Биология

Типы радиоактивного излучения

В норме живое вещество испытывает фоновое радиоактивное воздействие, оно измеряется в зивертах или бэрах.

α-излучение представляет собой поток положительно зараженных частиц, идентичных ядрам гелия. Они характеризуются наименьшей проникающей способностью, но максимальной ионизирующей способностью. Пробег такого излучения составляет всего несколько сантиметров в воздухе, оно не способно проникнуть через ткань и бумагу. Для человека и животных опасность представляют только проглоченные источники α-излучения, например радиоактивная пыль.

β-излучение является потоком электронов. Этот вид излучения имеет большую проникающую способность, но меньшую ионизирующую способность. В атмосфере β-частицы способны пройти несколько метров.

γ-излучение – это сверхкоротковолновое электромагнитное излучение, рентгеновского диапазона. Оно обладает максимальной проникающей способностью и минимальной ионизирующей силой. Лучше всего защищают от -излучения свинцовые пластины.

Фоновая радиация

Фоновая радиация складывается из следующих составляющих:

1. 30% – солнечная радиация.

2. 30% – поглощаемые вода, воздух и продукты питания.

3. 40% – радиация горных пород и строительных материалов.

Это соотношение может меняться, так, на высоте 2000 метров уровень солнечной радиации возрастает в три раза и становится определяющим. Аналогично излучение гранитных горных пород и материалов на их основе в 2 раза больше, чем у других естественных материалов.

Нормальным считается уровень радиации в 0,2 мкЗв/ч, а пороговым 0,5 мкЗв/ч.

Антропогенная радиация

Существует 4 основных источника антропогенного радиоактивного загрязнения:

1. Добыча, переработка и утилизация радиоактивных материалов.

2. Радиоактивные примеси в добываемых нерадиоактивных полезных ископаемых, например угле и граните.

3. Аварии и ядерные взрывы.

4. Работа техники, создающей искусственное ионизирующее излучение (рентген, измерительная аппаратура).

Уровень радиации при авариях

Человеческая деятельность пока может создавать только очаговое повышение уровня радиации. Об антропогенном загрязнении говорят, когда фоновый уровень превышен на 0,12 мкЗв/ч, то есть примерно на 50% от нормы. Такие величины встречаются вблизи угольных электростанций и урановых рудников.

Максимальные уровни радиации наблюдаются вблизи открытых топливных стержней реакторов и в эпицентрах ядерных взрывов.

При аварии на японской АЭС Фукусима-1 (2011) вблизи реактора уровень радиации составлял 10 Зв/ч, что достаточно для быстрой смерти. Некоторое время в эпицентре ядерного взрыва уровень радиации тоже составляет несколько зивертов, но уже через час она опускается до ~100 мЗв/ч, т. е. до уровня могущего вызвать «только» онкологические заболевания. В населенных пунктах, расположенных в 30-километровой зоне от Чернобыльской АЭС, наблюдался уровень в несколько десятков мЗв/ч, то есть нахождение там в течении нескольких суток могло привести к онкологическим заболеваниям, через 0,5 года уровень радиации в Чернобыле опустился достаточно, чтобы возобновить работу электростанции. Уровень радиации в зоне выброса при аварии или ядерного взрыва составляет обычно менее 1 мЗв/ч. То есть в 1000 раз больше нормы, но меньше порогового значения.

Влияние радиации на животный организм

Влияние радиации на животный организм заключается в ионизации.

В процессе ионизации происходит разрушение молекул вещества, образуются «свободные радикалы» и сильные окислители с высокой химической активностью.

Наиболее уязвим к радиации генетический материал. Поврежденные клетки погибают или становятся раковыми. Наиболее восприимчивы к радиации пищеварительная система и органы кроветворения, наименее – мышечная ткань.

Чувствительность разных видов растений и животных также отличается, так, собаки и кошки в три раза более чувствительны к радиации, чем человек, а рыбы и рептилии в 10 раз менее чувствительны, семена капусты в 1000 раз более устойчивы, чем семена лилии.

Источники радиации

Радиационное поражение может развиваться как от внешнего, так и от внутреннего источника. В качестве внутреннего источника, как правило, выступают проглоченные или попавшие в легкие частицы радиоактивной пыли. Если от внешнего источника можно защититься, то от внутреннего – нет.

Теории радиоактивного воздействия на организм

Существуют две теории поражающего воздействия радиации:

1. Накопительная (степень поражения зависит от дозы радиации поглощенной за всю жизнь, небольшие дозы слабо вредят, большие ведут к немедленной гибели).

2. Пороговая (опасным считается облучение в дозах выше пороговых значений, которые вызывают поражение организма, дозы ниже порогового значения безвредны)

После изучения последствий аварии на ЧАЭС, а также результатов ядерных испытаний, все больше подтверждений вызывает пороговая теория. В качестве пороговой величины принята доза в 100 мЗв, после такой дозы облучения существенно возрастает риск развития онкологических заболеваний. Доза свыше 5 Зв считается смертельной.

Последствия радиационного воздействия для человека

Последствия радиационного поражения зависят от дозы поглощенной радиации.

Облучение дозами более 100 мЗв увеличивает риск развития онкологических заболеваний.

При дозах 500–1000 мЗв наблюдается чувство усталости и проявляются умеренные изменения в составе крови.

Дозы до 1500 мЗв приводят к развитию лучевой болезни в легкой форме.

При дозах до 4000 мЗв возникает лучевая болезнь средней степени.

При более высоких дозах возникает лучевая болезнь в тяжелой форме с высоким риском летального исхода.

Дозы радиации более 10 Зв приводят к неминуемой гибели человеческого организма из-за поражения нервной системы.

Получить такую дозу можно лишь в аварийных ситуациях или из-за применения ядерного оружия.

Для защиты от радиации на производстве внедряются новые технологии, максимально защищенные от аварий и утечек. Кроме того сейчас запрещены атмосферные и подводные ядерные испытания, допустимы только подземные взрывы.

В настоящий момент уровень антропогенного радиоактивного загрязнения на порядки меньше, чем химического. Это следует учитывать при рассуждениях о роли атомной энергетики.

 

Список литературы

1. А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Общая биология, 10–11 класс. – М.: Дрофа, 2005. По ссылке скачать учебник: (Источник)
2. Д.К. Беляев. Биология 10–11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е издание, стереотипное. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.  (Источник)
3. В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин, Е.Т. Захарова. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень. – 5-е издание, стереотипное. – М.: Дрофа, 2010. – 388 с.  (Источник)
4. В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова. Биология 10–11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е издание, дополненное. – М.: Дрофа, 2010. – 384 с.  (Источник)

 

Домашнее задание

1. Каков механизм влияния на живую клетку ионизирующего излучения?
2. В чем отличия влияния разных видов ионизирующего излучения на организм?
3. Что такое лучевая болезнь?
4. Какие дозы излучения опасны для человека? В чем состоит их опасность?
5. Как защититься от радиации?
6. Как радиация используется в практической деятельности человека в медицине, биотехнологии, сельском хозяйстве?
7. Обсудите с друзьями и родными, оправдан ли риск использования атомных электростанций.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. ВикипедиЯ (Источник).
2. ВикипедиЯ (Источник).
3. ВикипедиЯ (Источник).
4. ВикипедиЯ (Источник).