О вреде и пользе радиации
Польза и вред радиации. Тезисы
(2слайд) Радиация играет огромную роль в нашем Мире. Благодаря явлению радиоактивности был совершен существенный прорыв в области медицины, энергетики и в других различных отраслях.
Однако исследования радиации показали и негативные стороны свойств радиоактивных элементов. Факт того, что радиация может быть очень опасной, беспокоит общественность. Хотя в целом, эти волнения не очень оправданы и в основном объясняются ложной информацией или непросвещённостью.
(3 слайд) Я думаю, эта тема очень актуальна, потому-что ядерные технологии это наше будущее и они активно развиваются.
Цели моей работы таковы: Ответить на вопросы – 1.Что такое радиация?
2. В чём заключается польза радиации? Как она может быть использована?
3. Каково воздействие радиации на организм человека? На окружающую среду?
И в заключении сделать вывод о том, полезно и безопасно ли для человечества исследование радиации.
(4 слайд) Итак, радиация – излучение. В самом общем смысле – потоки частиц различных видов, способные ионизировать вещество.
А радиоактивность — это способность атомов некоторых химических элементов к самопроизвольному излучению.
(5 слайд) Наиболее значимы гамма и рентген излучение, на этом сладе они показаны в самом верху. У них короткие волны, но высокая энергия фотона. Обладают проникающими свойствами, то есть способны без существенного поглощения проходить через вещества. Невидимы.
Так же следует выделить потоки частиц:
1. бета-частиц (электронов и позитронов).
2. альфа-частиц (ядер атома гелия-4).
3. нейтронов.
(6 слайд) У излучений есть источники, которые делят на природные (спонтанный распад нуклидов, термоядерные реакции…) и искусственные (иск. радионуклиды, ядерные реакторы…).
Для того, чтобы сделать вывод о том полезна ли радиация, необходимо рассмотреть области её применения.
(7 слайд) Польза радиации.
Люди научились применять радиацию в мирных целях, с высоким уровнем безопасности, что позволило поднять практически все отрасли на новый уровень.
Получение энергии с помощью (АЭС)
Из всех отраслей хозяйственной деятельности человека энергетика оказывает самое большое влияние на нашу жизнь. Тепло и свет в домах, транспортные потоки и работа промышленности – все это требует затрат энергии. Эта отрасль является одной из самых быстроразвивающихся. За 30 лет общая мощность ядерных энергоблоков выросла с 5 тысяч до 23 миллионов киловатт.
Мало у кого вызывает сомнения то, что атомная энергетика заняла прочное место в энергетическом балансе человечества.
(8 слайд) Рассмотрим применение радиации в дефектоскопии.
Рентгеновская и гамма-дефектоскопия – Одно из наиболее распространенных применений излучения в промышленности, позволяющее контролировать качество материалов. Рентгеновский метод является неразрушающим, так что проверяемый материал может затем использоваться по назначению. И рентгеновская, и гамма-дефектоскопия основаны на проникающей способности рентгеновского излучения и особенностях его поглощения в материалах..
(9слайд) Гамма-излучение применяется для химических превращений, например в процессах полимеризации.
(10 слайд) Пожалуй одной из самых главных развивающихся отраслей является ядерная медицина.
Ядерная медицина — раздел медицины, связанный с использованием достижений ядерной физики, в частности, ЯМР, радиоизотопов, и т. д.
На сегодняшний день ядерная медицина позволяет исследовать практически все системы органов человека и находит применение в неврологии, кардиологии, онкологии, эндокринологии, пульмонологии и других разделах медицины.
(11 слайд) С помощью методов ядерной медицины изучают кровоснабжение органов, метаболизм желчи, функцию почек, мочевого пузыря, щитовидной железы.
В ядерной медицине возможно не только получение статических изображений, но и наложение изображений, полученных в разные моменты времени, для изучения динамики. Такая техника применяется, например, при оценке работы сердца.
В России уже активно применяются два типа диагностики с использованием радиоизотопов – сцинтиграфия и позитронно эмиссионная томография. Они позволяют создать полные модели работы органов.
(12 слайд) Полезное воздействие.
Медики считают, что при малых дозах радиация оказывает стимулирующее воздействие, тренируя систему биологической защиты человека.(Явление гормезиса) На многих курортах используются радоновые ванны, где уровень радиации немного выше чем в природных условиях. Было замечено, что у принимающих эти ванны улучшается работоспособность, успокаивается нервная система, быстрее заживают травмы.
Исследования иностранных учёных говорят о том, что частота и смертность от всех видов рака ниже в областях с более высоким естественным радиационным фоном. (к таковым можно отнести большинство солнечных стран)
Также радиация применяется и в других отраслях ( астрономия, стерилизация пищевых продуктов…)
(13 слайд)Вред радиации.
Воздействие радиации на человека.
Воздействие радиации на организм различно, но довольно часто оно негативно. В больших дозах часто приводит к гибели организма вследствие разрушения клеток тканей. Кроме того, вследствие различной проникающей способности разных видов радиоактивных излучений они оказывают неодинаковое воздействие на организм: для альфа-излучения даже лист бумаги является преградой; бета – излучение способно проходить в ткани организма на глубину один-два сантиметра. Гамма-излучение характеризуется наибольшей проникающей способностью: его может задержать лишь толстая плита из материалов, имеющих высокий коэффициент поглощения, например, из бетона или свинца.
Также различается чувствительность отдельных органов к радиоактивному излучению. Наиболее подверженными воздействию радиации яичники и семенники, молочные железы, щитовидная железа, лёгкие.
Вероятность повреждения тканей зависит от суммарной дозы и от величины дозировки, так как благодаря репарационным способностям большинство органов имеют возможность восстановиться после серии мелких доз.
А Вероятность заболевания раком возрастает прямо пропорционально дозе облучения. Среди наиболее распространенных раковых заболеваний, вызванных облучением, выделяются лейкозы.
Воздействие радиологического излучения резко усиливается другими неблагоприятными экологическими факторами (явление синергизма). Так, смертность от радиации у курильщиков заметно выше.
Что касается генетических последствий радиации, то они проявляются в виде хромосомных аберраций (в том числе изменения числа или структуры хромосом) и генных мутаций. Но Изучение генетических последствий облучения очень затруднено. Неизвестно, каковы генетические повреждения при облучении, проявляться они могут на протяжении многих поколений, невозможно отличить их от тех, что вызваны другими причинами.
(14 слайд) Техногенные катастрофы связанные с радиацией.
Техногенные катастрофы очень опасны. В результате поломки или происшествия, на АЭС может случиться сильный неконтролируемый выброс, который будет сопровождаться загрязнением огромных территорий, смертями животных, людей, уничтожением растений. Примерами служат аварии: «Кыштымская авария», авария на ЧАЭС, на АЭС Три – Майл – Айленд и авария на Фукусиме – 1.
(15 слайд) Так же существует проблема захоронения ядерных отходов.
В современных условиях, в связи с всевозрастающими темпами роста ядерной энергетики перед человечеством особенно остро встала проблема захоронения ядерных отходов. Каждый год в мире образуется около тонны радиоактивных отходов. Радиоактивные отходы представляют собой смесь различных радиоизотопов, которые имеют различный период полураспада, начиная от нескольких лет и кончая тысячелетиями (так называемые трансурановые элементы, представляющие главную угрозу при хранении их на Земле).
(16 слайд) Использование ядерного оружия представляет собой очень опасную угрозу для человечества
Ядерное оружие
бомбы такого рода смертоносны для всего, что попадёт в зону поражения. А вызванное взрывом радиоактивное заражение может надолго сделать землю абсолютно непригодной для существования.
Следует рассказать про меры безопасности и нормы излучения. (17 слайд)
• менее 2 мЗв/год (0,23 мкЗв/ч (23 мкР/ч) – облучение не превышает средних значений доз населения страны от природных источников излучения;
Основными способами защиты от ионизирующих излучений являются:
• защита расстоянием;
• химическая защита;
• защита экранированием:
Введение инъекций, блокирующих воздействие радиоактивных элементов.
от альфа-излучения — резиновые перчатки, респиратор;
от бета-излучения — плексиглас, тонкий слой алюминия, стекло, противогаз; от гамма-излучения — тяжёлые металлы (вольфрам, свинец, сталь, чугун и пр.); от нейтронов — вода, полиэтилен, другие полимеры;
Для обнаружения радиации используют специальные приборы – дозиметры, предназначенные для измерения эффективной дозы или мощности ионизирующего излучения за некоторый промежуток времени. Само измерение называется дозиметрией.
Прочитав про воздействие радиации на организм человека, мне захотелось узнать про состояние радиоактивного фона моего города.
Замеры радиоактивного фона города Димитровграда (18 слайд)
Я провёл замеры радиоактивного фона своего города с помощью дозиметра.
РАДЭКС РД1503 – современный, надёжный, недорогой прибор для обнаружения радиационной опасности, предназначенный для потребителей, имеющих знания о дозиметрии на бытовом уровне и желающих (или вынужденных) пользоваться дозиметрами. РАДЭКС РД1503 предназначен для обнаружения и оценки уровня радиации на местности и в помещениях, а также для оценки радиоактивного загрязнения материалов и продуктов.
31 1 2 3 4 5
0.14мкЗв/ч 0.12мкЗв/ч 0.18мкЗв/ч 0.12мкЗв/ч 0.14мкЗв/ч 0.15мкЗв/ч
Как видно по моим замерам, состояние радиоактивного фона в норме.
Также я проверил радиационный фон в школе – он не превышает значения в 0.15мкЗв/ч.
Однако в квартирах значение может быть более высоким 0.08-0.24мкЗв/ч. Это обусловлено тем, что в каждом доме есть радиоактивный газ – радон, который появляется в результате распада естественных нуклидов в земле. Проникает в квартиру с водой и с газом, а также из подвальных помещений (если такие имеются), способен накапливаться в малопроветриваемых помещениях, поэтому рекомендуют чаще проветривать квартиру.
(19 слайд)В результате анализа выявлено, что радиация не является каким либо новым фактором воздействия на живые организмы, подобно многим химическим веществам, созданным человеком и ранее не существовавшим в природе. Другими словами, мы живём в условиях радиации, организм к ней адаптировался, а по убеждению ряда учёных, именно радиация является источником генных мутаций, лежащих в основе развития всего живого.
Ионизирующие излучение можно эффективно и безопасно применять в медицине, радиохимии, металлургической промышленности, деревообрабатывающей промышленности и тд.
В сознании большинства людей радиация связана именно с проблемами, но они конечно есть: это воздействие радиации на людей (при дозах превышающих норму); возможные техногенные аварии, несущие сильное загрязнение биосферы; радиоактивные отходы, атомные бомбы. Но стоит помнить, что постоянно разрабатываются средства улучшения безопасности всех предприятий, использующих радиоактивные вещества и элементы. Современные средства контроля предприятий практически исключают возможность каких-то аварий.
От радиации сейчас больше пользы, чем вреда, ведь благодаря этому явлению было и будет совершено множество научных открытий.
Уравновешенный взгляд на радиацию должен включать понимание существенной пользы от применения атома как в медицине, так во всех сферах человеческой деятельности.
Источник
Атомная радиация (ионизирующее излучение) характеризуется потоками частиц (альфа-частицы, электроны, нейтроны, протоны, тяжелые ионы) и электромагнитными лучами (рентгеновское и гамма излучения), которые образуются во время ядерных реакций и при радиоактивном распаде.
Содержание:
- Как взаимодействует радиация с материей?
- Материя и радиация
- Радиация vs. Живые организмы
- Почему различные виды радиации причиняют вред неодинаковой величины живым организмам?
- Вред или польза радиации?
- Малые дозы радиации — что может случиться?
- В чем тайна этого явления?
Как взаимодействует радиация с материей?
Материя и радиация
Эти лучи и частицы во время прохождения через материю (разные атомы и молекулы) продуцируют местную возбуждению и даже ионизацию. Как понять этот факт? Возбуждение атома — это такое атомное состояние, при котором электроны отдаляются от ядра, становясь более «независимые». Переходя в возбужденное состояние, уменьшается сила притяжения (электростатическая сила) между электронами и ядром. Атомная модель очень похожа на планетарную модель, а чтоб вам лучше понять структуру атома, вообразите себе Солнечную Систему. Возбуждённое состояние атома можно вообразить как движение Земли к позиции Плутона.
Радиация vs. Живые организмы
Говоря о живом мире, о биологической материи, возбуждение атомов и молекул может вызвать большие проблемы, нарушая важные биохимические процессы. Если энергия радиации, которая проходит через живые клетки такая большая что вызывает ионизацию атомов, то, скорее всего клетки умирают. Ионизация отличается от простого возбуждения электронов тем, что они отрываются совсем от атомного ядра и мигрируют свободно по всему веществу. В свою очередь электроны, которые образуются во время ионизации, в зависимости от приобретённой энергии могут вызвать другие ионизации и возбуждения.
Всякая модификация в облучаемом объекте по причине ионизирующего излучения, называется радиационно-индуцированным эффектом. Не все радиационно-индуцированные эффекты вредны для здоровья, есть и положительные свойства излучений. Негативные воздействия радиации замечаются, при лучевом поражении организма, из-за больших доз ионизирующего излучения. Всё-таки радиация не имеет аналогов в идентификации и лечения некоторых болезней.
Для того чтобы защититься от негативного эффекта радиации, и в то же время использовать её для добрых целей, надо очень хорошо знать радиационно-индуцированные эффекты. Они и сегодня не до конца изучены. Во многих странах, исследования в этой области продолжаются, захватывая специалистов разных сфер деятельности как: радиобиологов, физиков, биохимиков, генетиков. Трудности познания этих процессов заключаются в том что процесс взаимодействия радиации с живыми клетками имеет несколько этапов сложности.
Чтобы лучше понять какие процессы происходят во время излучения живых клеток, нужно внимательнее изучить, что случается во время взаимодействия радиации с «простым» веществом (минералы, камни, растворы). Это — очень трудная задача, которой занимались даже и Э. Резерфорд, Э. Ферми, Н. Бор, Г. Бете (Нобелевские лауреаты). Хотя им не удалось понять полностью механизмы взаимодействия радиационных излучений с веществом, они были первыми пионерами этой сферы.
Структура живой материи так сложна, что с трудом удаётся анализировать и моделировать воздействие радиации на живые ткани. Задача не из простых при опытах на живое вещество, потому что оно более сложна в сравнении с неживым веществом.
Интересно, что излучения воздействуя на ту же живую систему, могут спровоцировать разные эффекты, таким образом, при множестве квантов излучения, образуется сумма разных эффектов. Радиация может разрушить структуру нуклеиновых кислот (РНК и ДНК), дегенерировать структуру хромосом, нарушить нормальные процессы деления клеток, и остановить полностью жизнедеятельность клеток. Что интересно, эти негативные процессы проявляются вместе или по отдельности на клеточном уровне. Ожидать какие-то определённые изменения в определённом месте очень трудная задача. Ионизирующее излучение при прохождении через живой материал может быть источником одних процессов, а может других. Замечаются разрушения структуры белков при запускании первичных физических процессов как ионизация и возбуждение атомов.
Очень интересен тот факт что эффект разных радиаций не один и тот же, даже при одинаковой дозе. Конечно, первые физические процессы, которые происходят в живом материале на уровне атомов почти тот же, но в зависимости от энергии частиц и квантов, наблюдаемый разный. При одинаковой дозе, нейтроны в 10 раз вреднее для организма, чем гамма-лучи. Чтоб можно было сопоставлять разные виды излучения (электроны, нейтроны, рентгеновские и гамма-лучи), учёные додумались ввести величину, которая называется относительная биологическая эффективности излучения (ОБЭ). С помощью этой величиной можно сравнить эффект излучения в сравнении с образцом. Таким образом, можно узнать, сколько энергии определённой радиации нужно, чтоб был одинаковый радиационно-индуцированный эффект. Как образец используется рентгеновское излучение определенной энергии.
Почему различные виды радиации причиняют вред неодинаковой величины живым организмам?
Объяснение этого явления в физике прохождения радиации через вещество. Есть очень большие различия в процессах взаимодействия между веществом и элементарными частицами или электромагнитными квантами. Можно даже сказать что электромагнитные лучи «менее вредны» чем другие виды радиации, потому что они провоцируют только возбуждения атомов или в худшем случае — ионизацию, но при этом не меняя состав самого ядра. Облучение «другими видами радиации», например нейтронами, ведёт к более сложным последствиям, как например изменения ядерного состава, причиняя возможные ядерные реакции в самом живом организме! Нейтроны могут выбивать протоны из ядер атомов даже сложных структур биологических макромолекул. Как последствие этого, выбитые частицы, таким образом, провоцируют дополнительную ионизацию живой ткани. В излученном сегменте живой ткани начинают происходить так много биохимических реакции, что в финале ведёт к радиационно-индуцированному эффекту. Как вы уже поняли тут без понятий физики и биологии не разобраться. Наука которое изучает эти процессы в живом организме называется микродозиметрия.
