В связи с развитием человеческой цивилизации сказывается ее отрицательное влияние на окружающую среду. Это выражается и в истреблении флоры и фауны, и в шумовом и химическом и электромагнитном загрязнении природы, в различных антропогенных процессах. Но, в большинстве случаев, с данными проблемами можно справиться, предотвратить их негативные воздействия. Однако одна из проблем отличается от перечисленных выше. От нее нельзя отгородиться. Она незаметна. Против нее невозможно эффективно бороться. Она – самый зловещий враг для здоровья человека и для природы в целом. Имя ей – радиоактивное загрязнение. В этом состоит актуальность нашей темы.
Вложение | Размер |
---|---|
issledovanie_radiaciya.doc | 241.5 КБ |
Городское Управление образованием
Администрации городского округа Саранск
МОУ «Ялгинская общеобразовательная школа»
Городская научно-практическая конференция
«Школьники города – науке XXI века»
Радиоактивное загрязнение окружающей среды
и его влияние на здоровье школьников
Выполнили: Щекин Дмитрий, ученик 5а класса
Жарков Виталий, ученик 5а класса
Осянин Алексей, ученик 5акласса
Руководитель: Н.Д.Ахметова, учитель физики
Саранск, 2012
Содержание
1. Введение--------------------------------------------------------------------------------- 3
2.Литературный обзор.------------------------------------------------------------------ 8
2.1. Из истории открытия радиоактивности-----------------------------------------8
2.2. Единицы измерения дозы радиоактивного воздействия.-----------------10
2.3. Действия радиации на живые организмы и на человека------------------13
2.4. Практическое применение радиоактивных изотопов----------------------18
2.5. Прибор для измерения уровня радиоактивности.------------------------- 20
3. Экспериментальная часть.------------------------------------------------------------22
3.1. Определение уровня радиоактивности в разных школьных
помещениях---------------------------------------------------------------------------22
3.2. Уровень радиоактивного загрязнения земли, овощей, взятых
с пришкольного участка и воды в помещении школы---------------------24
4. Заключение.------------------------------------------------------------------------------24
5. Список используемой литературы.-------------------------------------------------26
6. Приложения------------------------------------------------------------------------------27
1. Введение.
В связи с развитием человеческой цивилизации сказывается ее отрицательное влияние на окружающую среду. Это выражается и в истреблении флоры и фауны, и в шумовом и химическом и электромагнитном загрязнении природы, в различных антропогенных процессах. Но, в большинстве случаев, с данными проблемами можно справиться, предотвратить их негативные воздействия. Однако одна из проблем отличается от перечисленных выше. От нее нельзя отгородиться. Она незаметна. Против нее невозможно эффективно бороться. Она – самый зловещий враг для здоровья человека и для природы в целом. Имя ей – радиоактивное загрязнение. В этом состоит актуальность нашей темы.
Более того, повышенный интерес к этой проблеме связан с тем, что России досталось «богатое» атомное наследие в лице радиоактивного загрязнения территории (более 8130км2). Основными источниками потенциальной опасности являются ядерное оружие, предприятия по производству и обогащению ядерного топлива, получение электроэнергии на атомных станциях без обеспечения достаточных мер безопасности (самый известный пример – Чернобыль, 1986г.) и некоторые другие.
На сегодняшний день практически не существует эффективных методов борьбы с этим загрязнением. Самым действенным является только жесткий контроль над использованием радиоактивных веществ и, на наш взгляд, развитие новых технологий в этой отрасли.
Создание ядерного оружия, расширение применения атома в мирных целях при недостаточном обеспечении безопасности радиационного заражения окружающей среды приводят к угрозе проживанию человечества на земле из-за радиационной загрязненности.
Непоправимый вред окружающей природной среде наносится ядерными испытаниями. При испытаниях в атмосфере образуется до нескольких сотен радионуклидов, однако, большинство из них имеют ничтожную концентрацию или из-за короткого периода полураспада быстро распадается. Основную опасность облучения населения по прошествии более десяти лет после взрыва представляют несколько радионуклидов: углерод -14, цезий – 137, цирконий – 95, стронций – 90 и др. При атмосферных испытаниях радионуклиды частично выпадают неподалеку от места взрыва, часть их задерживается в тропосфере и перемещается воздушными течениями на большие расстояния. Они находятся в тропосфере около месяца, постепенно выпадая на землю. Основная часть радионуклидов выбрасывается в стратосферу, выше 10км над уровнем моря, где они задерживаются на длительное время, очень медленно выпадая на поверхность земли.
