Воздействие радиации на живые организмы

Министерство  образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«Южно-Уральский  Государственный Университет»

Кафедра «Физической химии»

 

 

 

Воздействие радиации на живые  организмы 
Реферат  
по дисциплине «концепции современного естествознания»

 

 

 

Проверил, доцент кафедры Физической химии 
Юрий Николаевич Тепляков 
29 октября 2011г. 
 
Автор работы  
Студент группы 236 
Дарья Викторовна Кремер 
29 октября 2011 г.

Реферат защищен с оценкой

________________________

___________________2011г.

 

 

 

Челябинск 2011

Аннотация

 

Кремер  Д.В. Воздействие радиации на живые организмы. –Челябинск: ЮУрГУ, ЭиУ- 236, 22 стр., библиогр. список – 10 наим.

Цель реферата – проанализировать воздействие  радиации на живые организмы.

Задачи реферата – изучить возможные последствия  радиационного облучения, выяснить нормы радиоактивности, узнать о крупных радиационных авариях мира.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

Введение

1. Единицы измерения радиоактивности      4
2. Влияние радиации на живые организмы      5
1. Последствия облучения         8
2. Мутации           11
3. Нормы радиоактивности         14
3. Крупнейшие радиационные аварии мира       16

Заключение             21

Библиографический список          22

 

 

Введение

Благодаря открытию явления радиоактивности  были совершены прорывы во многих сферах человеческой деятельности: в  области медицины и различных  отраслях промышленности, особенно в  энергетике. Но, чем интенсивнее  использовалось это явление в  продуктах человеческого труда, тем серьезнее становилась опасность  радиоактивного загрязнения окружающей среды. На данный момент сотни и тысячи людей проживают на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Многие группы населения также получают урон здоровью через зараженную воду или другие источники.

В порыве за открытиями в конце XIX в. двумя учеными: Пьером Кюри и Марией Сладковской-Кюри было открыто явление радиоактивности. Именно это достижение поставило существование всей планеты под угрозу. За 100 с лишним лет человек наделал столько глупостей, сколько не делал за все свое существование. Давно уже прошла Холодная война, мы уже пережили Чернобыль и многие засекреченные аварии на полигонах, однако проблема радиационной угрозы никуда не ушла и по сей день служит главной угрозой биосфере.

Вторая  половина ХХ века дала надежду многим государствам, не имеющим обширных запасов углеводородного сырья, построить высокотехнологичную  энергетику. Но вместе с этим встала серьезнейшая проблема захоронения  и переработки ядерных отходов. Правительства развитых государств, самостоятельно или же под давлением  общественных организаций, стали разрабатывать  законодательства и проекты, призванные защитить население или очистить зараженные объекты.

Так же создаются специальные международные организации,   занимающиеся проблемами радиации,  в их числе существующая с конца 1920-х годов Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ), а также созданный в 1955 году в рамках ООН Научный Комитет по действию атомной радиации (НКДАР).

 

Единицы измерения радиоактивности

 Радиоактивность  измеряется в Беккерелях (БК), что  соответствует одному распаду  в секунду. Содержание радиоактивности  в веществе также часто оценивают  на единицу веса — Бк/кг, или  объема — Бк/куб.м. Иногда встречается  такая единица как Кюри (Ки). Это  огромная величина, равная 37 миллиардам  Бк. При распаде вещества источник  испускает ионизирующее излучение,  мерой которого является экспозиционная  доза. Её измеряют в Рентгенах  (Р). 1 Рентген величина достаточно  большая, поэтому на практике  используют миллионную (мкР) или тысячную (мР) долю Рентгена.

 Бытовые дозиметры измеряют  ионизацию за определенное время,  то есть не саму экспозиционную  дозу, а её мощность. Единица измерения  — микроРентген в час. Именно этот показатель наиболее важен для человека, так как позволяет оценить опасность того или иного источника радиации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние радиации на живые организмы

Радиоактивностью  называют неустойчивость ядер некоторых  атомов, которая проявляется в  их способности к самопроизвольному  превращению (по научному — распаду), что сопровождается выходом ионизирующего  излучения (радиации). Энергия такого излучения достаточно велика,  поэтому  она способна воздействовать на вещество, создавая новые ионы разных знаков. Вызывать радиацию с помощью химических реакций нельзя, это полностью  физический процесс.

Различают несколько видов радиации:

Альфа-частицы  — это относительно тяжелые частицы, заряженные положительно, представляют собой ядра гелия.

Бета-частицы  — обычные электроны.

Гамма-излучение  — имеет ту же природу, что и  видимый свет, однако гораздо большую проникающую способность.

Нейтроны  — это электрически нейтральные  частицы, возникающие в основном рядом с работающим атомным реактором, доступ туда должен быть ограничен.

Рентгеновские лучи — похожи на гамма-излучение, но имеют меньшую энергию. Солнце —  один из естественных источников таких  лучей, но защиту от солнечной радиации обеспечивает атмосфера Земли.

Наиболее  опасно для человека Альфа, Бета и  Гамма излучение, которое может  привести к серьезным заболеваниям, генетическим нарушения и даже смерти. Степень влияния радиации на здоровье человека зависит от вида излучения, времени и частоты. Таким образом, последствия радиации, которые могут  привести к фатальным случаям, бывают как при однократном пребывании у сильнейшего источника излучения (естественного или искусственного), так и при хранении слаборадиоактивных предметов у себя дома (антиквариата, обработанных радиацией драгоценных  камней, изделий из радиоактивного пластика). Заряженные частицы очень  активны и сильно взаимодействуют  с веществом, поэтому даже одной  альфа-частицы может хватить, чтобы  уничтожить живой организм или повредить  огромное количество клеток. Впрочем, по этой же причине достаточным средством защиты от радиации данного типа является любой слой твердого или жидкого вещества, например, обычная одежда.

Источники радиации — ядерно-технические установки (ускорители частиц, реакторы, рентгеновское  оборудование) и радиоактивные вещества. Они могут существовать значительное время, никак не проявляя себя, и  Вы можете даже не подозревать, что  находитесь рядом с предметом  сильнейшей радиоактивности.

Воздействие радиации на организм может  быть различным, но почти всегда оно  негативно. В малых дозах радиационное излучение может стать катализатором  процессов, приводящих к раку или  генетическим нарушениям, а в больших  дозах часто приводит к полной или частичной гибели организма  вследствие разрушения клеток тканей.

Основную часть облучения население  земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения  от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли  разные виды излучения падают на поверхность  Земли из космоса и поступают  от радиоактивных веществ, находящихся  в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные  вещества могут находиться вне организма  и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться  в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть  внутрь организма. Такой способ облучения  называют внутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем  другие. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень  радиации в некоторых местах земного  шара, там, где залегают особенно радиоактивные  породы, оказывается значительно  выше среднего, а в других местах - соответственно ниже. Доза облучения  зависит также от образа жизни  людей. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для  приготовления пищи, открытых угольных жаровен, герметизация помещений и даже полеты на самолетах все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они обеспечивают более 5/6 эффективной годовой эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения.

 

Последствия облучения

  В течение  многих лет после открытия  радиации основным поражающим  воздействием облучения считалось  лишь покраснение кожи. До пятидесятых  годов XX века основным фактором  непосредственного воздействия  радиации считалось прямое радиационное  поражение некоторых органов  и тканей: кожи, костного мозга,  центральной нервной системы,  желудочно-кишечного тракта (так  называемая острая лучевая болезнь).

Одним из первичных  эффектов облучения живой ткани  является разрыв молекул белка и  образование новых молекул, чуждых организму. Эти продукты тканевого  распада - чуждые молекулы - уничтожаются антителами, которые вырабатываются некоторыми лейкоцитами (белыми кровяными  клетками). Защищаясь от продуктов  распада, организм до какого-то предела  способен увеличивать число лейкоцитов (образование повышенного числа  лейкоцитов называется лейкоцитозом). При дальнейшем действии радиации образующиеся в большом числе для борьбы с чужеродными белками антитела не успевают созревать, и наступает лейкоз или лейкемия - опухолевое системное поражение крови.

 К началу  шестидесятых годов выяснились, что многочисленные облучения  могут сказаться не сразу, а  через несколько (иногда несколько  десятков) лет. Этот так называемый  латентный (скрытый) период оказывается  разным для разных видов рака, для нарушений кровообращения, шизофрении, катаракты и других заболеваний,  вызываемых радиацией.

Вот более  близкий пример. Расчет онкозаболеваемости после радиационной катастрофы в 1957 году на Южном Урале показал, что максимум заболеваний всеми формами рака ожидается для мужчин в 2012 - 2020 гг. (через 55 - 63 года), для женщин - в 2016 - 2024 гг. (через 49 - 67 лет).

Перечень  становящихся известными отдаленных последствий  облучения постоянно растет.

Основные  отдаленные последствия ионизирующего  облучения:

•    возникновение злокачественных  новообразований (раков) практически  любых органов (у человека это  чаще всего рак крови (лейкемия), кожи, костей, молочной железы, яичников, легких и щитовидной железы);

•    нарушения генетического кода (мутации  в половых и других клетках);

•    развитие иммунодепрессии и иммунодефицита и, как результат, повышение чувствительности организма к обычным заболеваниям;

•    нарушение обмена веществ и эндокринного равновесия;

•    поражения органов зрения (помутнение хрусталика и возникновение катаракты);

•    возникновение временной или  постоянной стерильности (поражения  яйцеклеток, сперматозоидов) и развитие импотенции;

•    органические поражения нервной  системы, кровеносных и лимфатических  сосудов в результате гибели медленно размножающихся клеток нервной ткани  и эндотелия (выстилки сосудов);

•    ускоренное старение организма;

•    нарушения психического и умственного  развития.

 Доказательствам  того, что те или иные заболевания  могут быть связаны с радиацией,  посвящены многочисленные научные  дискуссии. Обильный материал  для таких дискуссий, кроме  тысяч и тысяч специальных  экспериментальных исследований  на животных и растениях, дает  изучение последствий радиационных  аварий и катастроф, атомных  бомбардировок Хиросимы и Нагасаки  в 1945 году, последствий производства  и испытаний тысяч атомных бомб СССР, США, Великобританией, Францией и Китаем, данные по последствиям рентгенодиагностики и рентгенотерапии.

 Под давлением  фактов постепенно официально  признается связь с радиацией  все большего круга заболеваний.  Показательны в этой связи  последние официальные российские  и американские перечни заболеваний,  возникновение или обострение  которых обусловлено воздействием  радиации.

Перечень  заболеваний, возникновение или  обострение которых обусловлено  воздействием радиации ...

1. Острая  и хроническая лучевая болезнь; 

2. Лучевая  катаракта; 

3. Местное  лучевое поражение; 

4. Миелоидный  лейкоз;

5. Эритромиелодисплазия;

6. Апластическая анемия;

7. Злокачественные  лимфомы;

8. Миеломная болезнь;

9. Рак щитовидной  железы;

10. Рак трахеи, бронхов, легкого; 

11. Рак пищевода;

12. Рак желудка; 

13. Рак толстой  кишки; 

14. Рак мочевого  пузыря;

15. Рак молочной  железы;

16. Рак яичников  и яичка; 

17. Рак почки; 

18. Рак кожи;

19. Злокачественные  опухоли костей и суставных  хрящей;

20. Злокачественная  опухоль мозга; 

21. Другие  онкологические заболевания.

 

Мутации

Ионизирующее  излучение может повредить яйцеклетки и сперматозоиды, которые служат основой для зарождения потомства. Такая опасность существует даже при очень слабом облучении, которое  хотя и не разрушает эти клетки, но способно вызвать мутации хромосом и изменить наследственные свойства. Большинство подобных мутаций носит  рецессивный характер, т. е. они проявляются  только в том случае, когда зародыш  получает от обоих родителей хромосомы, поврежденные одинаковым образом. Поэтому  испытания ядерного оружия могут  способствовать увеличению числа генетических повреждений, поскольку при этом, мутации возникают в половых  клетках у больших групп населения. При этом вероятность радиационных генетических повреждений у потомства  возрастает. В результате рождаются  неполноценные дети с аномалиями мозга, глаз, сердца и т. п. Ионизирующее излучение влияет и на ход беременности, особенно в ее первые недели. Происходят выкидыши, рождается в четыре раза больше мертвых детей, наблюдаются  и другие многочисленные аномалии в  развитии плода.