double arrow

II. Изучение нового материала. Ионизирующим называют излучение, которое при взаимодействии с веществом вызывает ионизацию составляющих его атомов и молекул

Ионизирующим называют излучение, которое при взаимодействии с веществом вызывает ионизацию составляющих его атомов и молекул, то есть превращает нейтральные атомы и молекулы в ионы.

Радиоактивные α -, β - γ -излучения имеют огромное влияние на живые организмы. Попадая в любое вещество, радиоактивное излучение передает ей энергию. В результате поглощения этой энергии некоторые атомы и молекулы вещества ионизируются, вследствие чего изменяется их химическая активность. Жизнедеятельность любого организма забезпечуэться химическими реакциями, что происходят в его клетках, поэтому радиоактивное излучение приводит к нарушению функций почти всех органов.

Чем больше поглощенная веществом энергия измерения, тем большее влияние этого излучения на вещество.

Поглощенная доза — это физическая величина, которая численно равняется энергии ионизирующего излучения, поглощенный веществом единичной массы.

Поглощенную дозу ионизирующего излучения обозначают символом D и считается по формуле:

D= E/ m,

где Е- энергия ионизирующего излучения, переданная веществу массой m.

Единица поглощенной дозы ионизирующего излучения в СИ — грей (1Гр=1Дж/кг). Свое название эта единица получила в честь английского физика Л. Грея.

1 Гр — это такая поглощенная доза ионизирующего излучения, при которой вещество массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения, что равняется 1 Дж.

На практике часто используют внесистемную единицу поглощенной дозы — рад (ее название происходит от английской аббревиатуры: rad — radiation absorbed dose — поглащенная доза радиации). Эти единицы связаны между собой соотношением: 1 грей =100 рад.




Биологическое влияние разных видов излучения на живые организмы есть неодинаковыми при одинаковой поглощенной дозе. Например, с одинаковой энергией α -излучение более безопасное чем, β — или γ -излучение. Учитывая указанное ученые ввели специальную физическую величину для характеристики биологического воздействия поглащенной дозы — эквивалентную дозу ионизирующего излучения. Ее обозначают символом Dэ.

Эквивалентная доза ионизирующего излучения равняется поглощенной дозе D, умноженной на коэффициент качества К:

Dэ= К*D.

Коэффициент качества К не одинаков для разных излучений. Единица эквивалентной дозы ионизирующего излучения в СИ — зиверт (Зв). Эту единицу названо в честь шведского ученного Р.-М. Зиверта. Существует так же внесистемная единица — бэр: 1 бэр=0,01 Зв.



Физическое действие любого ионизирующего излучения на вещество связана прежде всего с ионизацией атомов и молекул. Поэтому кроме поглощенной дозы, что характеризует энергию излучения, существует физическая величина, которая определяется ионизационным действием излучения. Эту величину называют экспозиционной дозой ионизирующего излучения.

Экспозиционная доза ионизирующего излучения (Dэксп) определяется зарядом ионов(того или иного знака), что возникают под действием излучения в 1 кг сугохо воздуха:

Dэксп=q/m,

где q — заряд ионов, что возникают под действием излучения в сухом воздухе массой m. В СИ экспозиционную дозу ионизирующего излучения измеряют в кулонах на килограмм (Кл/кг).

1(Кл/кг) — это экспозиционная доза ионизирующего излучения, по которой суммарный заряд всех ионов одного знака, что образовалось в 1 кг сухого воздуха, равняется 1 Кл.

На практике чаще используют внесистемную единицу экспозиционной дозы — рентген (Р), названую в честь немецкого физика В. Рентгена: 1Р=2,58*10 Кл/кг.

Понятно, что доза ионизирующего излучения зависит от времени облучения: чем больше время облучения, тем больше доза излучения. Доза излучения накапливается со временем.

Отношение дозы ионизирующего излучения (D) ко времени облучения (t) называют мощностью дозы (PD) ионизирующего излучения:

PD= D/t.

Единица мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения — грей на секунду (Гр/с); единица мощности экспозиционной дозы ионизирующего излучения — рентген на секунду (Р/с); единица мощности эквивалентной дозы ионизирующего излучения зиверт на секунду (Зв/с).

исследования показали, что повреждения организмов, обусловлены воздействием радиации, имеют ряд особенностей.

Во-первых, глубокие нарушения жизнеобеспечивальных функций огранизма вызывает даже небольшое количество поглощенной энергии. Объясняется это тем, что энергия излучения попадает в особо чувствительную ,,мишень'' – клетку. А наиболее чувствительными к радиации те клетки, что быстро делятся. Первым чувствует действие радиоактивного излучения костный мозг, вследствие чего разрушается процес кроветворения.

Во-вторых, разные типы организмов имеют разную чувствительность к тому или иному радиоактивному излучению. Самыми стойкими являются одноклеточные.

В третьих, последствия влияния одинаковой поглощенной дозы излучения зависит от возраста организма.

