III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

РАДИАЦИЯ И ЕЁ ИСТОЧНИКИ. ВОЗДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ НА ЖИЗНЬ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА. ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО РАДИАЦИОННОГО ФОНА С. КОРЛИКИ
Каюков И.В., Токарев О.О.
Автор работы награжден дипломом победителя первой степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Действие ионизирующей радиации на живой организм интересовало мировую науку с момента открытия и первых же шагов применения радиоактивного излучения. Заинтересовал этот вопрос и нас.

Каков радиационный фон жилых домов и общественных зданий нашего села и его окрестностей? Несмотря на то, что наше село расположено далеко от действующих атомных электростанций и АЭС, потерпевших аварии, нам захотелось выяснить, не дошли ли до нас отголоски этих аварий, измерить радиационный фон с.Корлики и внутри домов, в которых мы живём. А также больше узнать о влиянии радиации на живые организмы. С этой целью мы решили провести исследовательскую работу.

Цель работы: измерение уровня МЭД в общественных и жилых зданиях села Корлики, измерение радиационного фона села Корлики.

Гипотеза – предположим, что уровень радиации в жилых домах и общественных зданиях, а также радиационный фон села Корлики соответствует норме.

Задачи:

  1. Изучить и проанализировать литературу по проблеме ионизирующего излучения и его влияния на здоровье человека.

  2. Измерить уровень радиационного фона села.

  3. Анализировать состояние радиационной обстановки села.

  4. Популяризировать информацию, полученную в результате исследовательской работы.

Объект исследования: жилые и общественные здания села Корлики и его окрестности.

Предмет исследования: уровень МЭД гамма-излучения

Методы исследования: опытно-экспериментальная работа; сравнительный анализ; эмпирические метод – открытые наблюдения; обобщение (вывод).

Глава I. Радиация.

Радиация в переводе означает излучение, испускание чего-либо. Поэтому к понятию радиация можно отнести и свет, и радиоволны, и, вообще любое излучение. Те излучения, которые обычно называют радиацией, относятся к ионизирующим излучениям. Ионизирующими эти излучения называют потому, что они вызывают ионизацию (выбивание электронов) атомов среды, через которую они проходят. Ионизация живой ткани нарушает жизнедеятельность клеток, из которых эта ткань состоит, что отрицательно сказывается на здоровье всего организма.

Особенности действия радиации на живой организм:

  • Не ощутимо человеком;

  • Действие малых доз может суммироваться и накапливаться;

  • Действует на потомство, вызывая генетический эффект;

  • Разные органы имеют свою чувствительность к облучению.

Радиация включает различные виды излучений, часть которых встречается в природе, другие получаются искусственным путём.

Прежде всего следует различать корпускулярное излучение состоящее из частиц с массой отличной от нуля, и электромагнитное излучение. Корпускулярное излучение может состоять как из заряженных, так и из нейтральных частиц.

  1.  
    1. Корпускулярное излучение

Альфа-излучение – представляет собой ядра гелия, которые испускаются при радиоактивном распаде элементов тяжелее свинца или образуются в ядерных реакциях.

Альфа-излучение имеет малую длину пробега частиц и характеризуется слабой проникающей способностью. Оно не может проникнуть сквозь кожные покровы. Пробег альфа-частиц с энергией 4 Мэв в воздухе составляет 2,5 см, а в биологической ткани лишь 31 мкм. Альфа-излучающие нуклиды представляют большую опасность при поступлении внутрь организма через органы дыхания и пищеварения, открытые раны и ожоговые поверхности.

Из всех видов ионизирующих излучений поток альфа-частиц считается самым безобидным, поскольку при внешнем облучении он не требует специальных средств защиты. Достаточно отдалиться от источника излучения на 10-20 см. А также экран из обычной бумаги, ткани и одежда полностью поглощает это излучение.

Бета-излучение – это электроны или позитроны, которые образуются при бета-распаде различных элементов от самых лёгких (нейтрон) до самых тяжёлых

Значительные дозы внешнего бета-излучения могут вызвать лучевые ожоги кожи и привести к лучевой болезни. Ещё более опасно внутреннее облучение от бета-активных радионуклидов, попавших внутрь организма. Бета-излучение обладает большей проникающей способностью. Пробег бета-частицы в воздухе может достигать нескольких метров, а в биологической ткани нескольких сантиметров. Так пробег электронов с энергией 4 Мэв составляет 17,8 м, а в биологической ткани 2,6 см. Слой любого вещества с поверхностной плотностью 1 г/см2 практически полностью поглощает бета-частицы с энергией около 1 Мэв.

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

Космическое излучение. Приходит на Землю из космоса. В его состав входят преимущественно протоны и ядра гелия. Более тяжёлые элементы составляют менее 1%. Проникая вглубь атмосферы, космическое излучение взаимодействует с ядрами, входящими в состав атмосферы, образует потоки вторичных частиц (мезоны, гамма-кванты, нейтроны и др.). Нейтроны. Образуются в ядерных реакциях (в ядерных реакторах и других промышленных и исследовательских установках, а также при ядерных взрывах).

  1.  
    1. Электромагнитное излучение

Электромагнитное излучение имеет широкий спектр энергий и различные источники: гамма-излучение атомных ядер и тормозное излучение ускоренных заряженных частиц в среде

Гамма-излучение (гамма-лучи) – вид электромагнитного излучения с очень малой длиной волны – менее 2·10-10 м.

Гамма-лучи, в отличие от альфа- и бета-излучений, не содержат заряженных частиц и поэтому не отклоняются электрическими и магнитными полями и характеризуются большей проникающей способностью при равных энергиях и прочих равных условиях. Гамма-кванты вызывают ионизацию атомов вещества. Под его действием происходит облучение всего организма.

Облучение гамма-квантами в зависимости от дозы и продолжительности может вызвать хроническую и острую лучевые болезни. Стохастические эффекты облучения включают различные виды онкологических заболеваний. В то же время гамма-облучение является мутагенным и тератогенным фактором.

Защитой от гамма-излучения может служить слой вещества. Эффективность защиты (вероятность поглощения гамма-кванта при прохождении через неё) увеличивается при увеличении толщины слоя, плотности вещества и содержания в нём тяжёлых ядер (свинца, вольфрама, обеднённого урана и пр.).

Из выше изложенного, можно сделать следующий вывод: научно доказано, что все излучения: альфа-излучение, бета-излучение, гамма-излучение опасны для жизни человека и нужно обязательно выполнять меры защиты. Также нужно учесть, что самым опасным излучением является гамма-излучение.

Глава II. Естественные источники радиации

Естественными радиоактивными веществами принято считать вещества, которые образовались и воздействуют на человека без его участия и основную часть облучения население земного шара получает от них. Большинство из них таковы, что избежать облучения ионизирующим облучением невозможно. Радиационный фон Земли складывается из трёх компонентов:

  • Космическое излучение;

  • Излучение от рассеянных в земной коре, воздухе и других объектах внешней среды природных радионуклидов;

  • Излучение от искусственных (техногенных радионуклидов).

Облучение по критерию месторасположения источников излучения делится на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение обусловлено источниками, расположенными вне тела человека. Такими источниками являются космическое излучение и наземные источники.

Источниками внутреннего облучения являются радионуклиды, находящиеся в организме человека.

Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения которому подвергается человек за счёт естественной радиации. В среднем они обеспечивают более 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.

2.1. Космическое излучение

Космическое излучение складывается из частиц, захваченных магнитным полем Земли, галактического космического излучения и корпускулярного излучения Солнца. В его состав входят в основном электроны, протоны, альфа-частицы (около 9%), нейтроны, фотоны и ядра лёгких элементов (1%). Это так называемое первичное космическое излучение, взаимодействуя с атмосферой Земли, порождает вторичное излучение и приводит к образованию различных радионуклидов.

Космическому внешнему облучению подвергается поверхность Земли. Однако облучение это неравномерно. Интенсивность космического излучения зависит от солнечной активности, географического положения объекта и возрастает с высотой над уровнем моря. Наиболее интенсивно оно на Северном и Южном полюсах, менее интенсивно в экваториальных областях. Причина этого – магнитное поле Земли, отклоняющее заряженные частицы космического излучения.

Люди, живущие на уровне моря, получают в среднем из-за космических лучей эффективную эквивалентную дозу около 300 мкЗв в год; для людей, живущих выше 2000 м над уровнем моря, эта величина в несколько раз больше. При подъёме с высоты 4000 м до 12000 м уровень облучения за счёт космических лучей возрастает примерно в 25 раз и продолжает расти при дальнейшем увеличении высоты до 20000 м (максимальная высота полёта сверхзвуковых реактивных самолётов).