Пыль, поднимающаяся в воздух в результате ядерного взрыва - испытания ядерного оружия или аварии на атомной электростанции – и затем оседающая на землю, называется радиоактивными осадками.
Эта пыль заражает все вокруг именно потому, что она является радиоактивной. Это значит, что она содержит в себе определенные виды атомов, подвергающихся самопроизвольному распаду. При распаде каждого из этих атомов выделяется маленькое количество энергии и материи – это явление называется радиацией.
При ядерном взрыве возникает сильная взрывная волна, выделяется большое количество тепла и образуется множество радиоактивных атомов. Эти атомы смешиваются с частичками почвы, которые будучи поднятыми в воздух силой взрыва, образуют многотонное радиоактивное пылевое облако. Через некоторое время эта пыль оседает на землю в виде радиоактивных осадков. Самые тяжелые частички из этого облака падают на землю в первые минуты или часы после взрыва. Однако легкие задерживаются в атмосфере на более длительное время. Ветер может носить их вокруг земного шара в течение месяца и даже лет. В конце концов они все равно неизбежно возвращаются на поверхность земли вместе со снегом, дождем или туманом.
Радиоактивные осадки, попавшие на кожу человека, можно смыть водой. Однако если частички радиоактивной пыли попадают внутрь организма, то они могут находиться там долгие годы. Они проникают в тело вместе с воздухом, водой и пищей. Причем, последний путь является наиболее распространенным. Радиоактивная пыль оседает на листьях и плодах, заражает почву, из которой радиоактивные атомы через корни поступают внутрь растений. Если даже эти растения не употребляются в пищу человеком, они обязательно входят в пищевую цепь.
Попав внутрь организма, радиоактивные атомы излучают радиацию, разрушающие живые клетки, или, по крайней мере, ослабляющую их защиту против возможных болезней, меняют их генетический код.
После аварии на Чернобыльской АЭС на территории Российской Федерации в 14 областях (Белгородсая, Брянская, Липецкая, Пензенская, Рязанская, Ульяновская и т.д.), и в Республике Мордовия образовались зоны загрязнения местности цезием-137 с уровнем выше 1Ки/км общей площадью почти 55,1 тыс. км2. Эта авария нанесла непоправимый ущерб земельным ресурсам. Радиоактивному загрязнению в той или иной степени подверглась территория радиусом более 2000км.
Территории с уровнями загрязнения цезием-137 выше 5 Ки/км составляют общую площадь 7900км.
Систематизация информации, полученной за десятилетний период работы по оценке радиоактивного загрязнения территорий России в результате аварий на Чернобыльской АЭС, позволила уточнить границы зон с плотностью радиоактивных выпадений свыше 1Ки/км по цезию-137 с учетом данных пробоотбора почвы в населенных пунктах, а также вдоль контрольных маршрутов, пересекающих основные «цезиевые пятна».Уточненные размеры зон повышенного радиоактивного загрязнения приведены в таблице 1.
Таблица 1
Площади с различными уровнями загрязнения цезием-137, км,
в Российской Федерации.
Область, республика | Общая площадь, тыс.км | Площадь загрязнения, Ки/км |
1-5 | 5-15 | 15-40 | >40 |
Белгородская | 27,1 | 1620 |
Брянская | 34,9 | 6680 | 2700 | 1900 | 310 |
Воронежская | 52,4 | 1660 |
Калужская | 29,9 | 3400 | 1350 |
Курская | 29,8 | 1350 |
Липецкая | 24,1 | 1630 |
Ленинградская | 85,9 | 1200 |
Нижегородская | 74,8 | 85 |
Орловская | 24,7 | 8300 | 126 |
Пензенская | 43,2 | 3900 |
Рязанская | 39,6 | 5400 |
Саратовская | 100,2 | 150 |
Смоленская | 49,8 | 84 |
Тамбовская | 34,3 | 480 |
Тульская | 25,7 | 10300 | 1150 |
Ульяновская | 37,3 | 1100 |
Республика Мордовия | 26,2 | 1940 |
Республика Татарстан | 68,0 | 170 |
Чувашская республика | 18,0 | 60 |
Всего | 49509 | 5326 | 1900 | 310 |
В результате аварии на Чернобыльской атомной электростанции в 1986году территория нашего поселка Ялга подверглась частично радиоактивному загрязнению почвы цезием-137. Некоторые сравнительные цифры отражены в таблице 2:
Таблица2
Уровни загрязнения цезием-137, Ки/км2,
в поселке Ялга.
