Типы радиации
Введение
Проблемы безопасности при эксплуатации радиационно-опасных объектов (РОО) в последнее время встают все острее, в связи с чем возникает необходимость качественных изменений в подготовке соответствующих специалистов. Здесь на первое место выдвигается профессиональное мышление, сформированное твердыми знаниями и глубоким пониманием всех процессов. В связи с этим необходимы более широкие и максимально подробные программы по атомной и ядерной физике, постоянно обновляемые новым теоретическим и фактологическим материалом, цифрами, достижениями.
Общие проблемы безопасности включают глобальный комплекс мероприятий от обоснования требований к персоналу и формирования режимов допуска к информации и работам до ограничений по мерам радиационной, электро-, пожаро-, и взрывобезопасности. При этом важнейшим является предупреждение аварийности и несанкционированных действий, на что должны быть направлены стройная и четкая система организационно-технического обеспечения и однозначно толкуемая документация.
Цель данной работы рассмотреть воздействие радиации на живые организмы и ее генетические последствия. Задачи данной работы рассмотреть:
1. Типы радиации и их воздействие на живые организмы
2. Солнечная радиация
и ее вред для здоровья
3. Озоновые дыры, их опасность для человека
4. Мутации. Раковые заболевания
1. Типы радиации и их воздействие на живые организмы
Радиация, или ионизирующее излучение - это частицы и гамма-кванты, энергия которых достаточно велика, чтобы при воздействии на вещество создавать ионы разных знаков. Радиацию нельзя вызвать с помощью химических реакций
Различают несколько видов радиации.
Альфа-частицы: относительно тяжелые, положительно заряженные частицы, представляющие собой ядра гелия.
Бета-частицы - это просто электроны.
Гамма-излучение имеет ту же электромагнитную природу, что и видимый свет, однако обладает гораздо большей проникающей способностью.
Нейтроны - электрически нейтральные частицы, возникают главным образом непосредственно вблизи работающего атомного реактора, куда доступ, естественно, регламентирован.
Рентгеновское излучение подобно гамма-излучению, но имеет меньшую энергию. Кстати, наше Солнце - один из естественных источников рентгеновского излучения, но земная атмосфера обеспечивает от него надежную защиту.
Заряженные частицы очень сильно взаимодействуют с веществом, поэтому, с одной стороны, даже одна альфа-частица при попадании в живой организм может уничтожить или повредить очень много клеток, но, с другой стороны, по той же причине, достаточной защитой от альфа- и бета-излучения является любой, даже очень тонкий слой твердого или жидкого вещества - например, обычная одежда (если, конечно, источник излучения находится снаружи).
Следует различать радиоактивность и радиацию. Источники радиации - радиоактивные вещества или ядерно-технические установки (реакторы, ускорители, рентгеновское оборудование и т.п.) - могут существовать значительное время, а радиация существует лишь до момента своего поглощения в каком-либо веществе.
Воздействие радиации на человека называют облучением. Основу этого воздействия составляет передача энергии радиации клеткам организма.
Облучение может вызвать нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, лейкоз и злокачественные опухоли, лучевое бесплодие, лучевую катаракту, лучевой ожог, лучевую болезнь.
Последствия облучения сильнее сказываются на делящихся клетках, и поэтому для детей облучение гораздо опаснее, чем для взрослых
Следует помнить, что гораздо
больший реальный ущерб здоровью
людей приносят выбросы предприятий
химической и сталелитейной
2. Солнечная радиация
и ее вред для здоровья
Солнечная радиация является наиболее важным экологическим фактором. Суммарная её величина, поступающая к пологу древостоев северной и средней тайги (390-420 кал/см2?сут), близка к наблюдаемой в южной тайге и даже в зоне широколиственных лесов, что обусловлено продолжительностью светового дня. Следовательно, на севере таежной зоны условия поступления солнечной радиации в течении вегетационного периода не оказывает значительных ограничений на формирование более продуктивных насаждений. Но следует учесть, что малая продолжительность вегетационного периода полностью не компенсируется длительностью дня. Благодаря большим межкроновым просветам в хвойных лесах солнечная радиация хорошо проникает вглубь полога, что приводит к большему прогреванию верхней половины кронового пространства. Это является важной специфической чертой, свойственной лесным биогеоценозам, развивающимся в условиях общего недостатка тепла.
