Радиациялық қару

 

Жоспары:

 

1.  Кіріспе 
2. Радиация және олардың түрлері

1. Органикалық эволюцияға радиация мөлшерінің әсері.

2. Инкорпорировланған радиоактивтік заттардың биологиялық әсері
3. Адамның тіршілік ету ортасының жағдайына байланысты сәулелену

3. Радиоактивтік сәулеленудің залалды әсерлерінің пайдалы болуы

4. Қорытынды

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

Атом  энергиясы – адам өмірінде маңызды орын алады. Энергия жеткілікті болғанда қоғамның дамуы қарыштап алға басады. Оған жиырмасыншы ғасыр дәлел. Бүгінгі күнгі негізгі энергия қоры болып саналатын – көмір, мұнай, газ бір кезде өзінің шегіне жетуі мүмкін. Соны болжай білген ғалымдар энергия көзін ашты. Бұл – атом энергиясы. Атом энергиясы адам өмірінде кең қолданылатын энергия түріне айналып келеді. Бұл энергия түрімен жұмыс істегенде, оның адам ағзасына тигізетін әсерін және соған байланысты физиологиялық өзгерістерді біліп, денсаулықты сақтау маңызды мәселе.

Биологияның барлық салаларының табиғи құбылыстарымен тығыз байланысты өріс алтынын ғылымның бүгінігі даму деңгейі айқын көрсетіп отыр. Өсімдіктер күн сәулесінің энергиясын өзіне сіңіріп, тіршілігін жалғастырса, жануарлар және адам организміндегі физиологиялық құбылыстардың өтіп тұруы да энергияны қажет етеді. Табиғи энергияның тым жоғары немесе төмен болуына байланысты тірі организмнің пайда болып, дамып, күрделенуі немесе Жер бетінен жойылып кетуі эволюциялық кезеңдерде кездесіп отырған.

Табиғи  энергия және жасанды энергия /атомнан  алынған/ әсерлері қатарлас келсе, онда тірі организмнің  өмір сүруіне қауіп туатынын оқымыстылар зерттеулерінде ғылыми тұрғыдан дәлелдеп берді.

 

Радиация және олардың түрлері

 

Табиғи және жасанды радиоактивті изотоптарда ядролардың өздігінен  ыдырау процесі үздіксіз жүріп жатады. Демек, олар сыртқы ортаға туынды белшектерді, гамма кванттарын үнемі атқылаумен болады. Радиоактивті сәулелер кейде радиация немесе иондағыш сәулелер деп аталады. Олардың кинетикалық және электромагниттік энергиялары үлкен шама құрайды. Сондықтан ондай бөлшектер жолындағы денелердің атомдары мен молекулаларының химиялық-физикалық касиеттерін өзгертіп иондайды, олардың араларындағы қалыпты байланыстарды үзеді. Сөйтіп, биологиялық денелер де, басқа табиғи денелер де өзгеріске ұшырайды. Әсіресе тірі табиғат: адам мен жан-жануарлар, өсімдіктер мен басқа да тіршілік иелері зор зардап шегеді.

Атом бомбалары мен  уран кеніштерін айтпағанның өзінде, атомдық реакторлар мен атомдық  электр станциялары да радиацияның  көзі болып табылады. Сондай-ақ Күн  радиациясының, ғарыштан келетін басқа  да бөлшектердің зиянды әсерін де білуіміз қажет. Ол үшін изотоптардың сәуле атқылау  белсенділігін, сондай-ақ радиацияға душар  болған денелердің алған сәулелерінің мөлшер-дозасын нақты білу қажет. Қандай доза шегінде жұмыс істеуге  болады, қандай доза денсаулыққа зиян немесе адам өміріне қауіпті деген  сұрақтарға да жауап беруіміз керек.

Иондағыш сәулелерден  қорғана білу үшін олардың өтімділік  қасиеттерін білген жөн. Радиоактивті изотоптармен жұмыс істегенде, олардың  өтімділігіне орай тиісті қауіпсіздік  ережесін бұлжытпай орындау керек.

Альфа-бөлшек парақ қағазға тұтылып, одан өте алмайды. Алайда адам терісінде қалып қойса немесе ішкі органдарына тыныс жолымен, яғни жеген тағамы арқылы етіп кетсе, өте қауіпті.

Бета-бөлшектердің өтімділік қабілеті үлкен. Олар адам ағзасына 1—2 см тереңдеп ене алады. Алайда бірнеше миллиметр алюминий қаңылтыры оны толық жұтып алады.

Гамма-сәуленің өтімділік  қабілеті аса күшті. Сондықтан одан қорғану үшін корғасынның немесе бетон плиталардың калың қабаты пайдаланылады.

Изотоптардың активтілігі (беменділігі) деп олардың бір секундта ыдыраған ядроларының санын айтады.

Активтіліктің өлшем бірлігіне  беккерель (Бк) алынды. Бұл бірлік активтілікті ашқан Беккерельдің құрметіне аталған. Мысалы, қандай да бір заттың 1 с ішінде 504 ядросы ыдыраса, оның активтілігі 504 Бк болады. Ертеректе активтілік бірлігіне кюри (Ки) алынған еді. 1 Ки = 3,7 • 1010 Бк.

Тірі ағза клеткаларының радиациядан алған энергиясы мол болған сайын, олардың биофизикалық қасиеттері өзгеріп, тіпті генетикалық деңгейдегі бұзылуы арта береді. Сондықтан радиацияның ағзаға беретін энергия мөлшерін бағалай білудің маңызы зор.

Радиацияның ағзаға беретін энергия мөлшері сәулелену дозасы деп аталады. "Күн өтіпті" деген халық диагностикасы мен "сәулелік ауру" деген қазіргі медицина диагностикасы арасында тура байланыс бар. Жаздың ыстық күндерінде білмеген адамға ерсі көрінгенімен, өзбек пен тәжіктің ала шапан киюінде, қырғыз бен түрікменнің ақ киіз қалпағы мен елтірі бөрігін, дала қазағының түйе жүн шекпенін тастамауында, халықтың радиациядан қорғануының ғасырлық тәжірибесі жатыр. Күні шуақты елдердегі әйелдердің бетін, денесін бүркеп жүруінің де бір сыры осында жатыр.

Шынында да, Күн бетінен  келетін радиация біркелкі емес. Алапат қысым, ғаламат температура жағдайында Күн төсінен ыстық плазма оқтын-оқтын буырқана атқылап, жүздеген мың километрге шапшып, төңірегіне тарайды. Осындайда өте өтімді күн радиациясынан денені қорғамау денсаулыққа зиян келтіреді.

Дененің бір килограмында жұтылған радиация энергиясының мөлшері жұтылған доза деп аталады:

мұндағы Е—ағзада (денеде) жұтылған радиация энергиясы, яғни сәулелену дозасы; m—дененің массасы. Жұтылған дозаның өлшем бірлігіне грей (Гр) алынады:

Қоршаған ортада табиғи радиация (ғарыш сәулесі, радиоактивті элементтердің  шығаратын сәулелері) әрқашан болған, бар және бола да бермек. Оны радиацияның табиғи фоны дейді. Ондай фон қоршаған ортадағы барлық денелерде, соның ішінде адамда да бар. Табиғи фонның есебінен бір адам жылына 2 • 10 3 Гр радиация алады.

Радиоизотоптармен жұмыс  жасайтын адамдар үшін бір жылдық шекті босатылған доза (ШБД) 0,05 Гр-ден аспауы керек. Қысқа уақытта алынған 3—10 Гр адам өміріне аса қауіпті. Елді мекен тұрғындарының бір жыл ішінде алатын шекті босатылған дозасы 5 • 10~3 Гр = 5 мГр-ден аспауы тиіс.

Айналадағы ортаны радиация қалдықтарымен ластау — адамға да, табиғатқа да жасалған зиянкестік. Сондықтан атомдық реакторлар мен  атомдық электр станцияларын салуда, уран өндіруде, олардан шығатын радиоактивті қалдықтардан сақтануды ескеріп, жеті рет өлшеп, бір рет кескен жөн. Атом энергиясын қауіпсіз өндіру адамзатқа қойылып отырған үлкен сын, онсыз өркениеттің өрге басуы мүмкін емес. Алайда радиоактивті қалдықтарды залалсыздандыру немесе қауіп келтірместей етіп сақтау адамзат алдындағы ең күрделі мәселелердің біріне айналып отыр. Бұл мәселелерді оңтайлы шешу үшін ұлттық деңгейде арнайы радиациялық қауіпсіздік шаралары қабылданып, іске асырылуы керек. Кері жағдайда табиғатта үздіксіз жүріп жататын зат алмасулары салдарынан, радиоактивті бөлшектер жер бетіндегі тіршілік атаулыны бірте-бірте жояды. Міне, сондықтан қоршаған табиғи ортаның тазалығын сақтауда әр адамға зор жауапкершілік жүктеледі.^[1].

Радиация латын тілінде  радиус-сәуле деген сөз. Радиацияға күннің сәулесі, ғарыштық сәуле, жердің табиғи радиоактивтік заттарының сәуле шығаруы және жасанды радиоактивті изотоптар жатады.

Галактикалық  ғарыш сәулелерінің, құрамында протон ағымдары /85%/,  альфа-бөлшегі, яғни гелий /13-14%/, электрондар және гамма — кванттары бар. Сол сәуле бөлшектерінде энергия өте жоғары. Жердің радиациялық белдеуі сыртқы және ішкі зоналардан тұрады. Ішкі зонасында 40 Мэвтен астам энергиясы бар электрондардан тұрады. Бұл энергия атмосфера қабатынан  өткеннен соң  Жер бетінде байқалады.

Күннің  ғарыштық сәулелерінің құрамында протондар  және альфа- бөлшегі бар.

Ғарыштық  сәулелері және жердің табиғи радиоактивтік  заттарының сәулеленуі табиғи радиациялық  фон құрады. Табиғи радиациялық фон  Жер бетіндегі бүкіл тірі жәндіктерге, жануарларға, адамға және өсімдіктерге әсерін тигізеді.Оны зерттейтін ғылым саласын гелиобиология дейді.

Жердің  табиғи радиоактивтік заттарының сәуле  шығаруы барлық химиялық заттарға байланысты болмайды. Әр түрлі элементтердің табиғи 50 радиоактивті изотобы бар. Көпшілік элементтердің тек біразы ғана радиоактивті. Кейбір химиялық элементтерде тұрақты изотоптар жоқ, олар түгелдей радиоактивті, мысалы, уран, торий, радий, полоний және т.б. Бүлардың атомдарының ядросы өздігінен ыдырап, гамма – кванттық және корпускулярлық сәулеленеді.

Изотоптар деп бірдей қасиеттерімен, бірақ атомдық салмақтары әр түрлі химиялық элементтерді айтады /грекше – изос – бірдей, тең; топос – орын/. Мысалы, уран 235 және уран 238 – изотоптар.

Изотоптар ядрода нейтрондар санының әр түрлі болуына байланысты өзара айырмашылығы бар атомдар. Оларда пратондардың саны бірдей. Мысалы, темір атомының ядросында 26 протон бар, ал нейтрондар саны 54 және 61. Изотоптарда 28/-54\26-ге\ден 35\61\26-ге дейін болуы мүмкін.

Атомның және атом ядросысының құрылысын  анықтап, зерттеу ядролық құбылыстар заңын ашып, ядролық реакцияларды жүргізіп, жасанды радиоактивтік изотоптар алуға мүмкіндік берді.

Ядродағы  құбылыстық айналымды зерттеу атом ядросының тау-сылмас энергия бұлағы екенін көрсетті. Бұл энергия ядролық  реакция кезінде ядролық сәлелену бөлініп отырады.

Ең  алғаш 1942 жылдың  желтоқсан айының 2 күні өту құбылысын басқаруға мүмкіндігі  бар тізбектелген реакция алынды. Бұл күні атақты физик Энрико Ферми жасап шығарған бірінші ядролық реактор өзінің жұ-мысын бастады. Осы күннен атом  энергиясын бейбітшілік және соғыс мақсатында практикалық қолдану басталды.

Физика  оқымыстылары және инженерлер атом энергиясын пайдалануды зерттеп ұсынғандығы  мақсатты — қазба отын түрімен бәсекелесуге қабілетті қауіпсіз және сенімді энергия көзін жасау болды.

Ядролық реакторды қолдану арқылы кез  келген  химиялық элементтің және Жер қабатында жоқ элементтердің изотобын жасау мүмкін болды.

Жасанды радиоактивтік изотоп биологияда және медицинада жиі қол-данылады. Оны қолдану тәсілдерін изотоптық тәсіл \изотопный метод\ және таңбаланған атомдар тәсілі \метод меченых атомов\деп атайды.

Органикалық эволюцияға радиация мөлшерінің әсері

 

Радиация  мөлшері тіршілікке екі бағытта  әсер еткен:

- тіршіліктің  пайда болуына әсері;

- тірі жануарлардың Жер бетінен жойылып кетуіне себеп болғаны. Тірі организмнің өлі табиғаттан дамуы радиация әсерінен болған деген ғылыми қорытындылар бар. Жер үстінде қазіргі кезде жоқ ерекше жағдай – жоғары энергия әсерінен табиғи құбылыстар өткен. Бұл құбылыстардың негізгісі – ұзаққа созылған химиялық эволюция нәтижесінде органикалық қосылыстар пайда болып, күрделі молекулалар түзілген. Содан кейін биологиялық эволюция басталған.

Табиғи  радиация мөлшері аса үлкен болған кезеңдері эволюцияның даму жылдамдығына әсерін тигізіп отырған. Бор дәуірінің соңғы кезінде Күн маңайындағы жаңа жұлдыздардың біреуінің жарқылдануынан ғарыштық сәулелену деңгейі ұзақ уақыт аса жоғары деңгейде болғаны өте ірі динозаврлардың жаппай қырылуына себеп болған. Палеозой дәуірінің аяқ кезінде Мезозой дәуірінің басында Жер үстінде бауырымен жорғалаушылар өте көп болған. Бор дәуірінде олар кенет азайып, түрлері кеміп, денелері ықшамдалған. Бұл қорытындыларға дәлелдемелер осы кезде аз болмас. Солардың ішінде мынаған көңіл аударайық. Мұнай және газ қойнауын зерттеуде табылған ірі тістерді, сүйектерді осы күнгі жануарлармен салыстырғанда уранның көп болуынан радиоактивтілік өте жоғары екені байқалады (әрине уақыт мерзіміне байланысты сүйек қалдықтары жердегі уранмен кірленуі мүмкін).

 

Инкорпорировланған радиоактивтік заттардың биологиялық әсері

 

Инкорпорироваланған радиоактивтік заттарға ағзаға ас қорыту, тыныс алу және тері арқылы түседі. Бұл мәселелерді комплекстік зерттеумен радиациялық гигиенистер, радиотоксикологтар және физиктер – дозиметристер арнайы шұғылданады.

Ағзаға  қатерлісі – радионуклидтердің  тыныс алу (ингаляция) жолы арқылы түсуі. Бұған себеп болатын альвеолдардың  орасан зор тыныс алу аумағы, оның көлемі шамамен 100 м2 (терінің аумағынан 50 есе көп).

Ауаның  радиоактивтілігі оның құрамында радиоактивтік  газдар немесе шаң (аэрозолей), тұман, түтін  түрінде болуына байланысты. Тыныс  жүйесінде ұсталынып қалған радионуклидтің мөлшері оның түйіршіктерінің көлеміне, олардың физико – химиялық қасиеттеріне және ағзаның жүйелерінде тасымалдануына байланысты түрлі өзгерістер болады. Жақсы еритін түйіршіктер біренеше ондаған минут ішінде қан тамырлар жүйесіне өтіп, заттар алмасуының нәтижесінде  белгілі бір мүшелерде және мүшелер  жүйесінде жинақталады немесе ағзадан  сыртқа бөлінеді. Ерімейтін немесе нашар еритін радиоактивтік заттар мұрын қуысында сілімей бөлігімен  қарын – ішек жолына түсуі мүмкін, одан соң ішектердің қабырғасына  жинақталады. өкпе ұлпасының альвеолдарына  түскен түйіршіктерді фагоциттер залалсыздандырып, сыртқа бөлінуіне әсер етеді,немесе лимфа түйіндеріне өтеді. Лимфа  түйіндері бұл бөлшектерден бірнеше  айда, бірнеше жылға дейін арыла  алмауы мүмкін.

Жоғарыда  айтылғандай, аз және ұзақ өмір сүретін  радиоактивтік заттар тыныс жүйесіне өтеді. Егер қысқа өмір сүретін және ағзада тасымалдана алмайтын радиоактивтік  заттар тыныс мүшелеріне түссе, онда ол өте қатерлі жағдай тудырады. Ал ұзақ өмір сүретін және ағзада тасымалдана  алатын радиоактивтік заттар өкпе ұлпасының  өзінде жинақталады, ішектен сорылу кезінде біразы қан тамырларға өтеді.