Іонізуючі випромінювання

Зміст

Вступ

1.Природні іонізуючі випромінювання

2.Штучні джерела іонізуючого  випромінювання

3.Біологічна дія іонізуючих випромінювань

Висновок

Список використаної літератури

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

 

Іонізуюче випромінювання — це будь-яке випромінювання, яке прямо або опосередковано викликає іонізацію навколишнього середовища (утворення позитивно та негативно заряджених іонів).

 Іонізуюче випромінювання  існує протягом всього періоду  існування Землі, воно розповсюджується  в космічному просторі. Природними  джерелами іонізуючих випромінювань  є космічні промені, а також  радіоактивні речовини, які знаходяться  в земній корі.

Перші ж дослідження радіоактивних  випромінювань дали змогу встановити їх небезпечні властивості. Про це свідчить те, що понад 300 дослідників, які проводили  експерименти з цими матеріалами, померли  внаслідок опромінення.

Кількість енергії, яке передається  тканинам при дії іонізуючого  опромінення називається дозою.

Дози можуть бути наступні:

- поглинута доза — енергія іонізуючого опромінення, поглинута опроміненим тілом (тканинами організму),  в перерахунку на одиницю маси. Одиниця поглинутої дози — грей (Гр,Gу). 1 гр = 100 рад;

- еквівалентна доза — поглинута доза помножена на коефіцієнт якості випромінювання, що враховує здатність даного вида випромінювання пошкоджувати тканини організма;

- ефективна доза — еквівалентна доза, помножена на коефіцієнт, що враховує різку чутливість різних тканин до опромінення.

Іонізуюче випромінювання існує  протягом всього періоду існування  Землі, воно розповсюджується в космічному просторі. Вплив іонізуючого випромінювання на організм людини почав досліджуватися після відкриття явища радіоактивності  у 1896 р. французьким вченим Анрі Беккерелем, а потім досліджений Марією та П'єром Кюрі, які в 1898 році дійшли висновку, що випромінювання радію є результатом  його перетворення на інші елементи.

 

 

 

 

 

 

1.Природні іонізуючі випромінювання

 

Основну частину опромінення  населення земної кулі одержує від  природних джерел випромінювань. Більшість з них такі, що уникнути опромінення від них неможливо. Протягом всієї історії існування Землі різні види випромінювання потрапляють на поверхню Землі з Космосу і надходять від радіоактивних речовин, що знаходяться у земній корі.

      Радіаційний фон, що утворюється космічними променями, дає менше

половини зовнішнього  опромінення, яке одержує населення  від природних

джерел радіації. Космічні промені переважно приходять  до нас з глибин

Всесвіту, але деяка певна  їх частина народжується на Сонці  під час

сонячних спалахів. Космічні промені можуть досягати поверхні Землі  або

взаємодіяти з її атмосферою, породжуючи повторне випромінювання і

призводячи до утворення  різноманітних радіонуклідів. Опромінення  від

природних джерел радіації зазнають усі жителі Землі, проте  одні з них

одержують більші дози, інші — менші. Це залежить, зокрема, від  того, де

вони живуть. Рівень радіації в деяких місцях залягання радіоактивних

порід земної кулі значно вищий  від середнього, а в інших місцях —

відповідно нижчий. Доза опромінення залежить також і  від способу життя

людей.                                                                      

За підрахунками наукового  комітету по дії атомної радіації ООН, середня

ефективна еквівалентна доза зовнішнього опромінення, яку людина одержує

за рік від земних джерел природної радіації, становить приблизно 350мк

Зв, тобто трохи більше середньої дози опромінення через  радіаційний фон,

що утворюється космічними променями.

Людина зазнає опромінення  двома способами — зовнішнім  та внутрішнім.

Якщо радіоактивні речовини знаходяться поза організмом і опромінюють

його ззовні, то у цьому  випадку, говорять про зовнішнє опромінення. А

якщо ж вони знаходяться  у повітрі, яким дихає людина, або  у їжі чи воді

і потрапляють всередину  організму через органи дихання  та

кишково-шлунковий тракт, то таке опромінення називають внутрішнім.           

Перед тим як потрапити  до організму людини, радіоактивні речовини

проходять складний маршрут  у навколишньому середовищі, і  це необхідно

враховувати при оцінці доз  опромінення, отриманих від того чи іншого

джерела.

Внутрішнє опромінення в  середньому становить 2/3 ефективної

еквівалентної дози опромінення, яку людина одержує від природних  джерел

радіації. Воно надходить  від радіоактивних речовин, що потрапили  в

організм з їжею, водою  чи повітрям. Невеличка частина цієї дози припадає

на радіоактивні ізотопи (типу вуглець-14, тритій), що утворюються  під впливом космічної радіації. Все інше надходить від джерел земного

походження. В середньому людина одержує близько 180мкЗв/рік  за рахунок

калію-40, який засвоюється  організмом разом із нерадіоактивним  ізотопом

калію, що є необхідним для  життєдіяльності людини. Проте значно більшу

дозу внутрішнього опромінення  людина одержує від нуклідів радіоактивного

ряду урану-238 і в меншій кількості від радіонуклідів  ряду торію-232.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Штучні джерела іонізуючого випромінювання

 

Штучними джерелами іонізуючих випромінювань є ядерні вибухи, ядерні установки для виробництва енергії, ядерні реактори, прискорювачі заряджених частинок, рентгенівські апарати, прилади  апаратури засобів зв’язку високої  напруги тощо.

За декілька останніх десятиліть людство створило сотні штучних  радіонуклідів і навчилося використовувати  енергію атома як у військових цілях — для виробництва зброї  масового ураження, так і в мирних — для виробництва енергії, у  медицині, пошуку корисних копалин, діагностичному устаткуванні й ін. Усе це призводить до збільшення дози опромінення як окремих людей, так і населення  Землі загалом. Індивідуальні дози, які одержують різні люди від  штучних джерел іонізуючих випромінювань, сильно відрізняються. У більшості  випадків ці дози незначні, але іноді  опромінення за рахунок техногенних  джерел у багато тисяч разів інтенсивніші, ніж за рахунок природних. Проте  слід зазначити, що породжені техногенними джерелами випромінювання звичайно легше контролювати, ніж опромінення, пов'язані з радіоактивними опадами  від ядерних вибухів і аварій на АЕС, так само як і опромінення, зумовлені космічними і наземними  природними джерелами.

Опромінення населення України  за останні роки за рахунок штучних  джерел радіації, в основному пов'язане  з наслідками аварії на Чорнобильській АЕС, а також експлуатацією і  «дрібними» аваріями на інших АЕС. Про  це достатньо багато і докладно написано в літературі.

Серед техногенних джерел іонізуючого опромінення на сьогодні людина найбільш опромінюється під  час медичних процедур і лікування, пов'язаного із застосуванням радіоактивності, джерел радіації.

Радіація використовується в медицині як у діагностичних  цілях, так і для лікування. Одним  із найпоширеніших медичних приладів є рентгенівський апарат. Також все  більше поширюються і нові складні  діагностичні методи, що спираються на використання радіоізотопів. Одним  із засобів боротьби з раком, як відомо, є про­менева терапія. В розвинених країнах річна колективна ефективна  еквівалентна доза від рентгенівських досліджень становить приблизно 1000 Зв на 1 млн. жителів.

 

 

 

3. Біологічна дія іонізуючих випромінювань

 

Під впливом іонізаційного  випромінювання атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні  процеси, які впливають на характер подальшої життєдіяльності людини.

Згідно з одними поглядами, іонізація атомів і молекул, що виникає  під дією випромінювання, веде до розірвання зв'язків у білкових молекулах, що призводить до загибелі клітин і поразки  всього організму. Згідно з іншими уявленнями, у формуванні біологічних наслідків  іонізуючих випромінювань відіграють роль продукти радіолізу води, яка, як відомо, становить до 70% маси організму  людини. При іонізації води утворюються  вільні радикали Н+ та ОН-, а в присутності  кисню - пер-оксидні сполуки, що є  сильними окислювачами. Останні вступають  у хімічну взаємодію з молекулами білків та ферментів, руйнуючи їх, в  результаті чого утворюються сполуки, не властиві живому організму. Це призводить до порушення обмінних процесів, пригноблення ферментних і окремих функціональних систем, тобто порушення життєдіяльності  всього організму.

Вплив радіоактивного випромінювання на організм людини можна уявити в  дуже спрощеному вигляді таким чином. Припустімо, що в організмі людини відбувається нормальний процес травлення, їжа, що надходить, розкладається на більш прості сполуки, які потім  надходять через мембрану усередину  кожної клітини і будуть використані  як будівельний матеріал для відтворення  собі подібних, для відшкодування  енергетичних витрат на транспортування  речовин і їхню переробку. Під  час потрапляння випромінювання на мембрану відразу ж порушуються  молекулярні зв'язки, атоми перетворюються в іони. Крізь зруйновану мембрану в клітину починають надходити  сторонні (токсичні) речовини, робота її порушується. Якщо доза випромінювання невелика, відбувається рекомбінація електронів, тобто повернення їх на свої місця. Молекулярні зв'язки відновлюються, і клітина продовжує виконувати свої функції. Якщо ж доза опромінення  висока або дуже багато разів повторюється, то електрони не встигають рекомбінувати; молекулярні зв'язки не відновлюються; виходить з ладу велика кількість  клітин; робота органів розладнується; норма^1ьна життєдіяльність організму  стає неможливою.

Специфічність дії іонізуючого  випромінювання полягає в тому, що інтенсивність хімічних реакцій, індуційованих  вільними радикалами, підвищується, й  у них втягуються багато сотень і  тисячі молекул, не порушених опроміненням. Таким чином, ефект дії іонізуючого випромінювання зумовлений не кількістю поглинутої об'єктом, що опромінюється, енергії, а формою, в якій ця енергія передається. Ніякий інший вид енергії (теплова, електрична та ін.), що поглинається біологічним об'єктом у тій самій кількості, не призводить до таких змін, які спричиняє іонізуюче випромінювання.

Також необхідно відзначити деякі особливості дії іонізуючого  випромінювання на організм людини:

• органи чуття не реагують на випромінювання;
• емалі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);
• випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але і на його спадкоємців (генетичний ефект);
• різні органи організму мають різну чутливість до випромінювання.

Найсильнішого впливу зазнають клітини червоного кісткового мозку, щитовидна залоза, легені, внутрішні  органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень поділу. При  одній і тій самій дозі випромінювання у дітей вражається більше клітин, ніж у дорослих, тому що у дітей  всі клітини перебувають у  стадії поділу.

Небезпека різних радіоактивних  елементів для людини визначається спроможністю організму їх поглинати  і накопичувати.

Радіоактивні ізотопи  надходять всередину організму  з пилом, повітрям, їжею або водою  і поводять себе по-різному: è деякі  ізотопи розподіляються рівномірно в організмі людини (тритій, вуглець, залізо, полоній), è деякі накопичуються  в кістках (радій, фосфор, стронцій), è інші залишаються в м'язах (калій, рубідій, цезій), è накопичуються  в щитовидній залозі (йод), у печінці, нирках, селезінці (рутеній, полоній, ніобій) тощо.

Ефекти, викликані дією іонізуючих випромінювань (радіації), систематизуються за видами ушкоджень і часом прояву. За видами ушкоджень їх поділяють  на три групи: соматичні, соматико-стохатичні (випадкові, ймовірні), генетичні. За часом  прояву виділяють дві групи - ранні (або гострі) і пізні. Ранні ураження бувають тільки соматичні. Це призводить до смерті або променевої хвороби. Постачальником таких часток є в основному  ізотопи, що мають коротку тривалість життя, - випромінювання, потік нейтронів.

Гостра форма виникає  в результаті опромінення великими дозами за короткий проміжок часу. При  дозах порядку тисяч рад ураження організму може бути миттєвим. Хронічна форма розвивається в результаті тривалого опромінення дозами, що перевищують ліміти дози (ЛД). Більш віддаленими наслідками променевого ураження можуть бути * променеві катаракти, * злоякісні пухлини та інше.

Для вирішення питань радіаційної  безпеки населення передусім  викликають інтерес ефекти, що спостерігаються  при малих дозах опромінення - порядку декілька сантизиверів на годину, що реально трапляються при практичному  використанні атомної енергії. У  нормах радіаційної безпеки НРБУ-97, введених 1998 р., як одиниці часу використовується рік або поняття річної дози опромінення. Це викликано, як зазначалося раніше, ефектом накопичення «малих»  доз і їхнього сумарного впливу на організм людини.

Існують різноманітні норми  радіоактивного зараження: разові, сумарні, гранично допустимі та інше. Всі  вони описані в спеціальних довідниках.

ЛД загального опромінення  людини вважається доза, яка у світлі сучасних знань не повинна викликати  значних ушкоджень організму  протягом життя.

ГПД для людей, які постійно працюють з радіоактивними речовинами, становить 2 бер на рік. При цій  дозі не спостерігається соматичних уражень, проте достовірно поки невідомо, яким чином реалізуються канцерогенний  і генетичний ефекти дії. Цю дозу слід розглядати як верхню межу, до якої не варто наближатися.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновок

 

Особливістю іонізуючих випромінювань  є те, що всі вони відзначаються  високою енергією і викликають зміни  в біологічній структурі клітин, які можуть призвести до їх загибелі. На іонізуючі випромінювання не реагують органи чуття людини, що робить їх особливо небезпечними.

Розрізняють кілька видів  іонізуючого випромінювання. Під  час радіоактивного розпаду утворюються a(альфа)–, b(бета)– і g(гамма)–частинки.

Альфа–випромінювання є  потоком позитивного заряджених ядер гелію, бета–випромінювання –  потік негативно заряджених швидких  електронів і гамма–випромінювання – короткохвильове випромінювання електромагнітної природи. Альфа–випромінювання проникає на відстань від кількох  сантиметрів у повітрі й кількох  міліметрів – у тканинах, гамма  – випромінювання – на відстань до сотень метрів. Радіація — це потік  різних видів випромінювання, які  утворюються в процесі радіоактивного розпаду і взаємодіють з навколишнім  середовищем. Кожний вид радіонуклідів  розпадається з певною швидкістю, яка  характеризується періодом напіврозпаду — часом, протягом якого число  атомів даного радіонукліду зменшується  вдвоє.

Якісні характеристики іонізуючого випромінювання:

— енергія випромінювання (Дж, еВ);

— проникаюча здатність (м, см, мм);

— іонізуюча здатність.

Кількісні характеристики іонізуючого випромінювання :

— поглинута доза;

— еквівалентна доза;

— експозиційна доза (характеризує іонізуючий ефект, рентген — та g—  випромінювання);

— густина потоку частинок ( для корпускулярних випромінювань).

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури :

 

1. Цивільна оборона: Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи на тему «Оцінка радіаційної обстановки після аварії на АЕС» для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форм навчання./ М.М. Яцюк, В.М. Пелих, О.І. Прокопенко. – К.: НУХТ, 2002. – 20 с.

2. ЖидецькийВ.Ц. Основи охорони праці / В.Ц. Жи-децький. — Л.: Афіша, 2005. — 349 с.

3. Желібо Є. П., Заверуха Н.М., Зацарний В.В. Безпека життєдіяльності: навч. посібник для студ. ВНЗ, 3-тє вид./ за ред. Є. П. Желібо.-К.: Каравела, 2004. -- 328 с.

4. Яремко З.М. Безпека життєдіяльності: навч. посібник - Київ: Центр навчальної літератури, 2005. -- 320 с.