Контрольная работа по "Радиобиологии"

ФГБОУ ВПО НИЖЕГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

 

ФАКУЛЬТЕТ ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

Контрольная работа

по радиобиологии

 

 

по специальности

«Товароведение и экспертиза товаров»

 

 

 

 

Выполнила: ст. III курса, группа

Проверила профессор Гусарова М.Л.

 

 

 

План

1. Коэффициенты накопление радионуклидов с.х. культурами и их изменения во времени. Допустимые уровни содержания радионуклидов в продуктах питания.
2. Явление радиоактивности, радиоактивные семейства. Единицы измерения радиоактивности.
3. Использование кормовых угодий загрязненных радионуклидами.
4. Действие ионизирующего излучения на биологические объекты.
5. Список литературы.
 

1. Коэффициенты накопление радионуклидов с.х. культурами и их изменения во времени. Допустимые уровни содержания радионуклидов в продуктах питания.

Радионуклидами называют нестабильные элементы, которые с относительно высокой интенсивностью (обладают малым периодом полураспада) подвергаются ядерному распаду. Такая реакция имеет название ядерной реакции, и сопровождается рядом эффектов.

В растительные организмы радионуклиды попадают во время атмосферных осадков, при фотосинтезе (углерод и тритий участвуют в образовании углеводов, белков и других компонентов растительной ткани) и из почвы. В общем цикле круговорота радионуклидов в наземной среде важным является звено почва - растения. В результате загрязнения почвы радиоактивными веществами отмечается их поступление в наземную растительность. Для оценки поступления радионуклидов из почвы в растения используют различные показатели. Одним из наиболее широко применяемых является коэффициент накопления (КН) – отношение содержания радионуклида в единице массы растений и почвы соответственно. Для большого числа радионуклидов КН<1. По аккумуляции растениями химические элементы разделяются на 5 групп: с сильным накоплением (КН>10), со слабым накоплением (КН равен 1-10), с отсутствием аккумуляции (КН равен 0,1-1,0), со слабой дискримиляцией (КН равен 0,01-01, с сильной дискримиляцией (КН<0,01). КН цезия-134 в огурцах 5,2; в томатах 6,6; кукурузе – 0,2 и т.д. Близким к КН является почвенный коэффициент пропорциональности (Кп) – отношение концентрации радионуклидов в растениях в Бк/кг к плотности загрязнения почвы в Бк/м2.

Из песчаных легких почв радионуклиды поступают в растения значительно легче, чем из тяжелых глинистых почв. Чем сильнее радиоизотоп фиксируется в почве, тем меньшее его количество попадает в растения. Так, например, овес, выращенный на песке, накапливает стронция-90 в несколько раз больше, чем овес, выращенный на суглинке. При этом из глинистого песка поступает 8-10%, а из тяжелых суглинков – всего 1% от всего стронция-90, попавшего в почву. Относительное накопление растениями различных изотопов из почв следующее: стронций > йод > барий > цезий > рубидий > церий > цирконий > плутоний. При одинаковой плотности загрязнения почвы стронцием и цезием, концентрация стронция в грубых кормах в 40-50 раз выше, чем цезия.

Бобовые и злаки относятся к растениям – концентраторам, они способны жадно захватывать радиоактивные вещества, усваивая их с большой площади. Стронций-90 в 2-6 раз интенсивнее поглощается бобовыми культурами, чем злаковыми. Наиболее интенсивно идет накопление радионуклидов в листьях и стеблях и значительно слабее в генеративных органах растений. Так, в созревших растениях фасоли стронций-90 распределяется следующим образом: в листьях 53-68%, в стеблях 15-28%, створках бобов 12-15%, в зерне 7-14%. Озимые культуры накапливают радионуклиды в меньших количествах, чем яровые. По количеству цезия-137 от меньшего к большему растения можно расположить в ряд: пшеница < ячмень < горох < гречка < овес < фасоль < картофель < морковь < свекла < бобы.

