Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Ноября 2013 в 16:04, реферат
Радиобиология қоршаған ортаны радиоактивті заттармен ластайтын көздерді, иондаушы сәулелердің биологиялық әсерлерін, ағзаға түсетін радиоактивті заттардың уыттылығын, радионуклидтердің организмге түсу жолдары мен таралуын, адам және жануарлар организмі мен биосфераға тигізетін зиянды мутагендік әрекеттерін, қауіпті сәулелік аурулар мен оларды емдеу жолдарын және ауылшаруашылығына тигізетін әсерлерін қарастырып зерттейді
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ТАРАЗ МЕМЛЕКЕТТІК ПЕДАГОГИКАЛЫҚ
ИНСТИТУТЫ
«РАДИОБИОЛОГИЯ»
ПӘНІНІҢ ЗЕРТХАНАЛЫҚ САБАҚТАРЫНА АРНАЛҒАН ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР
Әдістемелік нұсқау Қазақстан Республикасының Тараз Мемлекеттік педагогикалық институтының Ғылыми кеңесі бекіткен оқу жұмыс бағдарламасы негізінде жасалынды.
Әдістемелік нұсқау «Биология және БОӘ» кафедра мәжілісінде талқыланды.
Хаттама №__ «____»__________2010 ж.
Кафедра меңгерушісі __________а.ш.ғ.д профессор Төлеубаев Ж.С.
Әдістемелік нұсқау жаратылыстану ғылымдары факультетінің оқу бағдарламалары жөніндегі комитет кеңесінде қолдау тапты.
Хаттама №___ «___»________2010 ж.
Комитет төрағасы__________________ Қ. Жанбайбеков
Зертханалық сабақ №1
Тақырыбы: Радиобиология пәні мақсаты,міңдетрі даму тарихы
Сабақтың мақсаты Радиобиология пәні мақсаты,міңдетрі даму тарихын зерттеу
Қажетті құрал –жабдықтар Плаккаттар, схемалар, оқулық
Жалпы түсінік
Радиобиология қоршаған ортаны радиоактивті заттармен ластайтын көздерді, иондаушы сәулелердің биологиялық әсерлерін, ағзаға түсетін радиоактивті заттардың уыттылығын, радионуклидтердің организмге түсу жолдары мен таралуын, адам және жануарлар организмі мен биосфераға тигізетін зиянды мутагендік әрекеттерін, қауіпті сәулелік аурулар мен оларды емдеу жолдарын және ауылшаруашылығына тигізетін әсерлерін қарастырып зерттейді
Ядролық физиканың кейбір элементтері
Заттардың құрылысы. Заттардың ұсақ бөлшектерден атомдардан тұратыны физика мен химиядан белгілі. Ал атом ең қарапайым бөлшек емес екенін 1911 жылы ағылшын ғалымы Эрнест Резерфорд ашты. Резерфордтың ашқан атом құрылысының планетарлық моделін Н.Бор (1913ж.) ары қарай дамытты.
1-сурет
Модель бойынша атомның ортасын
К-2, L-8, М-18, N-32 электрондар орналасады. Электрондар (е) бір теріс заряды бар элементар бөлшек те = 9,1091 • 10-27кг массаның атомдық өлшем бірлігі бойынша me = 0,000548. Энергетикалық эквиваленті 0,000548-931 = 0,51 ІМэВ, өйткені массаның бірлігіне атомдық өлшем Iм.ә.ө.б.-1,6-1027кг сәйкес келетін энергияның эквиваленент-ЭЗІМэВ.Ядролық физикада энергияның өлшем бірлігі үшін электрон-вольт алынған.
Электрон вольт-потенциалдар айырмасы 1B электр өрісінен өткендегі электронның алатын энергиясы /мегоэлектрон-вольт МэВ/ кило-электрон вольт /КэВ/, электрон вольт /эВ/, I МэВ = 103 КэВ = 106 эВ.
Атом орбиталарындағы
электрондар мен ядродағы оң
зарядтар саны тең болады, мысалы
уран - 238-дің электрондык, қабаттары
Изотоптар, изомерлер, изобарлар, изотондар
туралы түсінік
Табиғаттағы көптеген химиялық элементтердің ядросындағы протондар саны бірдей, бірак, нейтрондар саны әртүрлі болып келеді, ондай атомдарды изотоптар деп атайды. мысалы, д.и.менделеев-тің периодтық системасындағы 90 элементтің 71-інде 2-ден 10-ға дейін изотоптары бар. осы кезге дейін тұрақты 300 химиялық элемент анықталды, ал тұрақты және радиоактивті ядролар саны 1500-ден асады /'н, 'н, 'н т.т./.
Массалық сандары /а/ бірдей, ал ядросы әртүрлі энергетикалық жагдайларда болатын атомдарды изомерлер деп атайды, және ол элементтердің жартылай ыдырау периоды эр түрлі болады. мысалы, 6027со, т = 5,3ж, 60т27со, т =10,7 минут, 8035вг, т = 4,4 сағ. т.т.
