Реферат: Радиация, ее влияние на организм человека

ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ И ЭКОНОМИКИ

Г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Курсовая работа

По дисциплине     Экология

 

По теме                  Радиация, ее влияние на организмчеловека

Ф.И.О.: Фогель В.Н.         

Курс:     2     

Факультет: социального управления  

Специальность: социально-культурный сервис и туризм

Форма обучения: очная                            

                                               ____________

                                                                                                                                  подпись

Проверил:___________________                                                                   ____________

                                        Ф.И.О.                                                               подпись

 

Калининград,

2002 г.
Содержание

 

Введение                                                                                                                             3         

ГлаваII  Радиация                                                                                                             41.1 Основныепонятия и единицы измерения                                                    4ГлаваIII Влияние радиации на организмы                                                                    6ГлаваIV Источники радиационного излучения                                                           10

2.1Естественные источники                                                                                10

2.2Источники, созданные человеком (техногенные)                                       11

Заключение                                                                                                                        14

Списокиспользованной литературы                                                                              15

                                                                                                         

Введение

С давних времен человек совершенствовал себя, какфизически, так и умственно, постоянно создавая и совершенствуя орудия труда.Постоянная нехватка энергии заставляла человека искать и находить новыеисточники, внедрять их не заботясь о будущем. Таких примеров множество: паровойдвигатель побудил человека к созданию огромных фабрик, что за собой повлекломгновенное ухудшение экологи в городах. Другим примером служит созданиекаскадов гидроэлектростанций, затопивших огромные территории и изменившие донеузнаваемости экосистемы отдельных районов. В порыве за открытиями в конце XIXв. двумя учеными: Пьером Кюри и Марией Сладковской-Кюри было открыто явлениерадиоактивности. Именно это достижение поставило существование всей планеты подугрозу. За 100 с лишним лет человек наделал столько глупостей, сколько не делалза все свое существование. Давно уже прошла Холодная война, мы уже пережилиЧернобыль и многие засекреченные аварии на полигонах, однако проблемарадиационной угрозы никуда не ушла и посей день служит главной угрозойбиосфере.

Радиация играет огромную роль в развитии цивилизации наданном историческом этапе. Благодаря явлению радиоактивности был совершенсущественный прорыв в области медицины и в различных отраслях промышленности,включая энергетику. Но одновременно с этим стали всё отчётливее проявлятьсянегативные стороны свойств радиоактивных элементов: выяснилось, что воздействиерадиационного излучения на организм может иметь трагические последствия.Подобный факт не мог пройти мимо внимания общественности. И чем большестановилось известно о действии радиации на человеческий организм и окружающуюсреду, тем противоречивее становились мнения о том, насколько большую рольдолжна играть радиация в различных сферах человеческой деятельности.

К сожалению, отсутствие достоверной информации вызываетнеадекватное восприятие данной проблемы. Газетные истории о шестиногих ягнятахи двухголовых младенцах сеют панику в широких кругах. Проблема радиационногозагрязнения стала одной из наиболее актуальных. Поэтому необходимо прояснитьобстановку и найти верный подход. Радиоактивность следует рассматривать какнеотъемлемую часть нашей жизни, но без знания закономерностей процессов,связанных с радиационным излучением, невозможно реально оценить ситуацию.

Для  этого создаются специальные международныеорганизации,   занимающиеся проблемами радиации,  в их числе существующая сконца 1920-х годов Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ), атакже созданный в 1955 году в рамках ООН Научный Комитет по действию атомнойрадиации (НКДАР).

 

Глава I  

Радиация

Радиация существовала всегда. Радиоактивные элементывходили в состав Земли с начала ее существования и продолжают присутствовать донастоящего времени. Однако само явление радиоактивности было открыто всего столет назад.

В 1896 году французскийученый Анри Беккерель случайно обнаружил, что после продолжительногосоприкосновения с куском минерала, содержащего уран, на фотографическихпластинках после проявки появились следы излучения. Позже этим явлениемзаинтересовались Мария  Кюри (автор термина “радиоактивность”) и ее муж ПьерКюри. В 1898 году они обнаружили, что в результате излучения уран превращаетсяв другие элементы, которые молодые ученые назвали полонием и радием. Ксожалению люди, профессионально занимающиеся радиацией, подвергали своездоровье, и даже жизнь опасности из-за частого контакта с радиоактивнымивеществами. Несмотря на это исследования продолжались, и в результатечеловечество располагает весьма достоверными сведениями о процессе протеканияреакций в радиоактивных массах, в значительной мере обусловленных особенностямистроения и свойствами атома.

Известно, что в состав атомавходят три типа элементов: отрицательно заряженные электроны движутся поорбитам вокруг ядра – плотно сцепленных  положительно заряженных протонов иэлектрически нейтральных нейтронов. Химические элементы различают по количествупротонов. Одинаковое количество протонов и электронов обуславливаетэлектрическую нейтральность атома. Количество нейтронов может варьироваться, ив зависимости от этого меняется стабильность изотопов.