Из дикорастущих ягод сильнее всего концентрируют радионуклиды клюква, малина, черника, земляника (самая «чистая»). По накоплению цезия-137 ягоды располагаются в убывающем порядке: черника, голубика, брусника, клюква, земляника. Содержание радионуклидов на приусадебном участке в ягодах меньше, чем в лесу. Красная и черная смородина накапливает радионуклиды, крыжовник является наиболее «чистым».

Повышенное содержание стронция и цезия характерно для ароматической столовой зелени: в укропе, петрушке, шпинате, и особенно в щавеле. Лук, капуста, свекла накапливают радионуклидов меньше, чем огурцы, томаты, морковь.

Наибольшему риску загрязнения радионуклидами подвергаются те пищевые продукты, которые выращены в присутствии значительных концентраций радионуклидов в окружающей среде. Во всем мире их не так много. В России и странах СНГ это зоны, пострадавшие от аварии на Чернобыльской атомной станции, от различных ядерных происшествий на перерабатывающем предприятии Маяк, полигоны, на которых производились испытания атомного оружия, места добычи и переработки компонентов ядерных материалов и т.д.

Эти зоны хорошо изучены, сельскохозяйственная деятельность в них, как правило, запрещена или ограничена. Вероятность поступления на рынки загрязненной радионуклидами пищевой продукции не высока также и потому, что в связи с многочисленными происшествиями контроль радиоактивности в России находится на достаточно высоком уровне. Чаще всего, в качестве не соответствующей безопасности по содержанию радионуклидов продукции выявляют различные ягоды, грибы, реже фрукты и овощи, собранные в запрещенных зонах недобросовестными людьми, и вывезенными ими на рынок.

ДОПУСТИМОЕ СОДЕРЖАНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ ЦЕЗИЯ И СТРОНЦИЯ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ И ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ

	Наименование продуктов		Бк/кг,л
Для радионуклидов цезия-137
1	Вода питьевая	10
2	Молоко и цельномолочная продукция	100
3	Молоко сгущенное и концентрированное	200
4	Творог и творожные изделия	50
5	Сыры сычужные и плавленые	50
6	Масло коровье	100
7	Мясо и мясные продукты, в том числе:
8	говядина, баранина и продукты из них	500
9	свинина, птица и продукты из них	180
10	артофель и корнеплоды	80
11	Хлеб и хлебобулочные изделия	40
12	Мука, крупы, сахар	60
13	Жиры растительные	40
14	Жиры животные и маргарин	100
15	Овощи и корнеплоды	100
16	Фрукты	40
17	Садовые ягоды	70
18	Консервированные продукты из овощей. фруктов и ягод садовых	74
19	Дикорастущие яюды и консервированные продукты из них	185
20	Грибы свежие	370
21	Грибы сушеные	2500
22	Специализированные продукты детского питания всех видов	37
23	Причие продукты питания	370
Для стронция-90
1	Вода питьевая	0,37
2	Молоко и цельномолочная продукция	3,7
3	Хлеб и хлебобулочные изделия	3,7
4	Картофель	3,7
5	Детское питание всех видов в готовом для употребления виде	1.85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Явление радиоактивности, радиоактивные семейства. Единицы измерения радиоактивности.

Радиоактивность - это самопроизвольное, спонтанное изменение свойств ядер со временем. Ядра, испытывающие изменение такого рода, называются радиоактивными или нестабильными ядрами. Радиоактивные ядра являются неустойчивыми нуклонными системами и, как принято говорить, испытывают радиоактивный распад. Каждое ядро характеризуется определенным нуклонным составом (А,Z) и определенной энергией Е. Если спонтанно изменяется хотя бы одна из этих характеристик, то такое изменение является радиоактивным распадом. Ядро, испытывающие радиоактивный распад, будем называть материнским, а ядро-продукт – дочерним.