Пропускание солнечной радиации древесным ярусом хвойных фитоценозов северной тайги составляет 29-44%, что в 3-4 раза выше по сравнению с ельниками и сосняками зоны елово-широколиственных лесов. Полог сосняка пропускает суммарную радиацию на 10-15%, а фотосинтетически активной радиации (ФАР) - в 1,5-2 раза больше, чем темнохвойные фитоценозы. Высокая светопроницаемость полога сосновых лесов позволяет такой теневыносливой породе, как ель, успешно расти под пологом сосны. В результате двухъярусные сосново-еловые древостои средней тайги значительно больше поглощают солнечную радиацию (80%) и приближаются по этому показателю к ельникам Московской области.
В северотаежных лесах остаточное радиационное тепло почти в равной мере используется на суммарное испарение деятельного слоя и на турбулентный теплообмен. Эта особенность хвойных фитоценозов является следствием низких температур воздуха, меньшей интенсивности физиологических процессов, главным образом транспирации. В условиях же Валдая и Московской области основную долю остаточного радиационного тепла составляет расход на суммарное испарение леса.
Однако солнечная радиация определяет температуру поверхности и самого верхнего слоя земной коры, а это граничное условие для любых расчетов температурного состояния литосферы. Так, в больших городах солнечная радиация уменьшается на 15%, ультрафиолетовое излучение - на 30% (а в зимние месяцы оно может совсем исчезнуть)
При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон.
Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона.
Возникает циклическая реакция,
в итоге которой в атмосфере
постепенно накапливается озон. Этот
процесс в ночное время прекращается.
В свою очередь озон вступает в
ре акцию с олефинами. В атмосфере
концентрируются различные
Солнечные лучи, прежде всего ультрафиолетовые, благотворно влияют на организм человека. Под их влиянием повышается тонус центральной нервной системы, улучшается барьерная функция кожи, активизируется деятельность желез внутренней секреции, улучшается обмен веществ и состав крови, в коже образуется витамин D, который регулирует обмен веществ в организме. Всё это положительно сказывается на работоспособности и общем настроении человека. Кроме того, солнечная радиация оказывает губительное действие на болезнетворные микробы.
Солнечные лучи - сильнодействующее средство, которым нельзя злоупотреблять. Только постепенное привыкание к солнцу и разумная дозировка солнечной энергии способны укрепить организм и повысить его жизнедеятельность. При некоторых заболеваниях (туберкулёзе лёгких, острых воспалительных процессах, злокачественных образованиях и др.) закаливаться солнцем нельзя.
3. Озоновые дыры, их опасность для человека
От ультрафиолетового излучения (солнечной радиации) Землю предохраняет так называемый озоновый слой. Химически озон - это молекула, состоящая из трех атомов кислорода (молекула кислорода содержит два атома). Озон образуется под воздействием высокоэнергетичной солнечной радиации, стимулирующей реакцию между О2 и свободными атомами кислорода. Под воздействием умеренной радиации он распадается, абсорбируя энергию этой радиации. Таким образом этот цикличный процесс «съедает» опасный ультрафиолет.
Концентрация озона в атмосфере очень мала, и небольшие изменения количества озона приводят к серьезным изменениям интенсивности ультрафиолета, достигающего земной поверхности. Озон разрушается под воздействием соединений хлора, известных как фреоны, которые также разрушаясь по воздействием солнечной радиации освобождают хлор, «отрывающий» от молекул озона «третий» атом. Хлор в соединения не образовывает, но служит катализатором «разрыва». Таким образом, один атом хлора способен «погубить» много озона. Считается, что соединения хлора способны оставаться в атмосфере от 50 до 1500 лет (в зависимости от состава вещества).
Озоновая дыра разрыв озоносферы (диаметром св. 1000 км), возникший над Антарктидой и перемещающийся в населенные районы Австралии. Озоновая дыра возникла предположительно в результате антропогенных воздействий, в том числе широкого использования в промышленности и быту хлорсодержащих хладонов (фреонов), разрушающих озоновый слой. Озоновая дыра представляет опасность для живых организмов, поскольку озоновый слой защищает поверхность Земли от чрезмерных доз ультрафиолетового излучения Солнца. В 1985 г. принята Венская конвенция об охране озонового слоя, в 1987 - Монреальский протокол. Озоновая дыра была обнаружена английским исследователем Дж. Фарманом в 1985 г. В 1992 г. озоновая дыра открыта также над Арктикой.
Впервые об озоновой дыре заговорили в 1957 году, во время так называемого международного геофизического года, когда английские ученые провели измерения количество озона над Антарктидой и обнаружили значительные колебания толщины озонового слоя. Действительно, в конце полярной зимы и в начале полярной весны количество озона сокращается на десяток, два десятка, а то, бывает, и три десятка процентов, но потом, по мере наступления полярного лета, количество озона увеличивается и снова выходит на прежнюю норму. То есть происходит колебательный процесс.
Возможности воздействия человека на природу постоянно растут и уже достигли такого уровня, когда возможно нанести биосфере непоправимый ущерб. Уже не в первый раз вещество, которое долгое время считалось совершенно безобидным, оказывается на самом деле крайне опасным. Лет двадцать назад вряд ли кто-нибудь мог предположить что обычный аэрозольный баллончик может представлять серьезную угрозу для планеты в целом. К несчастью, далеко не всегда удается вовремя предсказать, как то или иное соединение будет воздействовать на биосферу. Однако в случае с ХФУ такая возможность была: все химические реакции, описывающие процесс разрушения озона ХФУ крайне просты и известны довольно давно. Но даже после того, как проблема ХФУ была в 1974 г. сформулирована, единственной страной, принявшей какие-либо меры по сокращению производства ХФУ были США и меры эти были совершенно недостаточны. Потребовалась достаточно серьезная демонстрация опасности ХФУ для того, чтобы были приняты серьезные меры в мировом масштабе. Следует заметить, что даже после обнаружения озонной дыры, ратифицирование Монреальской конвенции одно время находилось под угрозой. Быть может, проблема ХФУ научит с большим вниманием и опаской относиться ко всем веществам, попадающим в биосферу в результате деятельности человечества.
4. Мутации. Раковые заболевания
Патологические образования, развившиеся без видимых причин путем размножения клеток. Отличаются полиморфизмом строения и обособленностью роста.
Истинные опухоли имеют ряд особенностей, отличающих их от сходных по внешним признакам образований. Так, их следует отличать от припухлостей, которые являются симптомом таких заболеваний, как киста, зоб и др., бывают также при гематомах, водянках, различных воспалительных процессах и травмах.
Реактивная припухлость тканей, организма после устранения причин исчезает.
Начавшееся же развитие опухоли
всегда продолжается, как бы выходя
из-под регулирующего действия организма,
так как обладает «автономностью»
роста. Опухолевые качества могут возникать
в клетках любых тканей организма,
способных к размножению. Став опухолевой,
исходная клетка передает новые свойства
своим прямым клеточным потомкам,
которые становятся похожими на нее
по своим морфологическим и
По особенностям роста
и клинического течения выделяют
доброкачественные и
Доброкачественные опухоли
растут медленно, окружены капсулой, не
прорастают, а раздвигают соседние
ткани и органы. В зависимости
от локализации такая опухоль
в одних случаях может
Доброкачественная опухоль не дает метастазов и после ее радикального удаления наступает излечение (не рецидивирует).
Злокачественные опухоли отличаются быстрым инфильтрирующим ростом, они не отграничены от соседних тканей капсулой и, прорастая, разрушают их.
Клетки злокачественных
образований, врастая в лимфатические
и кровеносные сосуды, могут отрываться
и током жидкости (кровь, лимфа) переноситься
в другие органы, вызывая развитие
новых опухолей - метастазов. Рост раковой
опухоли в организме изменяет
обмен веществ, вызывая ухудшение
общего состояния, резкое истощение
и дистрофию. Начало ее развития часто
протекает бессимптомно, что приводит
к позднему обращению больных
и запаздыванию диагноза. Инфильтрирующая
способность к распространению
создает трудности при
Разделение опухолей на доброкачественные и злокачественные условно и допустимо только при клинической оценке заболевания. Так как доброкачественные, но расположенные вблизи жизненно важных органов и нарушающие их функцию, могут привести к смерти больного (опухоли мозга, средостения и др.).
Начало развития злокачественной
опухоли протекает скрыто для
самого больного, а между тем важна
именно ранняя диагностика. В связи
с этим при обследовании лиц, особенно
старше 35 лет, по поводу неопределенных
жалоб, начавшегося похудания, длительно
текущих непрерывных и
В это понятие входят:
1) подозрение на наличие рака, 2) тщательный
сбор анамнеза, 3) использование общих
и специальных методов
Нередко больные со злокачественным новообразованием жалуются на нарушение общего состояния: потерю обычного тонуса в работе, апатию, отсутствие аппетита, тошноту по утрам, похудание и др. К этому могут присоединиться и более локальные признаки - наличие хронического заболевания желудка, прямой кишки, появление уплотнения в молочной железе и др. Сначала эти явления могут не сопровождаться болями, но затем, когда опухоль начинает прорастать в нервные стволы, появляются боли, принимающие все более и более мучительный характер. Раковая опухоль растет быстро. Вещества для питания клеток поступают из всего организма, вызывая их недостаток в других тканях и органах. Кроме того, несмотря на большое количество кровеносных сосудов в раковой опухоли, их неполноценность часто приводит к нарушению питания в отдельных ее участках и их распаду. Продукты некроза всасываются в организм, приводят к интоксикации, прогрессирующему исхуданию, истощению, кахексии.
В настоящее время установлено, что часть опухолей развивается па почве разнообразных длительных воспалительных и других заболеваний органов.
Например, при хроническом анацидном гастрите, хронической каллезной язве и полипах желудка со временем может развиться рак желудка. Хронические бронхиты и длительные рецидивирующие интерстициальные пневмонии предшествуют раку легкого. Длительно незаживающие трещины и язвы, увеличивающиеся пигментные пятна, растущие бородавки, папилломы и гиперкератозы предшествуют раку кожи.
Все это позволило создать учение о предопухолевых, предраковых заболеваниях, обнаружение и лечение которых является основой профилактики рака. Лечение доброкачественной опухоли оперативное: иссечение вместе с капсулой с последующим гистологическим исследованием. При небольших и поверхностно расположенных, не беспокоящих больного, возможно выжидание. Абсолютными показаниями к ее удалению являются: 1) наличие симптома сдавления органа, непроходимости, причиной которой служит новообразование; 2) постоянное травмирование одеждой поверхностно расположенной опухоли; 3) ускорение роста и подозрение на злокачественное перерождение.
Лечение злокачественных опухолей зависит от стадии развития болезни.
Сформированный очаг опухолевого
роста вначале ограничен
Злокачественные опухоли подлежат немедленному радикальному оперативному лечению. Операция состоит в полном или частичном иссечении ткани или органа вместе с развившейся опухолью и клетчатки с регионарными лимфатическими узлами.
Однако возможность выполнить такую радикальную операцию представляется только у больных с 1 и II стадиями развития процесса, реже у больных с III стадией из-за наличия отдаленных метастазов и прорастания их в жизненно важные органы.
В последние годы оперативный метод широко комбинируется с рентгене и радиевым облучением, с гормонотерапией. Стали применять химические и биологические способы лечения.
Развивающийся в утробе матери
зародыш хорошо защищен от внешних
воздействий, но, тем не менее, внешние
факторы могут играть заметную роль
в эмбриональном развитии. Для
правильного развития зародыш должен
получать все необходимые витамины,
макро- и микроэлементы, а также
полный набор аминокислот. Вместе с
тем нормальное развитие может быть
нарушен многими
Заключение
Защита от радиации и химических воздействий (ПР и ПХЗ) должна осуществляться проведение мероприятий ГО.
Эти мероприятия должны быть направлены на предотвращение или ослабление воздействия ионизирующих излучений, ОВ и СДЯВ.
Также ПР и ПХЗ должны включать в себя следующие действия:
- организация и проведение дозиметрического и химического контроля;
- способы защиты населения при радиоактивном и химическом заражении;
- выявление и оценка радиационной и химической обстановки;
- ликвидация последствий радиоактивного и химического заражения - специальная санитарная обработка, обеззараживание местности и сооружений;
- обеспечение населения и невоенизированных формирований ГО средствами ПР и ПХЗ (противогазы, средства защиты кожи и др., накопление, хранение, выдача).
Убежища и противорадиационные укрытия служат для заблаговременного укрытия людей. Их необходимо строить заранее.
Наиболее надежную защиту от всех поражающих факторов оружия массового поражения обеспечивают именно специальные убежища. Они могут защитить даже от нейтронного оружия массового поражения. От всех видов обычного оружия, а также от вредных последствий применения ядерного оружия. Такими последствиями являются: высокие температуры, ядовитый дам или пар или то и другое, обвалы, полное или частичное разрушение зданий и так далее.
Зачастую находиться в убежищах можно достаточно длительное время.
2.Проблемы устойчивого развития
цивилизации XX века
По оценкам ученых,
человечество в настоящее время
живет за счет будущих поколений,
которым уготованы гораздо
Начиная с ХХ века, этот капитал растрачивается неуклонно возрастающими темпами, и к настоящему времени природа Земли изменена настолько, что вот уже несколько десятилетий на международном уровне обсуждаются глобальные экологические проблемы. В используемой экосистеме даже новейшие технологии рационального природопользования не позволяют сохранить биоразнообразие.
В истории человечества никогда не было недостатка в проблемах различной степени сложности и драматизма, но никогда ещё не отмечалось эпохи, в которой бы проблемы одна другой масштабнее и труднее возникали почти в одно и то же время перед человечеством в целом, да ещё с категоричностью, ставящей общество на грань гибели в случае недостаточно оперативного и правильного ответа на этот исторический вызов.
Человечество вступает в новую эру своей истории. Наиболее характерный признак её - возникновение глобальных проблем.
Почти все виды деятельности людей приобрели глобальный характер по их возможному и действительному воздействию на биосферу.
Современные проблемы охраны природы
Исходными причинами появившихся в конце XX в. глобальных экологических проблем были демографический взрыв и одновременная научно-техническая революция.
Численность населения Земли была равной 2,5 млрд. человек в 1950 г., удвоилась в 1984 г. и достигнет 6,1 млрд. в 2000 г. Географически рост населения Земли неравномерен. В России с 1993 г. численность населения снижается, но растет в Китае, странах юга Азии, во всей Африке и Латинской Америке. Соответственно, за полвека в 2,5-3 раза возросли пространства, отнятые у природы посевными площадями, жилыми и общественными постройками, железными и автомобильными дорогами, аэропортами и морскими пристанями, огородами и свалками.
В то же время научно-техническая революция дала человечеству обладание атомной энергией, которая, кроме блага, привела к радиоактивному загрязнению обширных территорий. Возникла реактивная скоростная авиация, разрушающая озоновый слой атмосферы. В десятки раз увеличилось количество автомашин, загрязняющих выхлопными газами атмосферу городов. В сельском хозяйстве кроме удобрений широко стали применяться различные яды - пестициды, смыв которых загрязнил поверхностный слой воды всего Мирового океана.
Все это привело
к возникновению многих крупных
экологических проблем. Глобальные
экологические проблемы есть объективный
результат взаимодействия нашей
цивилизации и окружающей среды
в эпоху промышленного
демографическая проблема (негативные последствия роста численности населения в 20-м веке);
энергетическая проблема (дефицит энергии порождает поиск новых ее источников и связанным с их добычей и использованием загрязнением);
пищевая проблема (необходимость достижения полноценного уровня питания всякого человека ставит вопросы в области сельского хозяйства и использования удобрений);
проблема сохранения природных ресурсов (сырьевые и минеральные ресурсы истощаются еще с бронзового века, актуально сохранение генофонда человечества и биоразнообразия, пресная вода и кислород атмосферы ограничены);
проблема защиты окружающей среды и человека от действия вредных веществ (известны печальные факты массового выбрасывания китов на побережье, ртутных, нефтяных и т.п. катастроф и ими вызванных отравлений).
В последней четверти XX в. началось резкое потепление глобального климата, которое в бореальных областях сказывается уменьшением количества морозных зим. Средняя температура приземного слоя воздуха за последние 25 лет возросла на 0,7°С. Температура подледной воды в районе Северного полюса возросла почти на два градуса, вследствие чего началось подтаивание льда снизу.
Не исключено, что это потепление частично имеет естественный природный характер. Однако скорость потепления заставляет признать роль антропогенного фактора в этом явлении. Сейчас человечество сжигает ежегодно 4,5 млрд. т угля, 3,2 млрд. т нефти и нефтепродуктов, а также природный газ, торф, горючие сланцы и дрова. Все это превращается в углекислый газ, содержание которого в атмосфере возросло с 0,031% в 1956 г. до 0,035% в 1996 г (9. С.99). и продолжает расти. Кроме того, резко увеличились выбросы в атмосферу другого парникового газа - метана.
Сейчас большинство климатологов мира признает роль антропогенного фактора в потеплении климата. За последние 10-15 лет проведено много исследований и совещаний, которые показали, что подъем уровня Мирового океана действительно происходит, со скоростью 0,6 мм в год, или 6 см за столетие. В то же время вертикальные поднятия или опускания береговых линий достигают 20 мм в год.
В настоящее время главными экологическими проблемами, возникшими под влиянием антропогенной деятельности, стали: нарушение озонового слоя, обезлесивание и опустынивание территорий, загрязнение атмосферы и гидросферы, выпадение кислотных дождей, уменьшение биоразнообразия. В связи с этим необходимы самые широкие исследования и глубокий анализ изменений в области глобальной экологии, что могло бы помочь в принятии кардинальных решений на самом высоком уровне с целью сокращения ущерба природным условиям и обеспечения благоприятной среды обитания.
Экологический кризис. Экологические катастрофы
Экологический кризис биосферы, о котором говорят ученые, это кризис не природы, а человеческого общества. Среди главных проблем, обусловивших его возникновение, - объем антропогенного воздействия на природу в XX веке, приблизивший биосферу к пределу устойчивости; противоречия между сущностью человека и природой, его отчуждение от природы; продолжение развития “цивилизации потребления” - роста необязательных потребностей людей и общества, удовлетворение которых ведет к повышению избыточной техногенной нагрузки на окружающую среду.
Усилия по охране
окружающей среды во всех странах
предпринимаются, однако, локально в
рамках общепринятой парадигмы о
“неправильном ведении
