S. P. LANDAU-TYLKIN
Viața în biosferă provine din două surse principale de energie - de la radiația solară și energia atomică radioactivă. VI VERNADSKY
Toată lumea știe despre utilizarea pașnică și militară a energiei atomice (nucleare) astăzi. Cu toate acestea, fondul natural de radiații al Pământului și efectul său asupra ființelor vii sunt mult mai puțin scrise. Acest lucru este de înțeles - decadele de la satul de scurgere a le chimice prima bombă atomică biologi, medici, chimiști și fizicieni a fost atras de studiul de a deteriora prima acțiune de protecție și de la artificiale, ca să spunem așa, de radiații. La noi vorbirea se va descurca cu naturale, naturala si iradiere.
CE ESTE RADIAȚIA NATURALĂ?
Faptul că Pământul zboară prin ploaia particulelor de energie înaltă a fost descoperit pentru prima dată în 1912. Apoi, fizicianul austriac Victor Hess sa urcat într-un balon și a observat o discrepanță în frunzele electroscopului. La stațiile și expedițiile cu altitudine ridicată, sondele stratosfere și în zborurile orbitale sunt investigate razele cosmice: compoziția, intensitatea, energia și soarta lor.
Primele radiații cosmice, provenite din univers în atmosfera pământului, constau în principal din protoni, precum și din nucleele "goale" de elemente grele. Energia particulelor provenite din spațiu este mai mult de milli-arc decât energia particulelor în acceleratoarele nucleare puternice. În atmosferă, particulele cosmice se ciocnesc cu nucleele de gaze, care de obicei distrug particulele și nucleele. Produsele unei astfel de divizări pot avea și o enormă energie. Coliziunea lor cu alte nuclee generează noi procese distructive. În acest fel, compoziția razelor cosmice se schimbă odată cu trecerea atmosferei, iar energia scade.
Intensitatea razelor cosmice depinde de latitudinea și altitudinea terenului deasupra nivelului mării. De exemplu, la ecuator, în comparație cu moderat în căscat, este mai mult de aproximativ 10%. În latitudinile artificiale la nivelul mării, intensitatea razelor cosmice este de 28-30 mrad / an, la o altitudine de 3000 m, de trei ori sau de patru ori mai mare. Un rad (din doza absorbită de radiații engleze) - unitate de doză absorbită de radiație ionizantă - corespunde absorbției de energie de 100 ergs într-un gram de substanță. Millirad (mrad) este o mie. Acest lucru este foarte mic: de exemplu, pentru a încălzi 1 g de apă la 1 ° C. nevoie de 42 * 10 6 ergs.
Dar fundalul natural de radiații nu este doar radiații cosmice. Un rol serios îl joacă radiația de elemente radioactive situate peste tot în stratul de suprafață al crustei pământului. În ultimele decenii, mii de măsurători ale fondului radioactiv natural au fost efectuate în diferite țări. A devenit clar că, până la iradiere, o persoană depinde de localitățile în care trăiește, de la apa pe care o bea, de la materialul din care este construită casa.
Un mod sau altul, nivelul mediu al radiației externe de la radioactivitatea Pământului este luat la 50 mrad pe an. Doza medie totală pe care o persoană o primește din întregul fond natural de radiații este considerată a fi aproape de o sută de millirades pe an (Figura 1).
Radiații de fond natural. Cifrele pentru împușcături sunt doza anuală în miliarde de euro. Săgeți care vin de sus - de la radiația cosmică, de jos - de la radioactivitatea Pământului, săgeți rupte - doza de radiații interne
Cu toate acestea, în zonele de munte, bogat pavilion nou sau toriu (de exemplu, în sud-estul Indiei, în partea de est a Africii de Sud), nivelul radiației solului, și, în consecință, fondul total de radiații a fost întotdeauna în zeci de ori mai mult.
Creaturile vii din pacate penetreaza si radiatiile izotopilor radioactivi care fac parte din organismele in sine. Pentru o persoană, aceasta este în principal radiocarbon (40 K), se concentrează în principal în jurul mușchilor și oferă o doză de 20 mrad / an. Doza totală de la alți izotopi radioactivi ai corpului uman (14 C, 3 H. radium, radon, thoron) este de numai 2 mrad / an.
Dar, pentru viermele care acoperă iazurile verzi din vară, principala sursă de radiație internă este radiația, pe care o extrage din apă și stochează în corpul ei. Alte organizații sunt dependente de alte radioizotopi.
CAN VEZI, ATENTIE RADIATIE?
Judecand de faptul ca, chiar si dupa ce a primit o doza fatala (cu bombardament atomic sau accident), o persoana nu simte si, uneori, nu stie ce este iradiat, intrebarea ar trebui sa aiba un raspuns negativ. Cu toate acestea, acest lucru nu este în întregime adevărat. Adevărat, organele senzoriale speciale, receptorii specifici pentru percepția radiațiilor ionizante la om nu. Dar în întuneric, o persoană poate vedea radiații cu raze X sau radiații X: arată ca o lumină slabă, pâlpâitoare și albastră.
Senzație de lumină slabă se produce atunci când opt millirentgenah pe secundă și o doză totală de 50 mR reduce deja sensibilitatea lumina-mana ochi, la 100-1000 raze x lentile tulbure (fascicul Ka-tarakta).
La animale, o iradiere cu raze X puternice dă naștere unor senzații neplăcute. Astfel, melcul de grădină închide cavitatea manta, furnici pe-Chin griji, alerga, mustață perie (probabil pentru o mai bună ra-zobratsya: ce se întâmplă) și să încerce să scape de zona iradiată. Șobolanii lasă un colț preferat întunecat al celulei, dacă există un flux de radiații, și trec pe partea iluminată, dar neiradiată.
Dar astfel de observații se fac cu intensitatea fluxului de radiații sute de mii de ori mai mari decât naturale
INFLUENȚA NATURALĂ A RADIAȚIEI ASUPRA VIEȚELOR DE VIAȚĂ?
Este o acțiune constantă a dozelor omniprezente de radiații importante pentru biosferă? Merită să vorbim despre o cantitate naturală redusă de energie? Da, merită. Dar mai întâi în ordine.
Când au început să determine doza letală, a devenit clar că radiosensibilitatea organismelor este foarte diferită; Nye doză letală la maimuțe 500-550 rad o zi, ciliate aceeași muri LIS 300 mii. Rad, și chiar unele bacterii pot trăi în interiorul reactorului nuclear, când iradiat monstru SG 10 Mill. Rad o zi.
Sensibile în special la radiații sunt organismele tinere, în creștere. Dar animalele și plantele care se află în stare de repaus, în timpul hibernării sau în timpul anesteziei, dimpotrivă, sunt mai puțin sensibile. De exemplu, răsadurile de pin sunt de trei ori mai rezistente la radiațiile gamma ca iarna, când se află într-o stare de repaus. Marmoturile și veverițele în timpul hibernării mențin o iradiere de 10 ori mai mare decât într-o stare de alertă.
Chiar și sensibilitatea individuală a animalelor dintr-o specie, vârstă, sex și sex este diferită. Astfel, în experimentele cu iradierea unui grup de șoareci, primul șoarece a murit la o doză de 200 rad, jumătate dintre animale dezintegrate cu o durată de viață la 400 rad și cele mai rezistente la radiații radio doar la 800 rad.
Pentru a înțelege ce se întâmplă în organism sub acțiunea radiațiilor, a fost efectuată o cantitate imensă de cercetări. Ni sa spus ce schimbări au loc în celule, cum se comportă ADN, ARN, proteine, cum se schimbă procesul de divizare.
Totul pornește de la faptul că cuanții și particulele absorbite pătrund în corp. Energia lor depășește cu un milion sau mai mult energia obligatorie dintre atomi în moleculele organice și moleculele se desfac. Se formează radicali liberi. Astfel, în prima secundă de iradiere, începe a doua etapă a acțiunii radiației - se poate numi biochimică. Modificate, moleculele active chimic perturba cursul normal al reacțiilor biochimice. Există un proces tot mai mare de afectare lucenică, o schimbare a funcțiilor organelor și a structurii lor.
Nu vom analiza ce se întâmplă în organism cu radiații puternice, dăunătoare. Este important să știm că chiar și dozele foarte mici de expunere (fond de radiații naturale) pot da un efect biologic semnificativ.
Radiația controlează evoluția
Renumitul radiobiolog sovietic Aleksey Mikhailovich Kuzin consideră că energia nucleară naturală a jucat un rol important în sinteza moleculelor organice primare și apariția vieții pe Pământ. El își bazează opinia asupra faptului că fundalul natural din acele epoci geologice îndepărtate poate fi de o mie ori sau mai mult decât actualul. În plus, moleculele de hidrocarburi nu absoarbe energia ultravioletului și a luminii vizibile și numai energia enormă a radiației nucleare le-ar putea împărți, generând radicali activi capabili de sinteză ulterioară.
Influența fondului natural al radiațiilor și asupra evoluției vieții este foarte gravă. Iată faptele. Frecvența mutațiilor spontane este mică: 10 -3 -10 -6 pe celule genitale ale organismelor de o generație. Se pare, ce valoare poate avea schimbarea unei singure gene într-unul din milioane de germeni? Dar organismul complex are multe mii de gene și fiecare poate muta. Se estimează că la această frecvență de mutație pe un hectar de grâu, unde 2 milioane de tulpini cresc, 40 000 de plante vor avea o genă mutantă, mutantă. Se crede că la om, 25% din schimbările spontane ale substanței înmulțite se datorează influenței radiației naturale.
Probabil, proporția mutațiilor spontane, fiind născut în radiații naturale în epoca geologică trecut a fost mult mai grav: nivelul de radiații de fond a fost mult mai mare și, în plus, organismele care nu au dezvoltat încă sistemele de protecție împotriva radiațiilor.
Relația dintre evoluția plantelor și radioactivitatea crustei pământului
În Fig. 2 prezintă evoluția plantelor și schimbările în radioactivitatea crustei pământului. Această schemă explică de ce speciile primitive antice sunt mai rezistente la radio. La urma urmei, s-au format într-un fond natural mai înalt.
La fel cu animalele. Insectele sunt foarte rezistente la iradiere - aspectul lor datează din perioada Siluriană. Dintre animalele post-viabile, cei mai îndurați sunt cei bolnavi: șerpii, de exemplu, mor
la 3-18 mii rad. Sunt pești radioactivi. Cele mai dulci animale sunt "creaturile lumii", mamifere; doza letală (de la șoareci la oameni) este de aproximativ 350-550 rad.
FACILITĂȚI DE RADIAȚIE ȘI SUBIECTELE VIEȚII
Probabil, acum influența fondului de radiații nu este atât de puternică ca în epoca geologică din trecut. Există două motive: nivelul radiației naturale a fost redus, iar creaturile vii s-au adaptat.
Indirect, acest lucru este evidențiat de experimentele radiobiologilor sovietici Yu.O. Raushenbach și OA Monastyrskaya. Soarecii-câmpul-wok, care locuiau în locuri cu diferite niveluri de radiații naturale, au fost plasați în celule mari. Cuiburile au fost construite în celulele vole. Și apoi, sub cuib, puneți un recipient cu cesiu-137. Intensitatea radiațiilor a fost de 30 mii de ori mai mare decât intensitatea naturală. Aceasta a generat imediat o impresie puternică asupra volesului - un localnic cu zone cu un nivel normal de radiații. Au început să alerge, îngrijorați și apoi au amestecat cuibul în colțul cuștii, cel mai îndepărtat de cesiu. Vole din regiuni, zeii cu minereuri radioactive, nu au acordat atenție iradierii.
Toată viața și ziua și noaptea devine partea ei de radiații. Și nu există nici un motiv să afirmăm. ca și cum fondul natural de radiații nu afectează procesele biochimice. Doar că nu știm încă ce, în funcționarea normală a organismelor, depinde de radiația naturală care acționează întotdeauna și peste tot - cuantele gamma și particulele radioactive.
Descoperirea aici poate fi cea mai neașteptată dată. De exemplu, DM Grodzinsky a crezut că mai mult de un miliard de particule beta au pătruns în rădăcinile de secară care cresc pe un metru pătrat de sol pe minut. El presupune că această energie naturală de radiație provine din sol care ajută la sinteza substanțelor organice în rădăcinile plantelor.
Ei bine, acum trebuie să vorbim despre ultimele schimbări în fundalul radiațiilor. Testele de bombe nucleare și de hidrogen din 1961-1962 au crescut, de exemplu, conținutul de 14 C în atmosferă aproape de două ori (deși numărul absolut al acesteia nu este ridicat). Timpul de înjumătățire al acestui izotop este de 5600 de ani, deci consecințele sunt foarte lungi.
Ființele vii nu numai că absorb izotopi, ci și le acumulează în corpurile lor. Prin urmare, chiar și o mică creștere a izotopilor de radionuclizi într-o anumită localitate se poate transforma într-un dezastru pentru plantele și animalele locale. Asta e doar o confirmare.
În anii 60, locuitorii orașelor americane, localizați la gura râului Columb, au găsit o radioactivitate crescută. Sa dovedit că plantele care au stat deasupra râului au evacuat deșeurile de zinc radioactiv (65 Zn) în el. Și stridiile locale, pe care oamenii le consumau cu plăcere, au acumulat zinc în corpul lor. Concentrația de zinc în stridii a fost de 200 mii de ori mai mare decât în apă. Ca urmare, oamenii au suferit și ei.
După moartea animalelor și plantelor, izotopii se întorc în sol, în apă și încep din nou să se miște de la un organism la altul.
În ceea ce privește o anumită creștere a fondului radioactiv din cauza utilizării pașnice a energiei atomice, se pare că nu este periculoasă până când nu se ating anumite limite. În sprijinul acestui punct de vedere, ne putem referi la lucrarea omului de știință indian A. P. Gopal-Eingar. El a examinat starea de sănătate a 70 de mii de locuitori din Keral. în care fondul de radiații datorat minereurilor cu capătul gol, este de 20 de ori mai mare decât media pe Pământ. Nu au existat abateri în momentul sarcinii, fertilității și mortalității nou-născuților, nu a găsit-o. Este adevărat că majoritatea populației acestui stat sunt descendenți ai multor generații de oameni care locuiau acolo și, probabil, se adaptează într-o oarecare măsură la fondul ridicat de radiații.
În zilele noastre, omenirea acordă tot mai multă atenție protejării mediului înconjurător de plecările dezastruoase ale civilizației. Cu toate acestea, contaminarea radioactivă din utilizarea pașnică a energiei atomice nu trebuie să fie deosebit de temută: dozele preliminare acceptabile sunt stabilite în același timp cu începutul aplicării sau chiar mai devreme. Metodele de protecție sunt în continuă îmbunătățire. Acest lucru a făcut industria nucleară unul dintre cele mai sigure sectoare ale economiei. În orice caz, nu crește fondul natural radioactiv global.
Înregistrări similare:
Trimiteți-le prietenilor: