Радиация, влияние на организм человека

План:

Тема 1. Влияние радиации на организм человека

1. Физическая сторона радиоактивности. Основные понятия. Типы излучений.
2. Острая и хроническая лучевая болезнь. Радиационные ожоги.
3. Острая лучевая болезнь.

 
 

Тема 2. Торнадо, смерчи, как источники  ЧС.

1. Понятие и разновидности торнадо (смерча).
2. Этапы возникновения торнадо.

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ  ЛИТЕРАТУРЫ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ТЕМА 1. Влияние радиации на организм человека

1.Физическая  сторона радиоактивности. Основные  понятия. Типы излучений.

        Радиоактивность – способность некоторых атомных ядер самопроизвольно 
(спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц.

Радиоактивность подразделяют на естественную (наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе) и искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций).

Радиоактивное излучение разделяют на виды:

Альфа-частицы: относительно тяжелые, положительно заряженные частицы, представляющие собой ядра гелия. 
Бета-частицы - это просто электроны. 
Гамма-излучение имеет ту же электромагнитную природу, что и видимый свет, однако обладает гораздо большей проникающей способностью. 
Нейтроны - электрически нейтральные частицы, возникают главным образом непосредственно вблизи работающего атомного реактора, куда доступ, естественно, регламентирован. 
Рентгеновское излучение подобно гамма-излучению, но имеет меньшую энергию.

Кстати, наше Солнце - один из естественных источников рентгеновского излучения, но земная атмосфера обеспечивает от него надежную защиту. 
Ультрафиолетовое излучение и излучение лазеров в нашем рассмотрении не являются радиацией. 
 
Заряженные частицы очень сильно взаимодействуют с веществом, поэтому, с одной стороны, даже одна альфа-частица при попадании в живой организм может уничтожить или повредить очень много клеток, но, с другой стороны, по той же причине, достаточной защитой от альфа- и бета - излучения является любой, даже очень тонкий слой твердого или жидкого вещества - например, обычная одежда (если, конечно, источник излучения находится снаружи). 
 
Следует различать радиоактивность и радиацию.

Источники радиации - радиоактивные вещества или ядерно-технические установки (реакторы, ускорители, рентгеновское оборудование и т.п.) - могут существовать значительное время, а радиация существует лишь до момента своего поглощения в каком-либо веществе.

Вообще, важно  понимать, что источниками радиации являются не только радионуклиды. В частности, проходя ежегодное флюорографическое обследование или делая компьютерную томографию, мы подвергаемся действию рентгеновского излучения, которое (как и гамма-излучение) представляет собой поток квантов. Это означает, что два типа излучения, имея различное происхождение, в равной степени относятся к проникающей радиации. Иными словами, хотя в рентгеновской трубке не используются радионуклиды, она также является источником ионизирующего излучения.

Другим источником радиации, не связанным с естественными и искусственными радионуклидами, является космическое излучение. В открытом космосе это излучение обладает огромной энергией, но, проходя сквозь атмосферу, в значительной степени ослабляется и не оказывает значимого влияния на человека. По мере увеличения высоты возрастает и радиационный фон — поэтому люди, часто совершающие авиаперелеты, получают повышенную дозу радиации; еще большую дозу получают космонавты, выходящие в открытый космос.

Если сопоставить  вклад различных источников в дозу, получаемую средним россиянином, то получится следующая картина: около 84,4% дозы он получит от природных источников, 15,3% — от медицинских источников, 0,3% — от техногенных источников (АЭС и других предприятий ядерной отрасли, сюда же включены последствия ядерных взрывов). В структуре природных источников можно выделить радон (50,9% от суммарной дозы), терригенное излучение, обусловленное радионуклидами, находящимися в земле (15,6%), космическое излучение (9,8%), и, наконец, внутреннее облучение за счет радионуклидов, находящихся в теле человека (калий-40, а также радионуклиды, поступающие с водой, воздухом, пищей) — 8,1%. Конечно, эти цифры условны и меняются в зависимости от региона, но общее соотношение всегда остается постоянным.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.Острая  и хроническая лучевая болезнь.  Радиационные ожоги.