80m35br, т = 18 минут. атомның бұл
жағдайын метастабильдік
Табиғатта изотоп, изомерлерден басқа массалық сандары бірдей, ал протондар саны әртүрлі химиялық элементтер де кездеседі - изобарлар 4018ar, 4020са. ал, ядросында нейтрондар саны бірдей атомдар изотондар /!36с, 147n, бр, 7п, 6р, 7п/.
ядролық күштер, масса деффектісі. ядроның протондар мен нейтрондардан тұратыны белгілі, ал ядродағы көптеген оң заряды бар бөлшектерді қандай күш біріктіріп ұстап тұрады деген сұрақ туады. зерттеулер нәтижесінде бұл күштің қысқа арақашықтықта /10-15м/ әсер ететін күш ядролық күш екен анықталды. ядролық күштер, нуклондар арасындағы бөлшектер алмасқан кезде пайда болады, ол бөлшектерді немесе пимезондар деп атайды.
Ядролық күштердің қанығушылық қасиеттері және ядродағы нуклондар бір-бірімен белгілі сандық қатынастарда болатындықтан, нейтрон сандары көп атомдар ыдырауға бейім болады, өйткені ядролық күштің мөлшері азаяды. ядролық күш өрісіндегі нуклондарды ыдырату үшін энергия жұмсап, жұмыс істеу керек, осы энергияны ядроның байланыс энергиясы деп атайды. ал нуклондарды қайтадан біріктіру үшін осы байланыс энергиясы жұмсалады. ядроның байланыс энергиясын анықтау үшін а.эйнштейн ұсынған энергия, масса, жылдамдық арасындағы байланысты қолданамыз, е = тс2, бірақ ядроның нағыз массасының табылған массадан есептеп айырмашылығы бар. мәселен гелий ядросының массасын есептеп көрейік, m = zmp + nmn (42he), z = 2, n = 2, a = z + n = 4, демек, m = 2zm| + 2nmn массаның атомдық өлшем бірлігі бойынша т„= 2-1,0076 + 2-1,0089 = 4.03 а.ө.б. демек, гелий ядросының массасы өзін құрайтын нуклондар массасынан 4,03-4 = 0,03м. а.ө.б. кем. бұл шаманы масса деффектісі деп атайды. әрине бұл жалғыз гелий атомында емес, басқа химиялық элементтерде де осылай. масса деффектісінің қасиеті, ол ядрода нуклондар байланысының қандай дәрежеде екенін көрсетсе, екінші жағынан нуклондарды біріктіру үшін қанша энергия жұмсау қажет болатынын есептеуге мүмкіншілік береді. сонымен, е = атс2, ал бұл есептеуді жеңілдету үшін е = 931-лт-д қолдануға болады, өйткені 1м. а.ө.б. = 931 мэв энергияға эквивалентті. ал гелий ядросыныц байланыс энергиясы е = 931дт = 0,03-931 =27,93 мэв~28 мэв.
бір нуклонға сәйкес келетін энергия - ядроның меншікті байланыс энергиясы. гелий-4 үшін 28/4 = мэв = 7 мэв. ядроның байланыс энергиясы нейтрондар санына байланысты өседі, бірақ қатаң пропорционалдық сақталмайды, осыған байланысты меншікті байланыс энергиясы да өзгереді, бірақ шамасы 8 мэв-тен аспайды. химиядағы атом, молекулалардың байланыс энергиясы 2-5 эв болса, ал ядродағы нуклондардың байланыс энергиясы, ядролық реакция кезіндегі бөлінетін энергия миллион есе артық.
Бақылыу сұрақтары
Зертханалық сабақ №2
Тақырыбы: Радиоактивтілік.туралы түсінік
Сабақтың мақсаты Радиоактивтілік.туралы түсінік қалыптастыру
Қажетті құрал –жабдықтар Плаккаттар, схемалар, оқулық
Жалпы түсінік
Кейбір химиялық элементтердің ядроларының өздігімен ыдырап, басқа химиялық элементтерге айналып, бөлшектер және сәулелер шығаруды радиоактивтілік деп атайды. Мұндай химиялық элементтер радиоактивті элементтер немесе радионуклидтер қатарына жатады. Радиоактивтіліктің екі түрі_кездеседі. Табиғи радиоактивтілік -табиғаттағы кен қоймаларындағы кездесетін 60 радионуклидтер, табиғи иондаушы сәулелердің көздері, оларды екі топқа бөледі:
1 Космостан келетін сәулелер азот, сутегі, көміртегі
атомдарымен әсерлесуінен болады;
2. Радиоактивті қатарларға жататын жер қабатындагы 23592U, 23892U, 23290ТҺ, 4019К, 8737Rb элементтері. Жер, топырақтағы ең көп 4019К-25%, ал уран, торийдің мөлшері калийден ондаған, жүздеген есе кем болса /0,025%/, радийдің мөлшері миллион есе кем /25-10"4%/. Топырақты құрамына байланысты олардың активтілігі де әр шамада болады.4019К- 18 пки/г- 2,4 пки/г 23290 Th-0.7 пки/г, жалпы дүниежүзі бойынша 4019 К-10
пки/г; 238U-0,7 пки/г, 232ТҺ -0,7 биологиялық тізбек топырақ шөп су жануар адамды ескерсек, ішетін тамақпен адам ағзасына түсетін радионуклидтердің активтілігі төмендегдей: 40К-1000-3550, 87Rd-100-150, Ро-_1, 7÷344, 266Ra-0,8÷285, 228Ra-1,25÷ 162, 238U-0, 15÷2,0 пки/кун. "
Радиоактивтіліктің
екінші түрі жасанды
Ядролық реакция кезінде ядродан бөлшектер /α,β/ және артық энергия γ сәулесі түрінде шығады.