2.2. Земная радиация

Земная радиация – излучение радиоактивных элементов, входящих в состав земной коры. Источниками земной радиации в основном являются радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах Земли, – это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана-238 и тория-232 – долгоживущих изотопов. Все эти радиоактивные элементы образовались вместе с образованием земной коры 3 млрд. лет назад. Со временем, вследствие распада, количество радиоактивных элементов уменьшалось, а многие практически полностью исчезли. Подсчитано, что в двадцатикилометровом слое земной коры содержится: радия – 100 млн.т, урана – 1014 т и ещё больше тория. А в водах Мирового океана содержится около 4 млрд.т урана.

Все эти радиоактивные вещества, входящие в состав земной коры, при своём распаде и создают земную радиацию. Разумеется, уровни земной радиации неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. Средняя эффективная доза внешнего облучения, которую человек получает от земных источников естественной радиации, составляет примерно 0,35 мЗв в год.

2.3. Внутреннее облучение

В среднем примерно 2/3 эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой и воздухом.

Человек получает в среднем около 180 мкЗв в год за счёт калия-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма. Однако значительно большую дозу внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшей степени от радионуклидов ряда тория-232.

Некоторые из них, например нуклиды свинца-210 и полония-210, поступают в организм с пищей. Они накапливаются в грибах и лишайниках, а также в рыбе и моллюсках. Поэтому люди, потребляющие много рыбы, могут получить дополнительные дозы внутреннего облучения

Радиоактивный йод - 131 через траву попадает в мясо и молоко коров, а затем и в организм человека, питающегося этими продуктами.

Свой вклад в эквивалентную дозу внутреннего облучения вносит и жилище человека, так как различные строительные материалы обладают различной радиоактивностью. Самые распространённые строительные материалы – дерево, кирпич и бетон выделяют относительно немного радона. Но гораздо большей радиоактивностью обладают гранит и пемза, используемые в качестве строительных материалов.

Среди других промышленных отходов с высокой радиоактивностью, применявшихся в строительстве, следует назвать кирпич из красной глины-отхода производства алюминия, доменный шлак-отход чёрной металлургии и зольную пыль, образующуюся при сжигании угля.

Конечно, радиационный контроль строительных материалов заслуживает самого пристального внимания, однако главный источник радона в закрытых помещениях – это грунт.

2.4. Радон

Лишь недавно учёные поняли, что наиболее весомым из всех источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжёлый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) радон. Содержащийся в воздухе радон, попадая при дыхании в организм человека, даёт около 60 % эквивалентной дозы внутреннего облучения, то есть 0,8 мЗв в год.

В природе радон встречается в двух основных формах: в виде радона-222, образующийся при распаде урана-238, и в виде радона-220, члена радиоактивного ряда тория-220. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для разных точек земного шара. Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытых помещениях в среднем примерно в раз выше, чем в наружном воздухе.

Ещё один, как правило, менее важный, источник поступления радона в жилые помещения представляют собой вода и природный газ. Концентрация радона в обычно используемой воде чрезвычайно мала, но вода из некоторых источников, особенно из глубоких колодцев или артезианских скважин, содержит много радона. Радон проникает также в природный газ.

Таким образом, можно сделать вывод: естественные источники радиации (как внешние, так и внутренние облучения) опасны для жизнедеятельности человека. Необходимо выполнять все меры защиты для предупреждения радиоактивного заражения человека.

Глава III. Искусственные источники радиации

За последние несколько десятилетий человек создал несколько сотен искусственных радионуклидов и научился использовать энергию атома в самых разных целях: в медицине, для создания атомного оружия и для производства энергии, для изготовления светящихся циферблатов часов, для поиска полезных ископаемых и обнаружения пожаров. Мирный атом применяется в сельском хозяйстве и археологии.

Индивидуальные дозы, получаемые разными людьми от искусственных источников радиации, сильно различаются. В большинстве случаев эти дозы весьма невелики, но иногда облучение за счёт техногенных источников оказывается во много тысяч раз интенсивнее, чем за счёт естественных.

Как правило, для техногенных источников радиации упомянутая вариабельность выражена гораздо сильнее, чем для естественных. Кроме того, порождаемое ими излучение обычно контролировать, хотя облучение, связанное с радиоактивными осадками от ядерных взрывов, почти также невозможно контролировать, как и облучение, обусловленное космическими или земными источниками.

3.1. Источники, используемые в медицине

В настоящее время основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности.