Территория | Год исследования |
2002 |
П.Ялга | 1,73 |
Школьный стадион | 1,5 |
Хладокомбинат | 2,49 |
Ул.Пионерская | 1,46 |
П.Монастырское | 1,16 |
П.Зыково | 1,15 |
Данные взяты в радиологическом отделе Государственного центра агрохимизации (Мордовский).
Таким образом, выбранная нами тема является достаточно актуальной и перспективной в ее решении. В своей работе мы попробовали ее разрешить, получить ответы на многие волнующие нас вопросы.
Проблема нашего исследования видится в необходимости знаний учащихся нашей школы об уровне радиации в помещении школы и за ее пределами, а также в овощах. Выращенных на пришкольном участке , о вредном воздействии радиации на организм.
Цель работы: Определить уровень радиации в воде, в разных школьных помещениях и за пределами школы, а также в овощах, выращенных на пришкольном участке.
Задачи, решаемые по достижению целей:
- изучение и обобщение теоретического материала;
- ознакомление с физическим прибором для изучения уровня радиации – индикатором радиоактивности РАДЭКС РД 1503;
- проведение исследовательских практических работ по определению очагов наибольшего радиоактивного загрязнения в здании школы и за ее пределами;
- проведение исследовательских практических работ по определению радиоактивного загрязнения воды в помещении школы, земли и овощей, взятых с пришкольного участка;
- проведение анализа результатов исследования и сделать выводы.
Гипотеза исследования: если принять меры по снижению уровня радиоактивного загрязнения в здании школы и за ее пределами, а также при потреблении овощей, фруктов, то можно повысить работоспособность учащихся и сохранить их здоровье до окончания обучения в ее стенах.
Методы исследования:
- изучение литературы;
- наблюдения;
- сбор данных и их анализ;
- практическая работа – измерение уровня радиации в помещении школы и за ее пределами, а также определение радиоактивного загрязнения воды в помещении школы, земли и овощей, взятых с пришкольного участка;
- обобщение информации.
Объект исследования: помещение школы, школьная территория и пришкольный участок.
Предмет исследования: уровень радиоактивного загрязнения в школе и за ее пределами.
База исследования: МОУ «Ялгинская СОШ».
Практическая значимость:
- углубление представлений о радиоактивном загрязнении;
- выявление уровня радиоактивного загрязнения школы и ее территории;
- по результатам исследований установить факторы, влияющие на уровень радиоактивного загрязнения школы;
- использовать полученные результаты для успешной самореализации в учебной деятельности;
- пропаганда здорового образа жизни среди учащихся и родителей;
- использование результатов исследования для проведения классных часов и для самообразования учащихся школы.
Выполняли замеры уровня радиоактивности с помощью индикатора радиоактивности РАДЭКС РД 1503.
2.Литературный обзор.
2.1. Из истории открытия радиоактивности
В ноябре 1895года немецким ученым Вильгельмом Рентгеном было открыто сильное проникающее излучение, названное самим ученым Х – лучами. Обнаружено оно было при бомбардировке стеклянных стенок разрядной трубки катодными лучами. Позже это излучение было названо рентгеновским излучением. Взволнован был сообщением об обнаружении рентгеновских лучей и член французской Академии Беккерель. Ему очень хотелось разгадать природу таинственного свечения некоторых веществ под влиянием солнечного излучения. Беккерель собирает огромную коллекцию светящихся химических веществ и природных минералов.
Слушая сообщения об опытах Рентгена на заседании французской Академии 20 января 1896 года, и наблюдая за демонстрацией возникновения рентгеновских лучей в разрядной трубке, Беккерель неотрывно смотрит на зеленоватое светящееся пятно на стекле около катода. Его преследует неотступная мысль: может быть, свечение образцов его коллекции тоже сопровождается испусканием рентгеновских лучей? Ведь если эти два явления неразрывно связаны, то рентгеновские лучи можно будет получать, не прибегая к помощи разрядной трубки!
Несколько дней Беккерель обдумывает намеченный им эксперимент, затем выбирает из своей коллекции двойную сернокислую соль урана и калия, спрессованную в небольшую лепешку, кладет соль на фотопластинку, спрятанную от света в черную бумагу, и выставляет пластинку с солью на солнце. Под влиянием солнечных лучей двойная соль стала ярко светиться, но на защищенную фотопластинку это свечение не могло попасть. Беккерель едва дождался момента, когда фотопластинку можно было достать из проявителя. На пластинке явственно проступало изображение лепешки из соли. Неужели все верно, и соль в ответ на облучение солнечными лучами испускает не только свет, но и рентгеновские лучи?
Беккерель проверяет себя еще и еще раз. 26 февраля 1896 года настали пасмурные дни, и Беккерель с сожалением прячет приготовленную к эксперименту фотопластинку с солью в стол. Между лепешкой соли он положил маленький медный крестик, чтобы проверить, пройдут ли сквозь него рентгеновские лучи.
1 марта 1896 года Беккерель, так и не дождавшись появления солнца на небе, вынул из ящика ту самую фотопластинку, на которой несколько дней пролежали крестик и соль, и на всякий случай проявил ее. Каково же было его удивление, когда он увидел на проявленной фотопластинке четкое изображение и крестика, и лепешки с солью!
Значит, солнце и флуоресценция здесь ни при чем?
Беккерель провел несколько недель в лихорадочной самозабвенной работе. Он перепробовал все вещества своей коллекции, проверив их способность испускать неведомое излучение как на солнце, так и в темноте. Вывод Беккереля был однозначным: излучают только те химические соединения и минералы, в которых содержались соли урана. Веру Беккереля в связь между флуоресценции и возникновением рентгеновских лучей окончательно разбил один из его последних экспериментов в ту прекрасную парижскую весну: неведомые лучи излучали сильнее всего не соли урана, а сам уран, который никогда не светился на солнце!
Беккерелю стало ясно, что им открыто невидимое излучение.
Итак, уран, торий и некоторые другие элементы обладают свойством непрерывно и без каких-либо внешних воздействий (т.е. под влиянием внутренних причин) испускать невидимые лучи, которые подобно рентгеновским лучам способны проникать сквозь непрозрачные экраны и оказывать фотографическое и ионизационное действия.
Последователи и продолжатели работ Беккереля - супруги Кюри - в 1898 году назовут это излучение радиоактивным. От латинского слова radius-луч. Элементы, обладающие этим свойством, называются радиоактивными, а испускаемые ими лучи - радиоактивным излучением.
Всестороннее изучение радиоактивности было произведено Марией и Пьером Кюри. Мария Кюри, урожденная Склодовская (1867-1934) - знаменитый физик, происходит из Польши. Основные научные работы выполняла во Франции в сотрудничестве со своим мужем Пьером Кюри (1859-1906).
После открытия радиоактивности урана Беккерелем Мария Кюри исследовала большую часть известных элементов и многие их соединения с целью установить -не обладают ли какие-либо из них радиоактивными свойствами. В своих опытах М.Кюри пользовалась в качестве признака радиоактивности способностью радиоактивных веществ ионизировать воздух. Этот признак гораздо более чувствителен, чем способность радиоактивных веществ действовать на фотопластинку.
Опыты Марии Кюри привели к следующим результатам:
1. Радиоактивность обнаруживают не только уран, но и все его химические соединения. Кроме того, радиоактивные свойства были обнаружены еще и у2. Радиоактивность представляет собой не молекулярное явление, а внутреннее свойство атомов радиоактивного элемента.
