іонізуюче випромінювання- вид радіації, яка у всіх асоціюється виключно з вибухами атомних бомб і аваріями на АЕС.

Однак на ділі іонізуюче випромінювання оточує людину і являє собою природний радіаційний фон: воно утворюється в побутових приладах, на електричних вишках і т.д. При впливі з джерелами відбувається опромінення людини даними випромінюванням.

Чи варто боятися серйозних наслідків - променевої хвороби або ураження органів?

Сила дії випромінювання залежить від тривалості контакту з джерелом і його радіоактивності. Побутові прилади, що створюють незначний «шум», не є небезпечними для людини.

Але деякі типи джерел можуть завдати серйозної шкоди організму. Щоб запобігти негативному впливу, потрібно знати базову інформацію: що таке іонізуюче випромінювання і звідки воно виходить, а також як впливає на людину.

Природа іонізуючого випромінювання

Іонізуюче випромінювання виникає при розпаді радіоактивних ізотопів.

Таких ізотопів безліч, вони використовуються в електроніці, атомній промисловості, видобутку енергії:

1. уран-238;
2. торій-234;
3. уран-235 і т.д.

Ізотопи радіоактивного характеру природним чином розпадаються з плином часу. Швидкість розпаду залежить від виду ізотопу і обчислюється в періоді напіврозпаду.

Після певного терміну часу (у одних елементів цьому можуть бути кілька секунд, у інших - сотні років) кількість радіоактивних атомів знижується рівно вдвічі.

Енергія, яка вивільняється при розпаді і знищення ядер, вивільняється у вигляді іонізуючого випромінювання. Воно проникає в різні структури, вибиваючи з них іони.

Іонізуючі хвилі засновані на гамма-випромінюванні, вимірюються в гамма-кванти. Під час передачі енергії не виділяються ніякі частинки: атоми, молекули, нейтрони, протони, електрони або ядра. Вплив іонізуючого випромінювання чисто хвильове.

Проникаюча здатність випромінювання

Всі види різняться по проникаючої здатності, тобто здатність швидко долати відстані і проходити крізь різні фізичні перепони.

Найменшим показником відрізняється альфа-випромінювання, а в основі іонізуючого випромінювання лежать гамма-промені - самі проникають з трьох типів хвиль. При цьому альфа-випромінювання надає саме негативний вплив.

Що відрізняє гамма-випромінювання?

Воно небезпечно через наступних характеристик:

• поширюється зі швидкістю світла;
• проходить через м'які тканини, дерево, папір, гіпсокартон;
• зупиняється тільки товстим шаром бетону і металевим листом.

Для затримки хвиль, якими поширюється це випромінювання, на АЕС ставлять спеціальні короби. Завдяки їм радіації не може іонізувати живі організми, тобто порушувати молекулярну структуру людей.

Зовні короби складаються з товстого бетону, внутрішня частина оббита листом чистого свинцю. Свинець і бетон відбивають промені або затримують їх у своїй структурі, не дозволяючи поширитися і завдати шкоди живому оточенню.

Види джерел радіації

Думка, що радіація виникає тільки в результаті життєдіяльності людини, помилково. Слабкий радіаційний фон є майже у всіх живих об'єктів і у самої планети відповідно. Тому уникнути іонізуючого випромінювання дуже складно.

На основі природи виникнення все джерела діляться на природні і антропогенні. Найбільш небезпечні антропогенні, такі, як викид відходів в атмосферу і водойми, аварійна ситуація або дія електроприладу.

Небезпека останнього джерела спірна: вважається, що невеликі випромінювальні пристрої не створюють серйозної загрози для людини.

Дія індивідуально: хтось може відчути погіршення самопочуття на тлі слабкого випромінювання, інший же індивід виявиться абсолютно не схильний до природного фону.

Природні джерела радіації

Основну небезпеку для людини становлять мінеральні породи. У їх порожнинах накопичується найбільша кількість непомітного для людських рецепторів радіоактивного газу - радону.

Він природним чином виділяється із земної кори і погано реєструється перевірочними приладами. При поставці будівельних матеріалів можливий контакт з радіоактивними породами, і як результат - процес іонізації організму.

Остерігатися слід:

1. граніту;
2. пемзи;
3. мармуру;
4. фосфогіпсу;
5. глинозему.

Це найбільш пористі матеріали, які найкраще затримують в собі радон. Даний газ виділяється з будівельних матеріалів або грунту.

Він легший за повітря, тому піднімається на велику висоту. Якщо замість відкритого неба над землею виявлено перешкоду (навіс, дах приміщення), газ буде накопичуватися.

Велика насиченість повітря його елементами призводить до опромінення людей, компенсувати яке можна тільки виведенням радону з житлових зон.

Щоб позбутися від радону, потрібно почати просте провітрювання. Потрібно намагатися не вдихати повітря в тому приміщенні, де відбулося зараження.

Реєстрація виникнення скупчився радону здійснюється тільки за допомогою спеціалізованих симптомів. Без них зробити висновок про скупчення радону можна тільки на основі не специфічних реакцій людського організму (головний біль, нудота, блювота, запаморочення, потемніння в очах, слабкість і печіння).

При виявленні радону викликається бригада МНС, яка усуває радіацію і перевіряє ефективність проведених процедур.

Джерела антропогенного походження

Інша назва створених людиною джерел - техногенні. Основний осередок випромінювання - АЕС, розташовані по всьому світу. Знаходження в зонах станцій без захисного одягу тягне за собою початок серйозних захворювань і летальний результат.

На відстані кількох кілометрів від АЕС ризик зводиться до нуля. При правильній ізоляції все іонізуючі випромінювання залишаються всередині станції, і можна перебувати в безпосередній близькості від робочої зони, при цьому не отримуючи ніякої дози опромінення.

У всіх сферах життєдіяльності можна зіткнутися з джерелом випромінювання, навіть не проживаючи в місті поблизу АЕС.

Штучна іонізуючарадіація повсюдно використовується в різних галузях:

• медицині;
• промисловості;
• сільському господарстві;
• наукомістких галузях.

Однак отримати опромінення від апаратів, які виготовляються для даних галузей, неможливо.

Єдине, що припустимо - мінімальне проникнення іонних хвиль, яка не завдає шкоди при малій тривалості впливу.

радіоактивні опади

Серйозна проблема сучасності, пов'язана з недавніми трагедіями на АЕС - поширення радіоактивних дощів. Викиди в атмосферу радіації закінчуються накопиченням ізотопів в атмосферної рідини - хмарах. При надлишку рідини починаються опади, які представляють серйозну загрозу для сільськогосподарських культур і людини.

Рідина всмоктується в землі сільськогосподарських угідь, де росте рис, чай, кукурудза, очерет. Дані культури характерні для східної частини планети, де найбільш актуальна проблема радіоактивних дощів.

Іонну випромінювання чинить менший вплив на інші частини світу, тому що опади не доходять до Європи і острівних держав в області Великобританії. Однак в США і Австралії дощі іноді проявляються радіаційні властивості, тому при купівлі овочів і фруктів звідти потрібно проявляти обережність.

Радіоактивні опади можуть випадати над водоймами, і тоді рідина по каналах водоочистки і водопровідних систем може потрапити в житлові будинки. Очисні споруди не володіють достатньою для зниження радіації апаратурою. Завжди є ризик, що приймається вода - іонна.

Як убезпечити себе від радіації

Прилад, який вимірює, чи є в тлі продукту іонні випромінювання, знаходиться у вільному доступі. Його можна придбати за невеликі гроші і використовувати для перевірки покупок. Назва перевірочного пристрої - дозиметр.

Навряд чи домогосподарка перевірятиме покупки прямо в магазині. Зазвичай заважає сором перед сторонніми. Але хоча б вдома ті продукти, що надійшли з схильних до радіоактивним дощів зон, потрібно перевіряти. Досить піднести лічильник до предмету, і він покаже рівень випускання небезпечних хвиль.

Вплив іонізуючого випромінювання на людський організм

Науково доведено, що радіація робить на людину негативну дію. Це було з'ясовано і на реальному досвіді: на жаль, аварії на Чорнобильській АЕС, в Хіросімі і т.д. довели біологічну і випромінювання.

Вплив радіації засноване на отриманої «дозі» - кількості переданої енергії. Радіонуклід (випускає хвилі елементи) може впливати як зсередини, так і зовні організму.

Отримана доза вимірюється в умовних одиницях - Греях. Потрібно враховувати, що доза може бути рівною, а ось вплив радіації - різним. Це пов'язано з тим, що різні випромінювання викликають різні по силі реакції (сама виражена у альфа-частинок).

Також на силу впливу впливає і те, на яку частину організму довелося потрапляння хвиль. Найбільш схильні до структурних змін статеві органи і легені, менше - щитовидна залоза.

Результат біохімічного впливу

Радіація впливає на структуру клітин організму, викликаючи біохімічні зміни: порушення в циркуляції хімічних речовин і в функціях організму. Вплив хвиль проявляється поступово, а не відразу після опромінення.

Якщо людина потрапила під допустиму дозу (150 бер), то негативні ефекти НЕ будуть виражені. При більшому опроміненні іонізаційний ефект збільшується.

Природне випромінювання дорівнює приблизно в 44 бер в рік, максимум - 175. Максимальна кількість лише трохи виходить за рамки норми і не викликає негативних змін в організмі, крім головного болю або слабкою нудоти у гіперчутливих людей.

Природне випромінювання складається на основі радіаційного фону Землі, вживання заражених продуктів, використання техніки.

Якщо частка перевищена, розвиваються такі захворювання:

1. генетичні зміни організму;
2. порушення статевої функції;
3. ракові утворення мозку;
4. дисфункції щитовидної залози;
5. рак легенів і дихальної системи;
6. променева хвороба.

Променева хвороба є крайнім стадією всіх пов'язаних з радіонуклідами захворювань і проявляється лише у тих, хто потрапив в зону аварії.

У повсякденному житті людини іонізуючі випромінювання зустрічаються постійно. Ми їх не відчуваємо, але не можемо заперечувати їх впливу на живу і неживу природу. Не так давно люди навчилися використовувати їх як на благо, так і в якості зброї масового винищення. При правильному використанні ці випромінювання здатні змінити життя людства на краще.

Види іонізуючих випромінювань

Щоб розібратися з особливостями впливу на живі і неживі організми, потрібно з'ясувати, якими вони бувають. Також важливо знати їх природу.

Іонізуюче випромінювання - це особливі хвилі, які здатні проникати через речовини і тканини, викликаючи іонізацію атомів. Існує кілька його видів: альфа-випромінювання, бета-випромінювання, гамма-випромінювання. Всі вони мають різний заряд і здатності діяти на живі організми.

Альфа-випромінювання саме заряджене з усіх видів. Воно володіє величезною енергією, здатною навіть в малих дозах викликати променеву хворобу. Але при безпосередньому опроміненні проникає тільки у верхні шари шкіри людини. Від альфа-променів захищає навіть тонкий аркуш паперу. У той же час, потрапляючи в організм з їжею або з вдихом, джерела цього випромінювання досить швидко стають причиною смерті.

Бета-промені несуть трохи менший заряд. Вони здатні проникати глибоко в організм. При тривалому опроміненні стають причиною смерті людини. Менші дози викликають зміну в клітинній структурі. Захистом може послужити тонкий лист алюмінію. Випромінювання зсередини організму також смертельно.

Найнебезпечнішим вважається гамма-випромінювання. Воно проникає наскрізь організму. У великих дозах викликає радіаційний опік, променеву хворобу, смерть. Захистом від нього може бути тільки свинець і товстий шар бетону.

Особливим різновидом гамма-випромінювання вважаються рентгенівські промені, які генеруються в рентгенівській трубці.

Історія досліджень

Вперше про іонізуючих випромінюваннях світ дізнався 28 грудня 1895 року. Саме в цей день Вільгельм К. Рентген оголосив, що відкрив особливий вид променів, здатних проходити через різні матеріали і людський організм. З цього моменту багато лікарів і вчені почали активно працювати з цим явищем.

Тривалий час ніхто не знав про його вплив на людський організм. Тому в історії відомо чимало випадків загибелі від надмірного опромінення.

Подружжя Кюрі детально вивчили джерела і властивості, які має іонізуюче випромінювання. Це дало можливість використовувати його з максимальною користю, уникаючи негативних наслідків.

Природні і штучні джерела випромінювань

Природа створила різноманітні джерела іонізуючого випромінювання. В першу чергу це радіація сонячних променів і космосу. Більша її частина поглинається озоновим шаром, який знаходиться високо над нашою планетою. Але деяка їх частина досягає поверхні Землі.

На самій Землі, а точніше в її глибинах, є деякі речовини, які продукують радіацію. Серед них - ізотопи урану, стронцію, радону, цезію та інші.

Штучні джерела іонізуючих випромінювань створені людиною для різноманітних досліджень і виробництва. При цьому сила випромінювань може в рази перевищувати природні показники.

Навіть в умовах захисту і дотримання заходів безпеки люди отримують небезпечні для здоров'я дози опромінення.

Одиниці виміру та дози

Іонізуюче випромінювання прийнято співвідносити з його взаємодією з людським організмом. Тому всі одиниці виміру так чи інакше пов'язані зі здатністю людини поглинати і накопичувати енергію іонізації.

В системі СІ дози іонізуючого випромінювання вимірюються одиницею, що називається грей (Гр). Вона показує кількість енергії на одиницю речовини, що опромінюється. Один Гр дорівнює одному Дж / кг. Але для зручності частіше використовується позасистемна одиниця рад. Вона дорівнює 100 Гр.

Радіаційний фон на місцевості вимірюється експозиційними дозами. Одна доза дорівнює Кл / кг. Ця одиниця використовується в системі СІ. Позасистемна одиниця, що відповідає їй, називається рентген (Р). Щоб отримати поглинену дозу 1 рад, потрібно піддатися опроміненню експозиційної дозою близько 1 Р.

Оскільки різні види іонізуючих випромінювань мають різний заряд енергії, його вимір прийнято порівнювати з біологічним впливом. В системі СІ одиницею такого еквівалента виступає зіверт (Зв). Позасистемний його аналог - бер.

Чим сильніше і довше випромінювання, тим більше енергії поглинається організмом, тим небезпечніше його вплив. Щоб дізнатися допустимий час перебування людини в радіаційне забруднення, використовуються спеціальні прилади - дозиметри, які здійснюють вимірювання іонізуючого випромінювання. Це бувають як прилади індивідуального користування, так і великі промислові установки.

Вплив на організм

Всупереч існуючій думці, не завжди небезпечно і смертельно будь іонізуюче випромінювання. Це можна побачити на прикладі з ультрафіолетовими променями. У малих дозах вони стимулюють генерацію вітаміну D в організмі людини, регенерацію клітин і збільшення пігменту меланіну, що дає гарну засмагу. Але тривале опромінення викликає сильні опіки і може стати причиною розвитку раку шкіри.

В останні роки активно вивчається вплив іонізуючого випромінювання на людський організм і його практичне застосування.

У невеликих дозах випромінювання не завдають ніякої шкоди організму. До 200 мілірентген можуть знизити кількість білих кров'яних клітин. Симптомом такого опромінення будуть нудота і запаморочення. Близько 10% людей гинуть, отримавши таку дозу.

Великі дози викликають розлад травної системи, випадання волосся, опіки шкіри, зміни клітинної структури організму, розвиток ракових клітин і смерть.

Променева хвороба

Тривала дія іонізуючого випромінювання на організм і отримання їм великої дози опромінення можуть стати причиною променевої хвороби. Більше половини випадків цього захворювання ведуть до летального результату. Решта стають причиною цілого ряду генетичних і соматичних захворювань.

На генетичному рівні відбуваються мутації в статевих клітинах. Їх зміни стають очевидними в наступних поколіннях.

Соматичні хвороби виражаються канцерогенезом, незворотними змінами в різних органах. Лікування цих захворювань тривалий і досить важке.

Лікування променевих уражень

В результаті патогенного впливу радіації на організм виникають різні ураження органів людини. Залежно від дози опромінення проводять різні методи терапії.

В першу чергу хворого поміщають в стерильну палату, щоб уникнути можливості інфікування відкритих уражених ділянок шкіри. Далі проводять спеціальні процедури, що сприяють швидкому виведенню з організму радіонуклідів.

При сильних ураженнях може знадобитися пересадка кісткового мозку. Від радіації він втрачає здатність відтворювати червоні кров'яні клітини.

Але в більшості випадків лікування легких поразок зводиться до знеболення уражених ділянок, стимулювання регенерації клітин. Велика увага приділяється реабілітації.

Вплив іонізуючого випромінювання на старіння і рак

У зв'язку з впливом іонізуючих променів на організм людини вчені проводили різні експерименти, що доводять залежність процесів старіння і канцерогенезу від дози опромінення.

У лабораторних умовах піддавалися опромінення групи клітинних культур. Внаслідок цього вдалося довести, що навіть незначне опромінювання сприяє прискоренню старіння клітин. При цьому чим старше культура, тим більше вона схильна до цього процесу.

Тривале ж опромінення призводить до загибелі клітин або аномальному і швидкому їх поділу і росту. Цей факт свідчить про те, що іонізуюче випромінювання на організм людини надає канцерогенну дію.

У той же час вплив хвиль на уражені ракові клітини призводило до їх повної загибелі або зупинці процесів їх розподілу. Це відкриття допомогло розробити методику лікування ракових пухлин людини.

Практичне застосування радіації

Вперше випромінювання почали використовувати в медичній практиці. За допомогою рентгенівських променів лікарям вдалося заглянути всередину людського організму. При цьому шкоди йому практично не наносилося.

Далі за допомогою опромінення почали лікувати ракові захворювання. У більшості випадків цей метод робить позитивний вплив, незважаючи на те що весь організм піддається сильному впливу випромінювання, що тягне за собою ряд симптомів променевої хвороби.

Крім медицини, іонізуючі промені використовуються і в інших галузях. Геодезисти за допомогою радіації можуть вивчити особливості будови земної кори на її окремих ділянках.

Здатність деяких копалин виділяти велику кількість енергії людство навчилося використовувати в своїх цілях.

Атомна енергетика

Саме за атомною енергією майбутнє всього населення Землі. Атомні електростанції виступають джерелами порівняно недорогого електрики. За умови їх правильної експлуатації такі електростанції набагато безпечніше, ніж ТЕС і ГЕС. Від атомних електростанцій набагато менше забруднення навколишнього середовища як зайвим теплом, так і відходами виробництва.

У той же час на підставі атомної енергії вчені розробили зброю масового ураження. На даний момент на планеті атомних бомб стільки, що запуск незначного їх кількості може стати причиною ядерної зими, внаслідок якої загинуть практично всі живі організми, що населяють її.

Засоби і способи захисту

Використання в повсякденному житті радіації вимагає серйозних запобіжних заходів. Захист від іонізуючих випромінювань ділиться на чотири типи: часом, відстанню, кількістю і екрануванням джерел.

Навіть в середовищі з сильним радіаційним фоном людина може перебувати деякий час без шкоди для свого здоров'я. Саме цей момент визначає захист часом.

Чим більше відстань до джерела випромінювання, тим менше доза поглиненої енергії. Тому варто уникати близького контакту з місцями, де є іонізуюче випромінювання. Це гарантовано вбереже від небажаних наслідків.

Якщо є можливість використовувати джерела з мінімальним випромінюванням, їм в першу чергу віддається перевага. Це і є захист кількістю.

Екранування ж означає створення бар'єрів, через які не проникають шкідливі промені. Прикладом тому служать свинцеві ширми в рентгенівських кабінетах.

Побутова захист

У разі оголошення радіаційної катастрофи слід негайно закрити всі вікна і двері, постаратися запастися водою з закритих джерел. Їжа повинна бути тільки консервованої. При переміщенні на відкритій місцевості максимально закрити тіло одягом, а особа - респіратором або вологою марлею. Намагатися не заносити в будинок верхній одяг і взуття.

Необхідно також приготуватися до можливої ​​евакуації: зібрати документи, запас одягу, води і їжі на 2-3 доби.

Іонізуючі випромінювання як екологічний фактор

На планеті Земля досить багато забруднених радіацією ділянок. Причиною цього є як природні процеси, так і техногенні катастрофи. Найвідоміші з них - аварія на ЧАЕС і атомні бомби над містами Хіросіма і Нагасакі.

У таких місцях людина не може перебувати без шкоди для власного здоров'я. У той же час не завжди є можливість дізнатися заздалегідь про радіаційне забруднення. Часом навіть некритичний радіаційний фон може стати причиною катастрофи.

Причиною тому служить здатність живих організмів поглинати і накопичувати радіацію. При цьому вони самі перетворюються в джерела іонізуючого випромінювання. Всім відомі «чорні» анекдоти про чорнобильських грибах засновані саме на цій властивості.

У таких випадках захист від іонізуючих випромінювань зводиться до того, що все споживчі товари піддаються ретельному радіологічному вивчення. У той же час на стихійних ринках завжди є шанс купити саме знамениті «чорнобильські гриби». Тому варто утриматися від покупок у неперевірених продавців.

Людський організм схильний накопичувати небезпечні речовини, внаслідок чого відбувається поступове отруєння зсередини. Невідомо, коли саме дадуть про себе знати наслідки впливу цих отрут: через день, рік або через покоління.

Що таке радіація встановили П'єр і Марія Кюрі. Вони виділили з безлічі тонн руди речовини - полоній і радій, які також випускали «промені урану». Вчені пояснили цей процес розпадом нестійких атомів при довільному перетворенні хімічних елементів.

Пізніше наука навчилася створювати з стабільних речовин радіоактивні, визначила радіацію як іонізуюче випромінювання, здатне, при проходженні через речовину, передавати його атомам свою енергію. В ході досліджень з'ясували, яке випромінювання найбільш небезпечно для людини.

Види радіоактивних випромінювань

Вивчаючи природу радіоактивного випромінювання, його піддали дії електричного і магнітного полів. Результатом експерименту стало поділ променів на позитивні і негативні, і розуміння їх неоднорідності.

Були відкриті закон розпаду, види випромінювань і типи радіоактивності: α-розпад, β-перетворення, γ-випромінювання, нейтронне випромінювання, протонна, кластерна радіоактивність.

Час, за який розпадається ½ початкового кількості нестійких ядер, назвали періодом напіврозпаду.

Проникаючи в середу, радіація взаємодіє з атомами, збуджує їх і вириває електрони. Нейтральні атоми перетворюються в позитивно заряджені іони - первинна іонізація. Вибиті електрони за рахунок власної енергії стикаються з атомами середовища і створюють вторинну іонізацію.

Втративши енергію, електрони стають вільними і утворюють негативні іони.

Альфа випромінювання

Є 40 природних α-активних ядер і 200 створених людиною. Альфа випромінювання - це потік частинок з них.

Проникаючи через шар речовини, α-частинка вступає в неупругое взаємодія з його атомами і молекулами, прискорює електрони до подолання кулонівських ядерних сил і виробляє іонізацію.

Згодом, коли енергія частинки зменшується, вона приєднує 2 вільних електрона і стає атомом гелію.

Пробіг частки в повітрі 10-11 см, а в тканинах тіла людини - мікрони. Її велика маса перешкоджає відхиленню від прямого шляху.

При зовнішньому впливі цього типу випромінювання на шкіру - небезпеки немає. Якщо радіоактивний елемент потрапить всередину з їжею, водою або через рану, то завдасть непоправні наслідки для організму за рахунок тривалого часу розпаду.

нейтронне випромінювання

Цей тип випромінювання використовується в зброї масового ураження - нейтронної бомби.Вона здатна знищувати живі об'єкти, залишаючи недоторканими будівлі, споруди, техніку.

Нейтральні частинки легко проникають крізь будь-яке середовище і взаємодіють з ядрами елементів. Віддаючи їм частину своєї енергії, створюють вторинну (наведену) радіацію. Надійного захисту від вражаючого фактора не існує. Затримати частки здатні великі обсяги води і деякі види полімерів, багатошарові середовища.

Бета-випромінювання

Бета-випромінювання являє собою потік позитронів і нейтрино або електронів і антинейтрино. Існує третій варіант - k-ефект (захоплення електрона). Ядро поглинає електрон з оболонки і один з протонів стає нейтроном, при цьому випускає нейтрино.

β-випромінювання поширюється зі швидкістю близькою до швидкості світла, сильно відхиляється в електромагнітних полях, але має меншу в сотні разів іонізуючої здатністю, ніж α-частинки.

За рахунок кращого збереження енергії бета-частинки пробігають більшу відстань - від десятків метрів в газах до декількох мм в металах. Проникнення в живі тканини - 1,5 см.

Y-випромінювання проникає в свинець на 5 см. У газах поширюється на сотні метрів, тіло людини «прошиває» наскрізь.

За рахунок здатності впливати на електрони, поле ядра, протони і нейтрони, гамма-випромінювання швидко втрачає енергію і має невеликий рівень іонізації.

Y-частинки - фотони, створюють Комптон-ефект і фотоефект, утворюють електронно-позитронного пари, що підтверджує можливість перетворення електромагнітної хвилі в речовину - єдину картину світу.

рентгенівське випромінювання

У хвильовому спектрі рентгенівське випромінювання розташоване між ультрафіолетовими променями і γ-випромінюванням.

Для створення потоку фотонів на рентгенівських частотах використовують електровакуумні прилади - трубки. У них 99% витрат енергії - теплові втрати, і 1% створює необхідну випромінювання.

За ступенем впливу промені відносять до м'яких або жорстким. Для біологічних об'єктів вони мутагенні, призводять до опіків, раку і променевої хвороби.

З початку вивчення урану і його звернення до ізотоп свинцю П'єром і Марією Кюрі, вчені вважали, що радіоактивність - природна якість. Але Фредерік і Ірен Жоліо-Кюрі відкрили радіоактивність ядерних реакцій. У XXI ст. з понад 2000 радіонуклідів - 300 мають природне походження, решта види радіації зроблені людьми.

природні джерела

У єдиної всесвіту не існує окремих форм енергії, інформації, зовнішнього і внутрішнього, категорій причини і слідства, часу і простору - все це ментальні конструкції людського мислення для орієнтації в світі.

Природні джерела радіації - форми електромагнітних випромінювань, які є невіддільною частиною всього на планеті - природним фоном.

Різновиди джерел природного походження

Космічні джерела. Процеси в активних галактиках і вибухи «наднових» в нашій, супроводжуються появою променів, які мільйони років блукають у просторі і влітають в атмосферу Землі зі швидкостями близькими до світловим.

Випромінювання йде від Сонця і від заряджених частинок, що обертаються навколо планети. Кожну секунду через 1 кв. м поверхні атмосфери проходять 10 тис. частинок - 90% протонів (ядер водню), 9% гелію і 1% майже всіх елементів періодичної таблиці.

Житель Москви отримує з космосу 0,5 мЗв / рік, на вершині Евересту - 8 мЗв / рік.

Земні джерела випромінювання. Природна радіація з'являється від гранітних порід гір, базальтів, сланців, урану-238 і торію-232 з періодом розпаду мільйони років і продуктів їх напіврозпаду.

Є геопатогенні зони з вертикальним випромінюванням альфа, бета і гамма типів, що не екрануються і не зменшуються при видаленні від поверхні. Дослідження розломів кори під населеними пунктами показало, що в деяких районах смертність в 5-20 разів вище природної.

Газ радон - продукт перетворення радію, джерело міфів про злих гірських духів, незрозумілим способом пов'язаний з сонячною активністю і плямами на зірці.

Внутрішнє опромінення - 60-70% впливу на організм. Воно походить від потрапляють в тіло з їжею, подихом, пошкодженнями шкіри радіоактивних елементів.

За оцінками вчених 180 мЗв / рік людина отримує з калієм-40, який міститься в продуктах харчування (найбільше в какао, горосі, картоплі, яловичині).

