Радиоактивность. Основной закон радиоактивного распада. Активность.

 

Орловский государственный университет

Медицинский институт.

Кафедра Физики и гуманитарных дисциплин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р Е Ф Е Р А Т

 

На тему: Радиоактивность. Основной закон радиоактивного распада. Активность.

 

 

 

                                               

 

 

 

 

      Выполнил: студент группы №6

 Савенко С.Г.

                                     Преподаватель: старший преподаватель

 Шманева О.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Орел 2011год 

Оглавление

Радиоактивность3-13

Физическая сторона радиоактивности, типы излучений..3

Противорадиационная защита населения3-4

Биологическое действие ионизирующих излучений 5-7

Источники излучения, защита, хранение7-8

Лучевая болезнь 8-13

Основной закон радиоактивного распада13-18

Активность18-20

Список литературы21

 

 

 

 

Радиоактивность

Физическая сторона  радиоактивности. Типы излучений

Радиоактивностью называют способность  атомных ядер спонтанно превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц.

Радиоактивность можно разделить  на два вида: естественную и искусственную. Естественную можно наблюдать у существующих в природе неустойчивых изотопов. Искусственная радиоактивность наблюдается у изотопов которые были получены в результате проведения ядерных реакций.

Радиоактивное излучение бывает трех типов.

a -излучение – этому излучению присущи отклонения электрическим и магнитными полями. Оно обладает высокой ионизирующей способностью. Также характеризуется малой проникающей способностью. По своей сути это поток ядер гелия. Заряд a -частицы равен +2е, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия ⁴ ₂ Не.

b -излучение – также как и a -излучение , данное излучение отклоняется электрическим и магнитным полями. Если продолжить сравнение то его ионизирующая способность значительно меньше (приблизительно на два порядка), а проникающая способность гораздо больше, чем у a -частиц. b -излучение — это поток быстрых электронов.

g -излучение — в отличие от двух предыдущих, не отклоняется электрическим и магнитными полями. Ионизирующая способность невелика. А вот проникающая способность просто колоссальна. g -излучение это коротковолновое электромагнитное излучение у которого длина волны не велика l < 10 ^-10 м. Следствием этого являются ярко выраженные корпускулярные свойства. Период полураспада (Т _1/2 ) сокращается, приблизительно в два раза.

 

Противорадиационная защита населения

Противорадиационная защита населения  включает: оповещение о радиационной опасности, использование коллективных и индивидуальных средств защиты, соблюдение режима поведения населения на зараженной радиоактивными веществами территории, защиту продуктов питания и воды от радиоактивного заражения, использование медицинских средств индивидуальной защиты, определение уровней заражения территории, дозиметрический контроль за облучением населения и экспертизу заражения радиоактивными веществами продуктов питания и воды.

По сигналам оповещения Гражданской  обороны “Радиационная опасность” население должно укрыться в защитных сооружениях. Как известно, они существенно (в несколько раз) ослабляют действие проникающей радиации.

Из-за опасности получить радиационное поражение нельзя приступать к оказанию первой медицинской помощи населению  при наличии на местности высоких  уровней радиации. В этих условиях большое значение имеет оказание само- и взаимопомощи самим пострадавшим населением, строгое соблюдение правил поведения на заражённой территории.

На территории, заражённой радиоактивными веществами, нельзя принимать пищу, пить воду из заражённых водоисточников, ложиться на землю. Порядок приготовления пищи и питания населения определяется органами Гражданской обороны с учётом уровней радиоактивного заражения местности.

При оказании первой медицинской помощи на территории с радиоактивным заражением в очагах ядерного поражения в  первую очередь следует выполнять те мероприятия, от которых зависит сохранение жизни поражённого. Затем необходимо устранить или уменьшить внешнее гамма-облучение, для чего используются защитные сооружения: убежища, заглублённые помещения, кирпичные, бетонные и другие здания. Чтобы предотвратить дальнейшее воздействие радиоактивных веществ на кожу и слизистые оболочки, проводят частичную санитарную обработку и частичную дезактивацию одежды и обуви. Частичная санитарная обработка проводится путём обмывания чистой водой или обтирания влажными тампонами открытых участков кожи. Поражённому промывают глаза, дают прополоскать рот. Затем, надев на поражённого респиратор, ватно-маревую повязку или закрыв его рот и нос полотенцем, платком, шарфом, проводят частичную дезактивацию его одежды. При этом учитывают направление ветра, чтобы обмётываемая с одежды пыль не попадала на других.

При попадании радиоактивных веществ  внутрь организма промывают желудок, дают адсорбирующие вещества (активированный уголь). При появлении тошноты принимают противорвотное средство из аптечки индивидуальной. В целях профилактики инфекционных заболеваний, которым становиться подвержен облучённый, рекомендуется принимать противобактериальные средства.

 

 

Биологическое действие ионизирующих излучений 

Жизнь на Земле возникла и развивалась  на фоне ионизирующей радиации. Поэтому  биологическое действие её не является каким-то новым раздражителем в пределах естественного радиационного фона. Радиационный фон Земли складывается из излучения, обусловленного космическим излучением, и излучения от рассеянных в Земной коре, воздухе, воде, теле человека и других объектах внешней среды природных радионуклидов. Основной вклад в дозу облучения вносят 40 К, 238 U, 232 Th вместе с продуктами распада урана и тория. В среднем доза фонового (внешнего и внутреннего) облучения человека составляет 1 мЗв/год. В отдельных районах с высоким содержанием природных радионуклидов это значение может достигать 10 мЗв и более. Считают, что часть наследственных изменений и мутаций у животных и растений связана с радиационным фоном.

В основе повреждающего действия ионизирующих излучений лежит комплекс взаимосвязанных процессов. Ионизация и возбуждение атомов и молекул дают начало образованию высокоактивных радикалов, вступающих в последующем в реакции с различными биологическими структурами клеток. В повреждающем действии радиации важное значение имеют возможный разрыв связей в молекулах за счет непосредственного действия радиации и внутри- и межмолекулярной передачи энергии возбуждения. Физико-химические процессы, протекающие на начальных этапах, принято считать первичными – пусковыми. В последующем развитие лучевого поражения проявляется в нарушении обмена веществ с изменением соответствующих функций органов. Малодифференцированные, молодые и растущие клетки наиболее радиочувствительны.

Животные и растительные организмы  характеризуются различной радиочувствительностью, причины которой до сих пор полностью ещё не выяснены. Как правило, наименее чувствительны одноклеточные растения, животные и бактерии, а наиболее чувствительны – млекопитающие животные и человек. Различие в чувствительности к радиации имеет место у отдельных особей одного и того же вида. Она зависит от физиологического состояния организма, условий его существования и индивидуальных особенностей. Более чувствительны к облучению новорожденные и старые особи. Различного рода заболевания, воздействие других вредных факторов отрицательно сказывается на течении радиационных повреждений.

Изменения, развивающиеся в органах  и тканях облучённого организма, называют соматическими. Различают ранние соматические эффекты, для которых характерна чёткая дозовая зависимость, и поздние – к которым относят повышение риска развития опухолей (лейкозов), укорочение продолжительности жизни и разного рода нарушения функции органов. Специфических новообразований, присущих только ионизирующей радиации, нет. Существует тесная связь между дозой, выходом опухолей и длительностью латентного периода. С уменьшением дозы частота опухолей падает, а латентный период увеличивается.

В отдалённые сроки могут наблюдаться  и генетические (врождённые уродства, нарушения, передающиеся по наследству), повреждения, которые наряду с опухолевыми эффектами являются стохастическими. В основе генетических эффектов облучения лежит повреждение клеточных структур, ведающих наследственностью – половых яичников и семенников.

Промежуточное место между соматическими  и генетическими повреждениями занимают эмбриотоксические эффекты - пороки развития – последствия облучения плода. Плод весьма чувствителен облучению, особенно в период органогенеза (на 4-12 неделях беременности у человека). Особенно чувствительным является мозг плода (в этот период происходит формирование коры).

Эффект облучения, как было сказано, зависит от величины поглощённой  дозы и пространственно-временного распределения её в организме. Облучение может вызвать повреждения от незначительных, не дающих клинической картины, до смертельных. Однократное острое, пролонгированное, дробное, хроническое облучение в дозе, отличной от нуля, по современным представлениям, может увеличить риск отдалённых стохастических эффектов – рака и генетических нарушений. Риск и ожидаемое число смертей от опухолей и наследственных дефектов в результате облучения:

Критический орган	Заболевание	Риск, 10 -2 Зв -1	Число случаев, 10 4 чел.-Зв
Всё тело, красный костный мозг	Лейкемия	0,2	20
Щитовидная железа	Рак щитовидной железы	0,05	5
Молочная железа	Рак молочной железы	0,25	25
Скелет	Опухоли костной ткани	0,05	5
Лёгкие	Опухоли лёгких	0,2	20
Все остальные органы и  ткани	Опухоли других органов	0,5	50
Все органы и ткани	Все злокачественные опухоли	1,25	125
Половые железы	Наследственные деффекты	0,4	40
Всего		1,65	165

 

Источники излучения, защита, хранение 

Ядерные взрывы, выбросы радионуклидов  предприятиями ядерной энергетики и широкое использование источников ионизирующих излучений в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине и научных исследованиях привели к глобальному повышению облучения населения Земли. К естественному облучению прибавились антропогенные источники внешнего и внутреннего облучения.

При ядерных взрывах в окружающую среду поступают радионуклиды деления, наведенной активности и неразделившаяся часть заряда (уран, плутоний). Наведенная активность наступает при захвате нейтронов ядрами атомов элементов, находящихся в конструкции изделия, воздухе, почве и воде. По характеру излучения все радионуклиды деления и наведенной активности относят к b - или b ,g -излучателям.

Выпадения подразделяются на местные  и глобальные (тропосферные и стратосферные). Местные выпадения, которые могут  включать свыше 50% образовавшихся радиоактивных веществ при наземных взрывах, представляют собой крупные аэрозольные частицы, выпадающие на расстоянии около 100 км от места взрыва. Глобальные выпадения обусловлены мелкодисперсными аэрозольными частицами. Наибольшую потенциальную опасность в них представляют такие долгоживущие и биологически опасные радионуклиды как 137 Cs и 90 Sr.

Радионуклиды, выпавшие на поверхность  земли, становятся источником длительного  облучения.

Воздействие на человека радиоактивных  выпадений включает внешнее g -, b -облучение  за счёт радионуклидов, присутствующих в приземном воздухе и выпавших на поверхность земли, контактное в результате загрязнения кожных покровов и одежды и внутреннее от поступивших в организм радионуклидов с вдыхаемым воздухом и загрязнённой пищей и водой. Критическим радионуклидом в начальный период является радиоактивный йод, а в последующем 137 Cs и 90 Sr.

 

Лучевая болезнь

Лучевая болезнь (или острая лучевая  болезнь) — травму всех органов и  систем организма, которая происходит моментально. Самые значительные изменения происходят в наследственных структурах делящихся клеток, преимущественно кроветворных клеток костного мозга, лимфатической системы, эпителия желудочно-кишечного тракта и кожи, клеток печени, легких и других органов. Это происходит из-за воздействия ионизирующей радиации.

При облучении действует количественный закон, это значит что малые воздействия  могут оказаться незаметными, большие  могут вызвать гибельные поражения.

Не последнюю роль играет мощность дозы радиоактивного излучения: одно и  то же количество энергии излучения, поглощенное клеткой, вызывает тем  большее повреждение биологических  структур, чем короче срок облучения. Если же воздействия растянуто во времени, то оно вызывает существенно  меньшие повреждения, чем те же дозы, поглощенные за короткий срок.

Лучевое повреждение оказывает  два эффекта. Биологический и  клинический эффект определяется дозой облучения (“доза - эффект”), с одной стороны, а с другой, этот эффект обуславливается и мощностью дозы (“мощность дозы - эффект”).