Зертханалық сабақ №3
Тақырыбы: Иондаушы сәулелердің дозиметриясы мен радиометриясы
Сабақтың мақсаты Иондаушы сәулелердің дозиметриясы мен радиометриясын анықтау
Қажетті құрал –жабдықтар Плаккаттар, схемалар, оқулық
Жалпы түсінік
Иондаушы сәулелердің
адам, жануарлар ағзасынаәсерін сан және сапа жағынан анықтау, радиациялық
қауіпсіздікті тағайындау дозиметрия, радиометрияның
дамуына себеп болды.Дозиметрии-ядролық физиканың
Радиометрия-ядролық физиканың қолданбалы бөлімі, радиоактивтілікті, радиоизотоптарды даралап зерттеу жүргізеді. Бірақ дозиметрия мен радиометрияның арасында алшақтык, жоқ, бірін-бірі толықтырып отырады.
Рентген және радиациялық сәулелердің биологиялық әсері - биологиялық ортаның молекулалары мен атомдарын зеді. Бірақ дозиметрия мен радиометрияның арасында алшақтык, жоқ, бірін-бірі толықтырып отырады. Рентген және радиациялық сәулелердің биологиялық әсері - биологиялық ортаның молекулалары мен атомдарын иондайды. Осы иондауға - сәулелердің энергиясы жұмсалады. Ал, бұл энергияның бір шамасы жұтылса, қалған мөлшері биологиялық жүйеден өтіп кетіп, әсері көрнекті болмайды.Иондаушы сәулелердің әсері, биологиялық жүйе энергияны жұтқан кезде белгілі болады. Сондықтан иондаушы сәулелерді сипаттайтын шамалар жұтылған энергияның мөлшеріне байланысты. Ал, осы бір өлшем масса немесе бір өлшем көлемдегі жұтылған энергияны доза деп атайды, ал доза белгілі тереңдіктегі, түскен жердегі, жалпы жұтылған доза болып бөлінеді. Жұтылған энергия түскен ортаны иондауға кетеді, осыған байланысты дозаны өлшеу үшін пайда болған иондар санын табу керек, бірақ ол сәуле ішке түскенде өте қиын. Сондықтан рентген және γ - сәулесінің әсерін сан түрінде сипаттау үшін экспозициялық доза(Д0) қолданылады. Экспозициялық дозадан белгілі коэффициенттерді қолданып жұтылған дозаға көшуге болады.
Экспозициялық дозаның өлшем бірлігі ретінде халықаралық өлшем бірлігі бойынша кулон/кг . 1 кг құрғақ ауадан R -немесе γ - сәулесі өткенде оң, теріс 1 кулон заряд түзейді. Тәжірибеде алғашқы рет (1928 ж.) экспозициялық дозаны рентгенмен өлшеген. Рентген - 1 см3 М = 0,001293 г ауада қалыпты жағдайда (0° С, 760 м.м.с.б. = 1,013 • 105 Па) гамма, рентген сәулелері өткенде әрқайсысы 1 электростатикалық өлшем заряд тудыратын шама. Демек, 4,8-1010 э. ө. б. = 2,8-109 электронға пара-пар. Ал, ауада бір жұп(оң,) ион түзеу үшін 34 ЭВ энергия жұмсалса, 2,8 • 109 оң, теріс зарядтар түзеу үшін 2,8 • Ю9 • 34 эв = 7,08 • 10" МэВ = 0,114эрг/см3 немесе 1 г ауада 88 эрг энергия жұмсалады. Рентгеннің туынды бірліктері килорентген (кР) = 103 Р, миллирентген /мР/ = Ю3 Р, микрорентген /мкР/=106 Р; Көптеген мағлұматтар, тәжірибелер экспозициялық доза рентгеннің метериологияда, тәжірибеде, әсіресе и. с. биологиялық әсерін анықтағанда ыңғайсыздық тудырады. Міне осы кемшілікті ескере отырып халықаралық радиологгар конгресінен кейін 1953 жылы рад -өлшем бірлігі қолданыла бастады. Рад (radiation absorbet dose)-кез-келген иондаушы сәуленің әсерінен массасы 1г затта жұтылған 100 эрг энергия, яғни 1 рад = 100 эрг/г = 10"2 Дж/кг. Радтың туынды бірліктері: килорад /крад/=103 рад, микрорад /мкРад/ = 106 рад. т.т.
Жұтылған дозаның халықаралық өлшем бірлігі. Бұл өлшем бірлік Грей деп аталады. 1 Гр=100 рад. Жұтылған