Дія радіації на живі організми норми, дози, захист, проблеми

Запорiзький нацiональний унiверситет Дiя радiацiї на живi органiзми: норми, дози, захист, проблеми» Виконала: студентка групи 8216-2 Ільєнко Уляна Перевiрила: Запорiжжя 2009 рiк Змiст Радiочутливiсть живих систем та її модифiкацiя. Дози радiацiї4 Дiя дози опромiнювання на людину. 7 Захист. 9 Проблеми: вплив перiоду напiврозпаду радiоактивних речовин на наслiдки опромiнення людини. 12 Лiтература. 13 Дiя радiацiї на живi органiзми Радiацiя — видiлення елементарних частинок чи електро­магнiтної енергiї атомними ядрами пiд час їх подiлу. Нинi широко використовують термiн пiд яким розумiють променi рiзних типiв i походження, якi в результатi проходження крiзь речовину йонiзують атоми i молекули. Так, йонiзацiя може бути спричинена електромагнiтними коливаннями (рентгенiвським, синхро­тронним, гамма-випромiнюванням) та частинками (елек­тронами, позитронами, протонами, альфа-частинками, π-мезо-нами, прискореними ядрами, нейтронами). Найважливiшим для людини i в той же час небезпечним є α -, β -i γ -випромiнювання. α -променi — це потiк позитивно заряджених ядер Гелiю. Вони мають найкоротший радiус дiї (кiлька сантиметрiв у повiтрi i 0,1 мм у живiй тканинi). Небезпечнi тiльки пiд час прямого контакту зi шкiрою чи слизовими оболонками, але мають надзвичайну руйнiвну силу, спричинюють сильнi опiки. β -променi γ -променi мають електромагнiтну природу i становлять найнебезпечнiше явище. Дiють на вiдстанi сотень метрiв. Радiочутливiсть живих систем та її модифiкацiя. Дози радiацiї смертельною дiєю радiацiї. Рiзнi бiологiчнi об’єкти мають рiзний рiвень радiочутливостi. Наприклад, деякi найпростiшi органiзми, бактерiї, вiруси здатнi переносити величезнi дози радiацiї 1000-10000 Гр (10000-1000000 Р) i при цьому зберiгати свою життєдiяльнiсть. У ссавцiв стiйкiсть до iонiзуючих випромiнювань набагато менша. Аналiз нещасних випадкiв показує, що абсолютна смертельна доза для людини, це 600+/-100 Р, а безпосереднi (найближчi) ефекти опромiнення не розвиваються при дозах менших 100 Р короткочасового опромiнення. Взагалi чутливiсть клiтини до опромiнення залежить вiд швидкостi процесiв обмiну, що вiдбуваються у них, кiлькостi внутрiшньоклiтинних структур та iнтенсивностi подiлу клiтин. Складнiсть та рiзноманiтнiсть процесiв, що мають мiсце мiж початковим поглинанням радiацiйної енергiї та кiнцевим проявом бiологiчного ушкодження, обумовлюють можливiсть багаточисельних модифiкацiй. Рiзнi фiзичнi, хiмiчнi та бiологiчнi фактори можуть модифiкувати число радiацiйних ушкоджень. збiльшується перiод впливу радiоактивної речовини, зростає доза опромiнення (вiдстань мiж речовиною i тканиною, яка iонiзується, практично вiдсутня), виникає сприятлива можливiсть вибiркового розподiлу iонiзуючих речовин у тих органах, в яких вони найбiльш схильнi накопичуватись, виключається можливiсть застосування засобiв захисту (екранiв, вiддалення вiд джерела або скорочення часу контакту з речовиною). Із трьох шляхiв надходження радiонуклiдiв до органiзму людини до найбiльш небезпечного вiдносять вдихання забрудненого повiтря. Пов'язано це з тим, що людина пропускає за робочий день через органи дихання близько 20 м3 повiтря i тим, що у даному випадку радiоактивна речовина виключно швидко засвоюється. Пиловi частинки, потрапляючи через дихальнi шляхи, осiдають І альвеолах легенiв i трахеобронхiальнiй областi (до 90%), а також через рот i носоглотку потрапляють у травний тракт. У кишково-шлунковому трактi в залежностi вiд природи iзотопу а хiмiчної форми з'єднання величина коефiцiєнта всмоктування речовини змiнюється вiд часток вiдсотка (для нерозчинних з'єднань -Ru, Zr, Nb до десяткiв i навiть 100%, розчиннi з'єднання - Ra, Ba, Cs). Надходження через непошкоджену шкiру у 200-300 разiв нижчi, мiж через травний тракт. - накопичуються в скелетi - Sr-90, Ra-226, Th-228, U-238, ^u-239 (Стронцiй, Кальцiй, Барiй, Радiй); - накопичуються в кровотворних органах i лiмфатичнiй системi - Fu-198,Po-210 (Нiобiй, Рутенiй); - рiвномiрно розподiляються в усiх органах i тканинах - Н-3, М4, Zn-95, Nb-95, Ru-103, Cs-137 (Тритiй, Карбон, Ферум, Полонiй). Доза опромiнення є кiлькiсною оцiнкою йонiзацiї. Визна­чається кiлькiстю енергiї радiацiї, поглинутої одиницею маси тiла. Одиницею вимiру є грей . Користуються також поняттям ефективна еквiвалентна доза (Зв), або бiологiчний еквiвалент радiацiї (Бер). Одиницi вимiрювання йонiзуючого випромiнювання Фiзичнi величини У системi СІ Позасистемнi Спiввiдношення Активнiсть, С Бк(беккерель) Кi (кюрi) ІБк — 1 розпад за 1с = 2,7. 10 -11 10 Бк Поглинута доза, Д Гр (грей) Рад (рад) Ірад= 1 Дж/кг; 1рад = 10-2 Гр = = 100 ерг/г Еквiвалентна доза, Н Зв (зiверт) Бер (бер) ІБер = 10-2 Зв = 10- 2 Гр = 1 рад Експозицiйна доза,X Кл/кг (кулон на кiлограм) Р (рентген) ІКл/кг = 3,77 10-3 Р; 1Р = 0,01Гр Види органiзмiв Доза опромiнення Доза опромiнення Вiруси 62 - 4600 Молюски 120 - 200 Рептилiї 15 - 500 Найпростiшi 100 - 3500 Риби 6 - 55 Птахи 6 - 14 10 - 1500 Гризуни 8 - 15 Голонасiннi 4 - 150 Велика рогата худоба 1, 5 - 2,7 Комахи 580 - 2000 Людина 2,5 - 3,0 Дiя дози опромiнювання на людину Люди можуть отримати однократнi (гострi) i хронiчнi опромiнювання. Гостре опромiнення виникає внаслiдок короткочасного впливу iонiзуючого випромiнювання. При цьому шкiдливi наслiдки не виявляються при дозах до 100 Р. Хронiчне опромiнювання може бути розтягнуте на десятки рокiв, i сумарна величина його може досягти 1000 Р. Справа в тому, що вiдновлювальнi процеси у живих тканинах мають високу iнтенсивнiсть, завдяки чому органiзм здатний протистояти багатократному опромiненню, сумарна доза якого при однократному впливi була б смертельною. Кращi вiдновлювальнi властивостi у молодих органiзмiв, але ж вони найбiльш вразливi. Якщо брати на увагу Чорнобильську катастрофу, то в даний час форма та рiвнi радiацiйного впливу в Чорнобильськiй зонi такi, що вони найчастiше не викликають видимих «потворних» або патологiчних ефектiв (такi ефекти взагалi рiдкiсть та зникають ранiше, нiж їх може помiтити дослiдник). Бiльшiсть же наслiдкiв виявляється тiльки пiд час використання складних сучасних методiв бiологiчних дослiджень (пiдвищений рiвень мутагенезу, змiна генетичних структур популяцiй, цитогенетичнi ефекти й iн.). Як правило, вони не представляють «небезпеки» для популяцiї органiзмiв у цiлому, але можуть бути причиною зниження життєздатностi або навiть загибелi окремих особин. Тому навiть в умовах найбiльш забруднених дiлянок Чорнобильської зони iснують i розвиваються цiлком життєздатнi спiвтовариства органiзмiв, навiть створюється видимiсть їх «процвiтання». Доза опромiнення, бер Пошкодження тотальне локальне Не виявляється клiнiчних симптомiв 50 все тiло Тимчасове зниження кiлькостi лiмфоцитiв 100 все тiло Нудота, блювання, в'ялiсть у всьому тiлi i значне зниження лiмфоцитiв 150 Смертнiсть - 5%; "похмiлля" вiд опромiнення-505 (стан схожий на похмiлля вiд алкогольного сп'янiння). 200 все тiло Зниження кiлькостi лейкоцитiв на тривалий час. 350 все тiло Смертнiсть - 505 за 30 дiб. 600 все тiло Смертнiсть-90% за 14 дiб. Смертнiсть-100%. 300-500 шкiра 300-500 Безплiддя на все життя. Захист Подаючи першу медичну допомогу в осередках ядерного ураження, слiд вживати заходи, якi забезпечать врятування життя людей. Потрiбно зменшити дiю зовнiшнього γ-випромiнювання, для чого всiх направляють у захиснi споруди. Потiм здiйснюють часткову санiтарну обробку та дезактивацiю одягу-1 взуття. Ця обробка передбачає обмивання чистою водою або обтирання вологими тампонами i губками вiдкритих час­тин тiла. Потерпiлим промивають очi i дають прополоскати рот. Одяг дезактивують з урахуванням напрямку вiтру, при цьому дихальнi шляхи людей повиннi бути захищенi респiра­тором, ватно-марлевою пов'язкою чи рушником. Для