Реферат: Вопрос радиационной безопасности в экологическом образовании в средней школе
За одиницю потужності поглиненої дози випромінювання і потужності експозиційної дози прийнятий відповідно ват на кілограм (Вт/кг) і ампер на кілограм (А/кг).
Несистемними одиницями потужності поглиненої дози випромінювання і потужності експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань відповідно є рад в секунду і рентген в секунду (рад/сек и р/сек):
Ступінь забруднення навколишнього середовища радіоактивними речовинами характеризується густиною забруднення, що виміряється кількістю радіоактивних розпадів атомів в одиницю часу на одиницю поверхні, або в одиниці маси, або в об’ємі (Ки/кг, Бк/кг, Ки/л, Бк/л, Ки/км2 , Бк/км2 ).
Співвідношення між одиницями СІ і несистемними одиницями активності і характеристик поля випромінювання:
Таблиця 1
| Величина та її символ | Назва та позначення одиниць | Зв’язок між одиницями | |
| Одиниця СІ | Несистемна одиниця | ||
| Активність (А) | Беккерель (Бк), дорівнює одному розпаду в секунду (розпад/с) | Кюрі (Ки) | 1 Ки = 3.700·1010 Бк; 1 Бк = 1 розпад/с; 1 Бк = 1 розпад/с = 2.703·10-11 Ки |
| Поглинена доза (Dпогл ) | Грей (Гр), дорівнює одному джоулю на кілограм (Дж/кг) | Рад (рад) | 1 рад = 1·10-2 Дж/кг= =1 ·10-2 Гр; 1 Гр = 1 Дж/кг; 1 Гр = 1 Дж/кг=100рад. |
| Еквівалентна доза (Dекв ) | Зіверт (Зв), дорівнює одному грею на коефіцієнт якості η 1 Зв = 1 Гр η | Бер (бер) | 1 бер = 1 рад/ η = 1·10-2 Дж/кг/ η = 1·10-2 Гр η = 1·10-2 Зв; 1 Зв=1Гр η =1Дж/кг/ η =100 рад η =100 бер. |
| Потужність еквівалентної дози (Р) | Зіверт в секунду (Зв/с) | Бер в секунду (бер/с) | 1 бер/с = 1·10-2 Зв/с; 1 Зв/с = 100 бер/с |
| Експозиційна доза (Dексп ) | Кулон на кілограм (Кл/кг) | Рентген (Р) | 1 Р = 2,58·10-4 Кл/кг; 1Кл/кг=3,88·103 Р |
| Потужність експозиційної дози (Рексп ) | Кулон на кілограм в секунду (Кл/кг·с) | Рентген в секунду (Р/с) | 1 Р/с = 2,58·10-4 Кл/кг·с; 1Кл/кг·с=3,88·103 Р/с |
2. Вплив радіації на живий організм.
У результаті впливу іонізуючого випромінювання на організм людини в тканинах можуть відбуватися складні фізичні, хімічні і біологічні процеси.
Дію іонізуючого випромінювання на біологічні об'єкти можна розділити на кілька етапів, що відбуваються на різних рівнях. Початковий розвивається на атомарному рівні - іонізація і збудження. Час протікання цього процесу складає 10-16 -10-14 с. Надалі в результаті прямої чи непрямої дії спостерігаються зміни в молекулярній структурі біологічного об'єкта, що опромінюється. Тривалість цього процесу складає 10-10 -10-6 с. На цьому закінчується фізико-хімічний етап радіаційного впливу на живий організм і починається біологічний.
Первинним фізичним актом взаємодії іонізуючого випромінювання з біологічним об'єктом є іонізація. Саме через іонізацію відбувається передача енергії об'єкту.
Відомо, що дві третини загального складу тканини людини складають вода і вуглець. У результаті іонізації молекули води утворюють вільні радикали Н+ і ОН– за наступною схемою:
H2 O+ → H+ + OH–
У присутності кисню утвориться також вільний радикал гідроперекису (H2 O– ) і перекис водню (H2 O2 ), що є сильними окислювачами.
Вільні радикали й окислювачі, що утворюються в процесі радіолізу води, володіють високою хімічною активністю і вступають у хімічні реакції з молекулами білків, ферментів і інших структурних елементів біологічної тканини, що приводить до зміни біологічних процесів в організмі. У результаті порушуються обмінні процеси, придушується активність ферментних систем, сповільнюється і припиняється ріст тканин, виникають нові хімічні сполуки, не властиві організму – токсини. Це приводить до порушень життєдіяльності окремих функцій чи систем організму в цілому. У залежності від величини поглиненої дози й індивідуальних особливостей організму, викликані зміни можуть бути оборотними чи необоротними.
Деякі радіоактивні речовини накопичуються в окремих внутрішніх органах. Наприклад, джерела альфа-випромінювання (радій, уран, плутоній), бета-випромінювання (стронцій і ітрій) і гамма-випромінювання (цирконій) відкладаються в кісткових тканинах. Усі ці речовини важко виводяться з організму.
При вивченні дії випромінювання на організм були визначені наступні особливості:
· висока ефективність поглиненої енергії. Малі кількості поглиненої енергії випромінювання можуть викликати глибокі біологічні зміни в організмі;
· наявність схованого прояву дії іонізуючого випромінювання. Цей період часто називають періодом уявного благополуччя. Тривалість його скорочується при опроміненні великими дозами;
· дія від малих доз може сумуватись чи накопичуватися. Цей ефект називається кумуляцією;
· випромінювання впливає не тільки на даний живий організм, але і на його потомство. Це так називаний генетичний ефект;
· різні органи живого організму мають свою чутливість до опромінення;
· не кожен організм у цілому однаково реагує на опромінення;
· опромінення залежить від частоти. Одноразове опромінення у великій дозі викликає більш глибокі наслідки, ніж порціонні.
дія іонізуючого випромінювання на організм не відчутно людиною. Тому це небезпечно. Дозиметричні прилади є як би додатковим органом почуттів, призначеним для сприйняття іонізуючого випромінювання.
У результаті впливу іонізуючого випромінювання порушується нормальний плин біохімічних процесів і обмін в організмі.
Різні ферментні системи реагують на опромінення неоднозначно. Активність одних ферментів після опромінення зростає, інших - знижується, третіх - залишається незмінною.
Поглинена доза випромінювання, що викликає поразку окремих частин тіла, а потім смерть, перевищує смертельну поглинену дозу опромінення всього тіла. Смертельні поглинені дози для всього тіла наступні: голова - 2000 рад, нижня частина живота - 5000 рад, грудна клітка - 10 000 рад.
Ступінь чутливості різних тканин до опромінення неоднакова. Якщо розглядати тканини органів у порядку зменшення їхньої чутливості до дії опромінювання, то одержимо наступну послідовність: лімфатична тканина, лімфатичні вузли, селезінка, кістковий мозок, зародкові клітки. Велика чутливість кровотворних органів до радіації лежить в основі визначення характеру променевої хвороби. При однократному опроміненні всього тіла людини поглиненою дозою 50 рад через день після опромінення може різко скоротитися число лімфоцитів, зменшиться також і кількість еритроцитів (червоних кров'яних тілець) через два тижні після опромінення.
Важливим фактором при впливі іонізуючого випромінювання на організм є час опромінення. Зі збільшенням потужності дози вражаюча дія випромінювання зростає. Чим більш дробове випромінювання за часом, тим менше його вражаюча дія.
Біологічна ефективність кожного виду іонізуючого випромінювання знаходиться в залежності від питомої іонізації. Так, наприклад, альфа-частинки з енергією 3 мев утворять 40 000 пар іонів на одному міліметрі шляху, бета-частинки з такою же енергією – до чотирьох пар іонів. Зовнішнє опромінення альфа- і бета-випромінюваннями менш небезпечно, тому що альфа- і бета-частинки мають невелику величину пробігу в тканині і не досягають кровотворних і інших органів.
Ступінь поразки організму залежить від розміру поверхні, що опромінюється. Зі зменшенням поверхні, що опромінюється, зменшується і біологічний ефект. Індивідуальні особливості організму людини виявляються лише при невеликих поглинених дозах.
Чим молодше людина, тим вище його чутливість до опромінення, особливо висока вона в дітей. Доросла людина у віці 25 років і більше найбільш стійка до опромінення.