Захист організмів від радіації - Безпека життєдіяльності
Доповідь з фізики на тему:
«Захист організмів від радіації».
Основну частину опромінення населення земної кулі одержує від природних джерел радіації. Більшість із них такі, що уникнути опромінення від них абсолютно неможливо. Протягом усієї історії існування Землі різні види випромінювання падають на поверхню Землі з космосу та надходять від радіоактивних речовин, що знаходяться у земній корі. Людина піддається опроміненню двома способами. Радіоактивні речовини можуть бути поза організмом і опромінювати його зовні; у цьому випадку говорять про зовнішнє опромінення. Або вони можуть опинитися в повітрі, яким дихає людина, в їжі або у воді і потрапити всередину організму. Такий спосіб опромінення називають внутрішнім. Опромінення від природних джерел радіації зазнає будь-який житель Землі.
Випромінювання радіоактивних речовин дуже сильно впливає на всі живі організми. Навіть порівняно слабке випромінювання, яке за повного поглинання підвищує температуру тіла лише з 0,001 °З, порушує життєдіяльність клітин.
Існує три шляхи надходження радіоактивних речовин в організм: при вдиханні повітря, забрудненого радіоактивними речовинами, через заражену їжу або воду, через шкіру, а також при зараженні відкритих ран. Найбільш небезпечний перший шлях, оскільки по-перше, обсяг легеневої вентиляції дуже великий, а по-друге, значення коефіцієнта засвоєння в легенях вищі.
При попаданні радіоактивних речовин в організм будь-яким шляхом вони вже за кілька хвилин виявляються у крові. Якщо надходження радіоактивних речовин було одноразовим, концентрація їх у крові спочатку зростає до максимуму, а потім протягом 15-20 діб знижується.
Зрозуміло, якщодоза опромінення досить велика, опромінена людина загине. Принаймні дуже великі дози опромінення близько 100 Гр. викликають настільки серйозне ураження центральної нервової системи, що смерть, як правило, настає протягом кількох годин чи днів. При дозах опромінення від 10 до 50 грн. при опроміненні всього тіла ураження ЦНС може виявитися не настільки серйозним, щоб призвести до смерті, проте опромінена людина, швидше за все, все одно помре через один-два тижні від крововиливів у шлунково-кишковому тракті. При ще менших дозах може не відбутися серйозних пошкоджень шлунково-кишкового тракту або організм з ними впорається, проте смерть може наступити через один-два місяці з моменту опромінення головним чином через руйнування клітин червоного кісткового мозку головного компонента кровотворної системи організму: від дози 3 - 5 Гр. при опроміненні всього тіла вмирає приблизно половина всіх опромінених. Таким чином, у цьому діапазоні доз опромінення великі дози відрізняються від менших лише тим, що смерть у першому випадку настає раніше, а в другому пізніше. Зрозуміло, найчастіше людина помирає внаслідок одночасної дії всіх зазначених наслідків опромінення. Дослідження у цій галузі необхідні, оскільки отримані дані потрібні для оцінки наслідків ядерної війни та дії великих доз опромінення при аваріях ядерних установок та пристроїв. Червоний кістковий мозок та інші елементи кровотворної системи найбільш уразливі при опроміненні та втрачає здатність нормально функціонувати вже при дозах опромінення 0,5 1 Гр. На щастя, вони мають також чудову здатність до регенерації, і якщо доза опромінення не настільки велика, щоб викликати пошкодження всіх клітин, кровотворна система може повністю відновити свої функції. Якщо жопромінення піддалося в повному обсязі тіло, а якась його частина, то уцілілих клітин мозку буває достатньо повного відшкодування пошкоджених клітин. Репродуктивні органи та очі також відрізняються підвищеною чутливістю до опромінення.
Згідно з оцінками, отриманими при першому підході, доза в 1 Гр., отримана при низькому рівні радіації тільки особинами чоловічої статі, індукує появу від 1000 до 2000 мутацій, що призводять до серйозних наслідків, і від 30 до 1000 хромосомних аберацій на мільйон. Оцінки, отримані для особин жіночої статі, набагато менш визначені, але явно нижчі; це тим, що жіночі статеві клітини менш чутливі до дії радіації. Згідно з орієнтовними оцінками, частота мутацій становить від 0 до 900, а частота хромосомних аберацій від 0 до 300 випадків мільйон живих новонароджених.
Засоби захисту організмів від випромінювання.
Внаслідок цього людство, незважаючи на малу вивченість цієї проблеми, активно займається розробкою засобів та заходів захисту організмів від радіації.
Так, наприклад, для захисту від повітря, зараженого радіоактивними частинками, можна застосовувати протигази та респіратори (для шахтарів). Також є загальні методи зажиті такі як:
Ø збільшення відстані між оператором та джерелом;
Ø скорочення тривалості роботи у полі випромінювання;
Ø екранування джерела випромінювання;
Ø дистанційне керування;
Ø використання маніпуляторів та роботів;
Ø повна автоматизація технологічного процесу;
Ø використання засобів індивідуального захисту та попередження знаком радіаційної небезпеки;
Ø постійний контроль над рівнем випромінювання та за дозами опромінення персоналу.
До засобів індивідуальноїзахисту можна віднести протирадіаційний костюм із включенням свинцю. Найкращим поглиначем гамма-променів є свинець. Повільні нейтрони добре поглинаються бором та кадмієм. Швидкі нейтрони попередньо уповільнюються за допомогою графіту.
Захист від внутрішнього опромінення полягає в усуненні безпосереднього контакту працюючих з радіоактивними частинками та запобігання потраплянню їх у повітря робочої зони.
Також для захисту приміщень з персоналом, у Пензенській державній архітектурно-будівельній академії ведуться розробки зі створення «високоглотної мастики для захисту від радіації». До складу мастик входять: сполучна – резорцино-формальдегідна смола ФР-12, затверджувач – параформальдегід та наповнювач – матеріал високої щільності.
Відомо, що у медицині на лікування раку застосовується спосіб променевої терапії, тобто. опромінення ракових клітин Опромінення знищує ракові клітини, але вбиває і щойно пересаджені з кісткового мозку донора стовбурові клітини. Вирішенням цієї проблеми зайнявся інститут Паттерсона у Манчестері під керівництвом доктора Радж Чопра (Raj Chopra). Вони удосконалили метод пересадки стовбурових клітин донора хворому, який застосовується у деяких випадках за неефективності стандартних схем. Цим клітинам було додано захист від променевої терапії. Вчені запропонували вводити за допомогою вірусу донорські клітини спеціальний ген, який захищає їх від ушкоджуючої дії променевої терапії.
Манчестерські вчені, яким вдалося практично створити такі стійкі до радіації клітини, сподіваються, що їхня присутність в організмі допоможе активізувати протипухлинний імунітет.
Також розробляються законодавчі заходи захисту. З початку 1996 року в Україні діє Закон «Про радіоактивну безпекунаселення».
Принципова основа Закону України полягає у новій стратегії радіаційного захисту.