По существу многие ядерные реакции приводят к образованию промежуточного радиоактивного ядра, которое затем распадается обычно за время ~ 10-14 (10-12)с. С другой стороны, могут существовать ядра, для которых характерные времена жизни на много порядков превышают время существования Земли, поэтому они практически стабильны, а радиоактивными обычно называют ядра, распадающиеся за измеримые времена.

 Существующие радиоактивные  вещества можно условно разделить  на естественные и искусственные. Естественные радиоактивные ядра  образовались в процессе эволюции  Солнечной системы (или вообще  Вселенной), искусственные радиоактивные  изотопы во все большем масштабе  получаются в результате работы  реакторов, ускорителей заряженных  частиц, при ядерных взрывах.

Естественные радиоактивные элементы составляют три радиоактивных семейства (или ряда), в которых каждый элемент является продуктом распада предыдущего.

Каждое семейство начинается с чрезвычайно долгоживущего радиоактивного элемента. Урановое семейство, например, возглавляет уран с массовым числом 238 и периодом полураспада 4,5*10 9 лет.

 

РАДИОАКТИВНОЕ СЕМЕЙСТВО УРАНА

Период полураспада. Важнейшей характеристикой радиоактивного атома является его время жизни. Согласно закону радиоактивного распада, вероятность того, что за данный промежуток времени произойдет распад одного атома, есть величина постоянная. Следовательно, число ежесекундно происходящих распадов пропорционально количеству имеющихся атомов, а закон, описывающий процесс распада, имеет экспоненциальный характер. Если за время Т распадается половина исходного количества радиоактивных атомов, то половина оставшихся атомов распадется в течение следующего промежутка времени той же длительности. Время Т называется периодом полураспада радиоактивного элемента. Для различных элементов период полураспада составляет от десятков миллиардов лет до миллионных долей секунды и менее.

Семейство урана. На элементах семейства урана можно проследить большинство обсуждавшихся выше свойств радиоактивных превращений. Так, например, у третьего члена семейства наблюдается ядерная изомерия. Уран X2, испуская бета-частицы, превращается в уран II (T = 1,14 мин). Это соответствует бета-распаду возбужденного состояния протактиния-234. Однако в 0,12% случаев возбужденный протактиний-234 (уран X2) излучает гамма-квант и переходит в основное состояние (уран Z). Бета-распад урана Z, также приводящий к образованию урана II, происходит за 6,7 ч. Радий С интересен тем, что может распадаться двумя путями: испуская либо альфа-, либо бета-частицу. Эти процессы конкурируют между собой, но в 99,96% случаев происходит бета-распад с образованием радия С". В 0,04% случаев радий С испускает альфа-частицу и превращается в радий С" (RaC"). В свою очередь RaC' и RaC" путем эмиссии альфа- и бета-частиц соответственно превращаются в радий D.

 

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 зивертах (Зв), когда речь идет о дозе, поглощаемой биологической тканью, или в рентгенах (Р), когда рассматривается ионизирующее воздействие радиации на атмосферный воздух.

 

 Существует внесистемная  единица измерения дозы бэр (биологический  эквивалент рентгена), которая равна  дозе полученной биологической  тканью под действием радиации  в 1 Р. Считается, что 1 Зв = 100 бэр. 1 зиверт  — очень большая величина. Доза  в 5-6 зивертов, полученная человеком, является смертельной. Поэтому на  практике обычно пользуются миллизивертами (мЗв) и микрозивертами (мкЗв). Аналогично  и с рентгеном — обычно речь  идет миллирентгенах (мР) и микрорентгенах (мкР).

Бытовые дозиметры измеряют ионизацию за определенное время. Единица измерения — зиверт в час (рентген в час). Это очень высокие уровни радиации и на практике обычно используются дольные единицы милли- и микрозиветры в час (мЗв/ч, мкЗв/ч) и милли- и микрорентгены в час (мP/ч, мкР/ч). Интенсивность радиации надо учитывать, определяя опасность того или иного источника радиации и оценивая время, которое можно безопасно пребывать возле него.

 

3. Использование кормовых угодий загрязненных радионуклидами.