Қоршаған орта және табиғи радиация

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

ҚОРШАҒАН ОРТА ЖӘНЕ ТАБИҒИ РАДИАЦИЯ

Жалпы мәселелер

Радиоактивті және иондаушы сәулелер, Жерде тіршілік пайда бол-ғанға дейін көп уақыт бүрын, ал космоста Жердің өзі пайда болмай түрьш болған. Ғалымдардың айтуынша, 20 миллиард жыл бүрын бар-лық бастауларға еебеп болған Үлкен жарылыс иондаушы сәулелерден басталған. Содан бері космостық кеңістік үнемі радиацияға толы, алрадиоактивті элементтер Жердің пайда болған сәтінен бастап, оның қүрамына кіреді. Радиоактивті заттар өте аз мөлшерде кез-келген тірі тканьде кездеседі. Адам радиоактивті қүбылысты осыдан 100 жыл-дан аз уақыт бүрын ғана әрі кездейсоқ ашқан.

1896 ж. француз ғалымы Анри Беккерель қүрамында ураны бар минерал кесегін, кедейсоқ, фотографиялық пластинкалар үстіне қал-дырған. Пластинкаларды шығарған кезде одан сөулелену іздері та-былған, оны Беккерель уранға байланыстырады. Жас химик Мария Кюри және оның күйеуі Пьер Кюри бүл қүбылысқа кеңіл бөледі. 1898 ж. олар уранның белгісіз себептерден басқа химиялық элемент-терге айланатынын анықтады. Бүл элементтердің бірін - полоний (Мария отанының қүрметіне), ал екіншісін - радий (лат. сәуле шыға-рушы) деп атады. 1895 ж. неміс физигі Вильгельм Рентген де рентген сөулелерін кездейсоқ ашқанын айта кету қажет.

Өздерінің жаңалық ашқан сәтінен бастап ғальшдар иондаушы ра-диацияның теріс өсерімен кездесті. 1895 жылы Рентгеннің көмекшісі В. Груббе рентген сәулесімен жүмыс істеу кезінде қолын күйдіріп алды. Радий бар шыны сауытты қалтасына салған Беккерель, тері күйігін алды. Мария Кюри соуле ауруынан қайтыс болды. Радиоактивті материалдармен жүмыс істеген 336 адам соулелену әсерінен қайтыс болды. Ал 1945 ж. ғылыми ізденістер нәтижесі Хиросима мен Нага-сакиде атом бомбасын қолданумен аяқталды.

Бүл салада ғылыми зерттеулердің негізгі нысаны атом құрылысы болды. Қазіргі кезде атом ядродан және айналып жүретін электрондар-дан түратыны анықталған. Үлкендігі атом көлемінен 100 мың есе кіші болғанымен, ядро тығыздығы өте жоғары. Атом ядросы протон мен нейтроннан түрады.

Протон оң зарядты және оның саны атомның қай химиялық элементке жататынын көрсетеді. Сутегі атомының ядросында бір протон болса, отгегіңде - сегіз. Атомдағы электроңцар саны ядродағы протондар санына тең, әрі элетрондар теріс зарядты, сондықтан түтас атом нейт-ралды (бейтарап) .

Протондармен берге ядрода басқа да бөлшектер - нейтрондар болады, олар нейтралды зарядты. Ядроларында протон саны бірдей, бірақ нейтрондар саны өр түрлі атомдар бір элементтің әр түрлі түрлеріне жатады да, осы элементтің изотоптары деп аталады. Мысалы, уран-238 ядросында 92 протон және 146 нейтрон, ал уран-235 ядросында 92 протон, 143 нейтрон бар. Осындай изотоптар ядросы нуклид деп аталады.

Кейбір нуклидтер тұрақты, сырттан әсер болмаса ешқавдай өзгеріске үшырамайды, бірақ нуклидтердің көбісі түрақсыз, яғни олар басқа нуклидтерге айналуға қабілетті. Мысалы, уран-238 атомының ядросы өте түрақсыз, ол біртіндеп екі протон және екі нейтронды бөліп шығарып, торий - 234-ке айналады. Өзгеріс басқа да түрде болуы мүмкін, мысалы, нейтрондар протондарға айналуы немесе керісінше. Протонсыз қалған электрондар да атомнан бөлініп кетеді.

Кез-келген ыдырау кезінде энергия бөлінеді, ол кеңістікте сәулелену түрінде таралады. Ядродан екі протон мен екі нейтронның босатылуы -бүл альфа - бөлшектері, электрондар бөлінсе - бета белшектері. Егер түрақсыз нуклид таза энергия шығарса - бүл гамма бөлшектері. Түрақсыз атомдардың ыдырау процесін радиоактивті ыдырау деп, ал нуклидтің озін радионуклид деп атайды. Нуклидтің барлық атомда-рының жартысының Ыдырау уақытын жартылай ыдырау периоды деп атайды. Уран-238-дің жартылай ыдырау периоды 4, 5 млрд. жылға тең болса, кейбір нуклидтер өте қысқа уақытта ыдырайды.

Радиоактивті сөулелену затгармен өсерлескенде қүрамывдағы атом-дар мен молекулаларды иондандырады да олар иондарға айналып, заряд алады. Сондықтан мүндай сәулелену иондаушы деп аталады.

Секундына ыдырау саны элементтің радиоактивтілігі деп аталады. Секундына бір ыдырау бір Беккерелге (Бк) тең.

Сәулеленудің әр түрінің энергия болу мөлшері де, ткандерге ену қабілеті де әр түрлі. Ауыр компоненттерден түратын (нейтрондар, протондар) альфа-бөлшектер қарапайым қағаз парағымен тоқтатылады және адам терісінен өте алмайды. Сондықтан олар тек организмнің ішіне түскенде ғана қауіпті. Бета-бөлшектер (электрондар) массасы томен, жылдамдығы жоғары. Олар энергиясын ортаны иондауға аз жүмсайды да, организм тканіне тереңірек (1-2 см. ) енеді. Гамма-бел-шектер жарық жыддамдьщығымен бірдей қозғалады да, организмнің барлық ткандері арқылы өтіп кетеді.

Дене массасы бірлігімен (кг) сіңірілетін сәулелену энергиясының мөлшері жүтылған доза деп аталады және СИ жүйесінде Греймен (Гр) елшенеді. Жүйеден тыс бірлікте жүтылған доза радпен өлшенеді (1 Гр=100рад) .

Бірақ жүтылған (сіңірілген) дозада сөулеленудің қауіптілік дәрежесі ескерілмейді. Бірдей сіңген дозада альфа-сәулелену бета мен гамма сәулеленуге қарағанда көп қауіпті. Организм тканін зақымдауға қабілетті доза эквивалентті доза деп аталады жөне СИ жүйесінде зивертпен олшенеді (3 в) . Жүйеден тыс бірлікте эквивалентті доза бэрмен өлшенеді (1 3 в=100 бэр) .

Радиацияның биологиялық әсері

Адам организмнің жануарлардан ерекшелігі - ол радиация алдында қорғансыз. Адам сәулеленудің өте қауіпті дозасын алып, әрі ол жайывда сәуле ауруы пайда болғанға дейін білмеуі мүмкін. Біздің сезу органдарымыз радиацияны қабылдамайды. Жануарлар, керісінше "радиацияны" сезеді. Сөулелену кезівде үлу озінің мантиясын жасы-рады, қүмырсқалар мазасызданып, сәулелену алаңынан кетуте тыры-сады. Тышқандар мен егеуқүйрықтар да өздерін осылай үстайды.

Радиацияға сезімталдығы төмен бактериялар мен қарапайымдар, сезімтаддығы жоғары - сүтқоректілер. Мысалы, қуаттылық дозасы тәулігіне 10 млн. рад. ядролык, реакторде табылған бактериялар жойыл-мағаны былай түрсын, тіпті көбейген.

Радиация адам үшін өте қатерлі. Үлкен дозада өсер еткенде ор-ганизм тканьдерін жедел зақымдайды, төмен дозада қатерлі ісік немесе генетикалық өзгеріс тудыруы мүмкін. Үлкен доза әсері бірнеше сағат немесе күн ішінде көрінеді. Қатерлі ісіктер сәулелену алған соң 10-20 жылдан кейін пайда болады, ал генетикалық аппаратгың зақым-далғаны тек келесі үрпақтан көрінеді (сәуле алғандардың балалары мен немерелерінен) .

Организмнің жедел сәулемен зақымдануын тудыру үшін белгілі бір деңгейден асатын радиация дозасы қажет. Жоғары дозадағы радиа-цияның қауіптік әсерін радиобиологтар жақсы зерттеген. Гигиеналық нормалауда аса маңызды болып саналатын, төмен дозадағы сәуле-ленудің биологиялық әсері туралы мөлімет онымен салыстырғанда аз. Бүл мәселе бойынша ғылыми мәліметтің жеткіліксіздігі келесі себептерге байланысты:

Жиі дозиметрлік аппаратураның сезімталдық шегіне жақын болып келетін төмен концентрацияның езін зерттеу қиындығы.
Төмен дозадағы соулеленудің кеп уақыт өткеннен кейінгі әсерін анықтау қиындығы. Мысалы, қатерлі ісік және генетикалық өзгерістер сәулеленуді алған соң оншақты жылдан кейін керінеді, бүл жерде әрі оның радиациядан пайда болғанын дәлелдеу керек.

Сондықтан төмен дозадағы радиацияның биологиялық әсерін зерт-теуге, соңғы жылдары барлық елдердің радиобиологтары мен гагаенис-тері квп көңіл бөлуде. Зерттеудің негізгі бағыты - иондаушы сәуле-лердің денсаулыққа қауіптілігін бағалау. Радиацияның бастапқы До-засының жоқтығы, яғни радиацияның қатерлі ісік тудырмайтьвд белгілі бір доза шегі жоқтығы жағдайды қиындатады. Теория жүзінде ол үшін ең төмен дозаның өзі жеткілікті.

1955 ж. желтоқсан айында БҮҮ Бас Ассамблеясы 20 елдің аддыңғы қатарлы ғалымдарын біріктірген атом радиациясы әсері жөніндегі Ғылыми комитет (АРӘҒК) үйымдастырды. АРӘҒК радиация мөлімет-терінің негізгі кезі болып табылады, оның негізінде басқа үйымдар нүсқаулар мен нормативтер жасайды. Бірнеше жылда бір рет АРӘҒК радиацияның өр түрлі дозаларын бағалайтын, олардың биологиялық белсенділігі мен халыққа қауіптілік дөрежесі туралы баяндамаларды басып шығарып отырады.

Жер үстіндегі ядролық сынаулар, Семей полигоны, Чернобыль АЭС-індегі апат, Хиросима мен Нагасакиді бомбалау салдары жақсы зерттелгені бәріне белгілі.

Бірақ жер шары халқының негізгі бөлігіне иондаушы сәулелердің ең қауіпті көзі туралы аз айтылып, жазылып жүрген жоқ. Атомды энергетика адам өрекетіне байланысты радиацияньщ тек бір азғантай ғана белігін береді. Адам сәулеленудің анағүрлым көп дозасын басқа көздерден алады (мысалы, медицинада рентген сәулелерінен) . Жалпы алғанда, адамзат радиацияның ең көп дозасын табиғи көздерден алады. Оның көпшілігінің ерекшелігі сол, олардың сәулелендіруінен қүтылу мүмкін емес.

Жер тарихының барлық уақыты бойы оның бетіне сөулелену кос-мостан түсті және жер қыртысындағы радиоактивті элементтерден таралып өсер етті. Табиғи сәулелену сыртқы және ішкі болады, яғни радиоактивті заттар организмге ауамен, тағам, сумен түскен еді.

Космостық сәулелену

Жер атмосферасына космостық кеңістіктен үздіксіз жоғары энер-гия ағыны келіп түрады. Космостық сәулелер жерге біріншілік сәуле-лену, негізінен протондар мен альфа-бөлшектерден түратын түрінде жетеді. Олар сонымен бірге Жер атмосферасымен өзара әсерлесіп, әр түрлі нуклидтер (екіншілік космостық сөулелену) түзе алады.

Жердің магаштік алаңы мен атмосфералық біріншілік сәулеленуден қорғаныш экраны болады, ол әсіресе біздің планетамыздың экватор-лық бөлігінде айқынырақ. Солтүстік және оңтүстік полюстер радиа-цияны көбірек алады. Жалпы алғанда, түрғындар табиғи көздерден алатын сырттай сәулеленуінің жартысына жуығын космостық радиа-циядан алады.

Біріншілік сәулелену теңіз деңгейіне дейін жетпейді деп саналады, бірақ ол атмосферада, Жер түрғындарының сәулелену деңгейін анық-тайтын, протондар, нейтрондар, электрондардың электромагниті ағынын тудырып үлгереді. Сонымен бірге, космостық сәулелену жергі лікті жердің биіктігімен бірге жоғарылайды. Жазыққа қарағанда, тау-лы жердің түрғындары алатын радиация дозасы бірнеше есе жоғары. Авиалайнердегі жолаушылар 12 км. биіктікте, таулылықтарға қарағавда 25 есе жоғары доза алады (тау тұрғындарының максимальді биіктігі 4 км-ден аспайды) . Теңіз деңгейінде өмір сүретін адамдар орташа есеп-пен жылына 300 микрозивертке (зиверттің миллион бөлігі) жуық кос-мостық сеулелердің әсер дозасын алады, ал таулы жерде одан жоғары. Космостық сәулелердің топырақ пен құрылыс конструкциясына сіңу қабілеті жоғары. Олардың толық экрандалуына 500 м жоғары қалындықтағы бетон қабаты қажет. Бұл фонсыз радиобиологиялық тәжірибелер жүргізуде қиындықтар тудырады.

Жердегі радиация

Жер кыртысындағы радиация көздеріне уран-238 жөне торий- 232, калий-40 пен рубидий-87-лер тектес радиоактивтігі туыстастығының мүшелері жатады. Уран мен торий нуклидтердің ыдырау тізбегінің алғашқы буыны. Екі тізбектің ыдырауының соңғы өнімі - түрақты қорғасын изотобы.

Шығу тегі вулкандық жыныстар қүрамында радиоактивті заттар ең жоғары, ал ең азы түндырмалыларда, кейбіреулерін санамағанда (сланцы, фосфаттар) . Радионуклидтердің ең жоғары концентрациясы қышқыл породаларға (гранит) тән. Кейбір жерлерде радионуклидтердің жиынтық ошағы - радиоактивті аймақ кездеседі, олар өндірістік мақсатга қолданылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.