Реферат: іонізуюче опромінення

Перш ніж розглядати дію іонізуючого опромінення, згадаємо передумови виникнення цього явища. Розпочнемо з будови атому. Атом складається з ядра та електроної оболонки. Ядро в свою чергу складається з двох типів часток: це позитивно заряджені протони та нейтрони, які не мають заряду. Кількість протонів завжди дорівнює кількості електронів - негативно заряджених часток. Тому атом завжди знаходиться у незбудженому стані, тобто є нейтральним. Кількість нейтронів може і не дорівнювати кількості протонів. Елементи, які мають однакову кількість протонів, але різну кількість нейтронів називаються ізотопами. Ядра, які мають велику кількість протонів дуже нестабільні, тому від ядра може відриватися компактна частина, яка складається з двох протонів та двох нейтронів. Цю частинку назвали - a-часткою. Від збудженого атому відривається пара електронів - це b-частки. Енергія, яка виділяється при відриві електронів випромінується у вигляді квантів, які формують - g-частки. Маса та розміри часток різна, тому і проникненість різна у всіх трьох видів випромінювання. Найбільша вона у g-часток, найменша - у -a-часток. Сила ж дії навпаки найбільша у -a-часток, а найменша - у g -часток(40).

Розглянемо радіоктивний розпад на прикладі урану-238 (див. Табл.1). Період напіврозпаду показує, що за цей проміжок часу розпадається близько половини радіонуклидів даного типу. Наприклад, за час, який дорівнює одному періоду напіврозпаду, залишуються незміними 50 із 100 атомів, ще за один період - 25 із 50 і так далі по експотенціальному закону(26).

ТАБЛИЦЯ 1

Радіоактивний розпад урану-238.

Вид	Нуклид	Період
Випромінування	Напіврозпаду
a	Уран-238	4,47 млрд.років
b	¯	Торій-234	24,1 доби
b	¯	Протактиний-234	1,17 хвилин
a	¯	Уран-234	245 тис.років
a	¯	Торій-230	8 тис.років
a	¯	Радій-226	1,6 тис.років
a	¯	Радон-222	3,823 доби
a	¯	Полоній-218	3,05 хвилини
b	¯	Свинець-214	26,8 хвилини
a	¯	Вісмут-214	19,7 хвилини
b	¯	Свинець-210	22,3 роки
b	¯	Вісмут-210	5,01 доби
a	¯	Полоній-210	138,4 доби
Свинець-206	Стабільний

Далі ми будемо користуватись деякими термінами радіобіології, тому згадаємо їх.

Поглинута доза - кількість енергії іонізуючого опромінення, яку поглинуло опромінене тіло (тканини організму), в перерахунку на одиницю маси. Поглинена доза в системі СІ вимірюється в греях (Гр). 1 Гр = 1 Дж/кг. Ще цю дозу вимірюють в радах (рад, rad). 1 рад = 0,01 Гр.

Еквівалентна доза - це поглинута доза, помножена на коефіцієнт, який враховує різну чутливість окремих тканин до опромінення. Як відомо різні тканини та органи мають різну чутливість до опромінення. Приведемо деякі коефіцієнти:

0,12 - червоний кістковий мозок;

0,03 - кісткова тканина;

0,03 - щіткоподібна залоза;

0,15 - молочна залоза;

0,12 - легені;

0,25 - статеві органи;

0,30 - інші тканини.

Цю дозу вимірюють в системі СІ в зівертах (Зв, Sv). 1Зв = 1 Дж/кг. Цю ж дозу вимірюють в берах (бер, rem). 1бер = 0,01 Зв.

Додавши всі дози, отримані групою людей, одержимо колективну ефективну, еквівалентну дозу, яку вимірюють в людино-зівертах (люд-Зв).

Так як багато радіонуклідів розпадається дуже повільно і опромінювання організму продовжується, то багато поколінь людей отримають колективну ефективну еквівалентну дозу від певного джерела іонізуючого опромінення. Таку дозу назвали повна (очікувана) колективна ефективна еквівалентна доза (28).

Взагалі розрізняють два види опромінення: зовнішнє - опромінення без проникнення всередину організму, та внутрішнє , яке відбувається в зв’язку з тим, що радіонукліди потрапивши в організм (з повітрям, їжею, водою або через пошкодження шкіри) фіксуються в ньому і опромінюють прилеглі тканини та органи - цей вид опромінення самий тяжкий (29).

2. Механізм та біологічні наслідки дії іонізуючого опромінення на організм людини.

Здатність руйнувати хімічні речовини і викликати ланцюгові реакції мають рентгенівські промені та g-промені. Такою ж активністю володіють a та b-промені, але з меншою проникністю. Рентгенівські промені та іонізуюче опромінення можуть бути об’єднані в одну назву - іонізуюча радіація, тобто здатність іонізувати своїми променями. Цю здатність і було покладено в механізм визначення 1 рентгену –це така кількість опромінення, при поглинені якої повітрям об’ємом 1см³ при 0 С° та 760 мм рт.ст. утворюється 2,08 * 10⁹ пар іонів(12).

Взагалі дію іонізуючої радіації на організм людини можна поділити на декілька етапів.

1. Опромінення. a та b- частки проникають до організму і втрачають свою енергію внаслідок енергетичних взаємодій з електронами, близь яких вони проходять. g - проміні та рентгенівські передають свою енергію кількама шляхами, але всі вони зводяться до електричних взаємодій.

2. Електричні взаємодії . При збільшенні енергії, яку атому передали опромінюючи частки, електрон відривається від атому та стає негативно зарядженим, а атом набуває позитивного заряду. Ці перетворення мають назву процес іонізації. Відірваний електрон може і далі іонізувати інші атоми.

3. Фізико-хімічні перетворення . Вільний електрон та іонізований атом довго у такому стані знаходитись не можуть і вступають в ланцюг складних реакцій, в результаті яких утворюються нові молекули, а також вільні радикали, які відрізняються великою реакційною здатністю.

4. Хімічні перетворення . Вільні радикали взаємодіють один з одним та іншими молекулами і, через ланцюг певних перетворень, можуть

викликати хімічну модифікацію важливих у біологічному відношенні молекул, що необхідні для нормального функціонування клітини.

5. Біологічні перетворення . Це цілком біохімічні перетворення, що можуть призвести до загибелі або до утворення ракових пухлин.

Перший, другий, третій, четвертий етапи проходять за дуже малий проміжок часу - долі секунди. Тривалість же п’ятого періоду від декількох секунд до десятиріч(11).

Так як людський організм складається здебільшого з води, то розглянемо як опромінення впливає на воду. Поглинувши квант енергії вода виштовхує електрон :

Н₂ О --- Н₂ О⁺ + е.

Інша молекула води приймає електрон :

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--