Негативні фактори та їх вплив на людину
Класифікація негативних факторів у системі "людина-середовище її існування". Небезпечні хімічні речовини оточуючого середовища. Фізично небезпечні фактори — вібрація, шум, інфразвук та ультразвук. Органи людини, у яких накопичуються радіоактивні речовини.
Рубрика | Безопасность жизнедеятельности и охрана труда |
Вид | реферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 26.08.2013 |
Размер файла | 970,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
У разі функціональних захворювань нервової системи застосовують лікування постійним електричним полем. Під дією зовнішнього суворо дозованого електричного поля відбувається перерозподіл зарядів у тканинах організму, що поліпшує окислювально-відновні процеси, використання кисню, сприяє загоєнню ран.
Постійні магнітні поля в звичайних умовах не справляють негативного впливу на організм і використовуються в різних приладах магнітної терапії.
Однак у виробничих умовах під час роботи з постійними магнітами у працюючих можуть виникнути порушення стану здоров'я (сплющення долонь, зміни у вегетативній нервовій системі тощо).
Постійні магнітні поля можуть бути однорідними й неоднорідними. Вони характеризуються напруженістю, магнітним потоком, магнітним прониканням та іншими критеріями.
Лінії електропередач, електроустаткування, різні електроприлади -- усі технічні системи, генеруючі й передавальні, використовують електромагнітну енергію, створюють у навколишньому середовищі електромагнітні поля.
Дію на організм людини електромагнітних полів визначають частотою випромінювання, його інтенсивністю, тривалістю й характером впливу, а також індивідуальними особливостями організму. Спектр електромагнітних полів включає низькі частоти до 3 Гц, промислові частоти 3--300 Гц, радіочастоти 300 Гц -- 300 МГц, а також ультрависокі частоти (УВЧ) 30--300 МГц і надвисокі частоти (НВЧ) 300 МГц -- 300 ГГц.
Електромагнітне випромінювання радіочастот широко використовують у зв'язку, телерадіомовленні, медицині, радіолокації, радіонавігації та інших галузях.
Електромагнітні поля справляють на організм людини тепловий і біологічний вплив. Змінне електричне поле спричиняє нагрівання діелектриків (хрящів, сухожиль тощо) за рахунок струмів провідності та змінної поляризації. Виділення тепла може призвести до перегрівання, особливо тих тканин та органів, що мають мало кровоносних судин (кришталик ока, жовчний і сечовий міхурі). Найчутливіші до біологічного впливу радіохвиль центральна нервова й серцево-судинна системи. За тривалої дії радіохвиль не дуже великої інтенсивності (близько 10 Вт/м2) з'являються головний біль, швидка втомлюваність, зміна тиску й пульсу, нервово-психічні розлади. Можуть спостерігатися схуднення, випадіння волосся, зміни у складі крові.
Вплив НВЧ-випромінювання інтенсивністю понад 100 Вт/м2, може спричинити помутніння кришталика ока й втрату зору, до таких самих наслідків може призвести й тривале опромінювання помірної інтенсивності (10 Вт/м2), при цьому можливі: порушення з боку ендокринної системи, зміни у вуглеводному й жировому обміні, що супроводжуються схудненням, надмірна збудженість, зміна ритму серцевої діяльності та формули крові (наприклад, зменшення кількості лейкоцитів).
У виробничій, міській і побутовій зонах на людину впливають електромагнітні поля промислової частоти. Санітарними нормами встановлено гранично допустимі рівні напруженості електричного поля у житлових будинках, на території житлової зони. Люди, які скаржаться на порушення сну й головний біль, повинні перед сном відключати від мережі електричні прилади, що генерують електромагнітні поля.
Вплив електромагнітних полів може бути ізольованим -- від одного джерела, доданим -- від двох і більше джерел одного частотного діапазону, змішаним -- від двох і більше джерел електромагнітних полів різних частотних діапазонів і комбінованим -- у разі одночасної дії якого-небудь іншого несприятливого фактора.
Вплив може бути постійним або переривчастим, загальним (опромінюється все тіло) й місцевим (зазнає впливу електромагнітного поля частина тіла). Залежно від розташування людини щодо джерела випромінювання вона може зазнавати впливу електричної чи магнітної складових поля або одночасно обох, а у разі перебування в хвильовій зоні -- впливу сформованої електромагнітної хвилі. Контроль рівнів електричного та магнітного полів здійснюють за величиною їх напруженості, що обчислюється відповідно у В/м та А/м.
Енергетичним показником для хвильової зони випромінювання є щільність потоку енергії, чи його інтенсивність, -- енергія, що проходить через одиницю поверхні, перпендикулярної до напрямку поширення електромагнітної хвилі, за одну секунду. Вимірюється вона у Вт/м2.
Тривала дія електричних полів може викликати головний біль у скронях і потилиці, млявість, розлад сну, погіршення пам'яті, депресію, апатію, дратівливість, біль в ділянці серця. Для персоналу обмежують час перебування в електричному полі залежно від його напруги (180 хвилин на добу за напруги 10 кВ/м, 10 хвилин на добу за напруги 20 кВ/м).
Електромагнітні хвилі в діапазоні 400--760 нм називають світловими. Вони діють безпосередньо на очі людини, викликаючи специфічне подразнення їх сітківки, що призводить до світлового сприйняття. Електромагнітні хвилі завдовжки менше 400 нм -- ультрафіолетове випромінювання, а хвилі завдовжки понад 800 нм -- інфрачервоне випромінювання. Усі ці види випромінювання принципово не відрізняються за своїми фізичними властивостями й належать до оптичного діапазону електромагнітних хвиль. Людський організм пристосувався до сприйняття природного світлового випромінювання й виробив засоби захисту у разі перевищення інтенсивності випромінювання допустимого рівня: звуження зіниці, зменшення чутливості за рахунок перебудови сприйняття.
Сучасні технічні засоби дають можливість підсилювати оптичне випромінювання, рівень якого може значно перевищувати адаптаційні можливості людини. У 60-х роках ХХ ст. з'явились оптичні квантові генератори -- лазери. Лазер -- це пристрій, що генерує спрямований пучок електромагнітного випромінювання оптичного діапазону. Широке застосування лазерів зумовлене можливістю одержати велику потужність монохроматичного випромінювання малої розходжуваності промінів (під час висвітлення лазером зі супутника, що знаходиться на висоті 1000 км, на землі утворюється пляма діаметром лише 1,2 м). Лазери застосовують у системах зв'язку, навігації, технології обробки матеріалів, медицині, контрольно-вимірювальній техніці, військовій справі і багатьох інших галузях. Залежно від активного елемента, що використовується, лазери оптичного діапазону генерують випромінювання від ультрафіолетової до далекої інфрачервоної ділянки. Так, азотний лазер генерує випромінювання в ультрафіолетовому діапазоні спектра, аргоновий -- у синє-зеленому, рубіновий -- у червоному, лазер на двооксиді вуглецю -- у інфрачервоному.
За режимом роботи лазер поділяють на імпульсний й безупинної дії. Вони можуть бути малої й середньої потужності, потужні й надпотужні. Велику потужність легше отримати в імпульсному режимі. Для обробки матеріалів у технологічних установках в імпульсі тривалістю у мілісекунди випромінюється енергія від одиниць до десятків джоулів. За рахунок фокусування досягають високої щільності енергії та можливості точної обробки матеріалів (різання, прошивання отворів, зварювання, термообробка).
Дія лазерного випромінювання спричиняє швидке нагрівання, плавлення й зварювання матеріалів у рідинних середовищах, що особливо небезпечно для біологічних тканин. Найбільше потерпають від дії лазера очі й шкіра. Безупинне лазерне випромінювання призводить до згортання білка та випаровування рідини. В імпульсному режимі виникає ударна хвиля; імпульс стиску ушкоджує внутрішні органи, що спричиняє внутрішні гематоми. Лазерне випромінювання впливає також на біохімічні процеси. Залежно від енергетичної щільності опромінення може бути тимчасове осліплення або термічний опік сітківки ока, помутніння кришталика.
Ушкодження шкіри лазерним випромінюванням має характер термічного опіку з чіткими обрисами, оточеними невеликою зоною почервоніння. Можуть з'явитися вторинні ефекти -- реакція на опромінення: серцево-судинні розлади й розлади центральної нервової системи, зміни в складі крові й обміні речовин.
Гранично допустимі рівні інтенсивності лазерного опромінення визначають залежно від характеристик випромінювання (довжини хвилі, тривалості впливу і частоти імпульсів) і встановлюють так, щоб виключити можливість виникнення біологічних ефектів для всього спектрального діапазону й вторинних ефектів.
Ультрафіолетове випромінювання не сприймається органом зору. Жорсткі ультрафіолетові промені з довжиною хвилі менше 290 нм затримуються в атмосфері шаром озону. Промені з довжиною хвилі понад 290 нм, аж до видимої ділянки, сильно поглинаються у середині ока, особливо в кришталику, й лише незначна їх частка доходить до сітківки. Ультрафіолетове випромінювання, потрапляючи на шкіру, викликає почервоніння (еритему), активізує обмінні процеси й дихання. Під дією ультрафіолетних променів у шкірі утворюється меланин, що сприймається як засмага.
Ультрафіолетове випромінювання може зумовити згортання (коагуляцію) білків, саме на цьому ґрунтується його бактерицидна дія. Профілактичне опромінення приміщень і людей суворо обмеженими дозами знижує ймовірність інфікації. Разом з тим брак ультрафіолету несприятливо позначається на здоров'ї людей, особливо дітей. Нестача сонячної радіації призводить до розвитку рахіту, шахтарі зазвичай скаржаться на загальну кволість, швидку втомлюваність, поганий сон, відсутність апетиту. Це пов'язане з тим, що під впливом ультрафіолетових променів у шкірі з провітаміну утворюється вітамін Д, що регулює фосфорно-кальцієвий обмін. Брак вітаміну Д призводить до порушення обміну речовин. У такому разі (наприклад, під час полярної ночі на крайній Півночі) застосовують штучне опромінювання ультрафіолетом як з лікувальною метою, так і для загального загартування організму.
Надлишкове ультрафіолетове опромінення під час високої сонячної активності викликає у людини запалення шкіри, що супроводжується сверблячкою, набряком, іноді утворенням пухирів і змінами у шкірі й у внутрішніх органах.
Тривала дія ультрафіолетових променів прискорює процес старіння шкіри, створює умови для злоякісного переродження клітин.
Ультрафіолетове випромінювання від потужних штучних джерел (плазма зварювальної дуги, дугової лампи, дугового розряду короткого замикання тощо) викликає важкі ураження очей -- електрофтальмію. Через кілька годин після впливу випромінювання з'являються сльозотеча, спазми повік, різь і біль в очах, почервоніння та запалення шкіри й слизової оболонки повік. Подібне явище спостерігається під час перебування в засніжених горах через високий вміст у сонячному світлі ультрафіолету.
На виробництві встановлюють санітарні норми інтенсивності ультрафіолетового опромінення, крім того, обов'язковим є застосування захисних засобів від його впливу (окулярів, масок, екранів).
Інфрачервоне випромінювання характеризується тепловою дією. Воно досить глибоко (до 4 см) проникає у тканини організму, підвищує температуру шкіри, що опромінюється, та викликає її різке почервоніння. Надмірний вплив інфрачервоних променів за підвищеної вологості може спричинити порушення терморегуляції й призвести до теплового удару. Тепловий удар -- це клінічно важкий симптомокомплекс, який характеризується головним болем, запамороченням, підвищенням частоти пульсу, порушенням координації рухів, втратою свідомості, судомами. Перша допомога у разі теплового удару передбачає віддалення потерпілого від джерела випромінювання, його охолодження, створення умов для поліпшення кровопостачання головного мозку, надання лікарської допомоги.
Електричний струм -- це упорядкований рух електричних зарядів. Сила струму в ділянці ланцюга прямо пропорційна різниці потенціалів на її кінцях й обернено пропорційна її опору.
Доторкнувшись до провідника, що знаходиться під напругою, людина приєднує себе до електричного ланцюга, якщо він погано ізольований від землі чи одночасно торкається об'єкта з іншим значенням потенціалу. У цьому разі через тіло людини проходить електричний струм.
Характер і глибина впливу електричного струму на організм людини залежать від його сили й виду струму, часу його дії, шляху проходження через тіло людини, фізичного та психологічного її стану. Так, опір людини в нормальних умовах за сухої неушкодженої шкіри становить сотні кілоом, але за несприятливих умов може знизитися до одного кілоома.
Граничним (відчутним) є струм величиною близько 1 мА. Якщо струм перевищує цю величину, людина починає відчувати неприємні хворобливі скорочення м'язів, а якщо він становить 12--15 мА, вона уже не може керувати своєю м'язовою системою й самостійно відірватися від джерела струму. Дія струму понад 25 мА на м'язові тканини призводить до паралічу дихальних м'язів і зупинки дихання. Подальше збільшення струму зумовлює фібриляцію (судомне скорочення) серця. Струм величиною у 100 мА вважають смертельним.
Змінний струм небезпечніший за постійний. Має значення й те, якими частинами тіла людина доторкається до струмопровідної мережі. Найнебезпечніше торкатися головою -- ногами, головою -- руками, оскільки уражаються спинний і головний мозок, а також руками -- ногами, бо потерпають серце й легені. Будь-які електроремонтні роботи потрібно здійснювати подалі від заземлених елементів устаткування (зокрема труб водогону, труб і радіаторів центрального опалення), щоб виключити можливість випадково доторкнутися до них.
Особливо небезпечні приміщення з металевими, земляними та вологими підлогами, а також з парами кислот і лугів у повітрі. Безпечною для життя є напруга не вище 42 В для сухих, опалюваних зі струмонепровідними підлогами приміщень без підвищеної небезпеки та не вище 36 В для приміщень з підвищеною небезпекою (металеві, земляні, цегельні, вологі підлоги, можливість доторкання до заземлених елементів конструкцій), а також не вище 12 В для особливо небезпечних приміщень, що мають хімічно активне середовище.
Перебування поблизу впалого на землю дроту, що знаходиться під напругою, небезпечне через ймовірність ураження кроковою напругою. Що це таке? Це напруга між двома точками ланцюга струму, що знаходяться одна від одної на відстані кроку. Такий ланцюг створює струм, що розтікається по землі від дроту. Опинившись у ділянці розтікання струму, людина повинна з'єднати разом ноги і дуже повільно виходити з небезпечної зони так, щоб під час пересування ступня однієї ноги не виходила за ступню іншої. У разі падіння можна доторкнутися до землі руками, збільшивши різницю потенціалів і небезпеку ураження.
Дія електричного струму на організм характеризується такими основними уражаючими факторами:
електричним ударом, що подразнює м'язи тіла та призводить до судом, зупинки дихання й серця;
електричним опіком, який виникає у результаті виділення тепла під час проходження струму крізь тіло людини.
Залежно від параметрів електричного ланцюга й стану людини можуть виникнути почервоніння шкіри, опік з утворенням пухірів, обвуглення тканин. Розжарення металу призводить до «металізації» шкіри й проникнення у неї металевих частинок.
Дія струму на організм зводиться до нагрівання, електролізу й механічного впливу. Цим може пояснюватися важкість наслідків електротравми за інших рівних умов. Особливо чутливі до електричного струму нервова тканина й головний мозок. Механічна дія струму призводить до розриву тканин, їх розшарування, випаровування рідини з тканин організму.
Термічна дія струму спричиняє перегрів і функціональний розлад органів на шляху проходження струму; електролітична дія струму виявляється в електролізі рідини в тканинах організму, зміні складу крові, а біологічна --у подразненні й перенапруженні нервової системи.
Якщо людину уразив електричний струм, її потрібно негайно звільнити від провідника струму. Передусім слід знеструмити дріт. Якщо його неможливо відключити, то треба терміново відокремити від нього потерпілого, використовуючи сухі тріски, мотузки й інші засоби. Можна взяти потерпілого за одяг, якщо він сухий і відстає від шкіри, не доторкаючись при цьому до металевих предметів і частин тіла, вільних від одягу. Надаючи потерпілому допомогу, треба передусім ізолювати себе від «землі», тобто стати на суху дошку або взути сухе гумове взуття тощо й огорнути руки сухою тканиною. Потерпілому слід забезпечити спокій і постійно спостерігати за його пульсом і диханням.
Якщо під час електротравми було встановлено клінічну смерть, необхідно у разі відсутності пульсу й дихання здійснити реанімаційні заходи -- штучну вентиляцію легенів і непрямий, або закритий, масаж серця. Ці заходи слід проводити доти, поки не відновиться робота серця й дихання, аж до надання потерпілому кваліфікованої медичної допомоги чи появи трупних плям (тобто безпосередніх ознак біологічної смерті). Якщо у потерпілого наявні зміни тканини у місці ураження електричним струмом, йому накладають суху асептичну пов'язку. Отже, щоб уникнути ураження електричним струмом, необхідно всі роботи з електричним устаткуванням і приладами проводити після відключення їх від електричної мережі.
1.4 Іонізуючі випромінювання
Назва «іонізуючі випромінювання» поєднує різні за своєю фізичною природою потоки енергії. Подібність між ними полягає в тому, що всі вони мають велику енергію, близьку за характером своєї хімічної дії на речовину та живі організми.
Усі види іонізуючих випромінювань поділяють на дві групи: електромагнітні випромінювання, до яких належать рентгенівські та гамма-промені, й потоки різних ядерних частинок.
Рентгенівські та гамма-промені належать до широкого спектра електромагнітних хвиль (рис. 2.2) і посідають у ньому крайнє місце після радіохвиль, інфрачервоних променів, видимого світла та ультрафіолетових випромінювань. Усі ці види випромінювання відрізняються одне від одного довжиною хвилі. Найкоротшу довжину хвилі та найбільшу частоту електромагнітних коливань у цьому спектрі мають рентгенівські й гамма-промені. Так, довжина хвилі рентгенівських променів, що випромінюються діагностичним рентгенівським апаратом, у 10 тис. разів коротша, а гамма-променів, які випромінюються радіоактивним кобальтом (60Со), майже у 450 тис. разів коротша за довжину хвилі променів фіолетового світла.
Довжина хвиль, см |
Тип випромінювання |
Частота, Гц |
|
100 000 000 000 |
Електричні хвилі |
10-1 |
|
10 000 000 000 |
100 |
||
1 000 000 000 |
101 |
||
100 000 000 |
102 |
||
10 000 000 |
103 |
||
1 000 000 |
104 |
||
100 000 |
105 |
||
10 000 |
106 |
||
1000 |
Радіохвилі |
107 |
|
100 |
108 |
||
10 |
109 |
||
1,0 |
1010 |
||
0,1 |
1011 |
||
0,01 |
1012 |
||
0,001 |
Інфрачервоні промені |
1013 |
|
0,000 1 |
1014 |
||
0,000 01 |
Промені, які розрізняє людське око |
1015 |
|
0,000 001 |
Ультрафіолетові промені |
1016 |
|
0,000 000 1 |
1017 |
||
0,000 000 01 |
Рентгенівське випромінювання |
1018 |
|
0,000 000 001 |
Гамма-промені |
1019 |
Рис. 2. Типи випромінювання та довжина і частота їх хвиль
Що коротша довжина хвилі й що більша частота коливань, то вища енергія випромінювань і більша їх проникаюча здатність.
У ядерній фізиці енергію вимірюють в електрон-вольтах (еВ) і похідних від цієї одиниці тисячах електрон-вольт (кеВ) і мільйонах електрон-вольтів (МеВ). Один електрон-вольт -- це енергія, яку отримує електрон, проходячи між пластинами конденсатора з різницею потенціалів у 1 В. Відповідно до деяких фізичних явищ, вважають, що рентгенівські та гамма-промені нагадують згустки енергій, які називають фотонами. Енергія фотона променів фіолетового світла, виражена в електрон-вольтах, дорівнює 3 еВ, рентгенівських променів для діагностики -- 30 000 еВ, гамма-кванта 60Со -- 1 160 000 і 1 330 000 еВ. Зі зменшенням довжини хвилі енергія квантів зростає. Математично цю залежність можна записати так:
де Е -- енергія фотона (кванта);
- довжина хвилі в ангстремах (1 ангстрем (А0) = 1·10-8 см).
Незалежно від енергії, фотони рентгенівських променів і гамма-квантів поширюються у вакуумі зі швидкістю світла 299 790 км/с.
Звичайним джерелом рентгенівського випромінювання є трубка рентгенівського апарата. У ній електрони, що вилітають під час розігрівання катода, прискорюються в електричному полі, яке створює прикладена до анода висока напруга.
Досягаючи анода, електрони гальмуються, їх кінетична енергія перетворюється на енергію фотонів рентгенівських променів. Максимальна енергія таких фотонів не перевищує прикладеної до анода напруги, але може мати й нижче значення.
Середня енергія фотонів рентгенівських променів становить від половини до третини величини анодної напруги. Фотони рентгенівського випромінювання дуже високої енергії одержують за допомогою бетатрона -- спеціального приладу для прискорення електронів. Тут за гальмування прискорених до великої швидкості електронів виникають фотони, енергія яких може досягати мільйонів електрон-вольт. Сонце також є джерелом рентгенівського випромінювання, але, на щастя, воно поглинається земною атмосферою, його виявляють лише прилади, встановлені на супутниках і космічних ракетах.
Гамма-кванти утворюються під час ядерних реакцій і розпаду багатьох радіоактивних речовин. Їх енергія може мати значення від десятків тисяч до мільйонів електрон-вольт. Для розпаду кожної радіоактивної речовини характерна властива їй енергія гамма-квантів, що випромінюються.
Фізичні властивості рентгенівських і гамма-променів і, що дуже важливо, їх біологічна дія на живі організми однакові.
Як зазначалося, до іонізуючих належать також випромінювання різноманітних ядерних частинок. До числа легких ядерних частинок належать бета-частинки.
За своєю фізичною природою бета-частинки не відрізняються від електронів, що знаходяться на оболонках атомів та їх античастинок -- позитронів. Маса бета-частинок, як і електронів у стані спокою, становить 1/1840 маси ядра водню. Бета-частинки, подібно до електронів і позитронів, мають елементарний негативний або позитивний заряди. Вони виникають в ядрах атомів у процесі радіоактивного розпаду й негайно з них випромінюються. Так розпадається радіоактивний фосфор, перетворюючись на сірку. Цю реакцію можна записати:
,
(число ліворуч знизу -- атомний, чи порядковий, номер у таблиці періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва, число ліворуч зверху -- масове число, тобто атомна маса. Бета-частинки, що вилітають з ядер атомів, мають різну швидкість. Однак максимальна їх швидкість для конкретного виду радіоактивних атомів -- величина цілком визначена. Наприклад, для радіоактивного фосфору вона не набагато менша за швидкість світла. Енергія надшвидких бета-частинок дорівнює 1,7 МеВ. Середня енергія бета-частинок дорівнює одній третині цієї величини. Втрата ядром бета-частинки, що несе елементарний негативний заряд, зумовлює перетворення радіоактивного атома на атом іншого елемента, що стоїть в періодичній системі Менделєєва праворуч (зрушення праворуч). Виліт позитрона супроводжується зрушенням ліворуч, тобто перетворенням на атом елемента, що має на одиницю менший атомний номер, ніж у первинного радіоактивного атома.
Бета-частинки (електрони, позитрони), на відміну від електромагнітного випромінювання (рентгенівських і гамма-променів), відхиляються від свого шляху в електричному й магнітному полях.
До важких ядерних часток належать альфа-частинки. Загалом альфа-частинка в 7300 разів важча за бета-частинку. За своєю фізичною природою альфа-частинки -- це ядра атомів гелію з атомною масою 4,003 . Альфа-частинка несе два елементарних позитивних електричних заряди. Ці частинки випромінюються під час радіоактивного розпаду деяких важких хімічних елементів. Так розпадається, наприклад, радій:
.
Швидкість альфа-частинок, що випромінюються радієм, дорівнює приблизно 17 000 км/с. У результаті вилітання альфа-частинки атомний номер зменшується на дві одиниці, а атомна маса -- на чотири.
Альфа-частинки становлять близько 6 % загальної кількості іонізуючих частинок у космічних променях поблизу поверхні Землі.
Відомо близько 30 різних природних радіоактивних речовин, під час розпаду яких утворюються альфа-частинки. Нині вчені штучно отримали ряд нових альфа-випромінювачів, яких немає в природі. Це так звані трансуранові елементи з атомним номером понад 92 (93--109).
Іншими важкими ядерними частинками є протони й дейтрони. Протони й дейтрони -- це ядра легкого та важкого водню з одним елементарним позитивним зарядом. Маса протона майже в чотири рази, а дейтрона в два рази менша за масу альфа-частинки. Під час деяких ядерних реакцій протони випромінюються з атомних ядер. Маючи колосальну енергію, протони потрапляють на Землю зі світового простору в складі космічних променів. Вони переважають над іншими частинками у внутрішньому радіаційному поясі Землі (600--1000 км і вище й у місцях магнітних аномалій нижче 600 км).
У результаті ядерних реакцій під час поглинання енергії протонів в атмосфері виникає радіоактивний вуглець .
До іонізуючого випромінювання належать і нейтральні частинки, що не несуть електричного заряду, -- нейтрони. Вони вилітають з ядер атомів під час деяких ядерних реакцій, зокрема реакцій ділення ядер урану та плутонію. Маса нейтрона майже дорівнює масі протона. Нейтрони характеризуються різною швидкістю. Швидкі нейтрони мають енергію порядку 1 МеВ і вище, повільні -- від одиниць до кількох електрон-вольт. Розрізняють також нейтрони проміжної енергії.
Ядра елементів, важчих за водень і гелій, прискорених до великих швидкостей, також належать до іонізуючого випромінювання. Вплив важких іонів на живі організми вивчений недостатньо, але майбутнім космонавтам доведеться зважувати на те, що такі частинки є поза земною атмосферою в складі первинного космічного випромінювання. Ядра важчих за гелій елементів становлять на Землі близько 1 % усієї кількості частинок у космічних променях, що мають галактичне походження.
Ефект іонізації. Швидко рухаючись й поширюючись у будь-якому середовищі, ядерні частинки будуть зіштовхуватися (взаємодіяти) з молекулами й атомами речовини, втрачуючи при цьому свою енергію.
Механізм поглинання енергії різного за своєю фізичною природою випромінювання (рентгенівських і гамма-квантів, заряджених частинок, нейтронів) неоднаковий, але, зрештою, він зводиться до виникнення іонів і збуджених атомів і молекул. Ефект іонізації, властивий усім цим випромінюванням, дає змогу віднести їх до однієї категорії -- іонізуючих променів.
Ефект іонізації полягає в тому, що заряджена частинка електрично взаємодіє з електроном на зовнішній оболонці атома чи молекули речовини, через яку вона пролітає. Це спричиняє розрив зв'язку цього електрона з відповідним атомом або молекулою, унаслідок чого останні стають позитивно зарядженими іонами. Позитивний іон разом з електроном, що відірвався, утворює пару іонів. Електрон, зірваний з оболонки атома під час первинного зіткнення з іонізуючою частинкою, може, своєю чергою, іонізувати молекули й атоми середовища, що зустрічаються на його шляху, поки не вичерпає свою кінетичну енергію й не приєднається до нейтральної молекули з утворенням негативного іона. На утворення пари іонів витрачається тільки частина енергії іонізуючої частинки. Повна ж передача її енергії супроводжується утворенням у поглинаючому середовищі багатьох пар іонів. На кожну пару іонів виникають, крім того, два-три збуджених атома чи молекули. Перескакування електрона з найближчої до ядра атома оболонки на дальшу (на що також витрачається енергія) «збуджує» атом. Під час зворотного перескакування електрона на найближчу оболонку надлишок енергії випромінюється у вигляді фотонів видимого, ультрафіолетового світла чи рентгенівських променів. Спалахи світла, які виникають у деяких речовинах (сцинтиляторах), під час поглинання випромінювання можуть бути зареєстровані за допомогою фотопримножувача й електронного пристрою. Це один зі способів виявлення та вимірювання параметрів іонізуючого випромінювання.
То як же нейтрони іонізують поглинаюче середовище, якщо вони не заряджені й не можуть електрично взаємодіяти з електронами молекул та атомів? Нейтрон справді не є безпосередньо іонізуючою часткою. Механізм поглинання нейтронів у тканинах живих організмів насамперед залежить від їх енергії. Для швидких нейтронів з енергією 1 МеВ і вище найважливішою реакцією є розсіювання на ядрах водню. Відштовхуючись від ядра водню, тобто протона, нейтрон передає останньому частину своєї кінетичної енергії. Такий протон, чи, як його зазвичай називають, протон віддачі, й буде безпосередньо іонізуючою частинкою. Кожне зіткнення нейтрона з ядром водню призводить до зниження енергії нейтрона. Після кількох зіткнень нейтрон перейде в категорію повільних і теплових нейтронів. У тканинах поряд з протонами віддачі можуть виникати ядра віддачі вуглецю, кисню, азоту та ін. Однак імовірність виникнення ядер віддачі більш важчих атомів ніж водень, порівняно невелика. Головною реакцією під час поглинання теплових нейтронів є реакція радіаційного захоплення. Так називають реакцію, за якої відбувається захоплення нейтрона з випромінюванням гамма-кванта. Прикладом такої реакції може бути захоплення нейтрона ядром легкого водню з утворенням важкого водню:
.
Важкий водень, дейтерій, є стійким. Атоми дейтерію не зазнають радіоактивного розпаду. Але поглинання повільних нейтронів також приводить до виникнення радіоактивних атомів. Прикладом можуть бути наведенні дві ядерні реакції, що, поряд з іншими, протікають в організмі людини під час опромінення нейтронами:
тут знаком «*» позначені радіоактивні атоми.
У цих реакціях (як і за реакції з воднем) у мить захоплення нейтрона виникає гамма-квант. Іонізацію в середовищі викликають процеси поглинання цього гамма-кванта, а також випромінювання, що генеруються радіоактивними атомами, які утворилися під час їх розпаду.
Залежно від енергії гамма-квантів та елементного складу поглинаючого середовища вони по-різному взаємодіятимуть з атомами чи молекулами. Гамма-квант під час взаємодії із середовищем може віддати всю свою енергію електрону, що вилітає з атома, й припинити своє існування (фотоефект), або електрон отримує тільки частину енергії гамма-кванта (ефект Комптона). В останньому разі електрон вилітає з атома в одному напрямку, гамма-квант зі зменшеною, порівняно з первинною, енергією -- в іншому. Електрон витрачає свою кінетичну енергію на іонізацію та збудження інших атомів і молекул поглинаючого середовища, гамма-квант продовжує взаємодіяти із середовищем доти, поки не припинить існування в результаті фотоефекту.
Якщо енергія гамма-кванта становить 1,02 МеВ і більше, можливий третій вид взаємодії з атомами речовини, в якій вони поширюються, -- утворення пари електрон-позитрон. Ці частинки з'єднуються одна з одною (або позитрон вступає у реакцію анігіляції з електроном іншого атома) й породжують два гамма-кванти з енергією 0,51 МеВ кожний.
Хоча вторинний електрон, що виникає за повного чи часткового поглинання гамма-квантів, іонізує середовище так само, як бета-частинка певної енергії, розподіл іонів в об'ємі, що опромінюється, буде не однаковий. За зовнішнього опромінення бета-частинка з енергією 1 МеВ проникає в тканину на глибину лише декількох міліметрів. Глибші шари тканини залишаються не опроміненими. Гамма-квант тієї самої енергії буде проникати глибоко в тканину, поступово витрачаючи свою енергію на вибивання електронів, а електрони -- на іонізацію й руйнування молекул.
Таким чином, якщо навіть в об'ємі тканини, що опромінюється, у результаті дії різних видів випромінювання утвориться однакова кількість іонів, їх просторовий розподіл буде різний. Альфа-частинки й протони дадуть щільні потоки іонів. Бета-частинки високої енергії спершу утворюють у тканинах досить розосереджені за слідом пари іонів; наприкінці свого шляху вони так само, як і альфа-частинки, формують пари іонів, що збиваються в тісний ряд. Гамма-кванти створюють пари іонів, які рівномірно розподіляються в тканині, що опромінюється.
Швидкі нейтрони через їх великий пробіг у тканині вибивають протони з атомів на різній глибині. Іони, збуджені молекули та атоми, що утворюються під час поглинання енергії протонів, подібно до того, як це буває у разі взаємодії з гамма-квантами, розподілені по всьому об'єму, що опромінюється. Різниця лише в тому, що протони є важкими частинами й тому мають короткий пробіг у тканині й дають щільну іонізацію, тоді як вторинні електрони за рівної енергії пробігають у тканинах більший шлях і дають меншу щільність іонів.
Чи буде людина, приймаючи сонячні ванни, радіти красивій засмазі, чи потерпатиме від опіків, -- це залежить від дози випромінюваної енергії, яку поглинає шкіра. Так само біологічна дія іонізуючого випромінювання пов'язана з кількістю енергії, яку поглинає тканина. Цю енергію, як зазначалося, вимірюють у електрон-вольтах. Однак зручніше користуватись іншою одиницею -- ергом. Один електрон-вольт еквівалентний -- 1,6·10-12 ерг. Ерг -- одиниця роботи. Це сила в одну діну (1 дін), що діє на шляху 1 см. Ерг -- мала величина. Для нагрівання одного грама води на 1С потрібно виконати роботу у 4,2·106 ерг, що еквівалентна одній калорії (1 кал).
Одиницю поглиненої дози будь-якого виду іонізуючого випромінювання називають радом. Доза, що дорівнює одному раду, означає, що у разі опромінення кожен грам речовини поглинає 100 ерг енергії. Безпосередньо визначити кількість енергії, що поглинається, а отже, й її дозу, можна тоді, коли поглинаюче середовище, зрештою, хімічно не змінюється; тоді вся енергія іонізуючого випромінювання перетворюється на тепло. Цей ефект вимірюють за допомогою калориметра -- приладу, що визначає кількість тепла, яке виділилось. Але зробити це дуже важко, бо навіть великі дози іонізуючого випромінювання, перетворені на тепло, дають дуже незначне підвищення температури.
Зазвичай дозу визначають за парами іонів, що утворились у певному об'ємі повітря. Для цього використовують прилади, призначені для виміру іонізуючого ефекту. Дозу рентгенівських і гамма-променів, яку називають експозиційною, вимірюють цими приладами й виражають у рентгенах (Р). Це загальноприйнята одиниця означає, що в 1 см3 сухого повітря за 0С і тиску 760 мм рт. ст. утворюється 2,08·109 пар іонів. Ця величина не випадкова. Якщо врахувати, що кожен іон несе один елементарний електричний заряд (позитивний або негативний), що дорівнює 4,80·10-10 електростатичним одиницям, то 2,08·109 пар іонів нестимуть по одній електростатичній одиниці зарядів обох знаків. 1 г повітря за нормальних умов (тиск 760 мм рт. ст., температура 0С) займає об'єм 770 см3. Якщо доза становить 1 Р, то у 1 г повітря утвориться 1,61012 пар іонів. Якщо вважати, що на утворення однієї пари іонів і відповідної кількості збуджених молекул потрібно 34 еВ, то на утворення 1,6·1012 пар іонів необхідно 54,4·1012 еВ, тобто 87 ерг.
Гальмівна здатність водяної пари більша, ніж повітря. Тому в її масі -- 1 г за дози 1 Р утворюється більше пар іонів, ніж у 1 г повітря. Через те, що витрата енергії на утворення пари іонів залишається однаковою (34 еВ), доза в 1 Р у одному грамі водяної пари відповідає для цього випромінювання 98 ерг поглиненої енергії. Гальмівна здатність речовини незалежно від її стану (газоподібного, рідкого чи твердого) залишається однаковою, тому в 1 г води доза 1 Р також зумовить поглинання 98 ерг енергії. До води, з погляду іонізуючого випромінювання, прирівнюють і м'які тканини, наприклад м'язи.
Враховуючи наведене, можна припустити, що доза, виражена в рентгенах, приблизно відповідає дозі в радах для води або м'яких тканин.
Щоб оцінити вплив іонізуючого випромінювання на людину, необхідно визначити співвідношення між дією випромінювання на організм й дозою, що вимірюється в рентгенах у повітрі. Слід також знати потужність дози, інакше кажучи, дозу в рентгенах або радах за одиницю часу (секунду, хвилину, годину).
Для виміру активності радіоактивних речовин за показник беруть спеціальну одиницю -- кюрі (Ku). Один Ku означає, що за 1 с розпадається 3,7·1010 атомів; дробові частки -- одну тисячну й одну мільйонну кюрі називають відповідно мілікюрі (мKu) і мікрокюрі (мкKu). Один мKu відповідає 3,7·107, а один мкKu -- 3,7·104 росп/с. Схема розпаду у різних радіоактивних ізотопів неоднакова, тому за один розпад може випромінюватися різна кількість енергії. Щоб від активності, вираженої в кюрі, перейти до дози, вираженої в радах, користуються перерахунковими залежностями.
Обчислюючи дозу в радах, варто враховувати, яким випромінюванням та якою енергією вона зумовлена. Справа в тому, що через розходження в просторовому розподілі іонів, яке характерне кожному виду та енергії випромінювання за тієї самої дози, але з різною лінійною передачею енергії, біологічна дія випромінювання буде неоднакова. Вона буде вищою для іонізуючого випромінювання з великою лінійною передачею енергії.
Неоднакова біологічна дія різних видів енергії випромінювань за тієї самої поглиненої дози зумовила необхідність враховувати відносну біологічну ефективність (ВБЕ).
Для розрахунків захисту від випромінювання санітарні правила передбачають ВБЕ для різних видів випромінювання, що наведена в табл. 2.1. За одиницю беруть біологічну ефективність рентгенівських променів з енергією 200 кеВ.
Відносна біологічна ефективність буде змінюватися в доволі широких межах залежно від об'єкта й умов опромінення, а також обраного показника дії іонізуючого випромінювання. Так, те саме променеве ураження, що призвело до виникнення катаракти (помутніння кришталика) у 50 % мишей за опромінення рентгенівськими променями, викликалася дозою 800 рад, а за опромінення нейтронами -- дозою 200 рад. У цьому разі ВБЕ дорівнює чотирьом.
Таблиця 1
ВІДНОСНА БІОЛОГІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ІОНІЗУЮЧИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ
Вид випромінювання |
ВБЕ |
Вид випромінювання |
ВБЕ |
|
Рентгенівські та гамма-промені |
1 |
Повільні нейтрони |
3 |
|
Бета-частинки |
1 |
Швидкі нейтрони |
10 |
|
Альфа-частинки |
20 |
Важкі іони та ядра віддачи |
20 |
Ця величина зростала, якщо опромінення тією самою дозою здійснювалося не відразу, а поступово. Для гігієнічних розрахунків приймають відносні величини, наведені в табл. 2.3. Отже, доза швидких нейтронів в 1 рад спричинить такий самий біологічний вплив на людину, що й доза 10 рад рентгенівських або гамма-променів. Якщо людина зазнала змішаного опромінення гамма-променями й нейтронами, простого підсумовування дози (кількості поглиненої енергії) ще недостатньо, аби оцінити можливий біологічний вплив. Потрібно знати, так би мовити, внесок у загальну дозу кожного виду випромінювання й зробити виправлення на величину відносної ефективності опромінення нейтронами. Дозу опромінення з урахуванням виправлення на відносну біологічну ефективність (ВБЕ) виражають в одиницях, що називають біологічним еквівалентом рентгена (бер). За опромінення гамма-променями дозою 300 рад і швидкими нейтронами дозою у 100 рад сумарна доза дорівнюватиме (300·1) + (100·10) = 1300 бер. Необхідність порівняння біологічної ефективності альфа-частинок з іншими видами випромінювання виникає тоді, коли джерело альфа-випромінювання потрапляє всередину організму. Через більшу біологічну ефективність альфа-частинки, опромінюючи організм зсередини, значно токсичніші, ніж бета-частинки.
Протони, подібно до альфа-частинок, також належать до іонізуючих з великою щільністю іонізації, однак, якщо їх енергія дуже висока, ВБЕ їх може бути нижче одиниці. ВБЕ протонів високої та надвисокої енергії становить інтерес для дослідників. Припускають, що з них складається внутрішній радіаційний пояс Землі й вони становлять 80 % частинок первинного космічного випромінювання, що надходить на Землю зі світового простору.
Для вищих тварин і людини смертельна доза під час опромінення всього тіла рентгенівськими чи гамма-променями становить 600--800 рад, що означає поглинання в 1 мм3 тканини енергії 6·104 -- 8·104 ерг -- кількості енергії, за перетворення якої у тепло температура тіла могла б підвищитися на 0,002С. Таке незначне підвищення температури жодною мірою не повинно було б вплинути на життєві процеси. Це означає, що за поглинання, здавалося б, незначної за абсолютною величиною енергії іонізуючого випромінювання, в організмі починаються фізико-хімічні, біохімічні та фізіологічні процеси, які підсилюють первинний ефект і зрештою, призводять до загибелі організму.
Можна було б припустити, що іонізація здійснюється у значній частині молекул, з яких складається тваринна чи рослинна клітина. Розрахунки показують, що це не так. За опромінення тканин дозою в 1 рад у 1 мкм3 утворюється приблизно дві іонізовані молекули. Об'єм клітини становить приблизно 500 мкм3. Отже, за такої дози опромінення в клітині утвориться близько 1000 іонізованих молекул, а за смертельної дози для тварини 600 рад у клітині виникає 1 млн іонізованих молекул. На перший погляд, така кількість здається значною, але якщо врахувати, що клітина складається приблизно з 1012 молекул, то вийде, що за смертельної дози первісні зміни відбуваються тільки в одній молекулі з мільйона. Отже, після опромінення вступають у дію механізми, які підсилюють первісні наслідки. Перші фізико-хімічні реакції в організмі є ніби поштовхом до запуску наступних процесів, які, зрештою, призводять до променевого ураження організму.
Стадію впливу випромінювання на біологічні об'єкти, що зумовлює утворення іонів і збуджених молекул, можна назвати фізичною. Тривалість її коротка -- 10-16 с. За нею йде фізико-хімічна стадія тривалістю 10-11 с.
Слід пам'ятати, що не всі молекули в клітині мають однакові значення для її життєдіяльності, й нормальний хід біологічних процесів у ній може бути зумовлений невеликою кількістю молекул деяких речовин, а також цілісністю внутріклітинних структур.
Розглянемо хімічну дію іонізуючого випромінювання. Головною складовою частиною всіх живих організмів, у яких активно здійснюються процеси обміну речовин, є вода. Людський організм містить приблизно 65--85 % води, а деякі органи його тіла навіть більше -- до 90 %. Тому радіобіологи намагаються знайти відповідь на питання: що відбувається у воді й водяних розчинах під впливом іонізуючого випромінювання. Саме це є предметом досліджень радіаційної хімії води.
Розглянемо, що теоретично може статися за опромінення чистої води. Дослідження свідчать: молекули води будуть іонізуватися. Вони втрачають електрон і перетворюються на позитивний іон. Запишемо цю реакцію так:
Електрон, що відлітає, взаємодіє з нейтральною молекулою води й перетворює її в негативний іон -- Н2О-. Такі іони вкрай нестійкі. Цим іони Н2О+ і Н2О- відрізняються від іонів Н+ і ОН-, що утворюються під час електричної дисоціації молекул води. Продуктом розщеплення іонів Н2О+ і Н2О- є вільні радикали.
Під час розщеплення іонів води утворюються радикали ОН* і ОН- (крапка означає, що цей атом або група атомів є вільним радикалом). Якщо ж електрон знову приєднається до тієї молекули, з якої він вилетів, молекула знову стане електронейтральною, але перейде в сильно збуджений стан. Надлишкову енергію буде витрачено на розщеплення молекули з утворенням вільних радикалів. Отже, за впливу іонізуючого випромінювання на чисту воду виникають вільні радикали Н* і ОН*; де Н* -- атомарний водень. У такому стані атом водню може існувати тільки дуже короткий час -- за 10-5--10-6 с. У цей час два атоми водню з'єднаються разом, утворюючи молекулу водню, або вільні радикали, що виникають під час розщеплення молекули, Н* і ОН* з'єднуються, створивши знову молекулу води, або Н* втратить електрон, віддавши його іншому атому, й перетвориться на іон Н+, чи, нарешті, якщо у воді розчинена яка-небудь речовина, Н* може приєднатися до неї. Таким же нестійким є і вільний радикал ОН*. У цій сукупності атомів одна валентність кисню зв'язана з воднем, а інша залишається не зайнятою. Для перетворення в стійке з'єднання потрібне заміщення вільної валентності в радикалі ОН*. Треба, щоб непарний електрон став парним і в молекулі, що утворилася, була парна кількість електронів.
Радикал ОН* може виникати у воді без участі іонізуючого випромінювання в процесі хімічної реакції (наприклад, окислювання перекисом водню двовалентного заліза в тривалентне). Вільний радикал хімічно дуже активний.
За наявності у воді розчиненого кисню найімовірнішими будуть такі реакції:
іонізуюче випромінювання (hv) Н2О + О2 ОН* + НО2
або -Н* + О2 НО2.
Таким чином, розщеплення води, у якій є розчинений кисень, йде з утворенням молекул НО2. У рідинах організму зазвичай є розчинений кисень, тому утворення молекул НО2 є першим ступенем перетворення енергії іонізуючого випромінювання на енергію хімічних реакцій.
Молекули НО2, з'єднуючись, перетворюються в перекис водню й кисень НО2 + НО2 Н2О2 + О2.
За наявності у воді розчиненого з'єднання НО2, -- гідропероксиду -- через свої властивості він буде віднімати електрон від іншого з'єднання, перетворюючи його на іон НО-2, а останній у всіх розчинах, за винятком лугових, переходить у перекис водню: НО-2+Н+Н2О2.
Таким чином, за опромінення води, у якій розчинений кисень, повинен утворюватися перекис водню. Це справді відбувається під час опромінення такої води рентгенівськими та гамма-променями. Перекис водню, що утворився, можна кількісно визначити хімічними методами.
Перекис водню утворюється й у чистій воді, у якій не розчинений кисень, але у вимірних кількостях тільки за опромінення її альфа-частинками або протонами, тобто випромінюванням з великою щільністю іонізації. У цьому разі радикали ОН* утворюються в безпосередній близькості один від одного, тому найімовірнішою стає реакція з'єднання цих радикалів: ОН* + ОН* Н2О2.
Отже, розкладання води альфа-частинками й протонами зумовлює утворення перекису водню й молекулярного водню. Це ж саме можливе і в організмі, що опромінюється, але довести це важко, бо в його клітинах є дуже активний фермент каталаза, що розкладає Н2О2 відразу ж після її утворення на воду й кисень.
Різні живі організми навдивовижу не однаково реагують на іонізуюче випромінювання. Наприклад, розвиток одного з видів грибка може бути загальмований лише за 0,01 Р, водночас мухи, опромінені дозою 80 000 Р, літають, харчуються й поводяться нормально. Інфузорію вбиває доза значно вище 300 000 Р. Але й це не межа. Одноклітинна водорість хлорела -- цей ймовірний майбутній постачальник кисню, а можливо, й їжі для космонавтів, хоча й може «занедужати», але не гине від доз у мільйони рентгенів.
Нещодавно вчені лабораторії в Лос-Аламосі (США) помітили, що вода, яка оточує занурений у неї ядерний реактор, помутніла. Під мікроскопом у краплі води вчені виявили величезну кількість бактерій виду Pseudomanos. І це в умовах, коли доза у воді за вісім годин досягла 10 млн Р. Бактерії розмножилися, харчуючись іонообмінною смолою водяних фільтрів. Серед живих організмів бактерія Pseudomanos є найбільш стійкою до опромінення. Залишається загадкою, як за таких величезних доз бактерії можуть жити й розмножуватися. У клітинах навіть за значно менших доз мали б згорнутися білок і розірватися молекули ДНК.
Вражає те, у яких широких межах і як швидко може змінюватися радіочутливість клітин. Так, опромінення корінця рослини на відстані 1 см від його верхівки дозою у 200 000 Р викликає незначну тимчасову затримку росту, а раніше ці клітини цілодобово розташовувалися на самій верхівці кореня й доза лише в 30 Р була достатньою для значної затримки їх росту. За добу стійкість клітин до опромінення збільшилася в тисячі разів.
Різний ступінь чутливості характерний і окремим породам тварин одного виду й деяким штамам бактерій. Виділено, наприклад, штами кишкової палички, відносно резистентні й, навпаки, мало стійкі до опромінення.
У табл. 2.4 наведені дані про дози рентгенівських променів, що вбивають половину опромінених тварин. Спостереження проводилися впродовж 30 днів.
Таблиця 2
ДОЗИ, ЩО ВИКЛИКАЮТЬ ЗАГИБЕЛЬ ПОЛОВИНИ ОПРОМІНЕНИХ ОРГАНІЗМІВ. СПОСТЕРЕЖЕННЯ ПРОВОДИЛИСЯ ВПРОДОВЖ 30 днів
Вид тварини |
Доза, Р |
Вид тварини |
Доза, Р |
|
Морська свинка |
300--350 |
Кролик |
900 |
|
Свиня |
275--300 |
Птаха |
1000 |
|
Собака |
325--400 |
Амеба |
100 000 |
|
Миша |
350--500 |
Дріжджі |
30 000 |
|
Пацюк |
450--550 |
Інфузорія |
300 000 |
|
Мавпа |
500--550 |
Таку дозу називають 50 %-ою смертельною (летальною) дозою(LD50). Уже те, що за певної дози половина тварин гине, а решта залишаються живими, свідчить про різну чутливість до опромінення навіть тварин одного виду, однієї породи, інакше кажучи, все це свідчить про індивідуальні коливання радіочутливості.
На підставі вивчення нещасних випадків під час аварій ядерних реакторів та оцінювання вражаючі дії атомних бомб у Хіросімі та Нагасакі для людини LD50 дорівнює приблизно 400--600 Р.
Ссавці зазвичай більш чутливі до опромінення, ніж птахи, риби, амфібії, а тим більше молюски й одноклітинні. Пацюк, наприклад, у п'ять разів чутливіший до опромінення, ніж голуб.
Серед рослин розходження в радіочутливості окремих видів також дуже великі. Це доволі точно перевірено під час опромінення рослин на так званих гамма-полях. Рослини на них розсаджують колом на різних радіусах. У центрі кола знаходиться гамма-випромінювач, найчастіше . Зі збільшенням відстані від джерела доза випромінювання зменшується обернено пропорційно квадрату відстані. Знаючи потужність дози й час опромінення, можна розрахувати сумарну дозу, отриману рослинами на різних відстанях від джерела. Так одночасно досліджують дію різних доз гамма-випромінювання на значну кількість рослин.
Результати таких обстежень можуть допомогти з'ясувати, наскільки великий ризик для кожної людини окремо, усього людства й майбутніх поколінь, якщо опромінення перевищує звичайну сумарну життєву дозу 5--7 Р. Після таких обстежень мають бути зроблені дуже серйозні висновки, але зробити їх доволі важко, адже для цього потрібно накопичити великий і якісний статистичний матеріал.
Іонізуюче випромінювання негативно впливає на організм, тому ідеальним для людства було б зберегти на землі природний рівень опромінення й попередити будь-яку можливість його перевищення. Недарма передові вчені світу виступають за заборону ядерних випробувань, ліквідацію небезпеки ядерної війни. Радіобіологі спонукують лікарів зменшувати кількість обстежень за допомогою рентгенівських променів, обмежуючи їх випадками, де користь від постановки правильного діагнозу за допомогою рентгенівського апарата перевищує можливу шкоду від його використання. Зауважимо також, що останніми десятиліттями неодноразово переглядалися в бік зниження встановлені санітарним законодавством гранично допустимі дози опромінення під час роботи з джерелами випромінювання та радіоактивними речовинами.
Ми розглянули вплив великих доз опромінювання на організм живих істот. Разом з тим проблема постійного впливу малих доз унаслідок ядерної катастрофи у Чорнобилі привертає серйозну увагу вчених. Але що ж слід вважати малою дозою за постійних впливів? Очевидно, за малі треба прийняти дози, які можна порівняти з природним фоном, та які перевищують його лише на один-два порядки, тобто в десятки, сотню разів.
Подобные документы
Оцінка факторів виробничого середовища і трудового процесу лікаря-рентгенолога: шкідливі хімічні речовини, вібрація, шум, інфразвук, ультразвук, електромагнітне випромінювання, електростатичне поле, постійне магнітне поле, мікроклімат у приміщенні.
контрольная работа [45,3 K], добавлен 18.01.2008Хімічні фактори небезпеки. Токсична дія шкідливих речовин на організм людини, гранично допустимі концентрації. Укриття населення в захисних спорудах. Призначення і класифікація сховищ, вимоги до побудови. Протирадіаційні та найпростіші укриття.
реферат [38,0 K], добавлен 22.11.2010Закон України "Про охорону праці". Шкідливі та отруйні речовини на виробництві. Граничнодопустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони. Загальнообмінна вентиляція, місцева вентиляція, встановлення витяжних шаф. Режим праці і відпочинку.
реферат [20,7 K], добавлен 29.02.2012Хімічні речовини, які можуть викликати масові ураження населення при аваріях з викидом (виливом) в повітря. Речовини з загальною отруйною та переважною дією удушення. Фактори безпеки функціонування хімічно небезпечних об’єктів та захисні заходи.
реферат [28,5 K], добавлен 18.02.2009Промисловий пил, його вплив на організм і заходи щодо боротьби з пилом. Визначення і класифікація виробничих шкідливостей. Шкідливі хімічні речовини. Вібрація, її вплив на працівників та методи захисту. Вогнестійкість будівель, споруд, її підвищення.
контрольная работа [30,8 K], добавлен 07.12.2013Опис негативного впливу на організм людини вібрацій, шуму, електромагнітного поля, іонізуючого випромінювання, електричного струму (термічна, електролітична, механічна, біологічна дія) та хімічних речовин (мутагенний вплив на репродуктивну функцію).
контрольная работа [39,0 K], добавлен 18.05.2010Загальна характеристика небезпечних професій. Специфіка розвитку синдрому хронічної втоми - "синдрому менеджера". Вплив відчуття несправедливості на організм людини. Особливості вирішення проблеми "синдрому вигоряння" в Японії. Рейтинг стресових професій.
реферат [21,5 K], добавлен 18.01.2010Шкідливі виробничі фактори: їх види та вплив на організм працівників. Механізм дії шуму, вібрації, промислових випромінювань та їх вплив на людину. Забезпечення безпеки працюючих від їх дії. Професійні захворювання: причини розвитку та профілактика.
реферат [21,9 K], добавлен 04.10.2014Вплив виробничого середовища на здоров'я та працездатність населення України. Основні причини виникнення экологічних криз та їх вплив на населення. Зростання споживання сировинних ресурсів.
курсовая работа [34,3 K], добавлен 17.07.2007Розвиток охорони праці, зв’язок з іншими дисциплінами. Небезпечні та шкідливі виробничі фактори, їх класифікація. Правові та організаційні питання охорони праці. Вимоги безпеки при експлуатації технологічного обладнання виробництв харчової промисловості.
курс лекций [83,2 K], добавлен 25.11.2010