Вред или польза радиации?
При повышенных дозах излучении, люди не выдерживают и заболевают, страдают и умирают. Учёных волнует и другой аспект этой проблематики: какой будет эффект при нулевых дозах радиации на организм? Польза или вред? Говорят что при экспериментах на подопытных животных, у этих понижался иммунитет, и вскоре умирали.
На нашей планете радиоактивность это нормальное явление и мы без этого жить не можем. Да, большие дозы влияют пагубно на наше здоровье, ну а слабые? Что может быть с нашим здоровьем от таких излучений?
Малые дозы радиации — что может случиться?
А случится, может многое… В первых, это радиация переходит к вам как «бонус» к фоновой радиации, а во вторых под воздействием излучения накапливаются в крови и во внутренних органах тяжелые металлы как марганец, кадмий, свинец, ртуть. Из-за облучения даже при малых дозах, человек стареет быстрее.
Проводились эксперименты по установлению продолжительности жизни во время проникновения в организм низких доз солей тяжелых металлов и радиации и было обнаружено что в зависимости от типа солей и эффект радиации изменялся. Например, соли железа, цинка и ртути при излучении гамма-лучами, уменьшали вредный эффект даже при увеличении облучения! Но этот феномен замечается только в определённом диапазоне.
В чем тайна этого явления?
Начало эксперимента обычное: увеличивая дозу облучения, растёт и радиационно-индуцированный эффект. Но очень интересен тот факт что потом, когда доза возрастает до определённой величины, организм начинает защищаться. В место того чтобы продолжительность жизни таким образом уменьшалось, она возрастает и может дойти до тех параметрах как при малых доз излучения.
Этот механизм защиты не новость ни для кого и происходит в живой природе почти везде. Для того чтоб организм не пострадал существенно от действия радиоактивности, необходимо «включить» защиту организма. А включают её даже малые дозы.
Также исследования показали что при наличии солей цинка, железа и ртути, эффект облучения возрастал. Тяжёлые металлы помогают активировать защиту организма, а так они действуют отрицательно на организм. Так что если вы собираетесь пройти рентгеновскую обследование, ни в коем случае не пейте перед этим воду с высоким содержанием ионов железа…
Как же нам защитится от действия тяжелых металлов и что надо делать, чтоб они не попали нам в пищу? Есть стандартные методы защиты от них: употреблять продукты с очень низким содержанием тяжелых металлов, а если они попадают в организм, тогда можно принимать продукты которые связывают их. Связочным действием обладают молоко и кисель. Недаром молоко дают за вредность! Эти средства очень хорошо связывают такие элементы как свинец и ртуть, но они могут связывать также такие полезные элементы как кальций и магний.
Для того чтоб в организм проникало меньше тяжелых металлов, надо употреблять полезные ионы-конкуренты. В Санкт-Петербурге, например, вода отличается «мягкостью», а это означает что в ней мало кальция. Для того чтоб вывести тяжелые металлы из организма надо вводить необходимое количество ионов кальция. Вот незадача! Как это сделать, если нормальная вода содержит мало кальция? Надо пить минеральную воду, где много кальция и магния. Они уменьшают содержание ионов свинца, ртути и других металлов в почках, так что улучшается и кроветворение.
Ионизация, которая получается в результате излучения, взаимодействуя с живыми тканями, генерирует свободные радикалы. Эти радикалы опасны тем, что разрушают важные макромолекулы как белки и нуклеиновые кислоты. Так что не избежать массовую гибель клеток и возрастает риск возникновения раковых опухолей и могут произойти мутации. Особенно опасны излучения для активно делящиеся клеток (стволовые, эпителиальные и эмбриональные).
В зависимости от дозы излучения и наблюдаемые радиобиологические эффекты другие. Интересно что лучевая болезнь возникает при дозе радиации 1-2 Зв (зиверт — единица эквивалентной дозы). Если увеличить дозу излучения то негативные последствия будут проявлятся чаще. Иногда проявления облучения могут проявлятся за долго после облучения (рак), и даже после многих поколений (мутации).
Поделиться ссылкой:
Источник