Радиоактивті сәулеленудің биологиялық әсері. Радиациядан қорғану. Физика, 11 сынып, дидактикалық материал.

 Қосымша

 Егер интернетке қосылу мүмкіндігі болмаса мына ақпаратты бөліп беруге болады.

 Негізгі идеялар

 D-шығарылған сәуленің жұтылған дозасы.

 Е – жұтылған энергия

 m - сәулеленген заттың массасы

 Өлшем бірлігі 1 Гр (грэй)

 Сәулеленудің экспозициялық дозасы. Рентгендік және гамма-сәулелердің құрғақ ауаны иондау эффектісі бойынша өлшенеді.

 SI жүйесіндегі өлшем бірлігі 1Р.

 1 Р=2,58·10-4Кл/кг

 1Р≈0,01 Гр

 Шығарылған сәуленің жұтылуының эквивалентті дозасы деп жұтылған дозаның биологиялық эффективтік коэффициентіне көбейтіндісіне тең шаманы айтады:

 Dэкв=k·D

 к –биологиялық эффективтік коэффициенті

 Эквивалентті дозаның өлшем бірлігі зиверт -1зВ

 Радиоактивтi сәулелердiң биологиялық әсерi. Биологиялық қорғаныс

 Радиоактивтi сәулелер өздерi түскен затқа, әсiресе тiрi тканьга өте күштi әсер етедi. Радиоактивтi сәулелердiң организмге әсерi оларда бос химиялық радикалдардың пайда болуымен және клеткадағы мутациямен байланысты. Ал бұл өте қатерлi. Ол сәуле ауруына немесе қатерлi iсiкке алып келуi мүмкiн. Иондаушы сәулелердiң әсерi сәулелену дозасы деп аталатын ерекше шамамен бағаланады.

 Сәулелену дозасы D деп сәулелену энергиясының сәулеленген дененiң массасына қатынасын айтады. Доза бiрлiгi ретiнде грей деп аталатын шама алынады. Грей деп массасы 1 кг денеге 1 Дж энергия түскен кезде, шамасы сол затқа жұтылған энергияға тең болатын шаманы айтады.

 Жұтылған сәуле дозасының сәулелену уақытына қатынасын сәулелену дозасының қуаты деп атайды.

 Иондаушы сәулелердiң кез-келген затқа әсерi бәрiнен бұрын атомдар мен молекулалардың иондалуымен анықталады. Сондықтан иондаушы сәулеленiң сандық өлшемi ретiнде экспозициялану дозасы деп аталатын шаманы алады. Ол иондаушы сәуленiң ауаға әсерiмен анықталады, яғни экспозициялану дозасы деп ауаны фотондармен сәулелендiру кезiнде құрғақ ауада туындылайтын бiртектi зарядтардың сол ауа массасына қатынасын айтады.

 X=q/M

 Күнi бүгiнге дейiн экспозициялау дозасының рентген деп аталатын жүйеден тыс бiрлiгi қолданылады. 1 Р = 2,58·10^-4 Кл/кг

 Жұтылған доза мөлшерi бiрдей болғанымен әртүрлi сәулелердiң биологиялық әсерi әртүрлi болады. Мысалы альфа-сәуленiң 1Гр-нiң тiрi организмге әсерi гамма-сәуленiң 20 Гр-нiң әсерiндей болады. Әртүрлi сәулелердiң әртүрлi биологиялық әсерi k - сапа коэффициентiмен сипатталады. Жұтылған дозаның сапа коэффициентiне көбейтiндiсi эквиваленттi доза Н деп аталады. H=D· k. Эквиваленттi дозаның өлшем бiрлiгi зиверт (Зв).

 Жоғарыда айтқанымыздай радиоактивтi сәулелердiң тiрi организмге әсерi клеткадағы атомдар мен молекулаларды иондауымен байланысты. Бұл сәуленiң тiрi клеткаға әсерiнiң бiр қатерлi салдары осы клетканың бөлiну арқылы жаңа клетка пайда болу функциясының бұзылуы. Қатердiң кебiр белгiлерi сәулелене салысымен бiлiнсе, кейбiрi бiраз уақыттан соң ғана белгi бередi.Мысалы сәуле әсерiне ұшыраған адам лейкоздан орташа алғанда 10 жылдан кейiн қайтыс болады. Iсiк ауруына шалдығудың ықтималдылығы алған дозаның мөлшерiне пропорционал.

 Иондаушы сәулелердiң биологиялық әсерi және олардың адам өмiрiне қауiпсiз дозасы жөнiндегi мәселе Жер бетiнде иондаушы радиацияның табиғи фонының болуымен байланысты. Бұл радиация Жер бетiнде саналы өмiр қалыптаспай тұрып та болған. Бүкiл өмiр эволюциясы осы табиғи радиация фонында қалыптасты. Сондықтар табиғи фон деңгейiндегi радиация адам өмiрiне ешқандай қауiп тудырмайды. Радиацияның табиғи фоны бiр жағынан Жер қыртысындағы радиоактивтi элементтердiң ыдырауымен екiншi жағынан ғарыштан келетiн сәулелермен байланысты. Сонымен қатар радиация деңгейiнiң артуына ядролық жарылыстардың да әсерi мол.

 Кейбiр мамандық иелерi өз кәсiбiне байланысты табиғи фонға қосымша сәуле әсерiне ұшырайды. Олар, мысалы, рентгенолог-дәрiгерлер, атом станцияларының қызметкерлерi, ғарышкерлер, ғалым-физиктер т.с.с. Сондықтан, сәулеленудiң адам өмiрiне қауiпсiз деңгейiн анықтау қажет болатын. Оның мәнi бiр жыл үшiн 50 мЗв-ға тең.

 РАДИОАКТИВТІ СӘУЛЕЛЕРДІҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ ӘСЕРІ

 Радиоактивті заттардың сәуле шығаруы тірі организмдердің бәріне орасан зор әсер етеді. Толық жұтылғанда дененің жалпы температурасын 0,001°С жоғарылататын әлсіз сәуленің өзі организм клеткаларының тіршілігін бұзуға жеткілікті.

 Тірі клетка - бұл тіпті жеке бөліктері аз ғана зақымдалғанның өзінде өзінің қалыпты тіршілігін әрі қарай жалғастыра алмайтын күрделі механизм. Ал әлсіз сәуле шығарудың өзі-ақ клеткаға қауіпті дертке шалдықтыруға (сәуле ауруына) шығарудың нәтижесінде тірі организмдер өледі. Сәуле шығарудың қауіптілігі сол, олар тіпті өлтірерлік дозаның өзінде де ешқандай ауырғандық сезімін туғызбайды.

 Сәуле шығарудың биологиялық объектілерді білдіру механизмі әлі жеткілікті зерттелмеген. Бірақ олардың атомдар мен молекулаларды иондайтындығы және бұл олардың химиялық активтігін өзгертетіндігі анық. Сәуле шығаруға клеткалардың, әсіресе тез бөлінетін клеткалардың ядросы өте сезімтал. Сондықтан сәуле шығару организмде ең алдымен жұлынға зақым келтіреді, соның салдарынан қанның пайда болу процесі бұзылады. Одан әрі ас қорыту жолының және тағы басқа органдардың бүлінуі басталады.

 Сәулелену тұқым қуалауға күшті әсерін тигізеді. Көбінесе бұл әсер жағымсыз болады.

 Тірі организмдерді сәулелендіру белгілі бір пайда да келтіре алады. Қатерлі ісіктің (рактың) тез көбейетін клеткалары сәулеленуге, қалыпты клеткалалардан гөрі, сезімтал болады. Радиоактивті препараттың  -сәулелерінің рак ісіктерін қайтаруы осыған негізделген. Мұндай мақсаттар үшін, бұрын пайдаланып келген рентген сәулелерінен гөрі, бұлар анағұрлым тиімді.

 Сәуле шығару дозасы.

 Сәуле шығарудың тірі организмдерге тигізетін әсері шығарылған сәуленің дозасымен сипатталады. Шығарылған сәуленің жұтылған дозасы деп иондаған сәуле шығарудың жұтылған Е энергиясының сәулеленген заттың массасына қатынасын айтады:

  (6)

 Бірліктер жүйесінде сәуле шығарудың жұтылған дозасын грэймен (қысқаша: Гр) өрнектейді. Массасы 1 кг сәулеленген затқа иондаған сәуле шығарудың 1 Дж энергиясы берілгендегі сәуле шығарудың жұтылған дозасы 1 Гр-ге тең:

 Радиацияның табиғи реңкінің (ғарыш сәулелері, айналадағы орта мен адам денесінің радиоактивтігі) бір жыл ішіндегі сәуле шығару дозасы әр адамға 2•10^-3 Гр шамалас болады. Радиациядан қорғаудың Халықаралық комиссиясы сәуле шығарумен жұмыс істейтін адамдар үшін бір жыл ішіндегі шектік дозасын 0,05 Гр деп тағайындайды. Қысқа мерзім ішінде алынған 3-10 Гр сәуле шығару дозасы өлім қаупін туғызады.

  Организмді сәулеленуден сақтау

  Кез келген радиация көзімен (радиоактивті изотоптар, реакторлар т.б.) жұмыс істегенде сәуле әсері бар аймаққа кездесіп қалу мүмкіндігі бар адамдардың бәрінің радиациядан қорғаныс шаралары орындалуы талап етілуі қажет.

 Қорғаныстың ең қарапайым әдісі - қызметшіні сәуле шығару көзінен жеткілікті қашықтыққа алыстату. Тіпті ауадағы жұтылуды есептемегеннің өзінде радиацияның интенсивтігі жарық көзінен қашықтықтың квадратына кері пропорционал болып кемиді. Сондықтан радиоактивтік препараттары бар ампуланы қолмен ұстамау керек. Ұзын сабы бар арнаулы қысқыштарды пайдаланған жөн.

 Сәуле шығару көзінен өте алыстап кетуге мүмкіндік болмаған жағдайда сәулелерден сақтануға арналған бөгетті жұтатын (сіңіргіш) материалдардан жасайды.

 Өтімділік қабілеті күшті болғандықтан,  - сәулелер мен нейтрондардан қорғану анағұрлым күрделі, -сәулелерді ең жақсы жұтқыш қорғасын болып табылады. Баяу нейтрондарды бор мен кадмий жақсы жұтады. Шапшаң нейтрондар алдын ала графиттің жәрдемімен баяулатылады.

 Чернобыль АЭС-індегі апаттан кейін Атом энергиясы жөніндегі халықаралық агенттік энергетикалық реакторларлардың қауіпсіздігі бойынша қосымша шаралар қабылдауға ұсыныс жасады. Бұл қосымша шаралар бір киловатт-сағат электр энергиясын алуға жұмсалатын шығын мөлшерінің біршама артып кетуіне әкеліп соқты. АЭС-те жұмыс істейтіндерге қатаңырақ тәртіп тағайындалды.

 Радиоактивті заттардан қорғану

 Радиоактивті заттардан қорғаудың бірнеше жолдары бар. Олар: физикалық, химиялық және биологиялық тәсілдері.

 Физикалық тәсіл

 Бұл тәсілдің ұйғаруы бойынша, дер кезінде қол-аяқты денені жылы су мен жуып отыру керек. Қолға арнаулы түрде дайындалған перчаткаларды кию керек. Қатты радиоактивті элементтердің бөлшектерінің кішкентай түйіршіктері ішкі органдарға өтіп кетпеуін қадағалап отыруы керек.

 Егер кішкентай бөлшектер ішкі органдарға өтсе, олар тез арада ағзадан шыға қоймайды. Әсіресе радий, уран, плутоний, стронций, иттрий және цирконий бөлшектері ағзаларға өтсе қауіпті ісіктер туғызуы мүмкін. Олар радиоактивті сәулелер таратады. Цезий тез еритін тұздарды түзеді. Сөйтіп адам ағзаларының жұмсақ тканьдерінде жиналады да үнемі иондалған сәулеленуді таратады. Радиоактивті стронцийдің бөлшектерін адам ағзаларынан шығару оңай емес. Стронцийді кальциймен ығыстырып шығаруға болады.

 Тез еритің цезий – 137 бөлшектерін ағзалардан ығыстырып шығару үшін көп мөлшерде су ішу керек. Радиоактивті элементтерді ағзалардан шығару үшін қымыздық сірке қышқылы мен лимон қышқылынкөп мөлшерде пайдалану керек. С, Д витаминің ішу өте пайдалы (сәбіз, редис). Арақ-шарап ішуге болмайды. Олар радияцияның әрекетін күшейтіп жіберуі мүмкін. Бірақ кейбір адамдар Уран өндіретін шахталарда істеп жүріп күніне азды- көпті арақ ішіп жүрген. Ол адам күні бүгінге тірі. Ал арақ ішпеген оның әріптестері жарық дүниемен баяғыда қоштасқаның ол жіпке тізгендей айтып беріп отырады. Біздіңше, азды-көпті арақ-шарап ішіп отырған жөн болғаны. Радиациядан қорғанудың химиялық және биологиялық жолдары. Радиацияға қарсы қолданатын препараттарды радиопротекторлар деп аталады. Олар радиоактивті элементтердің бөлшектері ағзалардан шығару үшін неше түрлі химиялық препараттарды пайдаланады. Олар ағзаларды радияциядан сақтап қалады. Иондалған сәулеленуді ем-дом ретінде пайдалануға болады. Дерттерге диагностика қою үшін де таңбаланған атомды пайдаланады. Сәуле тератиясы мен қан, ауруларын емдеуге болады. Қауіпті ісіктерді де емдеу үшін бета-сәулесін пайдаланады. Адамдарды Радиациядан қорғау Қазақстан Республикасының алдында тұрған аса күрделі мәселе. Қазақстан Республикасында адамдардың денсаулығына өте үлкен көңіл бөлінеді. Әсіресе экологиялық аппатқа ұшыраған аймақтарда да тұратын халықтардың денсаулығы қатаң бақылауға алынған. Осы айтылғандарды қорыта келе, радияция (сәуле) дертіне шалдықпау үшін халыққа, әсіресе, жеткіншіктерге радиоэкологиядан жан-жақты білім және тәрбие беру екенін естен шығармауымыз керек. Адамзат баласы осы кезде бұрын – сонды болып көрмеген орасан көп ғылыми табыстарға жетіп, техника мен технологияны дамыта түсуде. Оларды төтенше түрде дамуы биология ғылымдарына тікелей байланысты. Ол жаратылыстану ғылымдарының көрнекті салаларының бірі. Оның басты міндеттері жер бетіндегі тіршіліктің пайда болуын, оның эволюциялық жолмен дамуын зерттеу. Биология жердің тіршілік иелері адамдар мен жануарлар өсімдіктер мен неше түрлі көзге көрінбетін микроорганизмдер әлемін зерттейді. Алынған мәліменттердің негізінде сигнал хабарды дәл тіркейтін сезімтал машиналар мен механизмдер шығару жұмыстарын жүргізеді. Кейінгі кезде биологиялық ғылымдар орасан зор ілгерлеп, алға басты. Осы уақыттың ішінде тіршілік дүниесі адамдар, жан-жануарлар, өсімдіктер әлемі туралы көптеген түсінігіміз бар. Тірі организмдердің пайда болу жолдарын, биохимиялық процестерін білеміз. Бірақ көптеген биологиялық көріністердің құпия сырлары әлі күнге дейін өз шешімін тапқан жоқ.^[1]

 Пайдаланған сілтемелер:

• https://kopilkaurokov.ru/fizika/uroki/radiaktivti_s_ulielierdin_biologhiialyk_sieri_radiatsiiadan_k_org_anu;
• https://ust.kz/word/radioaktivti_saylelerding_biologiyalyq_aseri_radiaciyadan_qorgany-57743.html;
• https://kk.wikipedia.org/wiki/Радиация;
• https://helpiks.org/4-18846.html.