РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева (ФГБОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)
Реферат
на тему: «Радиационная защита живых организмов»
Выполнил:
Лангенберг Андрей Владиславович
Проверил:
преподаватель
Левкин Иван Вячеславович
г. Москва 2014
План
Введение
Пути поступления радиоактивных веществ в организм
Характеристика излучения
Виды защиты от ионизирующего излучения
Средства защиты от излучения
Дозы и нормы
Экологический аспект
Распространение в окружающей среде
Основные отдаленные последствия ионизирующего облучения
Заключение
Список литературы
Введение
Прежде, чем приступить к рассмотрению данного вопроса, хотелось бы дать определение радиационной защиты.
Радиационная защита - комплекс мероприятий, направленный на защиту живых организмов от ионизирующего излучения, а также, изыскание способов ослабления поражающего действия ионизирующих излучений; одно из направлений радиобиологии.
Излучение радиоактивных веществ оказывает очень сильное воздействие на все живые организмы. Даже сравнительно слабое излучение, которое при полном поглощении повышает температуру тела лишь на 0,001°С, нарушает жизнедеятельность клеток.
Рассмотрим этот вопрос подробно.
Пути поступления радиоактивных веществ в организм
Существует три пути поступления радиоактивных веществ в организм: при вдыхание воздуха, загрязненного радиоактивными веществами, через зараженную пищу или воду, через кожу, а также при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь, поскольку во-первых, объем легочной вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в легких более высоки.
При попадании радиоактивных веществ в организм любым путём они уже через несколько минут обнаруживаются в крови. Если поступление радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в крови вначале возрастает по максимуму, а затем в течение 15-20 суток снижается.
Разумеется, если доза облучения достаточно велика, облученный человек погибнет. Во всяком случае, очень большие дозы облучения порядка 100 Гр. вызывают настолько серьезное поражения центральной нервной системы, что смерть, как правило, наступает в течение нескольких часов или дней. При дозах облучения от10 до 50 Гр. при облучении всего тела поражение ЦНС может оказаться не настолько серьезным, чтобы привести к летальному исходу, однако облученный человек, скорее всего все равно умрет через одну-две недели от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте. При еще меньших дозах может не произойти серьезных повреждений желудочно-кишечного тракта или организм с ними справится, и, тем не менее, смерть может наступить через один-два месяца с момента облучения главным образом из-за разрушения клеток красного костного мозга главного компонента кроветворной системы организма: от дозы в 3 - 5 Гр. при облучении всего тела умирает примерно половина всех облученных. Таким образом, в этом диапазоне доз облучения большие дозы отличаются от меньших лишь тем, что смерть в первом случае наступает раньше, а во втором позже. Разумеется, чаще всего человек умирает в результате одновременного действия всех указанных последствий облучения. Исследования в этой области необходимы, поскольку полученные данные нужны для оценки последствий ядерной войны и действия больших доз облучения при авариях ядерных установок и устройств. Красный костный мозг и другие элементы кроветворной системы наиболее уязвимы при облучении и теряет способность нормально функционировать уже при дозах облучения 0,5 1 Гр. К счастью, они обладают также замечательной способностью к регенерации, и если доза облучения не настолько велика, чтобы вызвать повреждения всех клеток, кроветворная система может полностью восстановить свои функции. Если же облучению подверглось не все тело, а какая-то его часть, то уцелевших клеток мозга бывает достаточно для полного возмещения поврежденных клеток. Репродуктивные органы и глаза также отличаются повышенной чувствительностью к облучению.
Поэтому можно сделать вывод, что радиация очень опасна для людей и для последующего потомства. Так, например, вероятность заболеть раком легких на каждую единицу дозы облучения для шахтеров урановых рудников оказалась в 4 7 раз выше, чем для людей, переживших атомную бомбардировку. Следовательно проблема разработки средств защиты от радиации очень актуальна в наше время. И хотя в материалах некоторых обследований содержится вывод о том, что у облученных родителей больше шансов родить ребенка с синдромом Дауна, другие исследования этого не подтверждают. Несколько настораживает сообщение о том, что у людей, получающих малые дозы облучения, действительно наблюдается повышенное содержание клеток крови с хромосомными нарушениями.
Согласно оценкам, полученным при первом подходе, доза в 1 Гр., полученная при низком уровне радиации только особями мужского пола, индуцирует появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к серьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллион живых новорожденных. Оценки, полученные для особей женского пола, гораздо менее определенны, но явно ниже; это объясняется тем, что женские половые клетки менее чувствительны к действию радиации. Согласно ориентировочным оценкам, частота мутаций составляет от 0 до 900, а частота хромосомных аберраций от 0 до 300 случаев на миллион живых новорожденных.
Характеристика излучения
Как известно, радиация классифицируется на несколько видов в зависимости от характера и заряда частиц излучения.
Альфа-частица - это положительно заряженные ионы гелия, образующиеся при распаде ядер, как правило, тяжелых естественных элементов. Эти лучи не проникают глубоко в твердые или жидкие среды, поэтому для защиты от внешнего воздействия достаточно защититься любым тонким слоем, даже листком бумаги.
Бета-излучение представляет собой поток электронов, образующихся при распаде ядер как естественных, так и искусственных радиоактивных элементов. Бета-излучения обладают большей проникающей способностью по сравнению с альфа-лучами, поэтому и для защиты от них требуются более плотные и толстые экраны. Разновидностью бета-излучений, образующихся при распаде некоторых искусственных радиоактивных элементов, являются. позитроны.
Гамма-излучение, или кванты энергии (фотоны), представляют собой жесткие электромагнитные колебания, образующиеся при распаде ядер многих радиоактивных элементов. Эти лучи обладают гораздо большей проникающей способностью. Поэтому, для экранирования от них необходимы специальные устройства из материалов, способных хорошо задерживать энергию лучи (свинец, бетон, вода). Ионизирующий эффект действия гамма-излучения обусловлен в основном как непосредственным расходованием собственной энергии, так и ионизирующим действием электронов, выбиваемых из облучаемого вещества.
Виды защиты от ионизирующего излучения
Выделяют несколько видов защиты:
· Химическая защита;
· Физическая защита: применение различных экранов, ослабляющих материалов и т. п.
· Биологическая защита: представляет собой комплекс репарирующих энзимов и др.
Основными способами защиты от ионизирующих излучений являются:
· защита расстоянием;
· защита экранированием.
· от альфа-излучения - лист бумаги, резиновые перчатки, респиратор;
· от бета-излучения - плексиглас, тонкий слой алюминия, стекло, противогаз;
· от гамма-излучения - тяжёлые металлы (вольфрам, свинец, сталь, чугун и пр.);
· от нейтронов - вода, полиэтилен, другие полимеры;
Физическая защита (экранирование)
Толщина слоя заданного материала, уменьшающая уровень радиации в два раза, называется слоем половинного ослабления. Соотношение уровня радиации до и после защиты называется коэффициентом защиты.
С увеличением толщины слоя противорадиационной защиты количество пропущенной радиации падает экспоненциально. Так, если слой половинного ослабления слежавшегося грунта составляет 9,1 см, то насыпь толщиной 91 см (типичная насыпь над противорадиационным убежищем) уменьшит количество радиации в 210, или 1024 раза.
Химическая защита от ионизирующего излучения -- это ослабление результата воздействия излучения на организм при условии введения в него химических веществ, называемых радиопротекторами.
Биологическая защита. Очень часто совместно со спецодеждой и экранами для обеспечения защиты от радиации используются пищевые добавки. Они принимаются внутрь до или после попадания в зону с повышенным уровнем радиации и во многих случаях позволяют снизить токсическое воздействие радионуклидов на организм. Кроме того, снизить вредное воздействие ионизирующего излучения позволяют некоторые продукты питания.
Даже орехи, белый хлеб, пшеница, редиска способны в небольшой степени снижать последствия радиационного воздействия на человека. Дело в том, что в них содержится селен, препятствующий образованию опухолей, которые могут быть вызваны радиационным облучением. Очень хороши в борьбе с радиацией и биодобавки на основе водорослей (ламинарии, хлорелле). Частично избавить организм от проникших в него радиоактивных нуклидов позволяет даже лук и чеснок.
Против радиации эффективное действие оказывает препарат "Корень женьшеня", который можно купить в любой аптеке. Его применяют в два приема перед едой в количестве 40-50 капель за один раз. Также, для снижения концентрации радионуклидов в организме рекомендуется употреблять экстракт элеутерококк в объеме от четверти до половины чайной ложки в день вместе с выпиваемым утром и в обеденное время чаем. Левзея, заманиха, медуница также относятся к категории радиопротекционных препаратов, и приобрести их можно в аптечных пунктах.
Средства защиты организмов от излучения.
Человечество активно занимается разработкой средств и мер защиты организмов от радиации.
Так, например, для защиты от воздуха, заражённого радиоактивными частицами можно применять противогазы и респираторы (для шахтёров). Также есть общие методы защиты такие как:
· увеличение расстояния между оператором и источником;
· сокращение продолжительности работы в поле излучения;
· экранирование источника излучения;
· дистанционное управление;
· использование манипуляторов и роботов;
· полная автоматизация технологического процесса;
· использование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаком радиационной опасности;
· постоянный контроль над уровнем излучения и за дозами облучения персонала.
К средствам индивидуальной защиты можно отнести противорадиационный костюм с включением свинца. Лучшим поглотителем гамма-лучей является свинец. Медленные нейтроны хорошо поглощаются бором и кадмием. Быстрые нейтроны предварительно замедляются с помощью графита.
Скандинавская компания Handy-fashions.com занимается разработкой защиты от излучения мобильных телефонов, так, например, в этом (2003) году она представила жилет, кепку и шарф предназначенные для защиты от вредного изучения мобильных телефонов. Для их производства используется специальная антирадиационная ткань. Только карман на жилетке выполнен из обычной ткани для устойчивого приёма сигнала. Стоимость полного защитного комплекта от 300 долларов.
Защита от внутреннего облучения заключается в устранении непосредственного контакта работающих с радиоактивными частицами и предотвращение попадания их в воздух рабочей зоны.
Необходимо руководствоваться нормами радиационной безопасности, в которых приведены категории облучаемых лиц, дозовые пределы и мероприятия по защите, и санитарными правилами, которые регламентируют размещение помещений и установок, место работ, порядок получения, учета и хранения источников излучения, требования к вентиляции, пылегазоочистке, обезвреживанию радиоактивных отходов и др.
Как известно, радиация классифицируется на несколько видов в зависимости от характера и заряда частиц излучения. Чтобы противостоять тем или иным видам радиационного излучения средства защиты от него изготавливаются с использованием различных материалов:
Обезопасить человека от излучения альфа, помогают резиновые перчатки, "барьер" из бумаги или обычный респиратор. Если в зараженной зоне преобладает бета-излучение, то для того, чтобы оградить организм от его вредного воздействия потребуется экран из стекла, тонкого алюминиевого листа или такой материал, как плексиглас. Для защиты от бета-излучения органов дыхания обычным респиратором уже не отделаться. Тут потребуется противогаз. Сложнее всего оградить себя от гамма-излучения. Обмундирование, которое обладает экранирующим действием от такого рода радиации, выполняется из свинца, чугуна, стали, вольфрама и других металлов с высокой массой. Именно одежда из свинца использовалась при проведении работ на Чернобыльской АЭС после аварии. Всевозможные барьеры из полимеров, полиэтилена и даже воды эффективно предохраняют от вредного воздействия нейтронных частиц.
Разрабатываются и законодательные меры защиты. С начала 1996 года в РФ действует Закон «О радиоактивной безопасности населения». Принципиальная основа Закона РФ заключается в новой стратегии радиационной защиты.
Действие ионизирующей радиации на живые организмы интересовало мировую общественность с момента открытия и первых же шагов применения радиоактивного излучения. Это неслучайно, так как с самого начала исследователи столкнулись с его отрицательными эффектами. Так, в 1895 году помощник Рентгена В. Груббе получил радиационный ожог рук при работе с рентгеновскими лучами, а французский ученый А. Беккерель, открывший радиоактивность, получил сильный ожог кожи от излучения радия. Известная ученая Мария Склодовская-Кюри умерла от лучевой болезни, и до сих пор ее могила испускает излучение.
Обеспокоенные такими эффектами, специалисты всего мира создали в конце 20-х годов Международную комиссию по радиационной защите (МКРЗ), которая разрабатывала и разрабатывает правила работы с радиоактивными веществами. Используя рекомендации МКРЗ, национальные эксперты комиссии разрабатывают в странах, так называемых "ядерных державах", национальные нормативы. Помимо МКРЗ этими проблемами занимается еще одна международная организация - Научный Комитет по действию атомной радиации (НКДАР) - United Nations Scientific Committe on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR), созданного в рамках ООН в 1955 году. Это и неслучайно, так как НКДАР отчитывается перед секретариатом ООН по результатам своей деятельности. Но к сожалению, в настоящее время эти доклады доступны лишь специалистам (в своей полной форме). С другой стороны, НКДАР изначально не предназначена для принятия каких-либо решений, она может только вырабатывать рекомендации. Тем более, что проблемы более экологического характера стали актуальными для общества в целом лишь в последнее время.
Дозы и нормы
До начала 50-х г.г. для измерения количества радиации использовалась единица экспозиционной дозы «Рентген» (Р). Один рентген соответствовал эффекту действия одного грамма радия за час на расстоянии одного метра и обнаруживался по покраснению кожи руки. Потом выяснилось, что огромную роль в лучевом поражении играет не только количество ионизирующего излучения, поглощенного телом («поглощенная доза», измеряемая в «Греях» (1 Гр = 1 Джоуль энергии, поглощенный массой 1 кг), но и качество ионизирующего излучения.
Как известно, в небольших дозах радиация не оказывает практически никакого воздействия на состояние здоровья.