Большинство нуклидов (ядра всех изотопов химическихэлементов)  нестабильны и постоянно превращаются в другие нуклиды. Цепочкапревращений сопровождается излучениями: в упрощенном виде, испускание ядромдвух протонов и двух нейтронов (a-частицы)называют a-излучением, испусканиеэлектрона – b-излучением, причем обаэтих процесса происходят с выделением энергию. Иногда дополнительно происходитвыброс чистой энергии, называемый g-излучением.

1.1 Основные термины и единицы измерения (терминология НКДАР)

 

Радиоактивный распад – весь процесс самопроизвольного распада       нестабильногонуклида.

 

Радионуклид – нестабильный нуклид, способный к самопроизвольномураспаду.

 

Период полураспада изотопа – время, за котороераспадается в среднем половина всех радионуклидов данного типа в любомрадиоактивном источнике.

 

Радиационная активность образца – число распадов всекунду в данном радиоактивном образце; единица измерения – беккерель (Бк).

Поглощенная доза[1]– энергия ионизирующего излучения, поглощенная облучаемым телом (тканями организма),в пересчете на единицу массы.

 

Эквивалентная доза[2]– поглощенная доза, умноженная на коэффициент, отражающий способность данноговида излучения повреждать ткани организма.

 

Эффективная эквивалентная доза[3]– эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разнуючувствительность различных тканей к облучению.

 

Коллективная эффективная эквивалентная доза[4]– эффективная   эквивалентная доза, полученная группой людей от какого-либоисточника радиации.

 

Полная коллективная эффективная эквивалентная доза –коллективная эффективная эквивалентная доза, которую получат поколения людей откакого-либо источника за все время его дальнейшего существования”.

 

Глава II  

Влияние радиациина организмы

 

Воздействие радиации наорганизм может быть различным, но почти всегда оно негативно. В малых дозахрадиационное излучение может стать катализатором процессов, приводящих к ракуили генетическим нарушениям, а в больших дозах часто приводит к полной иличастичной гибели организма вследствие разрушения клеток тканей.

Сложность в отслеживании последовательности процессов,вызванных облучением, объясняется тем, что последствия облучения, особенно принебольших дозах, могут проявиться не сразу, и зачастую для развития болезнитребуются годы или даже десятилетия. Кроме того, вследствие различнойпроникающей способности разных видов радиоактивных излучений они оказываютнеодинаковое воздействие на организм:             a-частицы наиболее опасны, однако для a-излучения даже лист бумаги является непреодолимой преградой; b-излучение способно проходить в тканиорганизма на глубину один-два сантиметра; наиболее безобидное g-излучение характеризуется наибольшейпроникающей способностью:  его может задержать лишь толстая плита изматериалов, имеющих высокий коэффициент поглощения, например, из бетона илисвинца.

Также различается чувствительность отдельных органов крадиоактивному излучению. Поэтому, чтобы получить наиболее достовернуюинформацию о степени риска, необходимо учитывать соответствующие коэффициентычувствительности тканей при расчете эквивалентной дозы облучения:

0,03 – костная ткань

0,03 – щитовидная железа

0,12 – красный костный мозг

0,12 – легкие

0,15 – молочная железа

0,25 – яичники или семенники

0,30 – другие ткани

1,00 – организм в целом.

Вероятность повреждения тканей зависит от суммарной дозы иот величины дозировки, так как благодаря репарационным способностям большинствоорганов имеют возможность восстановиться после серии мелких доз.

В таблице 1 приведены крайниезначения допустимых доз радиации:

Орган Допустимая доза Красный костный мозг 0,5-1 Гр. Хрусталик глаза 0,1-3 Гр. Почки 23 Гр. Печень 40 Гр. Мочевой пузырь 55 Гр. Зрелая хрящевая ткань >70 Гр. Примечание: Допустимая доза — суммарная доза, получаемая человеком в течение 5 недель

Таблица1.

 

Тем не менее, существуютдозы, при которых летальный исход практически неизбежен. Так, например, дозыпорядка 100 г приводят к смерти через несколько дней или даже часов вследствиеповреждения центральной нервной системы, от кровоизлияния в результате дозыоблучения в 10-50 г смерть наступает через одну-две недели, а доза в 3-5 граммгрозит обернуться летальным исходом примерно половине облученных.

Знания конкретной реакции организмана те или иные дозы необходимы для оценки последствий действия больших дозоблучения при авариях ядерных установок и устройств или опасности облучения придлительном нахождении в районах повышенного ра-

диационногоизлучения, как от естественных источников, так и в случае радиоактивногозагрязнения. Однако даже малые дозы радиации не безвредны и их влияние наорганизм и

здоровьебудущих поколений до конца не изучено. Однако можно предположить, что радиацияможет вызвать, прежде всего, генные и хромосомные мутации, что в последствииможет привести к проявлению рецессивных мутаций.   

Следует более подробно рассмотреть наиболеераспространенные и серьезные повреждения, вызванные облучением, а именно рак игенетические нарушения.

В случае рака трудно оценить вероятность заболевания как следствия облучения.  Любая, даже самая малая доза, может привести кнеобратимым последствиям, но это не предопределено.  Тем не менее, установлено,что вероятность заболевания  возрастает прямо пропорционально дозе облучения.

Среди наиболее распространенных раковых заболеваний,вызванных облучением,  выделяются  лейкозы. Оценка вероятности  летальногоисхода при лейкозе более надежна, чем аналогичные оценки для других видовраковых заболеваний. Это можно объяснить тем, что лейкозы первыми проявляютсебя, вызывая смерть в среднем через 10 лет после момента облучения. Залейкозами “по популярности” следуют: рак молочной железы, рак щитовидной железыи рак легких. Менее чувствительны желудок, печень, кишечник и другие органы иткани.

Воздействие радиологического излучения резко усиливаетсядругими неблагоприятными экологическими факторами (явление синергизма). Так,смертность от радиации у курильщиков заметно выше.

Что касается  генетических последствий радиации, то  онипроявляются в виде хромосомных аберраций  (в том числе изменения числа  илиструктуры  хромосом) и генных мутаций.  Генные мутации  проявляются сразу впервом поколении (доминантные мутации) или  только при условии, если у обоихродителей мутантным является один и тот же ген (рецессивные мутации), чтоявляется  маловероятным. 

Изучение генетических последствий облучения  еще болеезатруднено, чем в случае рака. Неизвестно, каковы генетические повреждения приоблучении, проявляться они могут на протяжении многих поколений, невозможноотличить их от тех, что вызваны другими причинами.

Приходится оценивать появление наследственных дефектов учеловека по  результатам экспериментов на животных.

При оценке риска НКДАРиспользует два подхода:  при одном  определяют непосредственный эффект даннойдозы, при другом –  дозу, при которой удваивается  частота появления потомков стой или иной  аномалией по сравнению с нормальными радиационными условиями.

Так, при первом подходе установлено, что доза в 1 г,полученная при низком радиационном фоне особями мужского пола (для женщин оценкименее определенны), вызывает появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих ксерьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллионживых новорожденных.

При втором подходе получены следующие результаты:хроническое облучение при мощности дозы в 1 г на одно поколение приведет кпоявлению около 2000 серьезных генетических заболеваний  на каждый миллионживых новорожденных среди детей тех, кто подвергся такому облучению.

Оценки эти ненадежны, но необходимы.  Генетические последствияоблучения  выражаются такими количественными параметрами, как сокращениепродолжительности жизни и периода  нетрудоспособности, хотя при этомпризнается, что эти оценки не более чем первая грубая прикидка. Так,хроническое облучение населения с мощностью дозы в 1 г на поколение сокращаетпериод трудоспособности на 50000 лет, а продолжительность жизни – также на50000 лет на каждый миллион живых новорожденных среди детей первого облученногопоколения; при  постоянном  облучении многих поколений выходят на  следующиеоценки: соответственно 340000 лет и 286000 лет.

Существует три пути поступления радиоактивныхвеществ в организм: при вдыхание воздуха,  загрязненного радиоактивнымивеществами, через зараженную пищу или воду,  через кожу, а также при зараженииоткрытых ран. Наиболее опасен первый путь,  поскольку:

·    объем легочной вентиляции оченьбольшой

·    значения коэффициента усвоения влегких более высоки.

Пылевые частицы,  на которых  сорбированы радиоактивные изотопы, при вдыхании воздуха через верхниедыхательные пути частично оседают в полости рта  и  носоглотке.  Отсюда  пыль поступает в пищеварительный тракт. Остальные частицы поступают в легкие. Степень задержки аэрозолей в  легких  зависит  от дисперсионности.  В легкихзадерживается около 20%  всех частиц; при уменьшении размеров аэрозолейвеличина задержки увеличивается до 70%.

При всасывании радиоактивныхвеществ из желудочно-кишечного тракта имеет значение коэффициент резорбции, характеризующий долю вещества, попадающего из желудочно-кишечного тракта вкровь.  В  зависимости от природы изотопа коэффициент изменяется в широкихпределах: от сотых долей процента (для циркония, ниобия), до несколь-кихдесятков процентов (водород,  щелочноземельные элементы). Резорбция черезнеповрежденную кожу в 200-300 раз меньше,  чем через желудочно-кишечный тракт,и, как правило, не играет существенной роли.

При попадании радиоактивныхвеществ в организм  любым  путем  они уже через  несколько  минутобнаруживаются в крови.  Если поступление радиоактивных веществ былооднократным,  то концентрация  их  в  крови вначале  возрастает  до максимума,  а  затем  в  течение  15-20 суток снижается.

Концентрации в  крови долгоживущих  изотопов  в дальнейшем могут удерживаться практически на одномуровне в течение длительного времени вследствие обратного вымыванияотложившихся веществ.

Основные этапы воздействияизлучения на ткани показаны в таблице 2: