Радиационное загрязнение среды: биологические эффекты и психологические последствия

С момента зарождения жизни на Земле и по настоящее время живые системы вынуждены постоянно противостоять вредным и опасным воздействиям среды обитания, среди которых естественный радиоактивный фон всегда занимал важное место. Из космоса на Землю попадает ионизирующее излучение, естественные радиоактивные вещества присутствуют в атмосферном воздухе, почве, продуктах питания и самих организмах.

Биологический эффект радиации определяется прежде всего дозой ионизирующего излучения. При дозах не более 25 бэр клинических симптомов, связанных с облучением организма не обнаруживается. При дозе 25 – 50 бэр могут возникнуть отдельные отклонения в составе крови, которые усиливаются и дополняются нарушениями функций нервной системы при возрастании дозы 50 – 100 бэр. Пороговой дозой для острого лучевого поражения принято считать одноразовую поглощенную дозу 1 Гр, смертельной для человека является экспозиционная доза 600 Р.

Современная радиобиология накопила большое количество сведений о закономерности действия радиации на живые системы, прежде всего на клетку, детальное изучение относительной чувствительности отдельных органов и тканей живых организмов к радиационному воздействию позволило сделать вывод, что быстро делящиеся клетки более чувствительны к облучению чем клетки зрелых тканей, редко делящиеся или полностью дифференцированы, хотя радиация поражает весь организм, причиной гибели обычно является поражение какого-то одного, критического для данной радиации органа.

Радиация, по-видимому, единственный повреждающий фактор, действующий одновременно на все ткани организма, хотя величина дозы, необходимая для возникновения выявляемых поражений, зависит от физиологического состояния клетки и ее типа. Первичные реакции клеточного поражения вызывают множество гомеостатических и репарационных процессов, приводящих вторичным реакциям в тканях, избежавших первичного поражения. Иногда вторичные реакции, развивающиеся в не поля облучения, вызываются не прямыми эффектами. Другой тип вторичной реакции отмечен в случае радиационного поражения опорной и сосудистой ткани, приводящего к дегенеративным изменениям того или иного органа, что, в частности, важно для оценки радиационного поражения головного мозга.

Помимо повреждений проявляющихся в скоре после облучений в больших дозах ионизирующее излучение вызывает отдаленные последствия, которые могут возникать при любых дозах и характере облучения. Они могут проявляться через длительное время (10 – 20 лет). Наиболее общими отдаленными последствиями облучения являются сокращение продолжительности жизни и преждевременное старение организма как прямое следствие повреждения клеток малообновляющихся клеток, мутаций и хромосомных аберраций в клетках, нарушение нейроэндокринной регуляции, снижение приспособительных возможностей организма и т.д.

Облучение организма беременной женщины может вызвать нарушение развития плода в плоть до гибели, особенно грубые повреждения возникают при облучении первые 40 суток после зачатия. Влияние внешнего и внутреннего облучения родителей на состояние здоровья их потомства относительно хорошо изучено в опытах на лабораторных животных. Установлено, что пропорционально дозе радиации возрастает частота выкидышей, внутриутробной гибели плода, уменьшается масса тел новорожденных, увеличивается их ранняя гибель, возрастает частота уродств развития.

Исследования малых доз радиации на биологические системы обнаружили инверсные реакции организма, противоположные тем, которые наблюдаются при действии более высоких доз. Так, прослеживалось увеличение интенсивности синтеза ДНК в клетках, облученных дозами 5-10 бэр, ускорение процессов клеточного деления, общее стимулирующее действие на организм животных, в частности, повышение устойчивости к действию бактериальных токсинов, усиление иммунитета. По данным отдельных исследований, малые дозы радиации (от естественного фона до биологического порога на уровне 25 – 50 бэр) могут вызывать у животных гермезис – увеличение продолжительности жизни. Однако радиация стимулирует не все жизненные процессы, а только те, которые изменяются в процессе жизнедеятельности ступенчато и поддаются регулированию со стороны нейрогуморальных структур. Это скорость деления клеток, синтез ДНК, РНК, белков, интенсивность дыхания и т.д. негативных последствий облучения малыми дозами радиации: генных мутаций и аберраций, риска возникновения лейкоза и опухолевых заболеваний, угнетения иммунной системы, сокращения продолжительности жизни и роста детской смертности – прослежено не было.

Согласно целостной гипотезе о биологическом эффекте действия малых доз радиации, он может быть связан с активацией мембранных рецепторов клетки и стимуляцией систем внутриклеточной репарации как следствия клеточного «биохимического шока» - общей неспецифической реакции клетки на любые повреждения. В этой концепции нашли реальное выражение данные современной радиобиологии о сложности, многофакторности механизмов биологического действия ионизирующей радиации и множественности защитных реакций организма, которые при действии малых доз радиации обеспечивают его относительную адаптацию к излучению – радиорезистентность.

При оценке биологических эффектов радиации необходимо иметь в виду, что различные организмы отличаются по радиочувствительности часто в сотни и тысячи раз. Кроме того, в одном и том же организме различные его органы, клетки и субклеточные структуры, а также разные его функции имеют различную радиочувствительность.

 

8.Борьба и защита человечества за сохранение жизни на Земле.

Пока самым перспективным источником энергии остается ядерная, ее запасы не истощаются. Но атомная энергетика тоже ставит перед человечеством определенные проблемы. Это прежде всего утилизация радиоактивных отходов и последствия непредвиденных аварий. Главную опасность представляет радионуклиды, попадающие в организм человека. Самым распространенным путем является пищевая цепочка: радионуклиды из почвы переходят в кормовые растения, овощи и фрукты и в конечном счете – на наш стол (в том числе с молоком и мясом).

Природа так распорядилась, что если в организме живого существа не хватает какого-нибудь элемента, то происходит его восполнение за счет химического аналога, в том числе радиоактивного. В первые недели после аварии на Чернобыльской АЭС основным источником опасности (с медико – биологической точки зрения) были изотопы йода. Йод-131 активно включается в биологическую цепь (путем ингаляционного поступления или в виде солей йода по цепочке растения – молочно – продуктивный скот - человек). Поскольку он накапливается в щитовидной железе, радиоактивный йод прежде всего ее и поражает. Попав в щитовидную железу, он облучает окружающие клетки и может нарушить функцию жизненно важных органов, что приводит к замедлению роста, рождению недоношенных детей, развитию рака. Именно йод-131 обусловил дозовые нагрузки на щитовидную железу людей и животных в течение первых двух месяцев после аварии.

После прекращения активных выбросов из реактора основное значение приобрели внешнее облучение, а также внутренне облучение вследствие попадания в пищевые продукты радионуклидов цезия и стронция. При недостатке в рационе калия и кальция происходит повышенное накопление в организме их аналогов – радиоактивных цезия и стронция в ряде мест были введены ограничения для использования сельхозугодий и продуктов сельского хозяйства. Сегодня основным источником облучения населения в зоне, пострадавшей от Чернобыльской аварии, является цезий- 137, который определяет около 90 % суммарной дозы.

26 апреля 1986 года слово Чернобыль, до тех пор практически ни кому не известное, стало синонимом чего-то страшного, связанного со словами Хиросима, атомная бомба, радиация, белокровие, мутации и т.п. В результате аварии на ЧАЭС в окружающую среду было выброшено 450 типов радионуклидов. Только йода – 131 (85% от всех радионуклидов) было выброшено 5*10⁷ Ки (около 1, 9*10¹⁸Бк). В настоящее время радиоактивная опасность определяется активностью радионуклидов цезия и стронция.

Авария заставила город Чернобыль медленно и мучительно умирать. Вот как его описывают: «Выглядит город как некое полусонное царство блеклых домов и улиц. Во многих окнах фольга или прозрачная пленка – хоть какая то защита от радиоактивной пыли. Городские краски стерты – ни чего яркого, примечательного. Все по-осеннему тусклое и серое, как будто смотришь черно-белый фильм. Ни одного светофора, еле ползают грузовики и автокраны. Правило передвижения для пешеходов одно, лучше соблюдать его не укоснительно: нельзя сходить на обочину. Иначе можно угодить в затаившееся радиоактивное пятно…

Живут в городе вахтовики, обслуживающие окончательно оставленные два года блоки злосчастной АЭС. График такой: две недели «в радиации», две недели дома. Работают в Зоне примерно 8 тыс. человек. Из них 4- на самой станции, 3- по линии МЧС, 600- милиционеров. Основная форма одежды – защитный комбинезон и тяжелые башмаки. Женщин совсем мало. Ни цветов, ни ароматов духов. Нет и уже, видимо, никогда не будет здесь загса, роддома, школ, техникумов… Но какие-то городские приметы сегодня сохраняются. Через почтовые отделение ежемесячно проходит около 2 тыс. писем. В основном для организаций. По адресам сельских самоселов, которые не захотели покидать свою радиоактивную родину, почтовый ручеек скуден – 40-60 посланий. Их развозят не торопясь, раз в месяц, вместе с пенсиями. Сам Чернобыль словно бы исчез с географической карты. Все послания, переводы, газеты, поступают на почтовый индекс поселка Иванкова, который находится неподалеку, но за пределами 30- километровой Зоны.

Выходит в прокаженном городе своя газета – «Чернобыльский вестник». Работают железнодорожная касса, аптека, поликлиника, телеграф, сберегательная касса, кафе, несколько продовольственных магазинов. В каждой точке общепита установлены радиоприемники (они включены постоянно) и телефон экстренной связи на тот случай, если радиация вырвется из аварийного 4-го блока. Такая возможность не исключается, и поэтому над саркофагом, или, как его именуют, объектом «укрытие», предполагается возвести еще один гигантский колпак. Ни одного такси, ни одной веселой компании. Ни рекламы, ни афиш. Такое впечатление, что город заснул. Да и тишина здесь какая-то особенная. Давит так, словно давно находишься в замкнутом пространстве. Потом понимаешь, откуда возникает такое настроение. Во всем городе – ни одного ребенка. Не слышно детского смеха. Чернобыль – город напуганных взрослых, которые добровольно приходят «в радиацию». Чего ради – понятно. Здесь есть работа. За риск и вредность платят (средняя зарплата в Зоне – 150$), деньги не задерживают, АЭС хоть и закрыли, но еще надо успокоить ее плоть, окончательно вывести из эксплуатации сотни тонн ядерного топлива».

Ведущий. Андрей Дмитриевич Сахаров говорил: “Научно технический прогресс не принесет счастья, если не будет дополнятся чрезвычайно глубокими изменениями социальной, нравственной и культурной жизни человечества. Внутреннюю духовную жизнь людей, внутренние пульсы их активности труднее всего прогнозировать, именно от этого зависит в конечном итоге и гибель, и спасение цивилизации”.

Спасибо, за участие в конференции, молодцы, что подготовились и выступили с докладами, задавали вопросы и отвечали на них. Я надеюсь вы узнали много полезного и интересного для вас.
Теория фотоэффекта

Урок.11 класс. Базовый курс

Цели урока: продолжить формирование понятия фотоэффекта, обеспечить закрепление изученного материала, продолжить развитие функций общения на уроке как условие обеспечения взаимопонимания, побуждения к действию, ощущения эмоционального удовлетворения, развитие познавательных способностей при взаимосвязи физики с биологией.

Оформление: Красочно написанные тема, портреты Г.Герца, А.Г.Столетова, А.Эйнштейна, правила поведения на уроке.

Ход урока

1. Организационный этап, комментарий домашнего задания(5 мин)

Учитель. Мы знаем что физика - наука о природе. У природы есте свой язык и мы должны его понимать. На каждом уроке физики, при изучении любого явления мы научимся этому языку, помня, что, если первое срубленное дерево явилось началом цивилизации, то последнее, будет означать ее конец.

Путь познания природы таков: открытие исследование объяснение. При изучении нашей темы этим этапам можно сопоставить три даты: 1887-1890-1905 гг. О каком событии идет речь? С именами каких ученых можно связать   каждый этап?

Какое значение имели их работы для квантовой физики?

Учащиеся.1887 г.-Г.Герц, открыл явление фотоэффекта.1890г.-А.Г.Столетов установил количественные закономерности фотоэффекта.1905г, -А.Эйнштейн обосновал квантовую природу фотоэффекта и все его закономерности.

Учитель. А.Г.Столетов установил основные законы фотоэффекта. И только преждевременная смерть не позволила ему довести исследования до конца и установить, что является носителями фототока. Мы гордимся выдающимися научными трудами русского ученого.

Сегодня мы проведем не совсем обычный урок - на котором в игровой форме уточним знания по основным вопросам изученной темы « Теория фотоэффекта» и закрепим их. Напоминаю правила поведения на уроке

-Краткость- сестра таланта.

-Знание-сила.

-Шепот слышнее крика.

-Критикуя- предлагай.

Решение задач

Учитель. Чтобы попасть в команду необходимо решить задачи №1223-1226 из Сборника А..П.Рымкевича. Каждый решает сам, первые решившие верно получают звания «Знаток физики».Оценки за задачи: №1223, 1224-«3», плюс №1225-«4», плюс №1226-«5». К доске пойдут работать по карточкам двое(называет), контролировать их будут тоже двое(называет).

Задача 1.

В области наибольшей чувствительности глаза при дневном свете порогу зрительного ощущения соответствует мощность света 4*10^-14.Какое количество фотонов в 1 с поглощается при этом. (ответ: 101 фотон)

Задача 2.

Источником ультрафиолетовых лучей, применяемых в медицине для лечебных целей служит аргоно-ртутно кварцевая лампа, дающая наиболее интенсивное излучение на волне 365 нм. Какой энергией обладают излучаемые фотоны? (Ответ: 18*10^-22 Дж.)

Проверяем вместе с контролерами решения задач на доске и ответы задач, решенных в тетрадях. (Класс работает.)

Итак, звание " Знаток решения задач" присваивается(называет 5 фамилий) с вручением памятных медалей(вручает медали).

Фронтальный опрос.(6 минут)

· Что называют фотоэлектрическим эффектом?

· В чем состоит экспериментальное исследование, проведенное А.Г. Столетовым?

· Сформулируйте законы внешнего фотоэффекта.

· Какое напряжение называется задерживающим?

· На что расходуется энергия фотонов при фотоэффекте?

· В чем сущность гипотезы Эйнштейна в теории фотоэффекта?

· Что такое фотон?

· Что красная граница фотоэффекта?

· Объясните явление фотосинтеза.

Молодцы! Звание " Знаток теории фотоэффекта" присваивается(называет 3 фамилии) с вручением памятных медалей.

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться: