b-IRITAREA, IMPACTUL LUI LA SĂNĂTATEA UMANĂ,
Determinarea contaminării fungice prin emițătorul b
radionuclizi
Artist al lucrării - Zavyalov Mikhail (11 celule), liceu, poz. Thais
Grafica computerizată - Zavyalov Mikhail
Managerii: Dunaeva I.N. Miroshkina S.M. Mironov Yu.T.
Radiația ionizantă este radiația care duce la ionizarea atomilor sau a moleculelor neutre din punct de vedere electric. Unul dintre tipurile de radiații ionizante este radiația b.
Radiația b (particule b) este un electron încărcat negativ sau poziția sa antiparticulară. Particulele B sunt radiate în electroni radioactivi și în decantele positronului b.
Posibilitatea decolării b este determinată de faptul că nucleul inițial radioactiv are o masă mare (și o energie de odihnă) decât produsele degradării b. Energia de odihnă excesivă este eliberată sub forma energiei cinetice a electronului (pozitron), energia electronului antineutrino (neutrino) și nucleul fiicei.
De exemplu, un neutron are o masă mai mare decât suma maselor unui proton și a unui electron. Prin urmare, se descompune, dând un exces de masă antineutrino-ului de electroni:
Acesta este cel mai simplu tip de b-decay (b-decay electronic). Aceasta trece cu o durată medie de viață t = 15 min (aceasta este durata de viață a neutronilor) ("Fizica nucleară interesantă" de KN Mukhin.).
Positronul b-decay pare puțin diferit:
În general, decalajul de pozitroni b este observat mult mai rar decât cel electronic, deoarece ea nu are loc deoarece protonul este mai mare decât suma maselor de neutroni și de electroni, așa cum a fost în decăderea electronică b, ci datorită energiei protonilor pe care o ia de la nucleul atomului în care se observă această descompunere. Dacă nu "împrumută" energia, positronul b-decay nu va fi posibil.
Particulele b emise în acest mod au o mică permeabilitate (lungimea căii în țesut nu depășește 2 cm). Dar, în ciuda acestui fapt, radiația B provoacă mari daune sănătății umane.
Există două tipuri de expunere la corpul uman: expuneri externe și interne.
Iradierea externă. Doza de iradiere exterioară se calculează pe baza măsurătorilor de radiații care au loc pe suprafața corpului, presupunând că este cunoscută doza de iradiere care pătrunde în țesuturi. Particulele b sunt puternic absorbite în țesuturi, astfel încât numai straturile de suprafață sunt expuse la radiații b externe. Astfel, acest tip de radiații face de obicei o mică contribuție la iradierea exterioară, deși leziunile cutanate pot să apară la doze mari.
Iradierea internă. Cele mai importante surse de iradiere internă sunt izotopii care sunt absorbiți de țesuturi.
Cantitatea principală de substanțe radioactive care intră în corpul uman este conținută, de regulă, în produsele alimentare. Dar când particulele insolubile sunt prezente în atmosferă și riscul de absorbție prin tractul gastrointestinal este neglijabil, eliberarea de substanțe radioactive prin sistemul respirator poate deveni sursa primară de expunere la populație.
1.1. Efectul biologic al radiației b asupra celulelor și țesuturilor
Etapa inițială a oricărui efect biologic al radiației b este asociată cu absorbția în interiorul celulei a energiei eliberate ca urmare a ionizării. Prin urmare, este recomandabil să se descrie legile generale care reglementează efectul radiației asupra celulelor și țesuturilor individuale.
Cell. Energia eliberată printr-o singură ionizare este absorbită într-o foarte mică parte din volumul total al celulei; daunele directe afectează moleculele numai în această parte. În cele mai multe celule, există o abundență de componente moleculare identice care sunt actualizate dacă centrele de control rămân intacte. În acest caz, tulburările în unele dintre aceste molecule regenerabile nu produc efecte specifice. Pe de altă parte, centrele de control funcții individuale din interiorul celulei, sunt asociate seturi de gene, fiecare dintre acestea fiind considerate a fi parte dintr-o foarte mare de molecule de acid dezoxiribonucleic (ADN). Deteriorarea unui singur membru al unei astfel de perechi poate fi importantă pentru viața celulei. Probabilitatea deteriorării genei este proporțională cu numărul total de ionizări care apar în celulă, indiferent de timp.
Deteriorarea la nivel molecular și chiar la nivel structural este restabilită în anumite condiții; Gradul de reparare poate varia în funcție de udarea țesuturilor, activitatea lor metabolică, conținutul de oxigen și alți factori. Multe procese, aparent, sunt ireversibile și pot fi letale. Efectele letale pot apărea în două moduri: moartea timpurie a celulei sau întreruperea proceselor normale de reproducere, ceea ce duce în cele din urmă la moartea sa. În schimb, celula poate supraviețui cu daune ireversibile, care, dacă este de natură genetică, va fi moștenită de celulele fiice.
Stofe. Moartea unei celule individuale în țesuturi cu metabolism normal și reproducere celulară este un eveniment comun. Capacitățile de reproducere a resurselor în majoritatea acestor țesuturi, precum pielea sau măduva osoasă, sunt semnificative, caz în care moartea celulelor devine importantă numai atunci când acest fenomen are un caracter de masă sau când creșterea ratei morții celulare nu este compensată prin reproducerea de noi celule. Dacă țesutul nou format este format din celule sănătoase, țesutul funcționează normal. Cu toate acestea, în cazul în care există acumularea de celule cu tulburări și reproducerea are loc într-un ritm lent, activitatea vitală normală a țesutului începe să se deterioreze. Se crede că, ca urmare a acestui fapt, poate apărea un proces de formare a cancerului și poate apărea îmbătrânirea țesutului.
Cu toate acestea, o persoană nu înlocuiește celulele în toate țesuturile. Unele dintre celule într-un număr limitat sunt conservate de la naștere pe tot parcursul vieții, de exemplu, neuronii sistemului nervos central. Pierderea acestor celule nereproductibile are consecințe foarte importante.
Organismul ca un întreg. Un astfel de organism complex, ca persoană, depinde de interacțiunea factorilor nervoși și a dietei. Rezistența lanțului este determinată de cea mai slabă legătură, în același mod, dacă orice țesut încetează să-și îndeplinească funcția, afectează întregul corp. Astfel, bolile și cauzele morții patologi sunt clasificate de acele sisteme care au fost afectate.
Plecând de la ceea ce sa spus, este oportun să se facă distincția între efectul direct al iradierii în doze mari și efectele pe termen lung după iradiere în doze mici.
1.2. Acțiune directă de iradiere în doze mari
Efectul radiației apare foarte rapid numai după iradierea în doze mari de putere mare (zeci și sute rad la o doză mai mare de 1 rad / min). În acest caz, un număr semnificativ de celule mor. Iradierea în astfel de doze duce la moartea rapidă a organismului.
În cazul unor doze mai mici, dar încă ridicate, efectele enumerate ale iradierii sunt puțin probabile și moartea celulară în țesuturile caracterizate de rate mari de reproducere a celulelor va constitui un pericol major. În tractul digestiv, în special în intestinul subțire, membranele mucoase sunt cele mai grav afectate.
Cele mai grave modificări ale iradierii în doze mai mici sunt de obicei înregistrate în țesuturile hematopoietice. DL50 Valoarea (doza care provoacă moartea a 50% din organismele vii), în condițiile de iradiere acută umană este de aproximativ 400-600 rad, moartea se produce prin hemoragiilor, datorită numărului redus de celule sanguine sau a bolilor infecțioase datorate atenuării protecției imunologice asociate cu celule albe din sânge și a produselor din viața lor.
Efectele precoce ale înfrângerii hematopoiezei pot fi observate după iradiere în doze de 10-50 rad.
1.3. Efecte la distanță
Efectele pe termen lung ale expunerii la radiații poate avea loc după o anumită perioadă de latență după expunerea la doze mari de non-letale, la o rată ridicată a dozei sau după o expunere prelungită la o doză mare totală suficient la doze mici. Efectele iradierii asociate cu contaminarea radioactivă a alimentelor reprezintă rezultatele ultimului tip de iradiere. Consumul de produse alimentare în care acumularea de radionuclizi este cauzată de poluarea mediului nu poate deveni cu greu un factor important al distrugerii radiațiilor directe acute. În cazul în care contaminarea alimentelor în acest mod atinge un nivel atât de mare încât devine posibilă exprimarea directă a leziunilor, în acest caz, factorul decisiv este acțiunea de expunere externă: ea se manifestă înainte ca radioactivitatea produselor alimentare atinge niveluri ridicate.
Efectele pe termen lung ale iradierii pot fi împărțite în două tipuri:
- efectele genetice se manifestă în generațiile imediate sau îndepărtate ale persoanelor iradiate;
- efectele somatice sunt detectate după o perioadă latentă direct în rândul persoanelor iradiate.
Efectele genetice sunt rezultatul deteriorării mecanismelor genetice în celulele sexuale ale persoanelor iradiate. Leziunea poate apărea la nivel molecular și poate fi exprimată în forma modificată (mutație) a genei predecesoare. În plus, poate exista o restructurare a structurii cromozomilor, în care sunt localizate genele. Cel mai frecvent tip de leziune este o leziune care apare în celulele precursoare ale țesuturilor generatoare - ovocite sau spermatogonia.
Efecte somatice. Deși efectele somatice se manifestă direct în cazul persoanelor iradiate, acestea pot totuși să fie asociate cu efectul radiației asupra mecanismelor genetice care acționează în celulele somatice. O trăsătură distinctivă este că activitatea vitală a tuturor celulelor somatice încetează odată cu moartea unei persoane. Genealogia celulelor generatoare trece de la o generație la alta, iar tulburările în ea pot avea consecințe diferite.
Efectele fizice pe termen lung ale iradierii, care au primit cea mai mare atenție, sunt apariția diferitelor tipuri de cancere și mai ales a leucemiei. Schimbările degenerative timpurii și tumorile canceroase se dezvoltă în special în țesuturile în care are loc depunerea selectivă și acumularea de substanțe radioactive. Dintre aceste țesuturi, un loc special este ocupat de glanda tiroidă și țesutul osos, efectul radiației asupra căruia este deosebit de important atunci când se evaluează riscul de contaminare radioactivă a mediului cu produse de fisiune nucleară.
Cu toate acestea, obținerea de doze mari de 100 sau 1000 rad poate apărea numai după testele cu arme nucleare sau după accidentele la centralele nucleare (Radioactivitatea și alimentația umană, editat de R. Russell).
3. Modul de lucru
Pentru măsurători și calcule am folosit radiometrul B "Beta" radiometru. Acest dispozitiv a fost selectat din mai multe motive.
În primul rând, dispozitivul are o fereastră cu pereți subțiri detector de intrare de grosime mică (film grosime lavsanovaja „50 microni), cu o mare suprafață a ferestrei de intrare (5,5X6,5 cm sau 35,75 cm 2) și o detecție ridicată de particule de eficiență b.
În al doilea rând, o unitate de plumb este atașată dispozitivului, care coboară g-telefonul de la surse externe de radiație de aproximativ trei ori (în cazul nostru) din cauza zidurilor de 2 centimetri.
Procedura pe care am folosit ( „Determinarea volumului (OA) și) activitatea specifică MA (nuclidele b -izluchayuschih în probele“) conținute în pașaportul dispozitivului „Beta“.
4. Rezultatele muncii
Folosind tehnica de mai sus, am măsurat rata de numărare a fundalului (impulsuri de fond) și am măsurat rata de numărare din probă (impulsuri din eșantion). Am luat măsurători în fiecare zi timp de 3 zile consecutive. Înainte de măsurători, dispozitivul a fost încălzit (conform pașaportului) timp de cel puțin 60 de minute. Acest lucru a asigurat o mai mare acuratețe a măsurătorilor decât fără încălzire.
În prima zi înainte de măsurătorile ratei de numărare am măsurat rata de numărare a impulsurilor de fundal fără a proteja casa de plumb. Apoi, luând măsurătorile, am calculat că viteza de numărare a fundalului din casă este de aproximativ 3 ori mai mică decât în exterior.
Toate cele trei zile programul de măsurare a fost același: au fost efectuate primele 3 măsurători ale ratei de numărare a fundalului, apoi 3 măsurători ale vitezei de numărare din probă și, în final, alte 3 măsurători ale vitezei de numărare a fundalului.
După măsurători, am calculat valoarea aritmetică medie a ratelor contabile. Apoi, înlocuindu-le în formula de calcul a activității specifice (vezi "Metodologia"), a fost calculată activitatea specifică a ciupercilor.
Datele obținute sunt împrăștiate datorită naturii statistice a cantității măsurate. Eroarea fiecărei măsurători în cazul nostru este egală cu rădăcina pătrată a numărului de contori. Astfel, pentru o lungă perioadă de timp măsurând (la un moment dat sau însumând multe măsurări non-lungi), vom reduce valoarea erorii relative. Măsurătorile multiple îmbunătățesc acuratețea rezultatelor finale ale muncii și evită greșelile grave.
Fig. 1. Ciuperci albe, bolete (Boletus edulis).
Fig. 2. Fluturașul este fracturat (Xerocomus chrysenteron).
Fig. 3. Harta regiunii Gatchina cu locul de prelevare a probelor de ciuperci notate pe aceasta.
Pe baza rezultatelor lucrărilor efectuate, au fost elaborate două tabele care conțin rata de numărare a fundalului și rata de numărare din eșantion.
Contorul de viteză în contexte
Am compilat, de asemenea, o diagramă care compară rata de numărare a fondului și rata de numărare din eșantion.
Aceste grafice și tabele arată că există o poluare vizibilă (efectul este de trei până la șase ori mai mare decât eroarea statistică a măsurătorilor). Folosind aceste date, am calculat VA (activitatea specifică) a ciupercilor:
5. Concluzii și recomandări
După măsurători, se poate concluziona că fungii UA nu depășește telecomanda (adică, ciupercile pot fi consumate), dar deoarece prezența contaminării sensibil, fungii UA (inclusiv Pudostskogo de lemn), este de dorit pentru a controla cantitatea de contaminare, t . a. experienţa arată că radionuclizii radioactive cad ejectat inegal într-un accident care duce la o diferență mare în nivelurile de contaminare și posibilitatea de depășire a telecomenzii localităților specifice.
6. Literatura utilizată
- Radioactivitatea și alimentația umană, Moscova, Atomizdat, 1971, editată de R. Russell.
- VA Zaytsev, A.I. Grivkov, Cesiu radioactiv - 137 Cs, Moscova, Gosatomizdat, 1961.
- Y. Sebrant, Acțiunea biologică a radiației b externe, Moscova, Atomizdat, 1970.
- Pașaport la radiația b-radiație "Beta", 1986.
- KN Mukhin, Dirijat de Fizica Nucleară, Moscova, Atomizdat, 1972.
- Spetsizmereniya. Organizarea și conducerea controlului radiațiilor asupra produselor alimentare, Leningrad, Societatea "Cunoștințe", 1988.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: