Радиация и ее воздействие на живой организм

 
 

                              Министерство профессионального и высшего образования РФ

ОАТТ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   РАДИАЦИЯ

И ЕЕ

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                      Реферат выполнил:

                                       студент 15 группы Муратов М.В.

Научный руководитель: 

                                       

                                       

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

              Оренбург

               1999

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   - 2 -

 
 
 
 

                              СОДЕРЖАНИЕ:

 
 
 
 
 
 
 
 

                                                           стр.

 

     1. Введение.............................................................................................................................................  3

 

     2. Единицы измерения.........................................................................................................................  3

 

     3. Строение атома и радиоактивность..............................................................................................  5

 

     4. Источники внешнего облучения..................................................................................................  6

 

     5. Воздействие ионизирующего излучения на

        биологические объекты..................................................................................................................  8

 

     6. Радиационные проблемы в Оренбургской области................................................................. 10

 

     7. Список использованной литературы.......................................................................................... 13

 
 
 

. 

                                - 3 -

 
 

      Введение.

 

     В связи с приближением Третьего тысячелетия, двадцать первого века - века атомной энергетики и новейших технологии, вопросы о воздействий излучения на биологические организмы,  а также вопросы защиты  от радиации стоит выделить в отдельную группу.

     Мы поставили перед собой задачу изучить материалы по  воздействию радиации на человека, т.к. в последнее время окружающая среда довольно сильно загрязнена радиоактивными веществами,  при этом усиливается радиационный фон, создаваемый Солнцем.

     Открытие Анри   Беккерелем   невидимого  излучения,  испускаемого ураном и  его  соединениями,  а  также   классические   работы   Марии Склодовской-Кюри и  Пьера  Кюри,  установившие  природу этих невидимых лучей, положили конец представлению  о  неделимости  атома  и  явились началом проникновения человека в тайны его строения.

     Опыты Резерфорда и его учеников неопровержимо доказали,  что атом

имеет сложное  строение.

     Как действует радиация на человека и  окружающую  среду?  Как  он возникает? Это одни из многих сегодняшних проблем, которые приковывают к себе внимание людей.

     Радиация действительно  опасна;  в  больших  дозах она приводит к поражению тканей,  живой клетки,  в малых - вызывает раковые явления и способствует  генетическим  изменениям.  Однако опасность представляют вовсе не те  источники  радиации,  о  которых  больше  всего  говорят. Радиация,  связанная  с развитием атомной энергетики,  составляет лишь малую  долю,  наибольшую  дозу  человек   получает   от   естественных источников  -  от применения рентгеновских лучей в медицине,  во время полет на  самолете,  от  каменного  угля,  сжигаемого  в  бесчисленном количестве различными котельными и т.д.

     Радиация существовала  на  Земле  задолго  до  зарождения  жизни. Человек в чрезвычайно малой степени тоже радиоактивен.

     Человек подвергается  двум   видам   облучения   :   внешнему   и внутреннему.  Дозы облучения сильно различаются и зависят от того, где люди живут.

 

      Единицы измерения.

     В качестве единицы гамма-излучения принят рентген (р), т.е. такая  

                                - 4 -

 

доза  излучения,  при  которой  в  1 см 53 0 сухого воздуха при нормальных условиях образуется приблизительно 2 млрд.  пар  ионов,  несущих  одну электростатическую единицу заряда каждого знака.

     За единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду. В целях  сокращения  обозначения  пользуется термин "распад в секунду" (расп./с.). В системе СИ эта единица получила название беккерель (Бк). В практике  радиационного  контроля  широко  применялась  внесистемная единица - кюри (Ки).  Одни кюри - это 3,7 5 . 010 510 0 ядерных превращений  в

секунду.

     Концентрация радиоактивных   веществ    обычно    характеризуется концентрацией его активности.  Она выражается в единицах активности на единицу массы:  Ки/т,  мКи/кг и т.п. (удельная активность), на единицу объема -  Ки/м,  мКи/л,  Бк/см  и т.п.  (объемная концентрация) или на единицу площади - Ки/км 52 0, мКи/см 52 0, ПБк/м 52 0 и т.п.

     Доза излучения  (поглощенная  доза)  - это энергия радиоактивного излучения, поглощенная  единицей  массы   облучаемого   вещества   или человеком. С увеличением времени облучения она растет.  При одинаковых условиях облучения  зависит  от  состава  вещества.  Поглощенная  доза нарушает физиологически   процессы   и   приводит  к  лучевой  болезни различной степени тяжести.  В системе СИ обозначается единицей -  грей (Гр). 1  грей  -  величина,  при  которой  1  кг  облучаемого вещества поглощает энергию в 1 Дж (джоуль), следовательно 1 Гр = 1 Дж/кг.

     Поглощенная доза    излучения    является   основной   физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия.      Мощность дозы  (мощность  поглощенной  дозы)  - приращение дозы в единицу времени. Она характеризуется скоростью накопления дозы и может увеличиваться или  уменьшаться  во времени.  Ее единица в системе СИ - грей в секунду,  за одну секунду в веществе создается доза излучения 1 грей.

     На практике для оценки поглощенной  дозы  излучения  до  сих  пор широко используется  внесистемная  единица мощности поглощенной дозы - рад в час(рад/ч) или рад в секунду (рад/с).

     Эквивалентная доза. Это понятие введено для количественного учета неблагоприятного биологического воздействия различных видов излучения. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв).

     Зиверт равен одному грею,  деленному на коэффициент качества. При Q=1 получаем:

 

                                - 5 -

                    1 Гр    1 Дж/кг   100 рад

             1 Зв = ---- = ------- = -------- = 100 бэр.

                     Q        Q         Q

     Бэр (биологический   эквивалент   рентгена)  -  это внесистемная единица зквивалентной  дозы.  Бэр  -  такая  поглощенная  доза  любого излучения, которая  вызывает  то  же биологический эффект,  что и один рентген гамма-излучения.   Поскольку   коэффициент   качества    бета- гамма-излучений равен 1,  то на местности, загрязненной радиоактивными

веществами при внешнем облучении 

               1 Зв = 1 Гр; 1 бэр = 1 рад; 1 рад = 1 Р.

 

      Строение атома и радиоактивность.

 

     Как замечено  выше атом имеет сложное строение и состоит из положительно заряженного ядра,  где сосредоточено 99,95%  массы  атома,  и вращающихся вокруг него электронов.

     Дальнейшие исследование показали,  что  ядро  атома  также  имеет сложное строение и состоит из протонов (ядер водорода) и нейтронов.

     Протон обладает единицей положительного заряда, а атомный вес его примерно равен единице.  Нейтрон является нейтральной частицей,  масса которого примерно равна массе протона.

     Массовым числом называется целое число, ближайшее к атомному весу изотопа данного химического  элемента.  Массовое  число  равно  общему  числу частиц (протонов и нейтронов), входящих в состав ядра.      Элементы, обладающие  одинаковыми  химическими   свойствами,   но разными массовыми   числами   (или   соответственно  разными  атомными

весами), называются изотопами.  Очевидно,  что ядра изотопов одного  и тоже элемента  состоят  из  одинакового числа протонов и разного числа нейтронов.

     Между частицами,  входящими в состав ядра, т.е. между протонами и

протонами, нейтронами и нейтронами,  протонами и нейтронами  действуют ядерные силы притяжения.  Особенность этих сил состоит в том,  что они чрезвычайно велики на расстояниях порядка размера ядра  (10 5-13 0  см)  и резко уменьшаются  с  увеличением  расстояния между частицами.  Помимо ядерных сил притяжения между одноименно заряженными частицами  ядра  - протонами действуют   кулоновские  силы  отталкивания.  У  большинства химических элементов ядерные силы притяжения  превосходят  кулоновские силы отталкивания,   чем  и  обусловливается  устойчивость  ядер  этих элементов.

 

                                - 6 -

 

     Однако у  тяжелых  элементов,  ядра  которых  состоят из большого числа частиц,  ядерные силы притяжения уже не способны скомпенсировать кулоновские силы  отталкивания.  В  этом  случае  начинаются  процессы самопроизвольного перехода ядер из менее устойчивого состояния в более устойчивое. Это явление получило название радиоактивность.

     В процессе радиоактивного  распада  ядра  атомов  испускают  либо альфа-частицу, либо  Бетта-частицу,  причем,  как  правило,  все  ядра данного радиоактивного изотопа испускают частицы одного рода.      Альфа-частицы -  поток  ядер  гелия  - состоят из двух протонов и

двух нейтронов. Таким образом , альфа-частица обладает двумя единицами положительного заряда,  а  ее  атомный  вес равен 4.  Все ядра данного радиоактивного изотопа  испускают  альфа-частицы  вполне  определенной энергии. Энергия  альфа-частицы,  испускаемых  известными  в настоящее время радиоактивными изотопами, лежит примерно в пределах 3-9 Мэв.

     Бета-частицы -  поток  электронов  или  позитронов.  Максимальная энергия бетта-спектра у  известных  в  настоящее  время  радиоактивных изотопов лежит  в пределах от нескольких десятков килоэлектронвольт до 3-3,5 Мэв.

     В некоторых  случаях  дочернее  ядро,  образующееся  в  результате радиоактивного распада,  может  оказаться  в  возбужденном  состоянии. Переход ядра    из    возбужденного    состояния    в   невозбужденное сопровождается испусканием  гамма-излучения.  Энергия   гамма-квантов, испускаемых в  процессе  радиоактивного  распада,  лежит в пределах от нескольких десятков килоэлектронвольт до 3-4 Мэв.

 
 

      Источники внешнего   облучения.

 
 

     Радиационный фон,  создаваемый  космическими  лучами,  дает  чуть меньше  половины всего внешнего облучения (0,65 мЗв/год),  получаемого населением.  Земная  радиация,  дающая  ориентировочно  0,35   мЗв/год внешнего облучения,  исходит в основном от тех пород, которые содержат калий-40,  рубидий-87, уран-238, торий-232. Естественно, уровни земной радиации  на  нашей планете неодинаковы и колеблются большей частью от 0,3 до 0,6 мЗв/год.  Есть такие места, где эти показатели во много раз выше.

     Внутреннее облучение населения от естественных источников на  две