Биологическое действие ионизирующих излучений и способы защиты от них Работа ученика 9 класса МОУ «Калитинская СОШ» Смирнова Романа 2010 г.

Почему я выбрал эту тему. Почему я выбрал эту тему. Я выбрал эту тему потому, что мне интересно, что из себя представляют ионизирующие излучения и как защититься от их действия. Я выбрал эту тему потому, что мне интересно, что из себя представляют ионизирующие излучения и как защититься от их действия.

Что такое ионизирующие излучение? Ионизирующее излучение -это потоки заряженных частиц (электронов, альфа-частиц и т. д.), нейтронов и фотонов (квантов электромагнитного излучения). Ионизирующее излучение -это потоки заряженных частиц (электронов, альфа-частиц и т. д.), нейтронов и фотонов (квантов электромагнитного излучения). Заряженные частицы ионизируют вещество непосредственно при столкновениях с его атомами и молекулами. Это так называемая первичная ионизация. Выбиваемые при этом электроны, если они обладают достаточной энергией, также могут ионизировать вещество – это вторичная ионизация. Заряженные частицы ионизируют вещество непосредственно при столкновениях с его атомами и молекулами. Это так называемая первичная ионизация. Выбиваемые при этом электроны, если они обладают достаточной энергией, также могут ионизировать вещество – это вторичная ионизация.

Виды ионизирующих излучений. Различают два вида эффекта воздействия на организм ионизирующих излучений: соматический и генетический. При соматическом эффекте последствия проявляются непосредственно у облучаемого, при генетическом - у его потомства. Соматические эффекты могут быть ранними или отдалёнными. Ранние возникают в период от нескольких минут до суток после облучения. К ним относят покраснение и шелушение кожи, помутнение хрусталика глаза, поражение кроветворной системы, лучевая болезнь, летальный исход. Отдалённые соматические эффекты проявляются через несколько месяцев или лет после облучения в виде стойких изменений кожи, злокачественных новообразований, снижения иммунитета, сокращения продолжительности жизни. Различают два вида эффекта воздействия на организм ионизирующих излучений: соматический и генетический. При соматическом эффекте последствия проявляются непосредственно у облучаемого, при генетическом - у его потомства. Соматические эффекты могут быть ранними или отдалёнными. Ранние возникают в период от нескольких минут до суток после облучения. К ним относят покраснение и шелушение кожи, помутнение хрусталика глаза, поражение кроветворной системы, лучевая болезнь, летальный исход. Отдалённые соматические эффекты проявляются через несколько месяцев или лет после облучения в виде стойких изменений кожи, злокачественных новообразований, снижения иммунитета, сокращения продолжительности жизни.

В зависимости от типа ионизирующего излучения могут быть разные меры защиты: уменьшение времени облучения, уменьшение времени облучения, увеличение расстояния до источников ионизирующего излучения, увеличение расстояния до источников ионизирующего излучения, ограждение источников ионизирующего излучения, ограждение источников ионизирующего излучения, герметизация источников ионизирующего излучения, герметизация источников ионизирующего излучения, оборудование и устройство защитных средств, оборудование и устройство защитных средств, организация дозиметрического контроля, организация дозиметрического контроля, меры гигиены и санитарии. меры гигиены и санитарии.

Механизм действия излучения на живую клетку. С процесса ионизации начинается негативное воздействие радиации на вещество, на живую клетку. С процесса ионизации начинается негативное воздействие радиации на вещество, на живую клетку. Живая клетка – это сложный механизм; она не способна продолжать нормальную деятельность даже при малых повреждениях её участков. Повреждение клеток живого организма ухудшает состояние нервной системы, обмен веществ, нарушает процесс деления клеток, изменяет вещество наследственности. От вида излучения, типа и энергии частиц, а также свойств вещества зависит, в какой части организма происходит ионизация и каков характер лучевых повреждений. Живая клетка – это сложный механизм; она не способна продолжать нормальную деятельность даже при малых повреждениях её участков. Повреждение клеток живого организма ухудшает состояние нервной системы, обмен веществ, нарушает процесс деления клеток, изменяет вещество наследственности. От вида излучения, типа и энергии частиц, а также свойств вещества зависит, в какой части организма происходит ионизация и каков характер лучевых повреждений.

Виды излучений. Виды излучений. a)Альфа излучение a)Альфа излучение б)Бета излучение б)Бета излучение в)Гамма излучение в)Гамма излучение

Дозы излучения. Дозы излучения. a)Доза излучения Доза излучения- количество переданной организму энергии. Доза излучения- количество переданной организму энергии. Предельно допустимая доза - это наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которая при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Предельно допустимая доза - это наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которая при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Доза облучения, (Гр) Степень лучевой болезни Начало проявления первичной реакции Характер первичной реакции Последствия облучения До 0,250,25 - 0,50,5 - 1,0 Видимых нарушений нет. Возможны изменения в крови. Изменения в крови, трудоспособность нарушена Лёгкая (1)Через 2-3 ч Несильная тошнота с рвотой. Проходит в день облучения Как правило, 100% -ное выздоровление даже при отсутствии лечения 2 - 4Средняя (2) Через 1-2 ч Длится 1 сутки Рвота, слабость, недомогание Выздоровление у 100% пострадавших при условии лечения Тяжёлая (3) Через мин. Многократная рвота, сильное недомогание, температура -до 38 Выздоровление у 50-80% пострадавших при условии спец. лечения

Доза облучения, (Гр) Степень лучевой болезни Начало проявления первичной реакции Характер первичной реакции Последствия облучения Более 6 Крайне тяжёлая (4) Через мин. Эритема кожи и слизистых, жидкий стул, температура - выше 38 Выздоровление у 30-50% пострадавших при условии спец. лечения 6-10 Переходная форма (исход непредсказуем) Более 10Встречается крайне редко (100%-ный смертельный исход)

При изучении действия излучения на организм были выявлены следующие особенности: При изучении действия излучения на организм были выявлены следующие особенности: Высокая эффективность поглощённой энергии, даже малые её количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме. Высокая эффективность поглощённой энергии, даже малые её количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме. Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующих излучений. Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующих излучений. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.

Генетический эффект - воздействие на потомство. Генетический эффект - воздействие на потомство. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. Не каждый организм (человек) в целом одинаково реагирует на облучение. Не каждый организм (человек) в целом одинаково реагирует на облучение. Облучение зависит от частоты воздействия. При одной и той же дозе облучения вредные последствия будут тем меньше, чем более дробно оно получено во времени. Облучение зависит от частоты воздействия. При одной и той же дозе облучения вредные последствия будут тем меньше, чем более дробно оно получено во времени.

Природные источники дают суммарную годовую дозу примерно 200 мбэр (космос - до 30 мбэр, почва - до 38 мбэр, радиоактивные элементы в тканях человека - до 37 мбэр, газ радон - до 80 мбэр и другие источники). Природные источники дают суммарную годовую дозу примерно 200 мбэр (космос - до 30 мбэр, почва - до 38 мбэр, радиоактивные элементы в тканях человека - до 37 мбэр, газ радон - до 80 мбэр и другие источники). Искусственные источники добавляют ежегодную эквивалентную дозу облучения примерно в мбэр (медицинские приборы и исследования мбэр, просмотр телевизора -1-3 мбэр, ТЭЦ на угле - до 6 мбэр, последствия испытаний ядерного оружия - до 3 мбэр и другие источники). Искусственные источники добавляют ежегодную эквивалентную дозу облучения примерно в мбэр (медицинские приборы и исследования мбэр, просмотр телевизора -1-3 мбэр, ТЭЦ на угле - до 6 мбэр, последствия испытаний ядерного оружия - до 3 мбэр и другие источники).

б) Поглощённая доза излучения Поглощённая доза излучения измеряется отношением поглощённой организмом энергии E к его массе m: D=E/m. Поглощённая доза излучения измеряется отношением поглощённой организмом энергии E к его массе m: D=E/m.

в)Эквивалентная доза излучения Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества. Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества.

г)Коэффициент качества Коэффицие́нт ка́чествав радиобиологии усредненный коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ). Характеризует опасность данного вида излучения (по сравнению с γ-излучением). Чем коэффициент больше, тем опаснее данное излучение. (Термин нужно понимать как «коэффициент качества вреда»). Коэффицие́нт ка́чествав радиобиологии усредненный коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ). Характеризует опасность данного вида излучения (по сравнению с γ-излучением). Чем коэффициент больше, тем опаснее данное излучение. (Термин нужно понимать как «коэффициент качества вреда»). Значения коэффициента качества ионизирующих излучений определены с учетом воздействия микрораспределения поглощенной энергии на неблагоприятные биологические последствия хронического облучения человека малыми дозами ионизирующих излучений. Для коэффициента качества существует ГОСТ ГОСТ как стандарт применяют при контроле степени радиационной опасности для лиц, подвергающихся во время работы облучению ионизирующим излучением. Стандарт не применяют при острых облучениях и во время радиотерапии. Значения коэффициента качества ионизирующих излучений определены с учетом воздействия микрораспределения поглощенной энергии на неблагоприятные биологические последствия хронического облучения человека малыми дозами ионизирующих излучений. Для коэффициента качества существует ГОСТ ГОСТ как стандарт применяют при контроле степени радиационной опасности для лиц, подвергающихся во время работы облучению ионизирующим излучением. Стандарт не применяют при острых облучениях и во время радиотерапии.

Вид излучения Коэффициент качества Фотоны (γ-излучение и рентгеновские лучи), по определению 11 β-частицы11 Мюоны1 α-частицы2010 Нейтроны (тепловые, медленные, резонансные), до 10 кэВ53 Нейтроны от 10 кэВ до 100 кэВ10 Нейтроны от 100 кэВ до 2 МэВ20 Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ10 Нейтроны более 2 МэВ5 Протоны, 2…5 МэВ5 Протоны, 5…10 МэВ10 Тяжёлые ядра20

д)Единица измерения Единицей СИ поглощённой дозы излучения служит грэй (Гр). Единицей СИ поглощённой дозы излучения служит грэй (Гр). Один грэй (1 Гр) равен поглощённой дозе излучения, при котором облучённому веществу массой 1кг передаётся энергия излучения в 1 Дж: 1Гр=1Дж/кг. Один грэй (1 Гр) равен поглощённой дозе излучения, при котором облучённому веществу массой 1кг передаётся энергия излучения в 1 Дж: 1Гр=1Дж/кг.

Предельнодопустимая доза излучения. Предельнодопустимая доза излучения. a)ПДД Смертельные поглощённые дозы для отдельных частей тела следующие: Смертельные поглощённые дозы для отдельных частей тела следующие: голова - 20 Гр; голова - 20 Гр; нижняя часть живота - 50 Гр; нижняя часть живота - 50 Гр; грудная клетка -100 Гр; грудная клетка -100 Гр; конечности Гр. конечности Гр.

б)Характеристика повреждения человеческого организма в зависимости от дозы Ионизирующее излучение может оказывать влияние на организм как при внешнем (особенно рентгеновское и гамма-излучение), так и при внутреннем (особенно альфа-частицы) облучении. Внутреннее облучение происходит при попадании внутрь организма через лёгкие, кожу и органы пищеварения источников ионизирующего излучения. Внутреннее облучение более опасно, чем внешнее, так как попавшие внутрь ИИИ подвергают непрерывному облучению ничем не защищённые внутренние органы. Ионизирующее излучение может оказывать влияние на организм как при внешнем (особенно рентгеновское и гамма-излучение), так и при внутреннем (особенно альфа-частицы) облучении. Внутреннее облучение происходит при попадании внутрь организма через лёгкие, кожу и органы пищеварения источников ионизирующего излучения. Внутреннее облучение более опасно, чем внешнее, так как попавшие внутрь ИИИ подвергают непрерывному облучению ничем не защищённые внутренние органы.

Под действием ионизирующего излучения вода, являющаяся составной частью организма человека, расщепляется и образуются ионы с разными зарядами. Полученные свободные радикалы и окислители взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая её. Нарушается обмен веществ. Происходят изменения в составе крови - снижается уровень эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов. Поражение органов кроветворения разрушает иммунную систему человека и приводит к инфекционным осложнениям. Под действием ионизирующего излучения вода, являющаяся составной частью организма человека, расщепляется и образуются ионы с разными зарядами. Полученные свободные радикалы и окислители взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая её. Нарушается обмен веществ. Происходят изменения в составе крови - снижается уровень эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов. Поражение органов кроветворения разрушает иммунную систему человека и приводит к инфекционным осложнениям. Местные поражения характеризуются лучевыми ожогами кожи и слизистых оболочек. При сильных ожогах образуются отёки, пузыри, возможно отмирание тканей (некрозы). Местные поражения характеризуются лучевыми ожогами кожи и слизистых оболочек. При сильных ожогах образуются отёки, пузыри, возможно отмирание тканей (некрозы). При облучении дозами, в раз превышающую смертельную дозу, человек может погибнуть во время облучения ("смерть под лучом"). При облучении дозами, в раз превышающую смертельную дозу, человек может погибнуть во время облучения ("смерть под лучом").

Защита от излучений. Защита от излучений. Для населения страны, в случае объявления радиационной опасности существуют следующие рекомендации. Для населения страны, в случае объявления радиационной опасности существуют следующие рекомендации. УКРЫТЬСЯ В ЖИЛЫХ ДОМАХ. Важно знать, что стены деревянного дома ослабляют ионизирующее излучение в 2 раза, а кирпичного - в 10 раз. Погреба и подвалы домов ослабляют дозу излучения от 7 до 100 и более раз. УКРЫТЬСЯ В ЖИЛЫХ ДОМАХ. Важно знать, что стены деревянного дома ослабляют ионизирующее излучение в 2 раза, а кирпичного - в 10 раз. Погреба и подвалы домов ослабляют дозу излучения от 7 до 100 и более раз. ПРИНЯТЬ МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ ПРОНИКНОВЕНИЯ В КВАРТИРУ (ДОМ) РАДИАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ С ВОЗДУХОМ: закрыть форточки, уплотнить рамы и дверные проёмы. ПРИНЯТЬ МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ ПРОНИКНОВЕНИЯ В КВАРТИРУ (ДОМ) РАДИАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ С ВОЗДУХОМ: закрыть форточки, уплотнить рамы и дверные проёмы. СДЕЛАТЬ ЗАПАС ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ: набрать воду в закрытые ёмкости, подготовить простейшие средства санитарного назначения (например, мыльные растворы для обработки рук), перекрыть краны. СДЕЛАТЬ ЗАПАС ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ: набрать воду в закрытые ёмкости, подготовить простейшие средства санитарного назначения (например, мыльные растворы для обработки рук), перекрыть краны.

ПРОВЕСТИ ЭКСТРЕННУЮ ЙОДНУЮ ПРОФИЛАКТИКУ (как можно раньше, но только после специального оповещения!). Йодная профилактика заключается в приёме препаратов стабильного йода: йодистого калия или водно-спиртового раствора йода. При этом достигается 100%-ная степень защиты от накопления радиоактивного йода в щитовидной железе. Водно-спиртовой раствор йода следует принимать после еды 3 раза в день в течение 7 суток: ПРОВЕСТИ ЭКСТРЕННУЮ ЙОДНУЮ ПРОФИЛАКТИКУ (как можно раньше, но только после специального оповещения!). Йодная профилактика заключается в приёме препаратов стабильного йода: йодистого калия или водно-спиртового раствора йода. При этом достигается 100%-ная степень защиты от накопления радиоактивного йода в щитовидной железе. Водно-спиртовой раствор йода следует принимать после еды 3 раза в день в течение 7 суток: - детям до 2 лет - по 1-2 капли 5%-ной настойки на 100 мл молока или питательной смеси; - детям старше 2 лет и взрослым - по 3-5 капель на стакан молока или воды. - детям до 2 лет - по 1-2 капли 5%-ной настойки на 100 мл молока или питательной смеси; - детям старше 2 лет и взрослым - по 3-5 капель на стакан молока или воды. Наносить на поверхность кистей рук настойку йода в виде сетки 1 раз в день в течение 7 суток. Наносить на поверхность кистей рук настойку йода в виде сетки 1 раз в день в течение 7 суток.

a)Защита от альфа излучения От альфа-лучей можно защититься путём: От альфа-лучей можно защититься путём: увеличения расстояния до ИИИ, т.к. альфа-частицы имеют небольшой пробег; увеличения расстояния до ИИИ, т.к. альфа-частицы имеют небольшой пробег; использования спецодежды и спецобуви, т.к. проникающая способность альфа-частиц невысока; использования спецодежды и спецобуви, т.к. проникающая способность альфа-частиц невысока; исключения попадания источников альфа-частиц с пищей, водой, воздухом и через слизистые оболочки, т.е. применение противогазов, масок, очков и т.п. исключения попадания источников альфа-частиц с пищей, водой, воздухом и через слизистые оболочки, т.е. применение противогазов, масок, очков и т.п.

б)Защита от бета излучения В качестве защиты от бета-излучения используют: В качестве защиты от бета-излучения используют: ограждения (экраны), с учётом того, что лист алюминия толщиной несколько миллиметров полностью поглощает поток бета-частиц; ограждения (экраны), с учётом того, что лист алюминия толщиной несколько миллиметров полностью поглощает поток бета-частиц; методы и способы, исключающие попадание источников бета-излучения внутрь организма. методы и способы, исключающие попадание источников бета-излучения внутрь организма.

в)Защита от гамма излучения Защиту от рентгеновского излучения и гамма- излучения необходимо организовывать с учётом того, что эти виды излучения отличаются большой проникающей способностью. Наиболее эффективны следующие мероприятия (как правило, используемые в комплексе): Защиту от рентгеновского излучения и гамма- излучения необходимо организовывать с учётом того, что эти виды излучения отличаются большой проникающей способностью. Наиболее эффективны следующие мероприятия (как правило, используемые в комплексе): увеличение расстояния до источника излучения; увеличение расстояния до источника излучения; сокращение времени пребывания в опасной зоне; сокращение времени пребывания в опасной зоне; экранирование источника излучения материалами с большой плотностью (свинец, железо, бетон и др.); экранирование источника излучения материалами с большой плотностью (свинец, железо, бетон и др.); использование защитных сооружений (противорадиационных укрытий, подвалов и т.п.) для населения; использование защитных сооружений (противорадиационных укрытий, подвалов и т.п.) для населения; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания, кожных покровов и слизистых оболочек; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания, кожных покровов и слизистых оболочек; дозиметрический контроль внешней среды и продуктов питания. дозиметрический контроль внешней среды и продуктов питания.

Вывод. Вывод. Я узнал, что такое ионизирующее излучение, какую угрозу несут разные виды излучений и как от них защититься. Я узнал, что такое ионизирующее излучение, какую угрозу несут разные виды излучений и как от них защититься.

Источники: