Явление радиоактивности в природе Радиоактивностью называют способность атомных ядер спонтанно превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц. Радиоактивность можно разделить на два вида: естественную и искусственную. Естественную можно наблюдать у существующих в природе неустойчивых изотопов. Искусственная радиоактивность наблюдается у изотопов, которые были получены в результате проведения ядерных реакций. Радиоактивное излучение бывает трех типов: 1. a-излучение — этому излучению присущи отклонения электрическим и магнитными полями. Оно обладает высокой ионизирующей способностью. Также характеризуется малой проникающей способностью. По своей сути это поток ядер гелия. Заряд a-частицы равен +2е, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия 42 Не. 2. b-излучение — также как и a-излучение, данное излучение отклоняется электрическим и магнитным полями. Если продолжить сравнение то его ионизирующая способность значительно меньше (приблизительно на два порядка), а проникающая способность гораздо больше, чем у a-частиц. b-излучение — это поток быстрых электронов. 3. g-излучение — в отличие от двух предыдущих, не отклоняется электрическим и магнитными полями. Ионизирующая способность невелика. А вот проникающая способность просто колоссальна. g-излучение это коротковолновое электромагнитное излучение у которого длина волны не велика l < 10 – 10 м. Следствием этого являются ярко выраженные корпускулярные свойства. Период полураспада (Т 1/2) сокращается, приблизительно в два раза. Острая и хроническая лучевая болезнь. Радиационные ожоги. Если применяется ядерное оружие массового поражения то возникает очаг ядерного поражения. Эта территория становится полностью не пригодной к проживанию на ней. Все уничтожатся из-за того что действуют такие факторы как воздушная ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и радиоактивное заражение местности. Самым основным поражающим фактором является воздушная ударная волна. Она образуется за счёт быстрого увеличения объёма продуктов ядерного взрыва под действием огромного количества тепла и сжатия, а затем и разрежения окружающих слоев воздуха. Зона поражения взрывной волной очень значительна! Уничтожается все живое и не живое что встречается на ее пути. Проникающая радиация — это гамма-лучи и поток нейтронов. Они исходят из зоны ядерного взрыва. Они обладают возможностью распространяться на многие тысячи метро, их не останавливает ни какая среда, также они вызывают ионизацию атомов и молекул. При облучении, в организме нарушаются биологические процессы, функции органов и тканей. Следствием является лучевая болезнь. Ожоги практически на всей поверхности тела возникают из-за воздействия на организм светового излучения. Для защиты на открытой местности используют специальная одежда и очки, а вообще желательно укрыться в бомбоубежище. Радиоактивные атомы создают адсорбцию почвы и вызывают радиоактивное заражение местности. Основная опасность для людей на зараженной местности — внешнее бета-гамма-облучение и попадание продуктов ядерного взрыва внутрь организма и на кожные покровы. Лучевая болезнь (или острая лучевая болезнь) — травму всех органов и систем организма, которая происходит моментально. Самые значительные изменения происходят в наследственных структурах делящихся клеток, преимущественно кроветворных клеток костного мозга, лимфатической системы, эпителия желудочно-кишечного тракта и кожи, клеток печени, легких и других органов. Это происходит из-за воздействия ионизирующей радиации. При облучении действует количественный закон, это значит, что малые воздействия могут оказаться незаметными, большие могут вызвать гибельные поражения. Не последнюю роль играет мощность дозы радиоактивного излучения: одно и то же количество энергии излучения, поглощенное клеткой, вызывает тем большее повреждение биологических структур, чем короче срок облучения. Если же воздействия растянуто во времени, то оно вызывает существенно меньшие повреждения, чем те же дозы, поглощенные за короткий срок. Лучевое повреждение оказывает два эффекта. Биологический и клинический эффект определяется дозой облучения (“доза-эффект”), с одной стороны, а с другой, этот эффект обуславливается и мощностью дозы (“мощность дозы — эффект”). Дозы излучения и единицы их измерения. Какой эффект будет от облучения можно сказать если знать величины доз, их мощность, объем облученных тканей и органов, виды излучения. Если мощность дозы уменьшается, то и уменьшается биологический эффект. Различия связаны с возможностью восстановления поврежденного облучением организма. С увеличением мощности дозы значимость восстановительных процессов снижается. Поглощённая доза излучения измеряется энергией ионизирующего излучения, переданного массе облучаемого вещества. Единица поглощённой дозы — грей (Гр), равный 1 джоулю, поглощённому 1 кг вещества ( 1 Гр = 1Дж/кг = 100 рад ). Органные повреждения и зависимость проявлений от дозы на ткань Клинический синдром Минимальная доза, рад Гематологический: первые признаки цитопении (тромбоцитопении до 10*10 4 в 1 мкл на 29 – 30-е сутки). агранулоцитоз (снижение лейкоцитов ниже 1*10 3 в 1 мкл), выраженная тромбоцитопения. Эпиляция: начальная, постоянная. Кишечный: картина энтерита, язвенно-некротические изменения слизистых оболочек ротовой полости, ротоглотки, носоглотки. Поражения кожи: эритема (начальная и поздняя), сухой радиоэмпидерматит, экссудативный радиоэпидерматит, язвенно-некротический дерматит 50 – 100 200 и более свыше 250 – 300 700 и более 500, чаще 800 – 1000 1000 800 – 1000 1000 – 1600 1600 – 2500 2500 и более Эффект биологического действия излучений зависит также от пространственного распределения поглощённой энергии, которая характеризуется линейной передачей энергии (ЛПЭ), что учитывается при оценке различных видов излучения показателем относительной биологической эффективности (ОБЭ). При этом ОБЭ рентгеновского и g-излучения принимают равной 1. Доза рентгеновского излучения (180 – 250 кэВ), вызывающая данный эффект. Поглощённая доза любого другого вида излучения, вызывающая такой же эффект. ОБЭ зависит не только от ЛПЭ излучений, но и от ряда физических и биологических факторов, например, от величины дозы, кратности облучения и др. По предложению Международной комиссии по радиологическим единицам, показатель ОБЭ для оценки различных видов излучения используется только в радиобиологии. Для решения задач радиационной защиты предложен коэффициент качества излучения k, зависящий от ЛПЭ ЛПЭ, кэВ/мкм воды <3,5 7,0 23 53 >175 K 1 2 5 10 20 В области радиационной безопасности для оценки возможного ущерба здоровью человека при хроническом облучении введено понятие эквивалентной дозы Н, которая равна произведению поглощенной дозы D на средний коэффициент качества ионизирующего излучения k в данном элементе объёма биологической ткани: H = Dk. Единица эквивалентной дозы — зиверт (Зв), равный 1 Дж/кг (1 Зв = 100 бэр). При определении эквивалентной дозы ионизирующего излу