Радиация используется в медицине, как в диагностических целях, так и для лечения. Одним из самых распространённых медицинских приборов является рентгеновский аппарат. Получают всё более широкое распространение и новые сложные диагностические методы, опирающиеся на использовании радиоизотопов.

В принципе облучение в медицине направлено на исцеление больного. Однако нередко дозы оказываются неоправданно высокими: их можно было бы существенно уменьшить без снижения эффективности, причём польза от такого уменьшения была бы весьма существенна, поскольку дозы, получаемые от облучения в медицинских целях, составляют значительную часть суммарной дозы облучения от техногенных источников.

В большинстве стран около половины рентгеновских обследований приходится на долю грудной клетки. По мере уменьшения частоты заболеваний туберкулёзом целесообразность массовых обследований снижается. Также известно, что иногда облучению подвергается вдвое большая площадь поверхности тела, чем это необходимо. Наконец, установлено, что излишнее радиационное облучение часто обусловлено неудовлетворительным состоянием или эксплуатацией оборудования.

Со времени открытия рентгеновских лучей самым значительным достижением в разработке методов рентгенодиагностики стала компьютерная томография.

3.2. Ядерные взрывы

Наверно каждый из нас подвергался облучению от радиоактивных осадков, которые образовались в результате ядерных взрывов, связанных с испытанием ядерного оружия в атмосфере.

Максимум этих испытаний приходится на два периода: первый–1954–1958 годы, когда взрывы проводили Великобритания, США и СССР, и второй, более значительный,–на 1961–1962 годы, когда их проводили в основном США и СССР. Во время первого периода большую часть испытаний провели США, во время второго – СССР.

Эти страны в 1963 году подписали Договор об ограничении испытаний ядерного оружия, обязывающий не испытывать его в атмосфере, под водой и в космосе. С тех пор лишь Франция и Китай провели серию ядерных взрывов в атмосфере, причём мощность взрывов была существенно меньше, а сами испытания проводились реже (в 1980 г).

Часть радиоактивного материала выпадает неподалёку от места испытания, какая-то часть задерживается в тропосфере, подхватывается ветром и перемещается на большие расстояния, оставаясь примерно на одной и той же широте. Находясь в воздухе в среднем около месяца, радиоактивные вещества во время этих перемещений постепенно выпадают на землю. Однако большая часть радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу, где он остаётся многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара.

Радиоактивные осадки содержат несколько сотен различных радионуклидов, однако большинство из них имеет ничтожную концентрацию или быстро распадается; основной вклад в облучение человека даёт небольшое число радионуклидов. Вклад в эффективную эквивалентную дозу облучения от ядерных взрывов, превышающий 1%, дают только четыре радионуклида. Это углерод-14, цезий-137, цирконий-95 и стронций-90.

3.3. Атомная энергетика

Источником облучения, вокруг которого ведутся наиболее интенсивные споры, являются атомные электростанции, хотя в настоящее время они вносят незначительный вклад в суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень невелики. Преимущество атомной энергетики состоит в том, что она требует существенно меньших количеств исходного сырья и земельных площадей, чем тепловые станции, не загрязняют атмосферу дымом и сажей. Опасность состоит в возможности возникновения катастрофических аварий реактора, а также в реально не решённой проблеме утилизации радиоактивных отходов и утечке в окружающую среду небольшого радиоактивности.

К концу 1984 г. в 26 странах работало 345 ядерных реакторов, вырабатывающих электроэнергию. Их мощность составляла 220 ГВт или 13% суммарной мощности всех источников электроэнергии. К 1994 году в мире работало 432 атомных реактора, их суммарная мощность составила 340 ГВт.

Атомные электростанции являются лишь частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Следующий этап – производство ядерного топлива. Отработанное в АЭС ядерное топливо иногда подвергается вторичной обработке, чтобы извлечь из него уран и плутоний. Заканчивается цикл захоронением радиоактивных отходов.

На каждой стадии топливного цикла в окружающую среду попадаю радиоактивные вещества.

Доза облучения от ядерного реактора зависит от времени и расстояния. Чем дальше человек живёт от АЭС, тем меньшую дозу он получает. Каждый реактор выбрасывает в окружающую среду целый ряд радионуклидов с разными периодами полураспада. Большинство радионуклидов распадается быстро (I, Xe, Cr) и поэтому имеет лишь местное значение. Некоторые из них живут достаточно долго и могут распространяться по всему земному шару, а определённая часть изотопов остаётся в окружающей среде практически бесконечно.