Потрапивши в організм, такі радіонукліди, як радій-226 або плутоній-239, що не виводяться ніколи, опромінюють до кінця життя.

штучні джерела

Антропогенний радіаційне випромінювання становить 2-3% від всієї радіації. Але воно часто буває концентрованим - аварії на АС, ядерна безпека, прискорювачі, ядерні дослідження, захоронення відходів, побутові джерела, і становить загрозу персоналу, користувачам, населенню.

Фосфатні добрива збільшують активність урану. Виробляють їх заводи наповнюють місцевий повітря в 14 разів більшим вмістом радіонуклідів, ніж нормальний фон. Спалювання кам'яного вугілля призводить до викидів в атмосферу калію-40, урану і торію.

Опроміненням піддаються пацієнти при медичних обстеженнях із застосуванням рентгена та радіонуклідної діагностики.

Що таке нормальний радіаційний фон?

Для Москви на відкритому повітрі все джерела радіації разом не дають більше 15-25 мкЗв / год.

У Росії нормальним вважається фон, який відповідає «Нормами радіаційної безпеки» (НРБ). Муніципальні органи держсанепіднагляду можуть дозволити підвищення норм не більше 100 мЗв / рік. 200 мЗв / рік допускається розпорядженням федерального Госкомсанепіднадзора.

Небезпека радіації не виходить за рамки, якщо річна доза населення від техногенних джерел не перевищує 1 мЗв / рік.

Переселення мешканців з будинків необхідно, коли потужність γ-випромінювання не вдається знизити менше 0,6 мкЗв / год.

Проникаюча здатність випромінювань

Проникаюча здатність - відстань, яке може пробігти частка в різних середовищах. Воно залежить від матеріалу об'єкта, довгі хвилі (енергії) випромінювання.

Найменша здатність до проникнення у альфа-частинок. Вони важкі, сильно іонізують речовину. За ним слідують: бета-випромінювання, гамма і рентгенівське, нейтронне.

Альфа-частинки проходять в газі 100 мм, їх можна зупинити папером. Гамма-випромінювання - товстими бетонними стінами.

Під час вибуху бомби нейтрони вбивають живі об'єкти на відстані 2-3 км. Через 12 годин територія стає безпечною.

Види іонізуючого випромінювання

Не всі електромагнітні коливання здатні впливати на атоми і розривати хімічні зв'язки біологічних молекул.

Для руйнівного впливу мінімальна частота повинна бути 5 ∙ 1016 Гц при роботі 34 еВ. Чим більше частота, тим більше енергія.

Шкідливі для людей наслідки наступають з ультрафіолетових і рентгенівських значень спектра фотонів і γ-квантів.

Складові атом частки - електрони, позитрони, нейтрони, нейтрино і антинейтрино, мають ще більшої кінетичної енергією. Такі види іонізуючого випромінювання, як альфа, бета, гамма, нейтронне, завдають шкоди організму, що перевищує рентгенівське або сонячний вплив.

Радіація в медицині

Радіація в медицині використовується все частіше. Наприклад, ізотоп технецію-99 вводять в тіло пацієнта для «підсвічування» хворого органу. Радіонуклід випромінює гамма-кванти з енергією 140 кеВ.Застосування іонізуючого випромінювання в медицині - ізотопи талія і танталу для деталізованих знімків серця.

Після 1926 р понад 100 тис. Осіб складали жінки-техніків радіології тривалий час спостерігали лікарі. Вони прийшли до висновків, що стан здоров'я спеціалісток не відрізняється від контрольної групи.

Перевірки наслідків багаторазового опроміненні в клініках хворих не показали надлишку захворювань лейкемією. Вчені схильні вважати, що в 15-30% випадках існує ремісія, за рахунок стимулюючої дії радіоактивності.

Також користь радіації - в обертовому радіоактивному джерелі, який знаходиться в камерах при топографічних дослідженнях.

Вплив радіації на людину

Розуміння основ радіаційної безпеки та дозиметрії корисно з точки зору подолання радіофобії, яка виникла у населення в зв'язку з аваріями на атомних станціях, застосуванням ядерної зброї.

Вплив радіації на живі об'єкти вивчає радіобіологія. Подібно хімічного впливу точкою відліку тут є доза і концентрація.

Записники, які залишили після себе Кюрі, більше століття мають сліди радіоактивності. Анрі Беккерель 6 годин носив у кишені жилетки коштовність - пробірку з радієм і отримав опік. Захоплений роботою вчений, щоб дослідити дію на шкіру радіонукліда, продовжував експерименти до освіти струпьев і виразок. Поштовх у розвитку методів дослідження радіологія отримала після атомних бомбардувань.

Іонізуюча радіація призводить до зміни фізіологічних процесів, соматичним та генетичним наслідків для організмів.

Наскільки небезпечно випромінювання?

Існує 2 механізму впливу випромінювання на організм - прямий і непрямий. Разом з іонізацією і збудженням атомів клітин, відбувається розподіл енергії опромінення всередині тіла між молекулами.

Це можливо тому, що вода під впливом променів ділиться на водень і гідроксильну групу, які через ланцюг перетворень стають високоактивними хімічними речовинами: гідратний оксидом і перекисом водню.

З'єднання взаємодіють з органікою, окислюють і руйнують її. Приклади випромінювання підтверджують, що відбуваються зміни біострумів мозку, ураження мозкових структур кісток, освіта радіотоксінов, зміни в складі крові.

дозування опромінення

Ступінь комплексного впливу іонізації на організм людини характеризує поглинена доза. В СІ її прийнято вимірювати в Греях (Гр). У літературі часто використовується 1 рад (1 Гр = 100 рад). Іонізація повітря характеризується експозиційною дозою.

Радіаційне опромінення в залежності від виду виробляє різну дію на організм. Більш важкі частки виробляють на шляху руху більше іонів. Цей ефект враховують за допомогою еквівалентної дози - вимірюють в зіверт.

1 зіверт дорівнює дозі будь-якого виду випромінювання, яку поглинула біологічна тканина вагою 1 кг. Вважається, що іонізація створює такі ж наслідки для біології, як і поглинена доза в 1 грей при фотонної природі променів.

Одні частини тіла більш чутливі до впливу опромінення, ніж інші. Це враховується за допомогою коефіцієнта радіаційного ризику. При множенні еквівалентної дози на відповідний коефіцієнт виходить ефективна еквівалентна доза, яка характеризує ризик для окремих органів. Вимірюється вона в зіверт.

Потужність дози розраховується в одиницю часу. Наприклад, 1 Гр / с або 1 рад / с.

наслідки опромінення

Вплив радіації на організм невідчутно людиною, а поглинена енергія викликає глибокі біологічні зміни.

Енергія променя 420 Дж (чайна ложка гарячої води) - смертельна доза 6 Гр для людини масою 70 кг.

Поразка шкіри, захворювання променевого характеру, має інкубаційний період. Вплив від малих доз накопичується. Червоний кістковий мозок, кров, кришталик ока найбільш вразливі місця.

Лейкоз і інші види раку

Опромінення радіацією в небезпечних дозах руйнує імунну систему організму. Тіло стає нездатним розпізнавати і видаляти мікроби, віруси, грибки, власні клітини і тканини, які стають чужорідними під впливом навколишнього середовища. Спочатку руйнується ДНК і клітинні мембрани.

Важкі стадії променевої хвороби викликають головні болі і запаморочення, нудоту, блювоту зниження пам'яті, порушення сну, зміна складу крові, крововилив, виразки. Опірність інфекціям відсутня. Більшість людей гинуть.

Здатність радіонуклідів викликати злоякісні пухлини розцінюється вченими суперечливо. Деякі фахівці вважають, що рак розвивається при порушеннях в імунній системі, а не внаслідок іонізації.

Досліди на мишах що не встановили однозначність залежності лейкозу від опромінення.Результати досліджень зазнали атомного бомбардування японських міст дають неоднозначну інформацію при різних інтерпретаціях.

мутації

Небезпечна радіація для людини тим, що впливає на спадковість. Дефект, при якому ділянки генетичного коду міняються місцями, називається мутацією.

Якщо ген з ушкодженнями (або хромосома) з'явиться в сперматозоїді або яйцеклітини, то у всіх клітинах зародка повторюватися ці дефекти.

Мутація в соматичної клітці вплине на життя індивіда. Зміни статевих клітин викличуть генетичні наслідки.

Опромінення збільшує ймовірність виникнення нових клітин. Висока частота вроджених і спадкових дефектів у дітей, що є спочатку, ускладнює дії вчених щодо виділення впливу опромінення.

Робота з постраждалими жителями міст Хіросіма і Нагасакі дозволили науці зробити висновок, що мутації збільшуються в 2 рази.

Прояв ураження організму

Радіаційні ураження бувають різної тяжкості. Медицина ділить наслідки променевої хвороби на 3 види:

• легкі - 1-2,5 Гр;
• середні - при дозі 1-2,5 Гр;
• важкі - 4-6 Гр.

На першій стадії хвороба протікає непомітно для пацієнта. Медичні аналізи показують зміни в крові. Слідом з'являється скарги на загальне нездужання, погіршення апетиту, сну, лущення шкіри.

На другій стадії з'являються головні болі втрачається пам'ять, ниє серце, зникає статевий потяг, сон. Можливо кровотеча ясен і підшкірні крововиливи. Якщо іонізація припиняється, лікувальні процедури здатні відновити організм.

На третій стадії наступають незворотні наслідки. Апатія, нудота, блювота, виражені зміни крові, крововиливи в головний мозок і внутрішні органи. Повне одужання вже неможливо. Продовження контакту з радіоактивним середовищем призводить до смерті.

Відмінність радіації від радіоактивності

Радіоактивність відкрита як властивість урану. У цьому сенсі можна характеризувати об'єкт - радіоактивний елемент таблиці Менделєєва, радіоактивний людина і т. Д.

Радіацією називають саме випромінювання. Найбільш сильною проникаючу здатність мають альфа, бета, гамма і нейтронні промені. Яке випромінювання, таким буде тип радіоактивності. Іонізуюча здатність залежить від розміру і енергії частинок. І радіоактивність, і випромінювання бувають іонізуючими.

Сонячні (ультрафіолетові) промені, опромінюють вплив медичних апаратів, побутових приладів, в залежності від величини енергії випромінювання, можуть бути корисними, нейтральними, небезпечними.

Норма радіоактивного випромінювання

Інститут медико-біологічних проблем формування здоров'я в Москві прийшов до висновку, що тривалість життя на 20% залежить від стану здоров'я, ще на 20% від навколишнього середовища, на 10% від рівня медобслуговування і на 50% від способу життя, режиму харчування і відпочинку . Радіоактивне випромінювання становить 5% екологічним проблем цивілізації.

Які бувають норми радіоактивності?

Радіоактивне опромінення техногенного характеру спільно з природними джерелами не повинна перевищувати індивідуальну гранично допустиму дозу (ІПДД).

Людина в середньому за 70 років життя виходить 168 мЗв. МОЗ Росії через Національну комісію з радіаційного захисту встановлено, що ІПДД не повинна бути в 2 рази вище природної величини опромінення.

НРБ - норми радіаційної безпеки, виділяють 2 категорії громадян, що піддаються впливу радіації.

При ліквідації аварій перевищення дозових меж допускається тільки заради порятунку життя людей і відсутності можливості вжити заходів захисту.

Брати участь в рятувальних заходах можуть тільки чоловіки старше 30 років, при їх добровільної згоди в письмовому вигляді, після повного інформування про можливі наслідки для здоров'я.

Коли думати про радіацію?

Імовірність радіаційного ураження визначається за допомогою дозиметричних приладів.Контроль здійснюється державними органами. При бажанні придбати в особисте користування у відкритому продажі доступні різні варіанти вимірювальних апаратів.

Якщо людина не пов'язаний з родом професійної діяльності з іонізуючим випромінюванням, турбуватися про наявність радіації слід, якщо це підтверджено дозиметром.

Як захиститися від радіації?

Індивідуальні засоби захисту діє обмежений час. У випадках раптової появи техногенних джерел радіонуклідів убезпечити населення неможливо.

Боротьба з іонізуючим випромінюванням можлива в рамках вирішення глобальних екологічних проблем людства.

Міжнародні організації здійснюють контроль за атомною енергетикою, радіоактивними відходами, випробуваннями ядерної зброї.

Чи допомагає від радіації алкоголь?

Підтверджених наукових даних про здатність алкогольних напоїв протистояти іонізуючого опромінення немає.

іонізуюче випромінюванняявляє собою потік часток, здатних викликати іонізацію речовини. при іонізаціївідбувається відрив електрона або декількох електронів від атома, або молекули, які при цьому перетворюються в позитивно заряджені іони. Відірвані від атомів або молекул електрони можуть приєднуватися іншими атомами, або молекулами, утворюючи негативно заряджені іони.

Розряд зарядженого електрометрії, що знаходиться в повітрі, що відбувається незалежно від якості електричної ізоляції приладу, зауважив ще Шарль Кулон в 1785 р, але тільки в XX столітті вдалося пояснити виявлені ним закономірності дією космічних променів, Що представляють собою одну зі складових природного іонізуючого випромінювання.

Результат дії іонізуючого випромінювання називають опроміненням. Незважаючи на різноманіття явищ, які виникають в речовині під дією іонізуючого випромінювання, виявилося, що опромінення може бути охарактеризоване єдиної величиною, званої дозою опромінення.

Дія іонізуючого випромінювання в широкому діапазоні доз приховано від безпосередніх відчуттів людини і тому воно здається йому одним з найбільш небезпечних факторів впливу.

У побуті і в деяких галузях науки, техніки і медицини іонізуюче випромінювання прийнято називати просто радіацією. Строго кажучи, це не зовсім вірно, тому що сам по собі термін «радіація» охоплює всі види випромінювання, включаючи найдовші радіохвилі і потоки частинок будь-яку як завгодно малої енергії, а також хвилі деформації в речовині, наприклад, звукові хвилі. Проте, вживання слова «радіація» стосовно до іонізуючого випромінювання настільки увійшло в звичку, що в науці прижилися терміни, сформовані на його основі, такі, як, наприклад, радіологія(Наука про медичні застосуваннях іонізуючого випромінювання), радіаційний захист(Наука про методи зниження доз опромінення до прийнятних рівнів), природний радіаційний фон, і т.п.

Види іонізуючих випромінювань

Іонізуюче випромінювання (ІІ)- потік мікрочастинок або електромагнітні поля, здатні іонізувати речовину. В житті, під іонізуючим випромінюванням розуміють проникаючу радіацію - потік гамма-променів і частинок (альфа, бета, нейтронів і ін.).

Це, по суті, потік елементарних частинок, іонів і електромагнітних хвиль, не видимих ​​і не відчуваються людиною. Однак, їх дія може бути підступно. При певному рівні опромінення порушуються біохімічні та фізичні процеси в живих організмах. Цей вплив може призвести до променевої хвороби і навіть до смерті. Різні види іонізуючого випромінювання розрізняють по їх іонізуючої і проникаючої здатності.

Найчастіше іонізуючі випромінюванняділять на:

• корпускулярне іонізуюче випромінювання і
• електромагнітне (фотонное) іонізуюче випромінювання.

Корпускулярне ІІ складається з частинок речовини - елементарних частинок та іонів, в т.ч. ядер атомів. Корпускулярне ІІ ділять на:

• заряджені частинки, в тому числі,
• легкі заряджені частинки (електрони і позитрони);
• важкі заряджені частинки (мюони, півонії та інші мезони, протони, заряджені гіперони, дейтрони, альфа-частинки, і інші іони);
• електрично нейтральні частинки (нейтрино, нейтральні півонії та інші мезони, нейтрони, нейтральні гіперони).

Альфа-випромінювання (Потік ядер гелію, що виникає в результаті альфа розпаду ядер елементів) має високу іонізуючої, але слабкою проникаючу здатність: пробіг альфа-частинок в сухому повітрі при нормальних умовах не перевищує 20 см, а в біологічній тканині - 260 мкм. Тобто шар повітря 9-10 см, верхній одяг, гумові рукавички, марлеві пов'язки, навіть папір повністю захищають організм від зовнішніх потоків альфа-частинок.

* Попадання джерел альфа-частинок всередину організму з повітрям, водою і їжею вже дуже небезпечно.

Бета-випромінювання (Потік електронів або позитронів, що виникає в результаті бета-розпаду ядер) має меншу іонізуючу здатність, ніж альфа-випромінювання, але більшу проникаючу здатність. Оскільки максимальні енергії бета-частинок не перевищують 3 МеВ, то від них гарантовано захистить оргскло товщиною 1,2 см, або шар алюмінію в 5,2 мм. А ось на прискорювачі з максимальною енергією електронів 7 МеВ від електронів захистить шар алюмінію в 1,5 см, або шар бетону шириною в 2 см.

Гамма-випромінювання - супутнє ядерним перетворенням електромагнітне випромінювання. Сьогодні до гамма-випромінювання відносять також жорстке рентгенівське випромінювання. Володіє дуже високу проникаючу здатність. Захистити себе від гамма-випромінювання практично неможливо, проте можна послабити його до прийнятного рівня. Захисні засоби, що володіють екрануючим дією від такого роду радіації, виконуються зі свинцю, чавуну, сталі, вольфраму та інших металів з високим порядковим номером.

* Інтенсивність гамма променів(Cs-137) зменшують в два рази сталь товщиною 2,8 см., бетон - 10 см., грунт - 14 см., дерево - 30 см.

нейтронне випромінювання - потік нейтронів - важких частинок, що входять до складу ядра. Для захисту від цього випромінювання можна використовувати притулку, протирадіаційні укриття, дообладнати підвали й льохи. Потоки нейтронів, як і потоки гамма-випромінювання неможливо повністю екранувати. Швидкі нейтрони спочатку треба уповільнити в воді, поліетилені, парафіні, можна в бетоні, а потім їх необхідно поглинути, наприклад, в кадмиевой фользі, за якою повинен стояти достатній шар свинцю, щоб екранувати виникає при захопленні нейтронів ядрами кадмію високоенергетичне гамма-випромінювання. Тому захист від нейтронів, як правило, робиться комбінованої.

1. Іонізуючі випромінювання, їх види, природа і основні властивості.

2. Іонізуючі випромінювання, їх особливості, основні якості, одиниці виміру. (2 в 1)

Для кращого сприйняття наступного матеріалу необхідно вспом-

нитка деякі поняття.

1. Ядра всіх атомів одного елемента мають однаковий заряд, тобто міс-

жать однакове число позитивно заряджених протонів і різне ко

личество частинок без заряду - нейтронів.

2. Позитивний заряд ядра, обумовлений кількістю протонів, уравно-

вешівается негативним зарядом електронів. Тому атом електрично

нейтральний.

3. Атоми одного і того ж елемента з однаковим зарядом, але різним

числом нейтронів називаються ізотопами.

4. Ізотопи одного і того жеелемента мають однакові хімічні, але раз-

особисті фізичні властивості.

5. Ізотопи (або нукліди) по своїй стійкості діляться на стабільні і

розпадаються, тобто радіоактивні.

6. Радіоактивність - мимовільне перетворення ядер атомів одних еле

ментів в інші, що супроводжується випусканням іонізуючих ізлуче-

7. Радіоактивні ізотопи розпадаються з певною швидкістю, ізмеряе-

мій періодом напіврозпаду, тобто часом, коли початкове число

ядер зменшується вдвічі. Звідси радіоактивні ізотопи поділяються на

короткоживучі (період напіврозпаду обчислюється від часток секунди до не-

скількох днів) і довгоживучі (з періодом напіврозпаду від декількох ме

сяцев до мільярдів років).

8. Радіоактивний розпад не може бути зупинений, прискорений або уповільнений ка

ким-небудь способом.

9. Швидкість ядерних перетворень характеризується активністю, тобто числом

розпадів в одиницю часу. Одиницею активності є бекерель

(Бк) - одне перевтілення в секунду. Позасистемна одиниця активності -

кюрі (Кі), в 3,7 х 1010 разів більша, ніж бекерель.

Розрізняють такі види радіоактивних перетворень: корпуску-

лярні і хвильові.

До корпускулярним відносять:

1. Альфа-розпад. Характерний для природних радіоактивних елементів з

великими порядковими номерами і являє собою потік ядер гелію,

несучих подвійний позитивний заряд. Випускання альфа-частинок различ-

ної енергії ядрами одного і того ж виду відбувається при наявності различ-

них енергетичних рівнів. При цьому виникають збуджені ядра, ко

торие переходячи в основний стан, випускають гамма-кванти. при взаи

модействие альфа-частинок з речовиною їх енергія витрачається на возбужде-

ня і іонізацію атомів середовища.

Альфа-частинкам властива найбільша ступінь іонізації - образо-

вання 60000 пар іонів на шляху в 1 см повітря. Спочатку траєкторія частинок

гии, зіткнення з ядрами), що збільшує щільність іонізації в кінці

шляху частинки.

Володіючи відносно великою масою і зарядом, альфа-частинки

мають незначну проникаючу здатність. Так, для альфа-частинки

з енергією 4 МеВ довжина пробігу в повітрі становить 2,5 см, а біологічні

ської тканини 0,03мм. Альфа-розпад призводить до зменшення порядкового но-

міра речовини на дві одиниці і масового числа на чотири одиниці.

Приклад: ----- +

Альфа-частинки розглядаються як внутрішні облучатели. за-

щита: цигарковий папір, одяг, алюмінієва фольга.

2. Електронний бета-розпад. Характерний як для природних, так і для

штучних радіоактивних елементів. Ядро випускає електрон і віз

никает при цьому ядро ​​нового елемента при незмінному масовому числі і з

великим порядковим номером.

Приклад: ----- + ē

Коли ядро ​​випускає електрон, це супроводжується викидом нейтрино

(1/2000 маси спокою електрона).

При випущенні бета-частинок ядра атомів можуть перебувати в збудженому

стані. Перехід їх у збудженому стан супроводжується іспус-

каніем гамма-квантів. Довжина пробігу бета-частинки в повітрі при 4 МеВ 17

см, при цьому утворюється 60 пар іонів.

3. Позитронний бета-розпад. Спостерігається у деяких штучних ра-

радіоактивних ізотопів. Маса ядра практично не змінюється, а порядко-

вий номер зменшується на одиницю.

4. К-захоплення орбітального електрона ядром. Ядро захоплює електрон з К-

оболонки, при цьому з ядра вилітає нейтрон і виникає характерістіче-

ське рентгенівське випромінювання.

5. До корпускулярним випромінюванням відносять також нейтронні. Нейтрони-ні

мають заряду елементарні частинки з масою, що дорівнює 1. В залежності

від їх енергії розрізняють повільні (холодні, теплові та надтеплових)

резонансні, проміжні, швидкі, дуже швидкі і надшвидкі

нейтрони. Нейтронне випромінювання саме короткоживучі: через 30-40 се-

кунд нейтрон розпадається на електрон і протон. проникаюча здатність

потоку нейтронів порівнянна з такою для гамма-випромінювання. при пронікно-

веніі нейтронного випромінювання в тканини на глибину 4-6 см, утворюється наве-

дённая радіоактивність: стабільні елементи стають радіоактивними.

6. Мимовільне ділення ядер. Цей процес спостерігається у радіоактивними

них елементів з великим атомним номером при захопленні їх ядрами медлен-

них електронів. Одні і ті ж ядра утворюють різні пари осколків з з-

надлишкового кількістю нейтронів. При розподілі ядер виділяється енергія.

Якщо нейтрони знову використовуються для подальшого розподілу інших ядер,

реакція буде ланцюгової.

В променевої терапії пухлин застосовуються пі-мезони - елементарні ча-

стіци з негативним зарядом і масою, в 300 разів перевищує масу електро-

трону. Пі-мезони взаємодіють з ядрами атомів лише в кінці пробігу, де

вони руйнують ядра опромінюваної тканини.

Хвильові види перетворень.

1. Гамма-промені. Це потік електромагнітних хвиль довжиною від 0,1 до 0,001

нм. Швидкість їх поширення близька до швидкості світла. проникаюча

здатність висока: вони можуть проникати не лише через тіло челове-

ка, а й через більш щільні середовища. В повітрі величина пробігу гамма

променів досягає декількох сотень метрів. Енергія гамма-кванта майже в

10000 разів вище енергії кванта видимого світла.

2. Рентгенівські промені. Електромагнітне випромінювання, штучно напів-

очікувані в рентгенівських трубках. При подачі високої напруги на

катод, з нього вилітають електрони, які з великою швидкістю дви-

жутся до електрод і вдаряються об його поверхню, виготовлену з тя-

жёлого металу. Виникає гальмівне рентгенівське випромінювання, облада-

ющее високу проникаючу здатність.

Особливості радіаційного випромінювання

1. Жоден джерело радіоактивного випромінювання не визначається жодним ор-

Ганом почуттів.

2. Радіоактивне випромінювання є універсальним фактором для різних наук.

3. Радіоактивне випромінювання є глобальним фактором. У разі ядерного

забруднення території однієї країни дію радіації отримують і інші.

4. При дії радіоактивного випромінювання в організмі розвиваються специфи-

етичні реакції.

Якості, властиві радіоактивним елементам

і іонізуючого випромінювання

1. Зміна фізичних властивостей.

2. Здатність до іонізації навколишнього середовища.

3. Проникаюча здатність.

4. Період напіврозпаду.

5. Період напіввиведення.

6. Наявність критичного органу, тобто тканини, органу або частини тіла, опромінення

яких може принести найбільший збиток здоров'ю людини або його

потомству.

3. Етапи дії іонізуючих випромінювань на організм людини.

Дія іонізуючої радіації на організм

Безпосередні прямі порушення в клітинах і тканинах, що відбуваються

слідом за випромінюванням, є нікчемною. Так, наприклад, при дії опромінення, ви-

зувати смерть піддослідної тварини, температура в його організмі по-

підвищується всього лише на одну соту частку градуса. Однак при дії ра-

радіоактивного випромінювання в організмі виникають досить серйозні разнообраз-

ні порушення, які слід розглядати поетапно.

1. Фізико-хімічний етап

Явища, які відбуваються на цьому етапі, називаються первинними або

пусковими. Саме вони визначають весь подальший хід розвитку променевих

поразок.

Спочатку іонізуючі випромінювання взаємодіють з водою, вибиваючи з

її молекул електрони. Утворюються молекулярні іони, що несуть пози-

Цінні та негативні заряди. Йде так званий радіоліз води.

Н2О - ē → Н2О +

Н2О + ē → Н2О-

Молекула Н2О може бути зруйнована: Н і ОН

Гідроксили можуть рекомбінуватися: ОН

ВІН утворюється перекис водню Н2О2

При взаємодії Н2О2 і ОН утворюється АЛЕ2 (гідропероксид) і Н2О

Іонізовані і збуджені атоми і молекули в протягом 10 секун-

ди взаємодіють між собою і з різними молекулярними системами,

даючи початок хімічно активних центрів (вільні радикали, іони, іонного

радикали і ін.). В цей же період можливі розриви зв'язків в молекулах як за

рахунок безпосередньої взаємодії з іонізуючим агентом, так і за

рахунок внутрішньо-і міжмолекулярної передачі енергії збудження.

2. Біохімічний етап

Збільшується проникність мембран, через них починають діффунді-

ровать в органели електроліти, вода, ферменти.

Виниклі в результаті взаємодії випромінювань з водою радикали

взаємодіють з розчиненими молекулами різних з'єднань, даючи

початок вторічнорадікальним продуктам.

Подальший розвиток радіаційного ураження молекулярних структур

зводиться до змін білків, ліпідів, вуглеводів і ферментів.

У білках відбуваються:

Конфігураційні зміни білкової структури.

Агрегація молекул за рахунок утворення дисульфідних зв'язків

Розрив пептидних або вуглецевих зв'язків, що ведуть до деструкції білків

Зниження рівня метіоніна- донатору сульфгідрильних груп, тріпто-

фана, що призводить до різкого уповільнення синтезу білків

Зменшення вмісту сульфгідрильних груп за рахунок їх інактивації

Пошкодження системи синтезу нуклеїнових кислот

У ліпідах:

Утворюються перекису жирних кислот, які не мають специфічних фер-

ментів для їх руйнування (дія пероксидази незначно)

пригнічуються антиоксиданти

У вуглеводах:

Полісахариди розпадаються до простих цукрів

Опромінення простих цукрів призводить до їх окислення і розпаду до орга-

нических кислот і формальдегіду

Гепарин втрачає свої антикоагулянтні властивості

Гіалуронова кислота втрачає здатність з'єднуватися з білком

Знижується рівень глікогену

Порушуються процеси анаеробного гліколізу

Зменшується вміст глікогену в м'язах і печінці.

У ферментної системі порушується окисне фосфорилювання і

змінюється активність ряду ферментів, розвиваються реакції хімічно актив-

них речовин з різними біологічними структурами, при яких отме-

ються як деструкція, так і утворення нових, не властивих для облуча-

емого організму, з'єднань.

Наступні етапи розвитку променевого ураження пов'язані з порушенням

обміну речовин в біологічних системах зі змінами відповідних

4. Біологічний етап або доля облученной клітини

Отже, ефект дії радіації пов'язаний зі змінами, що відбуваються,

як в клітинних органелах, так і у взаємовідносинах між ними.

Найбільш чутливими до опромінення органеллами клітин організму

ссавців є ядро ​​і мітохондрії. Пошкодження цих структур

відбуваються при малих дозах і в найбільш ранні терміни. В ядрах радіочувстві-

тільних клітин пригнічуються енергетичні процеси, порушується функція

мембран. Утворюються білки, що втратили свою нормальну біологічну ак-

тивность. Більш вираженою радиочувствительностью, ніж ядра, володіють ми-

тохондрий. Ці зміни проявляються у формі набухання мітохондрій, по-

врежденія їх мембран, різкому пригніченні окисного фосфорилювання.

Радіочутливість клітин в значній мірі залежить від швидкості

протікають в них обмінних процесів. Клітини, для яких характерні ін-

тенсивно протікають биосинтетические процеси, високий рівень окіслі-

ного фосфорилювання і значна швидкість росту, мають більш ви-

сокой радиочувствительностью, ніж клітини, які перебувають в стаціонарній фазі.

Найбільш біологічно значущими в опромінених клітці є ви-

нання ДНК: розриви ланцюжків ДНК, хімічна модифікація пуринових і

піримідинових підстав, їх відрив від ланцюга ДНК, руйнування фосфоефірную

зв'язків в макромолекулі, пошкодження ДНК-мембранного комплексу, разруше-

ня зв'язків ДНК-білок і багато інших порушень.

У всіх клітинах, що діляться відразу після опромінення тимчасово прекращает-

ся мітотична активність ( «радіаційний блок митозов»). порушення мета-

боліческіе процесів в клітині призводить до посилення молеку-

лярних пошкоджень в клітці. Цей феномен отримав назву біологіческо-

го посилення первинного радіаційного пошкодження. Однак, поряд з

цим, в клітці розвиваються і репараційні процеси, наслідком яких

є повне або часткове відновлення структур та функцій.

Найбільш чутливими до іонізуючого випромінювання є:

лімфатична тканина, кістковий мозок плоских кісток, статеві залози, менш чув-

ствительность: сполучна, м'язова, хрящова, кісткова і нервова тканини.

Загибель клітин може статися як у репродуктивну фазу, непосред-

ного пов'язану з процесом розподілу, так і в будь-якій фазі клітинного циклу.

Більш чутливі до іонізуючого випромінювання новонароджені (вві-

ду високої мітотичної активності клітин), люди похилого віку (погіршується спосіб-

ність клітин до відновлення) і вагітні. Підвищується чутливість до

іонізуючим випромінюванням і при введенні деяких хімічних сполук

(Так звана радіосенсибілізація).

Біологічний ефект залежить:

Від виду опромінення

Від поглиненої дози

Від розподілу дози в часі

Від специфіки опромінюється органу

Найбільш небезпечно опромінення крипт тонкого кишечника, сім'яників, кост-

ного мозку плоских кісток, області живота і опромінення всього організму.

Одноклітинні організми приблизно в 200 разів менш чутливі до

дії радіації, ніж багатоклітинні.

4. Природні і техногенні джерела іонізуючого випромінювання здійснюватиме.

Джерела іонізуючого випромінювання бувають природного і спокуса-

ного походження.

Природна радіація обумовлена:

1. Космічним випромінюванням (протони, альфа-частинки, ядра літію, берилію,

вуглецю, кисню, азоту становлять первинне космічне випромінювання.

Атмосфера землі поглинає первинне космічне випромінювання, потім фор-

мируется вторинне випромінювання, представлене протонами, нейтронами,

електронами, мезонами і фотонами).

2. Випромінюванням радіоактивних елементів землі (уран, торій, актиній, ра-

дий, радон, торону), води, повітря, будівельних матеріалів житлових будинків,

радону і радіоактивного вуглецю (С-14), присутніх у вдихуваному

3. Випромінюванням радіоактивних елементів, що містяться в тваринному світі

і організмі людини (К-40, уран -238, торій -232 і радій -228 і 226).

Примітка: починаючи з полонію (№84) всі елементи є радіоактивними

нормативними і здатні до мимовільного поділу ядер при захопленні їх ядра-

ми повільних нейтронів (природна радіоактивність). Однак природна

радіоактивність виявляється і у деяких легких елементів (ізотопи

рубідію, самарію, лантану, ренію).

5. Детерміновані і стохастичні клінічні ефекти, що виникають у людини при впливі іонізуючих випромінювань.

Найважливіші біологічні реакції організму людини на дію

іонізуючої радіації поділяють на два види біологічних ефектів

1. Детерміновані (причинно зумовлені) біологічні ефек-

ти, для яких існує порогова доза дії. Нижче порога хвороба

не проявляється, але при досягненні певного порогу виникають болез-

ні, прямо пропорційно залежать від дози: променеві опіки, променеві

дерматити, променева катаракта, променеве лихоманка, променеве безпліддя, ано-

Малії розвитку плода, гостра і хронічна променева хвороба.

2. Стохастичні (імовірнісні) біологічні ефекти не мають поро-

га дії. Можуть виникати при будь-якій дозі. Для них характерний ефект

малих доз і навіть однієї клітини (клітина стає раковою, якщо вона облуча-

ється в мітозі): лейкоз, онкологічні захворювання, спадкові хвороби.

За часом виникнення все ефекти поділяються на:

1. безпосередні - можуть виникнути протягом тижня, місяця. це гостра

і хронічна променева хвороба, опіки шкіри, променева катаракта ...

2. віддалені - виникають протягом життя індивідуума: онкологічні

захворювання, лейкози.

3. виникають через невизначений час: генетичні наслідки - через

трансформаційних змін спадкових структур: геномні мутації - кратні зміни

гаплоидного числа хромосом, хромосомні мутації або хромосомні

аберації - структурні та чисельні зміни хромосом, точкові (ген-

ні) мутації: зміни в молекулярній структурі генів.

Корпускулярні випромінювання - швидкі нейтрони і альфа-частинки, визи-

ють хромосомні перебудови частіше, ніж електромагнітні випромінювання .__

6. радіотоксичність і радіогенетіка.

радіотоксичність

В результаті радіаційних порушень обмінних процесів в організмі

накопичуються радіотоксини - це хімічні сполуки, які відіграють

певну роль в патогенезі променевих поразок.

Радіотоксичність залежить від ряду факторів:

1. Віда радіоактивних перетворень: альфа-випромінювання в 20 разів більш токсична бе-

та-випромінювання.

2. Середньої енергії акту розпаду: енергія Р-32больше С-14.

3. Схеми радіоактивного розпаду: ізотоп більш токсичний, якщо дає початок

новому радіоактивного речовини.

4. Шляхів вступу: надходження через шлунково-кишковий тракт в 300

раз токсичніше, ніж надходження через неушкоджену шкіру.

5. Часу перебування в організмі: більше токсичність при значному

періоді напіврозпаду і малій швидкості напіввиведення.

6. Розподілу по органам і тканинам і специфіки опромінюється органу:

остеотропні, гепатотропні і рівномірно розподіляються ізотопи.

7. Тривалості надходження ізотопів в організм: випадкове проглати-

вання радіоактивної речовини може закінчитися благополучно, при хро-

ническом надходженні можливе накопичення небезпечного кількості ізлуча-

теля.

7. Гостра променева хвороба. Профілактика.

Мельниченко - стор. 172

8. Хронічна променева хвороба. Профілактика.

Мельниченко стр. 173

9. Використання джерел іонізуючого випромінювання здійснюватиме в медицині (поняття про закритих і відкритих джерелах випромінювань).

Джерела іонізуючих випромінювань поділяються на закриті та від-

криті. Залежно від цієї класифікації по-різному трактуються і

способи захисту від даних випромінювань.

закриті джерела

Їх пристрій виключає потрапляння радіоактивних речовин в окружа-

ющую середу в умовах застосування і зносу. Це можуть бути голки, зупинено

в сталеві контейнери, теле- гамма-установки для опромінення, ампули, намистини,

джерела безперервного випромінювання і генерують випромінювання періодично.

Випромінювання від закритих джерел тільки зовнішнє.

Принципи захисту при роботі з закритими джерелами

1. Захист кількістю (зменшення потужності дози на робочому місці - чим

менше доза, тим менше опромінення. Однак технологія маніпуляцій НЕ

завжди дозволяє зменшити потужність дози до мінімальної величини).

2. Захист часом (скорочення часу контакту з іонізуючим ізлуче-

ням можна досягти тренуванням без випромінювача).

3. Відстанню (дистанційне керування).

4. Екранами (екрани-контейнери для зберігання і транспортування радіоактивними

тивних препаратів в неробочому положенні, для обладнання, передвіж-

ні - ширми в рентгенівських кабінетах, частини будівельних конструкцій

для захисту територій - стіни, двері, індивідуальні засоби захисту -

щитки з орг.стекла, просвинцьованої рукавички).

Альфа- і бета-випромінювання затримується водневомісний веще-

ствами (пластмасою) і алюмінієм, гамма-випромінювання ослабляється матеріалами

з високою щільністю - свинцем, сталлю, чавуном.

Для поглинання нейтронів екран повинен мати три шари:

1. шар - для уповільнення нейтронів - матеріали з великою кількістю ато-

мов водню - вода, парафін, пластмаса і бетон

2. шар - для поглинання повільних і теплових нейтронів - бор, кадмій

3. шар - для поглинання гамма-випромінювання - свинець.

Для оцінки захисних властивостей того чи іншого матеріалу, його здатності

затримувати іонізуюче випромінювання використовують показник шару половінно-

го ослаблення, що позначає товщину шару даного матеріалу, після прохож-

дення якого інтенсивність гамма-випромінювання зменшується вдвічі.

Відкриті джерела радіоактивного випромінювання

Відкритий джерело - це джерело випромінювання, при використанні кото

якого можливе попадання радіоактивних речовин в навколишнє середовище. при

цьому не виключається не тільки зовнішнє, але і внутрішнє опромінення персоналу

(Гази, аерозолі, тверді і рідкі радіоактивні речовини, радіоактивні

ізотопи).

Всі роботи з відкритими ізотопами поділяються на три класи. клас ра-

бот встановлюється в залежності від групи радіотоксичності радіоактивно

го ізотопу (А, Б, В, Г) і фактичного його кількості (активності) на робочому

місці.

10. Способи захисту людини від іонізуючих випромінювань. Радіаційна безпека населення РФ. Норми радіаційної безпеки (НРБ-2009).

Способи захисту від відкритих джерел іонізуючих випромінювань

1. Організаційні заходи: виділення трьох класів робіт в завісімо-

сті від небезпеки.

2. Планувальні заходи. Для першого класу небезпеки - спеціально

ізольовані корпусу, куди не допускаються сторонні люди. для друго-

го класу виділяється тільки поверх або частину будівлі. Роботи третього класу

можуть проводитися в звичайній лабораторії з наявністю витяжної шафи.

3. Герметизація обладнання.

4. Застосування несорбирующимся матеріалів для покриття столів і стін,

пристрій раціональної вентиляції.

5. Індивідуальні засоби захисту: одяг, взуття, ізолюючі костюми,

захист органів дихання.

6. Дотримання радіаційної асептики: халати, рукавички, особиста гігієна.

7. Радіаційний та медичний контроль.

Для забезпечення безпеки людини у всіх умовах впливу на

нього іонізуючого випромінювання штучного або природного проісхожде

ня застосовуються норми радіаційної безпеки.

У нормах встановлюються наступні категорії опромінюваних осіб:

Персонал (група А - особи, які постійно працюють з джерелами иони-

зірующіх випромінювань і група Б - обмежена частина населення, яка іно

гда може піддаватися впливу іонізуючих випромінювань - прибиральниці,

слюсарі і т.д.)

Все населення, включаючи осіб з персоналу, поза сферою і умов їх ви-

вальних діяльності.

Основні межі доз для персоналу групи Б рівні ¼ значень для

персоналу групи А. Ефективна доза для персоналу не повинна перевищувати за

період трудової діяльності (50 років) 1000 мЗв, а для населення за період

життя (70 років) - 70 мЗв.

Плановане опромінення персоналу групи А вище встановлених пре-

делов при ліквідації або запобігання аварії може бути дозволено

тільки в разі потреби порятунку людей або запобігання їх облу-

чення. Допускається для чоловіків старше 30 років при їх добровільному письмен-

ном злагоді, інформування про можливі доз опромінення і ризик для здо-

ровья. В аварійних ситуаціях опромінення не повинно бути більше 50 мЗв .__

11. Можливі причини виникнення надзвичайних ситуацій на радіаційно-небезпечних об'єктах.

Класифікація радіаційних аварій

Аварії, пов'язані з порушенням нормальної експлуатації РОО, підрозділяються на проектні та запроектні.

Проектна аварія - аварія, для якої проектом визначені вихідні події і кінцеві стану, в зв'язку з чим передбачені системи безпеки.

Запроектна аварія - викликається не враховуються для проектних аварій вихідними подіями і призводить до тяжких наслідків. При цьому може статися викид радіоактивних продуктів в кількостях, що призводять до радіоактивного забруднення прилеглої території, можливого опромінення населення вище встановлених норм. У важких випадках можуть статися теплові та ядерні вибухи.

Залежно від меж зон поширення радіоактивних речовин і радіаційних наслідків потенційні аварії на АЕС поділяються на шість типів: локальна, місцева, територіальна, регіональна, федеральна, транскордонна.

Якщо при регіональної аварії кількість людей, які отримали дозу опромінення вище рівнів, встановлених для нормальної експлуатації, може перевищити 500 осіб, або кількість людей, у яких можуть бути порушені умови життєдіяльності, перевищить 1 000 осіб, або матеріальний збиток перевищить 5 млн. Мінімальних розмірів оплати праці, то така аварія буде федеральної.

При транскордонних аваріях радіаційні наслідки аварії виходять за територію Російської Федерації, або дана аварія сталася за кордоном і торкається території Російської Федерації.

12. Санітарно-гігієнічні заходи в надзвичайних ситуаціях на радіаційно-небезпечних об'єктах.

До заходів, способів і засобів, що забезпечують захист населення від радіаційного впливу при радіаційної аварії, відносяться:

виявлення факту радіаційної аварії та оповіщення про неї;

виявлення радіаційної обстановки в районі аварії;

організація радіаційного контролю;

встановлення та підтримання режиму радіаційної безпеки;

проведення при необхідності на ранній стадії аварії йодної профілактики населення, персоналу аварійного об'єкту і учасників ліквідації наслідків аварії;

забезпечення населення, персоналу, учасників ліквідації наслідків аварії необхідними засобами індивідуального захисту і використання цих коштів;

укриття населення в притулках і протирадіаційних укриттях;

санітарна обробка;

дезактивація аварійного об'єкта, інших об'єктів, технічних засобів та ін;

евакуація або відселення населення із зон, в яких рівень забруднення або дози опромінення перевищують допустимі для проживання населення.

Виявлення радіаційної обстановки проводиться для визначення масштабів аварії, встановлення розмірів зон радіоактивного забруднення, потужності дози і рівня радіоактивного забруднення в зонах оптимальних маршрутів руху людей, транспорту, а також визначення можливих маршрутів евакуації населення і сільськогосподарських тварин.

Радіаційний контроль в умовах радіаційної аварії проводиться з метою дотримання допустимого часу перебування людей в зоні аварії, контролю доз опромінення і рівнів радіоактивного забруднення.

Режим радіаційної безпеки забезпечується встановленням особливого порядку доступу в зону аварії, зонуванням району аварії; проведенням аварійно-рятувальних робіт, здійсненням радіаційного контролю в зонах і на виході в "чисту" зону і ін.

Використання засобів індивідуального захисту полягає в застосуванні ізолюючих засобів захисту шкіри (захисні комплекти), а також засобів захисту органів дихання і зору (ватно-марлеві пов'язки, різні типи респіраторів, фільтруючі і ізолюючі протигази, захисні окуляри та ін.). Вони захищають людину в основному від внутрішнього опромінення.

Для захисту щитовидної залози дорослих та дітей від впливу радіоактивних ізотопів йоду на ранній стадії аварії проводиться йодна профілактика. Вона полягає в прийомі стабільного йоду, в основному йодистого калію, який приймають в таблетках в наступних дозах: дітям від двох років і старше, а також дорослим по 0,125 г, до двох років по 0,04 г., прийом всередину після їжі разом з киселем, чаєм, водою 1 раз на день протягом 7 діб. Розчин йоду водно-спиртової (5% -ва настойка йоду) показаний дітям від двох років і старше, а також дорослим по 3-5 крапель на склянку молока або води протягом 7 діб. Дітям до двох років дають 1-2 краплі на 100 мл молока або живильної суміші протягом 7 діб.

Максимальний захисний ефект (зниження дози опромінення приблизно в 100 разів) досягається при попередньому і одночасному з надходженням радіоактивного йоду прийомі його стабільного аналога. Захисний ефект препарату значно знижується при його прийомі більш ніж через дві години після початку опромінення. Однак і в цьому випадку відбувається ефективний захист від опромінення при повторних надходженнях радіоактивного йоду.

Захист від зовнішнього опромінення можуть забезпечити тільки захисні споруди, які повинні оснащуватися фільтрами-поглиначами радіонуклідів йоду. Тимчасові укриття населення до проведення евакуації можуть забезпечити практично будь-які герметичні приміщення.