При применении противником ядерного оружия возникает  очаг ядерного поражения – территория, где факторами массового поражения  людей являются воздушная ударная  волна, световое излучение, проникающая  радиация и радиоактивное заражение  местности.

Основным поражающим фактором является воздушная ударная  волна, которая образуется за счёт быстрого увеличения объёма продуктов ядерного взрыва под действием огромного  количества тепла и сжатия, а затем  и разрежения окружающих слоев воздуха. Воздушная ударная волна может  разрушать здания и поражать людей  на значительном расстоянии от эпицентра  взрыва.

В результате поражающего  действия светового излучения могут  возникнуть массовые ожоги и поражения  глаз. Для защиты пригодны различного рода укрытия, а на открытой местности  – специальная одежда и очки.

Проникающая радиация представляет собой гамма-лучи и  поток нейтронов, исходящих из зоны ядерного взрыва. Они могут распространяться на тысячи метров, проникать в различные  среды, вызывая ионизацию атомов и молекул. Проникая в ткани организма, гамма-лучи и нейтроны нарушают биологические  процессы и функции органов и  тканей, в результате чего развивается  лучевая болезнь.

Радиоактивное заражение местности создается  за счет адсорбции радиоактивных  атомов частицами грунта ( так называемое радиоактивное облако, которое перемещается по направлению движения воздуха ). Основная опасность для людей на зараженной местности – внешнее бета-  гамма - облучение и попадание продуктов ядерного взрыва внутрь организма и на кожные покровы. 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Острая лучевая болезнь.

Острая лучевая  болезнь (ОЛБ) представляет собой одномоментную  травму всех органов и систем организма, но прежде всего – острое повреждение  наследственных структур делящихся  клеток, преимущественно кроветворных клеток костного мозга, лимфатической  системы, эпителия желудочно-кишечного  тракта и кожи, клеток печени, легких и других органов в результате воздействия ионизирующей радиации.

Будучи травмой, лучевое повреждение биологических  структур имеет строго количественный характер, то есть малые воздействия  могут оказаться незаметными, большие  могут вызвать гибельные поражения. Существенную роль играет и мощность дозы радиационного воздействия: одно и то же количество энергии излучения, поглощенное клеткой, вызывает тем  большее повреждение биологических  структур, чем короче срок облучения. Большие дозы воздействия, растянутые во времени, вызывают существенно меньшие  повреждения, чем те же дозы, поглощенные  за короткий срок.

Основными характеристиками лучевого повреждения являются таким образом две следующие: биологический и клинический эффект определяется дозой облучения («доза - эффект»), с одной стороны, а с другой, этот эффект обуславливается и мощностью дозы («мощность дозы - эффект»).

Дозы излучения  и единицы их измерения. Эффект облучения  зависит от величины поглощенной  дозы, её мощности, объёма облученных тканей и органов, вида излучения. Снижение мощности дозы излучения уменьшает  биологический эффект. Различия связаны  с возможностью восстановления поврежденного  облучением организма. С увеличением  мощности дозы значимость восстановительных  процессов снижается.

Поглощённая доза излучения измеряется энергией ионизирующего  излучения, переданного массе облучаемого  вещества. Единица поглощённой дозы 
– грей (Гр), равный 1 джоулю, поглощённому 1 кг вещества ( 1 Гр = 1Дж/кг = 
100 рад ). 
 
 
 
 
 

ТЕМА 2. Торнадо и смерчи, как источники  торнадо.

1. Понятие и разновидности торнадо (смерча).

Торнадо (схожие названия: смерч, тромб, мезо-ураган) – мощный поток воздуха, вихрь, который вращается в огромной скоростью. Воронка, которая образуется при торнадо, способна разрушить любые постройки и превратить любой предмет на своем пути в мелкие щепки. Видимым торнадо делает пыль, земля и все, что попадает внутрь воронки на пути.

Вращение  в смерчах происходит против часовой  стрелки, как и в циклонах северного  полушария Земли.

Торнадо, смерчи, бури сегодня продолжают уносить  сотни и тысячи жизней по всей планете. Причины появления торнадо и  смерчей давно известны людям, но это не позволяет избежать жертв при этом природном катаклизме. Эксперты и ученые единогласно утверждают, что в последнее время случаи возникновения торнадо намного участились, что связано с общим экологическим состоянием, которое с каждым днем все хуже и хуже. Глобальное потепление является основной причиной учащения торнадо.

Торнадо (смерч) достигает размеров до 50 км по горизонтали  и до 10 км по вертикали, скорость вращения от 30 метров в секунду. Торнадо (смерч) может иметь различную форму – хобот, труба, воронка, колонна, в зависимости от характера и величины. Вращения в торнадо (смерче) происходит против часовой стрелки.

Разновидности торнадо:

Ученые классифицируют торнадо (смерчи) на два типа: торнадо, возникшие по причине сильной  грозы и торнадо, которые возникли по другим причинам. Вот так все  просто у ученых.

Также торнадо (смерчи) разделяют на: бичеподобные (самый распространенный), расплывчастые (щирина торнадо больше, чем высота), составные (самые разрушительные и опасные для человека)

Причины торнадо (смерча)

Наиболее изученной  причиной возникновения торнадо (смерча) является гроза, а точнее грозовые облака, которые формируют быстродвижущиеся потоки воздуха, которые впоследствии образуют воронку, медленно простирающуюся к поверхности земли. Природа появления торнадо (смерча) является для ученых в большей степени загадкой, так как все известные методы не объясняют полноценно природу явления. Стоит только представлять и догадываться, каким образом скорость ветра внутри воронки торнадо (смерча) достигает нескольких сотен метров в секунду.

2.Этапы возникновения торнадо (смерча):

1. Из мощного грозового облака начинает появляться воронка, которая постепенно движется к поверхности земли.
2. Перепад температур, давления, сила ветра способствуют развитию торнадо, но не являются первопричиной, воронка достигает земли.
3. При изменении описанных в п.2 условий, торнадо теряет свою силу и воронка возвращается в материнское облако, внеся свои коррективы на поверхности.

Как видим, формирование и развитие, силу торнадо (смерча) определяют дополнительные факторы, а именно сила ветра, атмосферное давление, перепад температур, разнонаправленные потоки воздуха. Питающими источниками энергии являются сильно вращающиеся турбулентные вихри, присутствующие в первоначальном турбулентном потоке.

Смерчи часто  образуются на тропосферных фронтах  – границах раздела в нижнем 10-километровом слое атмосферы, которые отделяют воздушные  массы с различными скоростями ветра, температурой и влажностью воздуха. В области холодного фронта (холодный воздух натекает на теплый) атмосфера  особенно неустойчива и формирует  в материнском облаке смерча и  ниже него множество быстро вращающихся  турбулентных вихрей. Сильные холодные фронты образуются в весенне-летний и осенний период. Известны случаи возникновения небольших смерчей  в ясную погоду при отсутствии облаков над перегретой поверхностью пустыни или океана. Они могут  быть совершенно прозрачными и лишь нижняя часть, запыленная песком или водой, делает их видимыми.

Внутри  торнадо есть мелкие вихри, которые  вращаются с большей от основного  вихря скоростью, достигающей 300 метров в секунду и более. Именно такие скорости приводят к страшным последствиям, разрушая внутри себя все, что попадается на пути воронки. Также внутри торнадо наблюдается пониженное давление, которое создает «эффект насоса», втягивая в себя воздух, воду и все, что находится на поверхности земли. Ввиду наличия внутренних вихрей, изучение торнадо до сих пор является невыполнимой задачей, так как при расчете и анализе всех процессов внутри смерча, необходимо учитывать бесконечное множество факторов, что практически невозможно.