Перечисленные особенности касается внешнего облучения. Но для высших животных и человека опасным есть и внутреннее облучение, радионуклиды в организм погут попасть, например, с едой. Повышенная опасность внутреннего облучения обусловлена несколькими причинами.

Во первых, некоторые радионуклиды способны выборочно накопляться в отдельных органах. Например, 30% йода накапливается в щитовидной железе, масса которой составляет 0,03% массы тела человека. Радиоактивный Йод, таким образом, всю свою энергию отдает небольшому объему тканей.

Во вторых, внутреннее облучение длительное: радионуклид, который попал в организм, не сразу выводится из него, а перетерпевает череду радиоактивных изменений в середине организма. Радиоактивное излучение, которое возникает при этом, оказывает разрушительную силу, ионизирующие молекулы и тем самым изменяя их биохимическую активность.

Для измерения дозы ионизирующего излучения и ее мощность используют дозиметры. Основной составляющей любого дозиметра есть детектор — устройство, что служит для регистрации ионизирующего излучения. В зависимости от типа детектора различают ионизационный, люминесцентный и другие виды дозиметров. Так, в ионизационных дозиметрах детектором является счетчик Гейгера-Мюллера, действие которого основывается на свойстве радиоактивного излучения значительно увеличивать проводимость газов.

Датчик счетчика Гейгера-Мюллера представляет собой стеклянный цилиндр, который обычно заполняют разряженным инертным газам. Стенки цилиндра покрыты металической пластинкой, которая является катодом. В середине цилиндра натянуто металлический провод — анод. Между проводом и стенками цилиндра существует электрическое поле.

Когда радиоактивное излучение попадает в середину цилиндра, происходит ионизация атомов газа. Свободные электроны и ионы, что возникают вследствие ионизации, разгоняются электрическим полем и после ударов об нейтральные атомы разбивают их на электроны и ионы. В результате в объеме цилиндра количество электронов и ионов лавиноподобно возрастает. Под действием электрического поля электроны направляются к проводу — через круг проходит импульс тока, который усиливается и передается приймач. Если принимателем, является, например, динамик, то с устройства звучит характерное клацанье: чем сильней радиоактивное излучение, тем чаще клацанье. Обычно принимателем служит цифровое измерительное устройство. В таком случае на дисплее дозиметра появляется числовое значение дозы ионизирующего излучения.

Независимо от того, в какой точке Земли живет человек, он постоянно находится под воздействием радиации, потому что в любой местности всегда есть определенный радиационный фон.

Радиационный фон — ионизирующее излучение земного и космического происхождения.

Радиационный фон Земли состоит из нескольких компонентов. Это космическое излучение; излучение природных радионуклидов, которые находятся в земной коре, воздухе и других объектах внешней среды; излучение неприродных радиоактивных изотопов. Излучение природных радионуклидов и космическое излучение создают природный радиационный фон.

В результате деятельности человека природный радиационный фон значительно увеличился — произошло техногенное повышение природного радиационного фона. Пример такой деятельности человека — добыча полезных ископаемых (угля, минеральных удобрений, серовины для строительных материалов и т.д.), которые имеют повышенное количество радионуклидов уранового и ториевого рядов. Так, повышенное содержание природных радиоактивных изотопов есть в граните. А дальше строим цепь. Гранитная щебенка составляющая бетона, из которого строят дома. Значит, повышенный радиационный фон следует искать в первую очередь в середине домов из бетона, особенно в закрытых помещениях, которые не проветриваются (например, концентрация радона в закрытых помещениях в среднем в 8 раз выше, чем внешне).

Для основной массы населения наиболее опасные источники радиации — это совсем не те, о которых обычно говорят. Самую большую дозу человек получает от природных источников и во время медицинских обследований. Радиация, связана с развитием атомной энергетики, составляет лишь малую часть радиации, что спричинена деятельностью человека.

Жизнь на Земле возникла и развивается в условиях постоянного действия радиации. Поэтому, скорее всего, природный радиационный фон не может сильно влиять на жизнь и здоровье человека. Современные исследования в сфере радиобиологии, доказали, что при дозах, которые соответствуют природному радиационному фону 1-2 мЗв в год, действие радиации безопасно для человека. Но даже небольшое повышение уровня радиации может вызвать генетические дефекты, возможно, проявятся у детей и внуков человека, что был облучен. При больших дозах радиация спричиняэ серьезное поражение тканей. Например, полученная на протяжении нескольких часов поглощенная доза ионизирующего излучения 1 Зв вызывает опасные изменения в крови, а доза 3-5 Зв в 50% случаев заканчиваются смертью.

Ученные считают, что уровень природного радиационного фона должно быть не выше чем 25 мкР/час. Если он ниже чем эта величина — отлично, если же выше — надо бити на сполохи искать причину.

Стоит обратить внимание и на еду. Для ее защиты население от внутреннего облучения радиоактивными веществами в Украине нормовую питомою активность радионуклидов Цезия-137 и Стронция-90, что имеются в продуктах питания и питьевой воде.






Сейчас читают про: