WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаЕкологія, Природокористування → Біологічна дія іонізуючого випромінювання - Реферат

Біологічна дія іонізуючого випромінювання - Реферат


Реферат на тему:
Біологічна дія іонізуючого випромінювання
Природа дії іонізуючого випромінювання на живу речовину досить складна і багатопланова. Проаналізуймо послідовно всі стадії цієї дії.
Перша стадія практично миттєва. З наведеного порівняно легко уявити, що відбувається в нашому тілі після розпаду одного з радіонуклідів. Найчастіше викинутий з великою швидкістю агент (а, (З чи у) мчить, лишаючи позаду рідкий (у і (3) чи густий (а) ланцюг з іонів, пошкоджених молекул, збуджених фрагментів останніх тощо. Більшість цих ефемерних утворень короткий час мають аномальну здатність до невластивих для нормальних молекул реакцій. Не дивно, що вони отримали відповідну (наукову) назву: радикали. Радикали є первинним продуктом опромінення, утвореним на першій ("миттєвій") стадії розвитку біологічного пошкодження.
Друга стадія теж нетривала, бо утворені активні фрагменти негайно вступають в реакції (переважно окислювальні), утворюючи вторинні продукти, що являють собою змінені чи деформовані білки й інші важливі біомолекули. Насичення киснем живої тканини на цій стадії посилює її пошкодження радіацією, а відсутність його підвищує опірність тканини й організму до дії іонізуючого випромінювання.
Серед радіопротекторів (речовин, які "захищають" від радіації будь-яким способом) є субстанції, прийом яких внутрішньо знижує вміст кисню у тканинах людини, їх треба вводити до опромінення, а не після нього.
Вторинні продукти є своєрідною отрутою. Хоч їхня маса невелика, та вони істотно порушують ніжний і точно настроєний механізм молекулярних реакцій всередині наших клітин. Останні особливо вразливі до дії вторинних продуктів у критичний (заключний) момент підготовки до поділу й утворення нової клітини. Зовнішнє втручання у цей вирішальний для продовження життя момент особливо небажане.
Боротьба клітин з вторинними продуктами є третьою стадією розвитку шкідливої дії іонізуючого випромінювання. У межах можливого (ресурсів і наявного часу до моменту поділу) клітина одночасно намагається нейтралізувати шкідливі речовини і відремонтувати (здійснити репарацію) пошкодження.
Хоч "біоремонт"- процес надто складний, та мільярди років еволюції поступово створили кілька способів такого ремонту. Один з них передбачає навіть репарацію такої великої й унікальне важливої молекули, як ДНК, вже за 15 хвилин ліквідовуючи половину іонізаційних пошкоджень.
Третя стадія триває від секунд до тижнів (залежно від темпу репарації і поділу клітин). На цій стадії найбільше страждають клітини, що швидко й часто поділяються: клітини ембріонів, червоного кісткового мозку, лімфатичних тканин, статевих залоз тощо. Саме вони найчутливіші і першими пошкоджуються у нашому тілі.
Найбільшу опірність дії радіації виявляють ті наші клітини, які взагалі не поділяються або роблять це надзвичайно рідко: великі нервові клітини, кістки, хрящі тощо.
Якщо іонізуюче випромінювання діє безперервно з малою інтенсивністю (типу природного фону), то ремонтні служби клітин встигають ліквідувати всі (або майже всі) пошкодження. Це відповідає нормальному способу життя, стабільному стану здоров'я.
Наслідки одноразового інтенсивнішого опромінення можуть бути нейтралізовані самими клітинами без помітної шкоди для всього організму. Якщо ж рівень іонізаційного пошкодження істотно перевищує "ремонтну потужність" клітин, уникнути розвитку біологічного ураження на наступному етапі вже не можна.
Четверта (остання) стадія біологічного ушкодження не має чітко виявленого закінчення. Для конкретної особини ця стадія закінчується її прискореною чи "нормальною" смертю, а для її виду триває і далі, бо уражена особина могла передати ушкоджені гени потомству. Остання стадія радіаційного ураження теж характеризується боротьбою за виживання, тільки цього разу весь організм намагається знищити пошкоджені радіацією клітини (а вони можуть навіть зумовити появу ракової пухлини), замінивши їх здоровими. Цим займається, як відомо, імунна система організму. Що сильніший радіаційний удар, то менше у неї шансів перемогти і ліквідувати його наслідки.
Розглянемо співвідношення між кількістю поглинутої променевої енергії і наслідками променевого ураження.
Основи дозиметрії
Кінцевий результат поглинання організмом іонізуючого проміння залежить від багатьох чинників, але насамперед - від кількості енергії, яка виділилася в ньому.
Тому у дозиметрії основним поняттям є "поглинута доза" D (часто його скорочують до одного слова "доза"). Вона визначається як відношення всієї поглинутої енергії Е до маси речовини т, у якій вона спричинила іонізацію і радіоліз (радіаційний розклад) молекул: D = Elm (Дж/кг = Гр). (9.2)
Одиницею дози є грей, названий на честь англійського фізика С. Грея, одного із засновників радіаційної дозиметрії.
Якщо людина отримує дозу 1 Гр, то в кожному кілограмі її тіла іонізуючі агенти виділять енергію 1 Дж. Стільки ж енергії виділяє камінь масою 1 кг, впавши з висоти 10 см. Тому може видатися, що це незначна енергія і шкідливі наслідки малоймовірні, адже тіло нагріється лише на 0,00024 °С.
На жаль, це не так, і така доза негативно позначається на здоров'ї. Причиною є особлива токсичність вторинних продуктів дії радіації, своєрідне біологічне посилення фізичної дії іонізуючого випромінювання .
З огляду на особливості всіх видів випромінювання можна чекати різної шкідливості однакових доз кожного з них. Експерименти підтверджують це припущення: поглинутий тілом джоуль енергії а-частинок майже у 10 разів шкідливіший від аналогічної енергії (3-частинок чи у-променів. Тому вважають, що коефіцієнт якості (фактично, шкідливості) а-частинок ka = 10, а pi-частинок і у-променів відповідно kg = 1, k = 1.
Якщо врахувати цю неоднакову "ефективність" різних іонізуючих агентів, то можна запровадити "ближчу до суворої прози життя" так звану еквівалентну дозу, її позначають Н і вимірюють у зіеер-тах (Зв), названих так на честь шведського вченого Р. Зіверта.
Тут використано припущення, що біодії окремих агентів лише додаються, а не перемножуються з додатковим посиленням їх спільної дії. Експерименти свідчать, що суттєві відхилення від формули (9.3) і
припущення про підсумовування спостерігаються рідко. Причиною відхилень може бути аномальний стан особи, приймання нею наркотиків, інтенсивне куріння тютюну та інші негативні впливи індивідуального характеру.
Зіверт не став загальновживаною і поширеною одиницею. Традиційно дотепер використовується бер (біологічний еквівалент рада). Не розглядатимемо деталей його появи і причини такої назви, а тільки зазначимо, що зіверт у сто разів більший за бер, отже, 1 Зв = 100 бер.
Окрім еквівалентної дози існує ще "детальніша" ефективна еквівалентна доза, яка теж вимірюється у зівертах, але додатково враховує під час повного опромінення тіла велику вразливість статевих органів і червоного кісткового мозку та значно меншу решти тіла. Надалі ми використовуватимемо лише зіверт і бер.
Хоч зв'язку здозою в берах (Зв) та рівнем пошкодження особи радіацією не встановлено так добре, як для лабораторних тварин, та все ж за роки ближчого знайомства (як правило, небажаного, під час аварій) з іонізуючим випромінюванням вчені поступово нагромадили достатньо інформації (табл. 32).
Таблиця 32 Наслідки одноразового опромінення всього тіла людини
Еквівалентна доза Наслідок радіаційного удару
зіверт бер
1000 100000 Смерть за хвилини після опромінення
100 10000 Смерть за години після опромінення
10 1000 Смерть за дні після опромінення
7 700 90 % смертності за кілька наступних тижнів
4 400 Напівлегальна доза (50 % смертності за наступні місяці)
2 200 1 0 % - смертність у наступні місяці
1 100 Легка променева хвороба з виліковуванням Збільшення ймовірності смерті від раку Стерилізація чоловіків на 2-3 роки, жінок - назавжди
0,25 25 Максимальна доза (рівень допустимого ризику в екстремальних умовах)
0,1 10 Рівень подвоєння природної
Loading...

 
 

Цікаве