Примерно половина всей урановой руды добывается открытым способом, а половина – шахтным. Добытую руду везут на обогатительную фабрику, обычно расположенную неподалёку. И рудники, и обогатительные фабрики служат источником загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами. Если рассматривать лишь непродолжительные периоды времени, то можно считать, что почти всё загрязнение связано с местами добычи урановой руды. Обогатительные же фабрики создают проблему долговременного загрязнения: в процессе переработки руды образуется огромное количество отходов – «хвостов». Эти отходы будут оставаться радиоактивными в течение миллионов лет. Таким образом, отходы являются главным долгоживущим источником облучения населения, связанной с атомной энергетикой.

Урановый концентрат, поступающий с обогатительной фабрики, подвергается дальнейшей переработке и очистке и на специальных заводах превращается в ядерное топливо. В результате такой переработки образуются газообразные и жидкие радиоактивные отходы, однако дозы облучения от них намного меньше, чем на других стадиях ядерного топливного цикла.

В мировом масштабе примерно 10% использованного на АЭС ядерного топлива направляется на переработку для извлечения урана и плутония с целью их повторного использования.

Проблемы связанные с последней стадией ядерного топливного цикла – захоронение высокоактивных отходов АЭС находятся в ведении правительств соответствующих стран. В некоторых из них ведутся исследования по отверждению отходов с целью последующего их захоронения в геологически стабильных районах на суше, на дне океана или в расположенных под ними пластах. Предполагается, что захороненные таким образом радиоактивные отходы не будут источником облучения населения в обозримом будущем.

90% всей дозы облучения, обусловленной короткоживущими изотопами, население получает в течение года после выброса, 98% - в течение 5 лет. Почти вся доза приходится на людей, живущих не далее нескольких тысяч километров от АЭС. Люди, проживающие вблизи ядерных реакторов, получают гораздо большие дозы, чем население в среднем. Тем не менее в настоящее время эти дозы обычно не превышают нескольких процентов естественного радиационного фона.

Все приведённые выше цифры, конечно, получены в предположении, что ядерные реакторы работают нормально. Однако количество радиоактивных веществ, поступивших в окружающую среду при авариях, может оказаться гораздо больше.

Глава IV. Воздействие радиации на ткани живого организма

В органах и тканях биологических объектов, как и в любой среде, при облучении в результате поглощения энергии идут процессы ионизации и возбуждения атомов. Эти процессы лежат в основе биологического действия излучения. Его мерой служит количество поглощённой в организме энергии.

В реакции организма на облучение можно выделить четыре фазы. При этом длительность первых трёх фаз не превышает единиц микросекунд, в течение которых происходят различные молекулярные соединения, а в четвёртой медленной фазе эти изменения переходят в функциональные и структурные изменения в клетках органах и организме в целом.

Первая, физическая фаза ионизации и возбуждения атомов длится 10-13 с

Во второй, химико-физической фазе, протекающей за 10-10 с, образуются высокоактивные в химическом отношении радикалы, которые, взаимодействуя с различными соединениями, дают начало вторичным радикалам, имеющим значительно большие по сравнению с первичными сроки жизни. В третьей, химической фазе, длящейся 10-6, образовавшиеся радикалы вступают в реакции с органическими молекулами клеток, что приводит к изменению биологических свойств молекул.

Первые три фазы являются первичными и определяют дальнейшее развитие лучевого поражения. В четвёртой, биологической фазе химические изменения молекул преобразуются в клеточные изменения. Наиболее чувствительным к облучению является ядро клетки, а наибольшие последствия вызывает повреждение ДНК, содержащей наследственную информацию. В результате облучения в зависимости от величины поглощённой дозы клетка гибнет или становится неполноценной в функциональном отношении. Время протекания четвёртой фазы очень различно и в зависимости от условий может растянуться на годы или даже на всю жизнь.

Различные виды излучений характеризуются различной биологической эффективностью, что связано с отличиями в их проникающей способности (рис.1) и характером передачи энергии органам и тканям живого объекта, состоящего в основном из лёгких элементов.

Рис.1. Схематическое изображение проникающей способности различных излучений

  1.  
    1. Пути воздействие излучений на организм

Воздействие ионизирующего излучения на организм человека можно условно подразделить на внешнее, контактное, внутреннее и хроническое.

Внешнее облучение – воздействие на организм ИИ от внешних по отношению к нему источников.

Острое облучение – однократное кратковременное облучение, когда организм получает значительную дозу.

Хроническое облучение – постоянное действие ИИ малыми дозами в течение длительного времени.

Контактное облучение – разновидность внешнего облучения, когда радиоактивное вещество или ИИ соприкасается с кожей.

Внутреннее облучение – осуществляется радиоактивными веществами, попавшими внутрь организма через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт или через кожу.

Некоторые вещества поглощаются и накапливаются в конкретных органах, что приводит к высоким локальным дозам радиации:

  • Кальций, радий, стронций накапливаются в костях;

  • Изотопы йода вызывают повреждение щитовидной железы;

  • Равномерно распределяются изотопы цезия, рубидия, вызывая угнетение кроветворения, повреждение семенников, опухоли мягких тканей.

При внутреннем облучении наиболее опасны -излучающие изотопы.

При проникновении радиоактивных веществ внутрь организма через органы дыхания в виде пыли, газов, паров часть из них осаждается на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, откуда затем может попасть в желудок.

  1.  
    1. Биологическое действие излучений

Биологическое действие радиации на живой организм начинается на клеточном уровне. Ионизирующее излучение вызывает поломку хромосом, что приводит к изменению генного аппарата и к мутациям.

Под влиянием ионизирующих излучений в организме происходит:

  • Нарушение функции кроветворных органов;

  • Увеличение проницаемости и хрупкости сосудов;

  • Расстройство желудочно-кишечного тракта;

  • Снижение сопротивляемости организма, его истощение;

  • Перерождение нормальных клеток в злокачественные и др.

Воздействие ионизирующего излучения на ткани организма заключается в ионизации атомов вещества. Образовавшиеся при этом свободные электроны и положительные ионы принимают участие в сложной цепи реакций, в результате которых образуются новые молекулы, в том числе и свободные радикалы. Эти свободные радикалы через цепочку реакций, ещё не до конца изученных, могут вызвать химическую модификацию важных в биологическом отношении молекул, необходимых для нормального функционирования клетки, биохимические изменения могут произойти как через несколько секунд, так и через десятилетия после облучения и явиться причиной немедленной гибели клеток или таких изменений в них, которые могут привести к раку.

Для ионизирующего излучения нет барьеров в организме, поэтому любая молекула может подвергнуться радиоактивному воздействию, последствия которого могут быть самыми разнообразными. Возбуждение отдельных атомов может привести к перерождению одних веществ в другие, вызвать биохимические сдвиги, генетические нарушения и т.п. Поражёнными могут оказаться белки или жиры, жизненно необходимые для нормальной клеточной деятельности. Таким образом, радиация воздействует на организм на микроуровне, вызывая повреждения, которые заметны не сразу, а проявляют себя через долгие годы. Поражение отдельных групп белков, находящихся в клетке, может вызвать рак, а также генетические мутации, передающиеся через несколько поколений. Воздействие малых доз облучения обнаружить очень сложно, ведь эффект от этого проявляется через десятилетия.

Также различается чувствительность отдельных органов к радиоактивному излучению. Наиболее уязвимы при облучении и теряют способность нормально функционировать красный костный мозг и другие элементы кроветворной системы (при дозах 0,5–1 Гр), а также лимфатические узлы, глаза и репродуктивные органы. Наиболее уязвимой для радиации частью глаза является хрусталик. Погибшие клетки становятся непрозрачными, а разрастание помутневших участков приводит сначала к катаракте, а затем и полной слепоте.

Из выше изложенного можно сделать следующий вывод: радиация оказывает негативное воздействие на организм человека, вызывая различные заболевания , а также генетические мутации.

Глава V. Анализ данных радиационного фона с.Корлики

Перед началом исследований мы изучили технические характеристики детектора «Квартекс РД 8901» и рекомендации по проведению измерений (Приложение 1).

Первым объектом исследования была школа. Мы обследовали уровень радиационного фона в учебных кабинетах, а также вокруг здания школы. Измерения проводили около стен, интерактивных досок, в центре кабинетов и т.д. (контрольные точки). В каждой точке замеры проводили 5 раз в течение двух недель.

Наши исследования показали: естественный радиационный фон в школе меньше предела допустимой нормы (менее 30 мкР/ч). (Приложение 2)

Мы провели измерения уровня радиации жилого дома (в спальне, гостиной, кабинете и т.д.) в вечернее время. (Приложение 3). Уровень в норме.

На основании сделанных замеров можно сделать вывод, что уровень мощности экспозиционной дозы в среднем в гостиной несколько высок по сравнению с другими комнатами (в среднем 14 мкР/ч). Это можно объяснить тем, что в гостиной находится камин (уровень МЭД составляет 21-25 мкР/ч), что чуть выше допустимого уровня (20 мкР/ч), сложенный из огнеупорного кирпича, основным элементом которого является шамот – огнеупорная глина, в состав которого входят: кварц, оксиды кальция, калия, магния, натрия и железы.

Меньше всего уровень радиации в кабинете (8 мкР/ч), где много растений .

Далее мы провели измерения уровня радиации ещё в нескольких жилых домах (деревянных, панельных и кирпичных) и общественных зданиях (администрация, больница, магазин, дом культуры), также построенных из различных строительных материалов.

По данным измерения радиационного фона была построена диаграмма (см. рис.2). Из диаграммы видно, что самый низкий уровень радиации в больнице (7 мкР/ч), немного повышенный в администрации (14 мкр/ч) – стены штукатуренные. Ни одно из жилых и общественных помещений не превышает нормы радиации (внутри 7 – 14 мкР/ч).

Рис.2. Диаграмма исследовательских данных

Также мы обследовали территорию села Корлики и реки Корлики на предмет радиации. Замеряли уровень радиации в нескольких точках нашего села. В каждой точке делали 5 замеров, при этом температура и влажность соответствовали нормам, указанным в инструкции детектора «Квартекс». (Приложение 4)

По данным таблиц и диаграмм видно, что самый большой радиационный фон на полигоне бытовых отходов, но он не превышает допустимые нормы (25-30 мкР/ч), самый низкий-на берегу реки (см. рис.3).

Мы живём в век повышенной радиации и величина допустимого уровня облучения 0,1 – 0,2 мкЗв/ч (10-20мкР/ч) считается нормальной, уровень 0,2 – 0,6 мкЗв/ч (20 – 60 мкР/ч) считается допустимым, а уровень свыше 0,6 – 1,2 мкЗв/ч (60 – 120 мкР/ч) признан повышенным. Данные приведены согласно рекомендации Международной комиссии по радиационной защите и Всемирного общества здравоохранения.

Рис.3. Диаграмма радиационных данных территории с.Корлики

Заключение

Радиация – это один из многих естественных факторов окружающей среды. Естественный радиационный фон влияет на жизнедеятельность человека, как и другие факторы окружающей среды, с которыми организм находится в состоянии непрерывного обмена. Она не имеет ни цвета, ни запаха, на ощупь она не холодная и не горячая. Но это и делает её наиболее опасной. Ведь человек не может предположить, где его подстерегает опасность. Поэтому мониторинг окружающей среды необходим для жизнедеятельности человека, его экологической безопасности.

Проведённые исследования уровня радиационного фона позволили сделать вывод: уровень мощности экспозиционной дозы гамма-излучения в селе Корлики и его окрестностях, а также в жилых домах и общественных зданиях , не превышает допустимой нормы и не создаёт опасность для проживания и работы, как в кирпичных, деревянных, так и в панельных домах нашего села.

Выдвинутая гипотеза подтвердилась. Цели задачи достигнуты.

Практическая значимость исследования состоит в том, что предложенный в работе радиационный мониторинг позволяет измерить уровень радиационного фона помещений и выявить менее радиационные из них.

Список использованной литературы

  1. Асаенок И.С. Радиационная безопасность: учеб. пособие / И.С. Асаенок, А.И. Навоша А90 – Мн.: Бестпринт, 2004. – 105 с.

  2. Василенко О.И., Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Селиверстова Ж.М., Шумаков А.В. Радиация. М.: изд-во Московского университета, 1996.

  3. "Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)" СП 2.6.1.758-99, Минздрав России, 1999

  4. Ким Д., Геращенко Л.А. Радиационная экология : учеб. пособие. – Братск : ГОУ ВПО «БрГУ», 2010. – 213 с.

  5. Радиация. Дозы, эффекты, риск: Пер. с англ.–М.: Мир, Р15 1988.–79 с, ил.

  6. Санитарные правила СП 2.6.1.1292-03.

  7. Федеральный закон “О радиационной безопасности населения” №3-ФЗ от 05.12.96.

  8. Хазов П.Д. Лучевая диагностика. Цикл лекций. Рязань. 2006 г.

Интернет-ресурсы

http://mirznanii.com/a/321552/istochniki-radiatsii

http://otravilsja.ru/izluchenie/istochniki-radiacii.html

Приложение 1.

Детектор КВАРТЕКС РД 8901 (QUARTEX 8901)

  1. НАЗНАЧЕНИЕ

Детектор-индикатор радиоактивности КВАРТЕКС РД 8901, предназначен для самостоятельной оперативной оценки загрязненности источниками гамма – кванта и бета – частиц твёрдых и жидких продуктов питания, предметов быта, строительных материалов и окружающей среды.

Детектор не требует калибровки при использовании потребителем.

Детектор может использоваться в режиме «поиск» для обнаружения источника радиации.

Детектор разработан в соответствии с Положением о метрологическом статусе, порядке разработки, постановке на производство и поверке дозиметрических и радиометрических приборов для населения, ГОСТ 15.001-88 01.МПК.09.00.000ТУ.

Конструкция детектора защищена патентом РФ №41204 от 27.09.94, свидетельствами и сертификатами соответствия №0000210 от 26.05.98, качества №РОСС RU.0001.04 ЯА 735 от 25.11.02

  1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Датчик ....…………………… газоразрядный счётчик Гейгера – Мюллера

Диапазон измерений, мкР/ч…………………………………………….0…999

Диапазон энергий, МэВ………………………………………………0,1…1,25

Цикл измерений, с………………………………………………………...34 ± 4

Относительная погрешность измерений, %.................................................30

Температурный диапазон, ч…………………………………………45…+55

Источник питания ………………….....батарея 6F229V ("Крона", "Корунд")

Время непрерывной работы от батареи с номинальным напряжением 9 В при уровне естественного фона 10…30 мкР/ч, не менее, ч…………………….150

Габаритные замеры, мм………………………….………………146

Масса, кг (без батарей питания), не более………………………………...0,12

После включения детектора начинается оценка радиационной обстановки, происходящая повторяющимися циклами измерения и индикации, с подачей звуковых и визуальных сигналов. Циклы повторяются автоматически без перерывов до выключения детектора. Время обследования устанавливается потребителем.

Приложение 2

Таблица1. Протокол исследования обще-ственных помещений №1 от 20.04.2017 г.

 

Адрес: с.Корлики, ул.Дружбы, 2А

МБОУ «Корликовская СОШ»

Здание: панельное

№№

п/п

Объект измерения

Уровень радиации мкР/ч

№1

№2

№3

№4

№5

Среднее

Значение

Допустимый уровень МЭД

1.

Холл

6

10

15

10

8

10

30

2.

Кабинет физики

9

11

10

8

12

10

30

3.

Кабинет ма-тематики

11

13

5

10

9

9.6

30

4.

Кабинет истории

7

10

8

9

10

8.8

30

5.

Кабинет ин-форматики

6

11

9

11

10

9

30

6.

Библиотека

10

11

11

5

13

10

30

7.

Столовая

8

10

11

12

9

10

30

8.

Кабинет технологии

10

10

13

10

12

11

30

9.

Кабинет директора

7

14

5

7

11

8.8

30

10

Кабинет русского яз.

5

13

13

6

11

10

30

11.

Кабинет биологии

лаборантская

6

15

9

11

7

10

8

13

8

10

8

12

30

30

12.

Метод. кабинет

6

8

13

11

8

9

30

13

Подвал

10

11

10

10

11

10,4

30

Приложение 3

Таблица 2. Протокол исследования жилых помещений №2 от 25.04.2017 г.

 

Адрес: с.Корлики, ул.Победы,1

Жилой дом

Здание: деревянное

№№

п/п

Объект измерения

Уровень радиации мкР/ч

№1

№2

№3

№4

№5

Среднее

Значение

Допустимый уровень МЭД

1.

Гостиная

14

11

15

9

21

14

30

2.

Спальня 1

15

10

7

9

10

10

30

3.

Спальня 2

12

4

9

13

13

10

30

4.

Кабинет

8

4

7

7

13

8

30

5.

Детская

6

9

11

10

13

10

30

6

Зал

16

14

9

6

8

11

30

7.

Кухня

8

9

8

10

7

8

30

8.

Ванная

8

12

5

11

8

9

30

Приложение 4

Администрация

Больница

   

Интернат

Магазин

   

Дом культуры

ЖКХ

   

Берег р.Корлики

Окр.Дизельной

   

Жилой дом

Здание: деревянное

Жилой дом

Здание: кирпичное