerivad mutatsioonid) või ainult siis, kui mõlemal vanemal on sama geen muteerunud (retsessiivsed mutatsioonid), mis on ebatõenäoline.
Kiirguse geneetiliste mõjude uurimine on veelgi keerulisem kui vähi puhul. Pole teada, milliseid geneetilisi kahjustusi kiiritamine põhjustab, see võib avalduda paljude põlvkondade jooksul, seda on võimatu eristada muudest põhjustest põhjustatud kahjustustest.
Loomkatsete tulemuste põhjal on vaja hinnata pärilike defektide esinemist inimestel.
Riski hindamisel kasutab SCEAR kahte lähenemist: üks määrab antud doosi vahetu mõju ja teine määrab doosi, mille puhul konkreetse anomaaliaga järglaste esinemissagedus tavaliste kiirgustingimustega võrreldes kahekordistub.
Seega tehti esimese lähenemisviisiga kindlaks, et meeste (naiste puhul on hinnangud vähem kindlad) madalal kiirgusfoonil saadud 1 g doos põhjustab 1000–2000 mutatsiooni, mis põhjustab tõsiseid tagajärgi, ja alates 30. kuni 1000 kromosomaalset aberratsiooni iga miljoni vastsündinu kohta.
Teise lähenemisviisiga saadi järgmised tulemused: krooniline kokkupuude doosikiirusega 1 g põlvkonna kohta põhjustab sellise kokkupuutega kokkupuutuvate laste iga miljoni elava vastsündinu kohta umbes 2000 tõsist geneetilist haigust.
Need hinnangud on ebausaldusväärsed, kuid vajalikud. Kiirguse geneetilised tagajärjed väljenduvad sellistes kvantitatiivsetes parameetrites nagu oodatava eluea lühenemine ja puude periood, kuigi tunnistatakse, et need hinnangud ei ole muud kui esmased ligikaudsed hinnangud. Seega vähendab elanikkonna krooniline kiiritamine doosikiirusega 1 g põlvkonna kohta töövõimeperioodi 50 000 aasta võrra ja eeldatavat eluiga 50 000 aasta võrra iga miljoni elava vastsündinu kohta esimese kiiritatud põlvkonna laste hulgas; mitme põlvkonna pideva kiiritamise korral saadakse järgmised hinnangud: vastavalt 340 000 aastat ja 286 000 aastat.
Radioaktiivsed ained satuvad organismi kolmel viisil: radioaktiivsete ainetega saastunud õhu sissehingamisel, saastunud toidu või vee kaudu, naha kaudu ja ka nakatumise ajal lahtised haavad. Esimene viis on kõige ohtlikum, kuna:
kopsuventilatsiooni maht on väga suur
neeldumiskoefitsiendi väärtused kopsudes on kõrgemad.
Tolmuosakesed, millel radioaktiivsed isotoobid sorbeeritakse õhu sissehingamisel läbi pealmise osa Hingamisteed osaliselt settida suuõõnes ja ninaneelus. Siit siseneb tolm seedetrakt. Ülejäänud osakesed sisenevad kopsudesse. Aerosoolide peetuse määr kopsudes sõltub dispersioonist. Umbes 20% kõigist osakestest jääb kopsudesse; kui aerosooli suurus väheneb, suureneb viivitus 70% -ni.
Radioaktiivsete ainete imendumisel seedetraktist on oluline resorptsioonikoefitsient, mis iseloomustab seedekulglast verre sattuva aine osakaalu. Sõltuvalt isotoobi olemusest on koefitsient väga erinev: sajandikprotsendist (tsirkoonium, nioobium) kuni mitmekümne protsendini (vesinik, leelismuldmetallid). Resorptsioon läbi terve naha on 200-300 korda väiksem kui läbi seedetrakti, ja reeglina ei mängi olulist rolli.
Kui radioaktiivsed ained satuvad kehasse mis tahes viisil, tuvastatakse need veres mõne minuti jooksul. Kui radioaktiivsete ainete tarbimine oli ühekordne, tõuseb nende kontsentratsioon veres esmalt maksimumini ja seejärel väheneb 15-20 päeva jooksul.
Pikaealiste isotoopide kontsentratsioonid veres võivad pärast ladestunud ainete tagasipesu tõttu püsida pikka aega peaaegu samal tasemel.
Laetud osakesed, mis tungivad kehakudedesse – ja – kaotavad energiat tänu elektrilised vastasmõjud aatomite elektronidega, mida nad lähedalt läbivad (gammakiirgus ja röntgenikiirgus kannavad oma energiat mateeriasse mitmel viisil, mis lõpuks põhjustavad ka elektrilisi vastastikmõjusid.)
Elektrilised vastasmõjud. Umbes kümne triljondiku sekundi jooksul pärast seda, kui läbitungiv kiirgus jõuab kehakoes vastava aatomini, rebitakse sellelt aatomilt lahti elektron. Viimane on negatiivselt laetud, seega saab ülejäänud algne neutraalne aatom positiivselt laetud. Seda protsessi nimetatakse ioniseerimiseks. Eraldunud elektron võib teisi aatomeid veelgi ioniseerida.
Füüsikalis-keemilised muutused. Nii vaba elektron kui ka ioniseeritud aatom ei saa tavaliselt kaua selles olekus püsida ja osalevad järgmise kümne miljardi sekundi jooksul keerulises reaktsiooniahelas, mille tulemusel moodustuvad uued molekulid, sealhulgas sellised äärmiselt reaktiivsed molekulid nagu " vabad radikaalid" Keemilised muutused. Järgmise sekundi miljondiku jooksul reageerivad tekkivad vabad radikaalid nii üksteise kui ka teiste molekulidega ning võivad läbi reaktsioonide ahela, mida pole veel täielikult mõistetud, põhjustada bioloogiliselt oluliste molekulide keemilist modifitseerimist, mis on vajalik normaalne toimimine rakud. Bioloogilised mõjud. Biokeemilised muutused võivad tekkida mõne sekundi või aastakümne jooksul pärast kiiritamist ja põhjustada kohest rakusurma või võivad sellised muutused neis põhjustada vähki.
RAADIOTUNDLIKKUS. SEADUSBERGONNIER–TRIBONDO.
Raadiotundlikkus - bioloogiliste objektide tundlikkus ioniseeriva kiirguse kahjustava toime suhtes. Kvantifikatsioon kiirgustundlikkus toodetakse ioniseeriva kiirguse neeldunud annuste mõõtmisel, mis põhjustavad teatud efekti. Paljudes uuringutes põhineb see ioniseeriva kiirguse doosi mõõtmisel, mis põhjustab 50% kiiritatud objektide surma (nn 50% letaalne doos ehk LD 50).
Paljud kiirgusreaktsioonid on spetsiifilised teatud kudedele ja süsteemidele. Näiteks selline universaalne rakkude reaktsioon kiiritamisele nagu jagunemise viivitus on kergesti tuvastatav aktiivselt vohavates kudedes ja seda ei saa tuvastada kudedes, kus raku jagunemine on nõrk või puudub. Seetõttu hinnata kiirgustundlikkus Tavaliselt kasutatakse selliseid selgelt registreeritud reaktsioone, nagu rakkude või organismide ellujäämine (või surm).
Ioniseeriva kiirguse kahjustatud toimemehhanismide ja organismide kiirguskahjustustest taastumise mehhanismide uurimine on suur tähtsus arendada kiirguskaitse meetodeid ja tõsta kasvajate kiiritusravi efektiivsust.
Liikide erinevused kiirgustundlikkus on väga lai ja mõõdab mitut suurusjärku. Mitte vähem erinevusi kiirgustundlikkus täheldatud erinevates rakkudes ja kudedes. Lisaks kiirgustundlikele (veresüsteem, sooled ja sugunäärmed) on nn radioresistentsed ehk radioresistentsed. süsteemid ja kangad(luu-, lihas- ja närvisüsteemi).
Raadiotundlikkus on sees erinevüks tüüp sõltuvalt vanusest - vanus kiirgustundlikkus(seega on kõige kiirgustundlikumad noored ja vanad loomad, kõige kiirgusresistentsemad on suguküpsed ja vastsündinud), seksist - seksuaalne kiirgustundlikkus(reeglina on isased radiotundlikumad) ja individuaalsed kiirgustundlikkus sama või sama populatsiooni erinevatel indiviididel.
Peal elanikkonnast Raadiotundlikkuse tase sõltub järgmistest teguritest:
genotüübi tunnused (inimpopulatsioonis on 10–12% inimestest kõrgenenud radiosensitiivsus). Selle põhjuseks on pärilikult vähenenud võime kõrvaldada DNA katkestusi, samuti vähenenud parandusprotsessi täpsus. Kõrgenenud kiirgustundlikkus kaasneb selliste pärilike haigustega nagu ataksia-telangiektaasia, xeroderma pigmentosum.);
keha füsioloogiline (näiteks uni, jõulisus, väsimus, rasedus) või patofüsioloogiline seisund (kroonilised haigused, põletused);
sugu (mehed on radiotundlikumad);
vanus (küpsed inimesed on kõige vähem tundlikud).
Raadiotundlikkuse aste ei erine mitte ainult liigiti. Sama organismi sees erinevad rakud ja koed ka oma kiirgustundlikkuse poolest. Seetõttu on inimkeha kiiritamise tagajärgede õigeks hindamiseks vaja hinnata kiirgustundlikkust erinevatel tasemetel.
Peal rakuline radiosensitiivsus sõltub paljudest teguritest: genoomi korraldus, DNA parandussüsteemi seisund, antioksüdantide sisaldus rakus, redoksprotsesside intensiivsus, vee radiolüüsi saadusi ära kasutavate ensüümide aktiivsus ( näiteks katalaas, mis hävitab vesinikperoksiidi, või superoksiiddismutaas, mis inaktiveerib superoksiidi radikaali).
Peal pabertaskurätik tase täidetakse Bergonieri reegel–Tribondo:Kudede kiirgustundlikkus on otseselt proportsionaalne proliferatiivse aktiivsusega ja pöördvõrdeline seda moodustavate rakkude diferentseerumisastmega. Järelikult on kehas kõige kiirgustundlikumad koed intensiivselt jagunevad, kiiresti kasvavad ja halvasti spetsialiseerunud koed, näiteks luuüdi vereloome rakud, peensoole epiteel ja nahk. Kõige vähem kiirgustundlikud on spetsiaalsed koed, mis on halvasti uuenenud, näiteks lihas-, luu- ja närvikude. Erandiks on lümfotsüüdid, mis on väga kiirgustundlikud. Samal ajal on ioniseeriva kiirguse otsesele toimele vastupidavad kuded pikaajaliste tagajärgede suhtes väga haavatavad.
Elundi tasandil ei sõltu kiirgustundlikkus mitte ainult elundi moodustavate kudede kiirgustundlikkusest, vaid ka selle funktsioonidest. Enamik täiskasvanu kudesid on kiirguse mõjude suhtes suhteliselt vähe tundlikud.
Ioniseeriva kiirguse bioloogiline mõju. Kehakahjustust määravad tegurid.
Ioniseeriva kiirguse mõju kehale on kahte tüüpi: somaatiline ja geneetiline. Somaatilise toimega ilmnevad tagajärjed otse kiiritatul, geneetilise toimega - tema järglastel. Somaatilised mõjud võivad ilmneda varakult või hiljem. Varajased ilmnevad perioodil mitu minutit kuni 30-60 päeva pärast kiiritamist. Nende hulka kuuluvad naha punetus ja koorumine, silmaläätse hägustumine, hematopoeetilise süsteemi kahjustus, kiiritushaigus ja surm. Pikaajalised somaatilised mõjud ilmnevad mitu kuud või aastaid pärast kiiritamist püsivate nahamuutuste, pahaloomuliste kasvajate, immuunsuse vähenemise ja eluea lühenemise näol.
Ioniseeriva kiirguse bioloogilist mõju iseloomustavad mitmed üldised mustrid:
1) Elu sügavaid häireid põhjustavad tühised neeldunud energiakogused.
2) Ioniseeriva kiirguse bioloogiline toime ei piirdu ainult kiiritatud organismiga, vaid võib ulatuda järgmistesse põlvkondadesse, mis on seletatav mõjuga organismi pärilikule aparaadile.
3) Ioniseeriva kiirguse bioloogilist mõju iseloomustab varjatud (varjatud) periood, s.t kiirguskahjustuste teket ei täheldata koheselt. Varjatud perioodi kestus võib varieeruda mitmest minutit kuni kümneid aastaid, olenevalt kiirgusdoosist ja organismi kiirgustundlikkusest. Seega, kui kiiritatakse väga suurtes annustes (kümneid tuhandeid) rõõmus) võib põhjustada "surma kiirituse all"; pikaajaline kiiritamine väikestes annustes põhjustab muutusi närvisüsteemi ja muude süsteemide seisundis ning kasvajate ilmnemist aastaid pärast kiiritamist.
Suure tähtsusega on ka vanus, füsioloogiline seisund, organismi ainevahetusprotsesside intensiivsus, aga ka kiiritustingimused. Sel juhul mängivad lisaks keha kiiritusdoosile rolli järgmised tegurid: kiirituse võimsus, rütm ja iseloom (ühekordne, mitmekordne, vahelduv, krooniline, väline, üldine või osaline, sisemine), selle füüsikaline. omadused, mis määravad energia kehasse tungimise sügavuse (röntgenikiirgus, gammakiirgus, alfa- ja beetaosakesed) , ionisatsioonitihedus (alfaosakeste mõjul on see suurem kui muud tüüpi kiirguse mõjul). Kõik need toimiva kiirgusagensi omadused määravad kiirguse suhtelise bioloogilise efektiivsuse. Kui kiirgusallikaks on kehasse sattunud radioaktiivsed isotoobid , siis on nende isotoopide poolt eralduva ioniseeriva kiirguse bioloogilise mõju jaoks suur tähtsus nende keemilised omadused, mis määravad isotoobi osalemise ainevahetuses, kontsentratsiooni konkreetses elundis ja sellest tulenevalt ka keha kiiritamise olemuse.
Kehakahjustust määravad tegurid:
1. Kiirguse liik. Igat liiki ioniseeriv kiirgus võib tervist mõjutada. Peamine erinevus on energia hulk, mis määrab alfa- ja beetaosakeste, gamma- ja röntgenikiirguse läbitungimisvõime.
2. Saadud annuse suurus. Mida suurem on saadud kiirgusdoos, seda suurem on biomeditsiiniliste tagajärgede tõenäosus.
3. Kiirgusega kokkupuute kestus. Kui annus manustatakse päevade või nädala jooksul, ei ole tagajärjed sageli nii tõsised, kui sarnane annus saadi mõne minuti jooksul.
4 . Tegevusele avatud kehaosa. Jäsemed, nagu käed või jalad, saavad vähem kahjustusega rohkem kiirgust kui veri, mis moodustab alaseljas paiknevad organid.
5. Isiku vanus. Inimese vananedes rakkude jagunemine aeglustub ja organism on vähem tundlik ioniseeriva kiirguse mõjude suhtes. Kui rakkude jagunemine on aeglustunud, on kiirguse mõju mõnevõrra vähem kahjulik kui rakkude kiirel jagunemisel.
6. Bioloogilised erinevused. Mõned inimesed on kiirguse mõjude suhtes tundlikumad kui teised.
Organismi kui terviku kahjustuse tunnused määravad kaks tegurit: 1) otseselt kiiritusega kokkupuutuvate kudede, elundite ja süsteemide kiirgustundlikkus; 2) neeldunud kiirgusdoos ja selle jaotus ajas. Igaüks eraldi ja üksteisega kombineerituna määravad need tegurid valdav kiirgusreaktsioonide tüüp(kohalik või üldine), spetsiifilisus ja avaldumise aeg(kohe pärast kiiritamist, varsti pärast kiiritamist või pikemas perspektiivis) ja nende tähtsust keha jaoks.
Radioaktiivse kiirguse bioloogilise toime mehhanism on keeruline ja pole täielikult mõistetav.
1940. aastate alguses. A. A. Drobkovi uuringud, kes uurisid mügarbakterite kasvu radioaktiivse kiirguse allika ümber, näitasid samaaegselt nii radioaktiivse kiirguse hävitavat kui ka stimuleerivat toimet. Kõik sõltub bakterite kiirgusdoosist.
Arvukad bioloogide, arstide ja füüsikute uuringud on võimaldanud tutvustada ioniseeriva kiirgusega kokkupuute mehhanisme ja teha kindlaks nende mõjude erinevused. erinevad tüübid ioniseerivad osakesed bioloogilistel objektidel.
Kahjustused võivad tekkida erinevad tasemed bioloogiline organisatsioon.
Elusorganismide kiirgustundlikkus varieerub oluliselt. Surmav annus bakterite puhul on see 10 4 Gy, putukate puhul - 10 3 Gy, imetajate puhul - 10 Gy. Põllumajandusloomadele ühekordsed annused 1,5-2 Gy kiiritamine võib põhjustada kiiritushaigus, doosid 0,1 Gy/aastas – geneetiliste mõjude avaldumiseni. Taimede puhul avaldub radiobioloogiline kahjustus järgmiselt: raku tasandil tsütogeneetilise kahjustusena, mida hinnatakse mitootilise aktiivsuse vähenemise, kromosoomaberratsioonide arvu suurenemise ja rakkude mitootilise tsükli kestuse muutumise järgi. apikaalsest meristeemist. Fütotsenoosi korral on see kõige kiirgustundlike taimeliikide kadu, taimede arvu ja fütomassi varude muutumine pindalaühiku kohta, normaalsete suktsessiooniprotsesside katkemine jne. Tuleb märkida, et kui taimed puutuvad kokku kiirgusega väikeste annuste vahemikus (1-5 Gy taimede ja 5-10 Gy seemnete puhul) toimub radiostimulatsiooni nähtus, st taimede kasvu ja arengu kiirenemine (Agroecology, 2000).
Õnnetuse tsooni ökosüsteemide kiirguskahjustuste eripära Tšernobõli tuumaelektrijaam väljendus järgmises: okasmetsad said kahjustada kiiritusdoosiga 10 Gy/aasta ( välised ilmingud- "punane mets"), heitlehised - 30 Gy / aastas ja agroökosüsteemid - 70 Gy / aastas (Aleksahhin, 1993).
Inimese kiirgusdoosi määravad tema elupaiga, tarbitava toidu ja vee radioökoloogilised omadused. Maksimaalne annus kiirgus, mis ei kahjusta inimkeha korduva kokkupuute korral, on 0,003 Gy nädalas ja ühekordse kokkupuute korral 0,025 Gy.
Kiirguskiirguse mõju rahvatervisele uuriti esmakordselt üksikasjalikult Jaapanis pärast Hiroshima ja Nagasaki aatomipommitamist. Uurimistöö tulemusena tehti järgmised järeldused (Revich et al., 2004):
- kõige tõsine tagajärg(annuse alusel 1 miljoni elaniku kohta) - rinnavähk naistel;
- enamus levinud liigid mittesurmav vähk - kilpnäärmevähk;
- Üldine kiirgusega seotud vähi esinemissagedus naistel on 50% kõrgem kui meestel.
Erinevates riikides pärast Tšernobõli tuumaelektrijaama avariid läbi viidud uuringud on näidanud, et kilpnäärme radioaktiivsete joodiisotoopidega kiiritamise mõju on mitu korda suurem kui kiirguse mõju. väline allikas kiirgust. Venemaal puutus 1986. aastal joodi radioisotoopidega kokku üle 5 miljoni inimese. Kõigil neil inimestel on suurenenud tõenäosus kiirgusest põhjustatud kilpnäärmevähi haigused. V.K Ivanovi, A.F.Tsybi jt (2004) arvutuste kohaselt on ainuüksi Brjanski oblastis ligikaudu 4000 inimesel individuaalne omistatav (st täiendav) eluaegne riskiväärtus üle 99%. Teiste elanikkonnarühmade puhul on see tõenäosus väiksem.
Kiirgussaaste tagajärjed võivad avalduda mitte ainult täiendavate kilpnäärmevähi juhtude esinemises, vaid ka muutustes selle funktsioonis. Pika aja jooksul pärast ioniseeriva kiirgusega kokkupuudet on võimalik hüpotüreoidismi ja muude patoloogiate areng. Kiirguskiirguse (kilpnäärme sisemine kiiritamine joodi radionukliididega) kõige ilmekamad tagajärjed on Uurali piirkonnas, kus õnnetus juhtus rohkem kui 50 aastat tagasi.
>> Radioaktiivse kiirguse bioloogilised mõjud
§ 113 RADIOAKTIIVSE KIIRGUSE BIOLOOGILINE MÕJU
Radioaktiivsete ainete kiirgus avaldab väga tugevat mõju kõigile elusorganismidele. Isegi suhteliselt nõrk kiirgus, mis täielikult neeldudes tõstab kehatemperatuuri vaid 0,001 °C võrra, häirib rakkude elutegevust.
Elav rakk on keeruline mehhanism ei suuda jätkata tavapärast tegevust või kui selle üksikud osad on vähe kahjustatud. Vahepeal võib nõrk kiirgus rakke oluliselt kahjustada ja põhjustada ohtlikud haigused(kiirgushaigus).
Kiirgusdoos. Kiirguse mõju elusorganismidele iseloomustab kiirgusdoos. Neeldunud kiirgusdoos on ioniseeriva kiirguse neeldunud energia E ja kiiritatud aine massi m suhe:
SI-s väljendatakse neeldunud kiirgusdoosi hallides (lühendatult: Gy). 1 Gy on võrdne neeldunud kiirgusdoosiga, mille korral 1 J ioniseeriva kiirguse energiat kantakse üle 1 kg kaaluvale kiiritatud ainele:
Looduslik taustkiirgus (kosmilised kiired, radioaktiivsus keskkond Ja Inimkeha) on aastane kiirgusdoos ligikaudu 2 10 -3 Gy inimese kohta. Rahvusvaheline Kiirguskaitsekomisjon on kehtestanud kiirgusega töötavatele inimestele maksimaalseks lubatud aastadoosiks 0,05 Gy. Saadud kiirgusdoos 3-10 Gy per lühikest aega, surmav.
röntgen. Praktikas on laialdaselt kasutatav mittesüsteemne kiirgusdoosi ühik röntgenkiirgus (lühendatult R). See mõõtühik on röntgen- ja gammakiirguse ioniseeriva võimsuse mõõt. Kiirgusdoos on võrdne ühe röntgeniga (1 R), kui 1 cm 3 kuivas õhus temperatuuril 0 ° C ja rõhul 760 mm Hg. Art. ioone moodustub nii palju, et nende kogulaeng iga märgi kohta eraldi on 3 10 -10 C. See tekitab ligikaudu 2 10 9 paari ioone. Moodustunud ioonide arv on seotud aines neeldunud energiaga. Praktilises dosimeetrias võib 1 R pidada ligikaudu samaväärseks neeldunud kiirgusdoosiga 0,01 Gy.
Kiirguse mõju olemus ei sõltu mitte ainult neeldunud kiirguse doosist, vaid ka selle liigist. Erinevus bioloogilised mõjud kiirguse liike iseloomustab kvaliteeditegur k. Röntgen- ja gammakiirguse kvaliteeditegur võetakse üheks.
Kvaliteedikoefitsiendi kõrgeim väärtus on -osakestel (k = 20), -kiired on kõige ohtlikumad, kuna põhjustavad elusrakkude suurimat hävingut.
Kiirguse mõju hindamiseks elusorganismidele võetakse kasutusele spetsiaalne väärtus - neeldunud kiirguse ekvivalentdoos. See on neeldunud kiirgusdoosi ja kvaliteediteguri korrutis:
Ekvivalentdoosi ühik on siivert (Sv). 1 Sv on ekvivalentdoos, mille korral neeldunud gammakiirguse doos on 1 Gy.
Maksimaalne ekvivalentdoosi väärtus, mille järel tekib organismi kahjustus, väljendatuna rakkude jagunemise katkemises või uute rakkude moodustumises, on 0,5 Sv.
Loodusliku taustkiirguse (kosmilised kiired, radioaktiivsed isotoobid) neeldunud kiirguse ekvivalentdoosi keskmine väärtus maakoor jne) on 2 m W aastas.
Organismide kaitsmine kiirguse eest. Mis tahes kiirgusallikaga (radioaktiivsed isotoobid, reaktorid jne) töötades on vaja võtta meetmeid kõigi inimeste kiirguskaitseks, kes võivad sattuda kiirgustsooni.
Lihtsaim kaitsemeetod on personali eemaldamine kiirgusallikast piisavalt suure vahemaa tagant. Isegi ilma neeldumist õhus arvesse võtmata väheneb kiirguse intensiivsus pöördvõrdeliselt kiirgusallika kauguse ruuduga. Seetõttu ei tohi radioaktiivsete ravimitega ampulle käsitsi käsitseda. Peate kasutama spetsiaalseid pika käepidemega tange.
Juhtudel, kui kiirgusallikast ei ole võimalik liikuda piisavalt kaugele, kasutatakse kiirguse eest kaitsmiseks neelavast materjalist tõkkeid.
Kõige raskem on kaitse -kiirte ja neutronite eest nende kõrge läbitungimisvõime tõttu. Parim -kiirte neelaja on plii. Aeglased neutronid neelavad hästi boor ja kaadmium. Kiireid neutroneid aeglustatakse esmalt grafiidi abil.
Pärast Tšernobõli tuumaelektrijaama õnnetust võttis Rahvusvaheline Aatomienergiaagentuur (IAEA) meie riigi ettepanekul vastu soovitused täiendavaid meetmeid jõureaktorite ohutus. Kehtestatud on tuumajaama töötajatele rangemad tööreeglid.
Avarii Tšernobõli tuumaelektrijaamas näitas tohutut radioaktiivse kiirguse ohtu. Kõik inimesed peaksid olema teadlikud sellest ohust ja meetmetest selle eest kaitsmiseks.
1. Mis on kiirgusdoos!
2. Millega võrdub (röntgeenides) loomulik taustkiirgus!
3. Milline (röntgeenides) on radioaktiivsete ravimitega töötavate isikute suurim lubatud kiirgusdoos aastas!
Myakishev G. Ya., füüsika. 11. klass: hariv. üldhariduse jaoks institutsioonid: põhi- ja profiil. tasemed / G. Ya. Myakishev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugin; toimetanud V. I. Nikolajeva, N. A. Parfentieva. - 17. väljaanne, muudetud. ja täiendav - M.: Haridus, 2008. - 399 lk.: ill.
Tunni sisu tunnimärkmed toetavad raamtunni esitluskiirendusmeetodid interaktiivseid tehnoloogiaid Harjuta ülesanded ja harjutused enesetesti töötoad, koolitused, juhtumid, ülesanded kodutöö arutelu küsimused retoorilised küsimused õpilastelt Illustratsioonid heli, videoklipid ja multimeedium fotod, pildid, graafika, tabelid, diagrammid, huumor, anekdoodid, naljad, koomiksid, tähendamissõnad, ütlused, ristsõnad, tsitaadid Lisandmoodulid kokkuvõtteid artiklid nipid uudishimulikele hällid õpikud põhi- ja lisaterminite sõnastik muu Õpikute ja tundide täiustaminevigade parandamine õpikusõpiku fragmendi uuendamine, innovatsioonielemendid tunnis, vananenud teadmiste asendamine uutega Ainult õpetajatele täiuslikud õppetunnid aasta kalenderplaan juhised aruteluprogrammid Integreeritud õppetunnid