Радиационная экология.радиоактивность

Воронежский Государственный Университет

Физический  факультет 
 
 
 

Реферат

по Экологии

на тему:

«Радиационная экология» 
 
 
 
 

Выполнил:                                                    Студентка 1 курса очного отделения

                                                                       8 группы физического факультета

                                                                                                       Пашенцева В. Н.

Научный руководитель:                                                                       Лукин А. Н. 
 
 
 

Воронеж

2011 г. 

Содержание:

1. Введение……………………………………….……………………………3

 

2. Понятие радиации и радиоэкологии………………..…………………….5

 

3. Виды радиоактивного излучения……………………………..…………..8

 

4. Естественные  источники радиации…………………………..……….….9

 
 

5. Источники радиации, созданные  человеком (техногенные)……….….14

 

6. Влияние радиации на человека……………………………………….….19

 
 

7. Защита  от радиации………………………………………………………22

 

8. Интересные  факты о радиации………………………………………..…25

 
 

9. Заключение………………………………………………………………..26

 

10. Список  литературы……………………………………………………….27

 
 
 
 
 
 
 
 

2.

Введение

С давних времен человек совершенствовал  себя, как  физически, так и умственно, постоянно  создавая и совершенствуя  орудия труда. Постоянная нехватка энергии  заставляла человека искать и находить новые источники, внедрять их не заботясь о будущем. Таких примеров множество: паровой двигатель побудил человека к созданию огромных фабрик, что  за собой повлекло мгновенное ухудшение  экологи в городах. Другим примером служит создание каскадов гидроэлектростанций, затопивших огромные территории и изменившие до неузнаваемости экосистемы отдельных  районов. В порыве за открытиями в  конце XIX в. двумя учеными: Пьером Кюри и Марией Сладковской-Кюри было открыто явление радиоактивности. Именно это достижение поставило существование всей планеты под угрозу. За 100 с лишним лет человек наделал столько глупостей, сколько не делал за все свое существование. Давно уже прошла Холодная война, мы уже пережили Чернобыль и многие засекреченные аварии на полигонах, однако проблема радиационной угрозы никуда не ушла и посей день служит главной угрозой биосфере.

Радиация  играет огромную роль в развитии цивилизации  на данном историческом этапе. Благодаря  явлению радиоактивности был  совершен существенный прорыв в области  медицины и в различных отраслях промышленности, включая энергетику. Но одновременно с этим стали всё  отчётливее проявляться негативные стороны свойств радиоактивных  элементов: выяснилось, что воздействие  радиационного излучения на организм может иметь трагические последствия. Подобный факт не мог пройти мимо внимания общественности. И чем больше становилось  известно о действии радиации на человеческий организм и окружающую среду, тем  противоречивее становились мнения о том, насколько большую роль должна играть радиация в различных  сферах человеческой деятельности.

К сожалению, отсутствие достоверной  информации вызывает неадекватное восприятие данной проблемы. Газетные истории  о шестиногих ягнятах  и двухголовых  младенцах сеют панику в широких  кругах. Проблема радиационного загрязнения  стала  одной из наиболее актуальных. Поэтому  необходимо прояснить обстановку и  найти верный подход. Радиоактивность  следует рассматривать как неотъемлемую часть нашей жизни, но без знания

3.

закономерностей процессов, связанных с радиационным излучением, невозможно реально оценить ситуацию.

Для этого создаются  специальные  международные организации, занимающиеся проблемами радиации, в  их числе  существующая с конца 1920-х  годов  Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ), а также  созданный  в 1955 году в рамках ООН  Научный  Комитет по действию атомной  радиации (НКДАР). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.

Понятие радиации и радиоэкологии 

     Радиационная экология - раздел экологии,  изучающий концентрацию и миграцию радиоактивных нуклидов в биосфере, и влияние ионизирующих излучений на организмы, их популяции и сообщества - биоценозы. Элементы радиоэкологии содержатся в работах по биогеохимии радиоактивных веществ В. И. Вернадского (20-е гг. 20 в.), в монографии чешских учёных Ю. Стокласа и Ж. Пенкава «Биология радия и урана» (1932). Окончательно  Радиоэкология сформировалась к середине 50-х гг. 20 в. в связи с созданием атомной промышленности и экспериментальными взрывами ядерных бомб, вызвавшими глобальное загрязнение окружающей среды радионуклидами стронция, цезия, плутония, углерода и др.

  Радиоэкология  обычно имеет дело с весьма  малыми мощностями хронического  внешнего и внутреннего облучения  организма. В природных условиях  организмы подвергаются облучению  за счёт естественного фона  радиоактивного (космические лучи, излучения природных радионуклидов  U, Ra, Th и др.), а также за счёт радиоактивного загрязнения биосферы искусственными радионуклидами. Однако многие растения и животные способны накапливать в жизненно важных органах и тканях радионуклиды, что влияет на их миграцию в биосфере и приводит к значительному усилению внутреннего облучения организма (см. Аккумуляция радиоактивных веществ). Повышенные дозы облучения, воздействуя на генетический аппарат клеток (см. Генетическое действие излучений), приводят к возрастанию темпов наследственной изменчивости. Более высокие дозы облучения понижают жизнеспособность организмов (вплоть до вымирания наиболее чувствительных к ионизирующим излучениям популяций) и тем самым вызывают изменение структуры биоценозов и обеднение межвидовых взаимоотношений в них. Выявление закономерностей, лежащих в основе этих процессов, имеет большое значение для ряда отраслей народного хозяйства. Так, особый практический интерес представляют следующие изучаемые радиоэкологией проблемы: миграция радионуклидов в пищевых цепях организмов (в т. ч. с.-х. животных и человека); обрыв или ослабление экологических связей; дезактивация с.-х. земель, водоёмов и т.п., загрязнённых радионуклидами; поиск поверхностно залегающих месторождений радиоактивных руд (по радиоактивности растений-индикаторов); выявление территорий суши и акваторий,

5.

загрязнённых  искусственными радионуклидами. Многообразие практических аспектов радиоэкологии привело к её подразделению на морскую, пресноводную, наземную (в т. ч. лесную, сельскохозяйственную), а также ветеринарную и граничащую с ней гигиену радиационную. Результаты радиоэкологических исследований оказали большое влияние на принятие международных конвенций, направленных на ограничение испытаний ядерного оружия и отказ от его применения в условиях войны. На основе рекомендаций радиоэкологии в промышленности разрабатываются и внедряются замкнутые циклы охлаждения ядерных реакторов, улавливатели радиоактивных аэрозолей, методы хранения и обезвреживания радиоактивных отходов, исключающие их попадание в окружающую среду. 

  Радиация

     Радиация  существовала всегда. Радиоактивные   элементы входили в состав  Земли  с начала ее существования  и продолжают присутствовать  до настоящего времени. Однако  само явление радиоактивности   было открыто всего сто лет назад.

     В  1896 году французский ученый Анри  Беккерель  случайно обнаружил,  что после продолжительного соприкосновения  с куском минерала, содержащего  уран, на фотографических  пластинках  после проявки появились  следы  излучения. Позже этим явлением  заинтересовались Мария Кюри (автор   термина “радиоактивность”) и  ее муж Пьер Кюри. В 1898 году  они обнаружили, что в результате  излучения уран превращается  в другие элементы, которые   молодые ученые назвали полонием  и радием. К сожалению люди, профессионально   занимающиеся радиацией, подвергали  свое здоровье, и даже жизнь  опасности  из-за частого контакта  с радиоактивными веществами. Несмотря  на это исследования продолжались, и в результате человечество  располагает весьма достоверными  сведениями о процессе протекания  реакций в  радиоактивных массах, в значительной мере обусловленных  особенностями  строения и  свойствами атома.

     Известно, что в состав атома входят  три  типа элементов: отрицательно  заряженные электроны движутся  по орбитам вокруг ядра - плотно  сцепленных положительно заряженных  протонов и электрически нейтральных  нейтронов. Химические элементы  различают по количеству протонов. Одинаковое количество протонов  и электронов обуславливает электрическую  нейтральность  атома. Количество  нейтронов может  

6.

варьироваться, и в зависимости  от этого меняется стабильность изотопов.

     Большинство  нуклидов (ядра всех изотопов  химических элементов) нестабильны  и постоянно  превращаются  в другие нуклиды. Цепочка   превращений сопровождается излучениями:  в упрощенном виде, испускание  ядром  двух протонов и двух  нейтронов (-частицы) называют - излучением, испускание электрона - -излучением, причем оба этих процесса происходят с выделением энергию. Иногда дополнительно происходит выброс чистой энергии, называемый - излучением. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7.

Виды  радиоактивного излучения

Альфа-частицы представляют собой атомы гелия без электронов, т.е. два протона и два нейтрона. Эти частицы относительно большие и тяжелые, и поэтому легко тормозят. Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких сантиметров. В момент остановки они выбрасывают большое количество энергии на единицу площади, и поэтому могут принести большие разрушения. Из-за ограниченного пробега для получения дозы необходимо поместить источник внутрь организма. Изотопами, испускающими альфа- частицы, являются, например, уран (235U и 238U) и плутоний (239Pu).  

  Бета-частицы – это отрицательно или положительно заряженные электроны (положительно заряженные электроны называются позитроны). Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких метров. Тонкая одежда способна остановить поток радиации, и, чтобы получить дозу облучения, источник радиации необходимо поместить внутрь организма, изотопы, испускающие бета-частицы – это тритий (3H) и стронций (90Sr).  

Гамма-радиация – это разновидность электромагнитного излучения, в точности похожая на видимый свет. Однако энергия гамма - частиц гораздо больше энергии фотонов. Эти частицы обладают большой проникающей способностью, и гамма-радиация является единственным из трех типов радиации, способной облучить организм снаружи. Два изотопа, излучающих гамма - радиацию, - это цезий (137Сs) и кобальт (60Со).

8.

Естественные  источники радиации

Космическое излучение  и солнечная радиация — это  источники колоссальной мощности, которые  в мгновение ока могут уничтожить и Землю, и всё живое на ней. К счастью, от этого вида радиации у нас есть надёжный защитник —  атмосфера. Впрочем, интенсивная человеческая деятельность приводит к появлению  озоновых дыр и истончению естественной оболочки, поэтому в любом случае следует избегать воздействия прямых солнечных лучей. Интенсивность  влияния космического излучения  зависит от высоты над уровнем  моря и широты. Чем выше Вы над  Землей, тем интенсивнее космическое  излучение, с каждой 1000 метров сила воздействия удваивается, а на экваторе уровень излучения гораздо сильнее, чем на полюсах.

Вспышки на солнце —  один из источников «естественного»  радиационного фона.

Ученые отмечают, что именно с проявлением космической  радиации связаны частые случаи бесплодия  у стюардесс, которые основное рабочее  время проводят на высоте более десяти тысяч метров. Впрочем, обычным гражданам, не увлекающимися частыми перелетами, волноваться о космическом излучении  не стоит.

Естественные  радионуклиды делятся на четыре группы: долгоживущие (уран-238, уран-235, торий-232); короткоживущие (радий, радон); долгоживущие одиночные, не образующие семейств (калий-40); радионуклиды, возникающие в результате взаимодействия космических частиц с атомными ядрами вещества Земли (углерод-14).

9.