попередження розвитку променевої хвороби слiд засто­сувати радiозахиснi препарати. Характер захисних заходiв залежить вiд часу, що минув з моменту виникнення небезпеки радiоактивного зараження. Основнi методи захисту населення вiд зовнiшнього опромi­нення та надходження радiонуклiдiв у органiзм з повiтрям, водою та їжею зводяться до обмеження перебування людей на забрудненiй мiсцевостi. їх можна розмiстити у тимчасових укриттях, герметизованих примiщеннях, евакуювати. Звичай­но, потрiбно виключити вживання продуктiв i води, забрудне­них радiонуклiдами. В раннiй перiод (до однiєї доби) необхiдно приймати препарати, що мiстять Іод (наприклад, йодид калiю), оскiльки щитовидна залоза дуже швидко накопичує радiоак­тивний Іод-132 з перiодом напiврозпаду 2 доби. Пiсля цього термiну вживання препаратiв Іоду недоцiльне, у деяких випад­ках навiть шкiдливе. Слiд зазначити, що вживання спиртових розчинiв йоду не допоможе, а тiльки спричинить зайве подраз­нення слизових оболонок шлунка, тому що всi елементи потрапляють в органiзм лише у виглядi йонiв. Враховуючи можливiсть потрапляння радiоактивних речо­вин з повiтрям у легенi, для їх захисту слiд використовувати респiратори. Дуже небезпечно палити у забрудненому повiтрi, оскiльки палiння сприяє надходженню радiонуклiдiв у ор­ганiзм. Крiм того, тютюн мiстить речовини, що посилюють дiю радiацiї (радiосенсибiлiзатори). На першому етапi пiсля евакуацiї тiло людини необхiдно промити струменем води протягом 15 хв з використанням мийних засобiв. Рот, очi i нiс треба прополоскати 1 % -вим роз­чином соди. Всi губки i тампони, якi застосовувалися для миття, слiд зiбрати, помiстити у герметичнi банки та направити на радiологiчне дослiдження. їх не можна закопувати i категорич­но забороняється спалювати. Обов'язковим є багаторазове про­мивання шлунка i кишечника волою. Стронцiй-90 набагато швидше вида­ляється з органiзму за умови частого вживання молока i про­дуктiв, що мiстять Кальцiй. Дози Поглинена доза, Гр Наслiдки Прояв менше 0,1 Спадковi порушення (генетичнi ефекти), якi рiдко виникають. Через кiлька рокiв Легка форма променевої хвороби. Ослаблений iмунiтет. Через кiлька мiсяцiв Гостра форма променевої хвороби. Через 1 - 2 мiсяцi 3,0 - 10, 0 Середня форма променевої хвроби, що переходить у важку. Ураження кiсткового мозку. Через 12 - 30 дiб 10, 0 - 50, 0 50 - 100 Токсична форма променевої хвороби. 4 - 8 дiб Церебральна форма променевої хвороби. Кiлька годин Проблеми: вплив перiоду напiврозпаду радiоактивних речовин на наслiдки опромiнення людини напiврозпаду та перiодом бiологiчного напiввиведення. На пiддослiдних тваринах встановлено, що у випадку надходження радiонуклiдiв до органiзму через декiлька хвилин вони з'являються у кровi i досягають максимуму. Впродовж 15-20 дiб спостерiгається зниження концентрацiї до вiдповiдного рiвня, який може зберiгатися постiйним впродовж декiлькох мiсяцiв. При цьому концентрацiя в кровi стає меншою, нiж у тканинах. Час перебування випромiнювача в органiзмi визначає довго-плиннiсть опромiнення тканин, якi прилеглi до мiсця його локалiзацiї. процесiв видiлення. для кiсткової тканини щурiв 1300-1500 дiб, собак - 16-27 рокiв, людини - 140-200 рокiв. Перiод Напiврозпаду для деяких радiонуклiдiв має такий строк: - вуглець-14 - 5600 рокiв; - стронцiй-89 - 50 дiб; - йод-131 - 8 дiб; - йод-133 - 20 годин; - радiй-226 - 1600 рокiв. Лiтература 1. Войцицький В. М. Радiобiологiя. 1990. 2. Екологiчнi проблеми: що вiдбувається, хто винуватий i що робити?: Навчальний посiбник/Пiд ред. проф. В. И. Данилова-Данильяна. М.: Изд-У МНЭПУ, 1997. 332 с. 3. Середовище нашого перебування. В 4 кн. Кн. 3. Енергетичнi проблеми людства/Пер. с англ. М.; Наука, 1995. 296с. 4. Мiллер Т. Життя в навколишнiм середовищi/Пер. с англ. В 3 т. Т. 1. М., 1993; Т. 2. М., 1994. 5. Небiлий Б. Наука про навколишнє середовище: Як улаштований мир. В 2 т./Пер. с англ. Т. 2. М., 1993.