Помимо чистых элементов и их соединений, Кюри исследовала также различные природные минералы, содержащие уран или торий. При этом, однако, некоторые минералы обнаруживали неожиданно большую радиоактивность. Так, урановая смоляная руда давала в четыре раза большую ионизацию, чем содержащийся в ней уран. Повышенную активность смоляной руды можно было объяснить только примесью неизвестного радиоактивного элемента. После нескольких лет напряженной работы удалось получить несколько десятых долей грамма чистого элемента, радиоактивность которого более чем в миллион раз превосходила радиоактивность урана. Элемент этот получил название радий, т.е. лучистый. Радий является постоянным спутником урана в рудах, но содержится в ничтожных количествах - примерно 1 г радия на 3 тонны урана. Радий - один из самых редких и дорогих металлов. Он ценится как концентрированный источник радиоактивных излучений. Также был открыт радиоактивный полоний, названный в честь родины Марии Кюри. В последующее время были открыты и многие другие радиоактивные элементы.
В 1899 году великий английский ученый Эрнест Резерфорд (1871-1937) установил, что радиоактивное излучение неоднородно и состоит из двух компонентов, имеющих разную проницаемость; лучи с малой проницаемостью он назвал альфа ( а ) альфа-лучами, с большей проницаемостью ( р ) бета-лучами. Еще через год в 1900 году была обнаружена третья компонента, позже названная ( у ) - гамма-лучами. После исследования этих компонентов в электрическом и магнитном полях оказалось, что альфа-лучи - это дважды ионизированные атомы (ядра) гелия, т.е. альфа-частицы, бета-лучи - поток быстрых электронов, а гамма-лучи - электромагнитные волны высокой частоты.
Для обнаружения и исследования частиц, в том числе и радиоактивных излучений в распоряжении физиков имеются различные приборы. Вот некоторые из них: спинтарископ Крукса, счетчик Гейгера, камера Вильсона, пузырьковая камера и др.
В 1902-1903 годах Э.Резерфорд и его соотечественник Ф.Содди (1877-1956) установили закон радиоактивного распада, говорящий о том, что если радиоактивное вещество имеет № радиоактивных атомов в начальный момент времени, то через время t таких атомов в нем останется N, остальные распадутся. Время, за которое распадается половина всего количества радиоактивных атомов, было названо периодом полураспада. Например, для радиоактивного йода - Т=8,05 сут, для цезия -137 Т=30,2 лет, для урана - 238 Т=4,5 млрд.лет.
Вот почему при ядерной аварии период «йодной» опасности невелик, «цезиевый» продолжителен.
Супругами Кюри были открыты многие полезные свойства радиоактивности, а также их губительные свойства и действия на живые организмы. В речи при получении Нобелевской премии Пьер Кюри сказал: «... В преступных руках радий может представить серьезную опасность. Пример открытий Нобеля показателен в этом отношении: мощные взрывчатые вещества позволили человеку выполнять замечательные работы, но они стали ужасным разрушительным средством в руках великих преступников, толкающих народы к войне. Я отношусь к числу тех, кто думает вместе с Нобелем, что человечество извлечет больше пользы, чем вреда из новых открытий».
Открытие радиоактивности было началом новой эпохи в физике. Изучение этого явления дало возможность понять строение атомов и атомных ядер, открыть законы ядерных превращений; оно позволило человеку вызывать ядерные реакции, создавать искусственные радионуклиды. В дальнейшем ученые научились использовать энергию атома в самых разных целях: в медицине и для создания атомного оружия, для производства энергии и обнаружения пожаров. И это привело к увеличению дозы облучения, как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Источники излучения, созданные деятельностью человека, называются техногенными. А техногенная радиоактивность это фактор, искусственно созданный человеком.
2.2. Единицы измерения дозы радиоактивного воздействия.
Поглощенная доза. Поглощенной дозой называется энергия ионизирующего излучения, поглощенная в облучаемом веществе.
D = E/m
Эта доза измеряется в Греях (Гр).
1 Гр = 1Дж/кг
Международная комиссия по радиационной защите установила для лиц, работающих с излучением, предельно допустимую за год дозу 0,05 Гр. Доза излучения 3-10 Гр, полученная за короткое время, смертельна.
- Доза облучения, или экспозиционная доза. На практике широко используется внесистемная единица экспозиционной дозы излучения – рентген. Эта единица является мерой ионизирующей способности рентгеновского и гамма-излучения. Единицей измерения дозы облучения является рентген (Р):
1 Р = 2,58*10-4 К/кг.
- Энергетический эквивалент рентгена. При дозе 1 Р в 1 см³ образуется 2,08*109 пар ионов. Для возникновения такого количества пар ионов должна быть затрачена энергия, равная 0,114 эрг/см³, или 88 эрг/г. Величина 88 эрг/г называется энергетическим эквивалентом рентгена. В практической дозиметрии можно считать 1 Р приблизительно эквивалентным поглощенной дозе излучения 0,01 Гр.
- Физический эквивалент рентгена (ФЭР). Для характеристики доз, вызванных другими частицами, вводится физический эквивалент рентгена (ФЭР). 1 ФЭР равен дозе облучения - или - частицами или нейтронами, вызывающей такую же ионизацию, как и доза 1 Р при - облучении. При дозе 1 ФЭР в 1 г биологической ткани выделяется энергия, равная 93 эрг, поэтому практически можно считать, что при дозе облучения 1 ФЭР поглощенная доза равна 1 рад.
- Биологический эквивалент дозы (бэр). Биологическое действие излучений зависит как от величины поглощенной дозы, так и от ее микрораспределения, что обусловлено плотностью ионизации, которая у разных частиц различна. Поэтому для оценки биологического действия излучения введено понятие эквивалентной дозы, равной произведению поглощенной дозы на коэффициент качества ионизирующего излучения к. Чем выше плотность ионизации, тем больше энергии теряет излучение на единице пути.
Эквивалентная доза измеряется в бэрах (бэр – биологический эквивалент рентгена) и зивертах (Зв):
1 бэр = 1 рад * k,
1 Зв = 1 Гр * к = 100 бэр.
- Коллективная эквивалентная доза. Для оценки ущерба здоровью используют также коллективную эквивалентную дозу, равную произведению индивидуальных эквивалентных доз на число лиц, подвергшихся облучению. Единица коллективной дозы – человеко-зиверт (чел*Зв).
- Эффективная доза. Часто облучение носит неравномерный характер и разные органы облучаются в разных дозах. Для характеристики ущерба здоровью в этом случае введено понятие эффективная доза Eэфф. Эффективная доза определяется как сумма взвешенных эквивалентных доз во всех органах и тканях:
Еэфф = W THT
где HT – эквивалентная доза в органе или ткани Т.
Бытовые дозиметры измеряют ионизацию за определенное время. Единица измерения — зиверт в час (рентген в час). Это очень высокие уровни радиации и на практике обычно используются дольные единицы милли- и микрозиветры в час (мЗв/ч, мкЗв/ч) и милли- и микрорентгены в час (мP/ч, мкР/ч).
2.3. Действия радиации на живые организмы и на человека
Выясним вред и пользу радиоактивности для человека. Излучение радиоактивных веществ оказывает очень сильное воздействие на все живые организмы. Даже, сравнительно слабое излучение, которое при полном поглощении повышает температуру тела лишь на 0,001 С, нарушает жизнедеятельность клеток.
Живая клетка - это сложный механизм, не способный продолжать деятельность даже при малых повреждениях отдельных его участков. Между тем даже слабые излучения способны нанести клеткам существенные повреждения и вызвать опасные заболевания, например, лучевую болезнь. При большой интенсивности излучения живые организмы погибают. Опасность излучения усугубляется тем, что они не вызывают никаких болевых ощущений, даже при смертельных дозах. Механизм поражающего биологические объекты действия излучения еще не достаточно изучен. Но ясно, что оно сводится к ионизации атомов и молекул и это приводит к изменению их химической активности. Наиболее чувствительны к излучениям ядра клеток, особенно клеток, которые быстро делятся. Поэтому в первую очередь излучение поражает костный мозг, из-за чего нарушается процесс образования крови. Далее наступает поражение клеток пищеварительного тракта, половых клеток и других органов. Сильное влияние оказывает облучение на наследственность, поражающую гены в хромосомах. В большинстве случаях это влияние является неблагоприятным. Ионизирующее излучение - достаточно интенсивный мутагенный фактор, который может влиять на генетические свойства организма. Если какая-то часть популяции живых организмов подвержена действию мутагенного фактора и увеличивается частота мутаций генов, то в популяции могут появляться особи с признаками патологии. Одно из наиболее распространенных хромосомных заболеваний - синдром Дауна, характеризующийся неустойчивостью детей к инфекционным заболеваниям, пониженной жизнеспособностью (доживают, в основном, до 16 лет) и значительной умственной отсталостью.
Воздействие радиации способствует мутации генов, нарушает нормальный процесс образования гамет (половых клеток) и вызывает аномалию хромосомного набора, что ведет к увеличению мертворожденных и частоты появления врожденных пороков у детей, а также к нарушению иммунитета их организма.
Облучение живых организмов может оказывать и определенную пользу. Быстроразмножающиеся клетки в злокачественных (раковых) опухолях более чувствительны к облучению, чем нормальные. На этом основано подавление раковой опухоли гамма-лучами радиоактивных препаратов.
Каждый живой организм, включая человека, в течение своей жизни и в ходе развития живой природы подвергается действию радиоактивности, действию его ионизирующего излучения, как естественного радиоактивного фона, также искусственных источников, интенсивность которых непрерывно растет. Природные источники радиоактивного излучения: космическое излучение, гамма-излучение горных пород, излучение из атмосферы Земли, которые создают естественный радиационный фон. Искусственными источниками радиации являются излучения, которые возникают в результате деятельности человека. Это аварии на атомных электростанциях, ядерное оружие, атомные морские суда, подводные лодки, ледоколы, рентгеновские аппараты, применяемые для диагностики; светящиеся краски и составы, телевизоры, радиоактивные элементы (изотопы), применяемые в промышленности и терапевтических целях, ядерные исследования, радиоактивные продукты, образующиеся при испытаниях ядерного оружия. Наибольшую опасность для человека представляет испытание ядерного оружия. Ядерное оружие человеком использовано в военных целях - при бомбардировке японских городов в августе 1945 года – Хиросимы и Нагасаки. Испытания ядерного оружия приводят к радиоактивному загрязнению воздуха, воды и почвы. Отсюда радиоактивные элементы проникают в растения и во все живые существа, в том числе и человека. Осадки с радионуклеидами проникают в почвенные воды, оттуда их извлекают растения, а с растениями и все живое.
«Громадный огненный шар размером почти в 1,5 км поднимался, изменяя цвет. Расширяясь и увеличиваясь он за доли секунды достиг более 2,5 тыс.м. Вслед за огненным шаром с Земли поднялось огромное облако дыма. Потом из тишины возник громовой удар (раскат). Земля задрожала под ногами, как будто началось землетрясение».
Так описал первый атомный взрыв, произведенный в США в 5.30 мин утра 16 июня 1945 года Уильям Лоуренс, - журналист, которому Пентагон доверил быть летописцем «Манхэттенского проекта». Три недели спустя в 8.15 мин 6 августа американская атомная бомба взорвалась над японским городом Хиросимой.
При взрыве реактора на Чернобыльской атомной электростанции в апреле 1986 года было выброшено топлива (с большим содержанием нуклеидов) в десятки раз больше того ядерного материала, который находился в бомбах, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки.
Так что по выброшенной в окружающую среду радиоактивности чернобыльская катастрофа на несколько порядков перекрывает японскую. А по последствиям в здоровье людей, которые могут проявляться на протяжении нескольких десятилетий, она не уступает японской трагедии.
2.4. Практическое применение радиоактивных изотопов.
Области практического применения радиоактивных элементов чрезвычайно разнообразны. Рассмотрим только некоторые из них.
«Меченые атомы». Так называются атомы радиоактивных элементов, введенных внутрь каких-либо тел. Наличие «меченых атомов» легко обнаружить: они испускают радиоактивные лучи, которые можно обнаружить с помощью счетчика Гейгера. Этим обстоятельством и пользуются при практическом применении «меченых атомов». Вот несколько примеров.
В жизни растений важную роль играет фосфор, извлекаемый ими из почвы в виде солей фосфорной кислоты - фосфатов. Поэтому при недостатке фосфора в почве ее удобряют фосфатами. Ранее считалось, что минеральные соли поступают в растения в виде раствора через корни, а углекислый газ усваивается листьями. Однако агрономы обнаружили, что если при подкормке растений раствор с минеральными удобрениями вводить не в землю, а смачивать им листья, то растения развиваются быстрее. Возник вопрос, не попадают ли питательные вещества в растения и через листья. С помощью «меченых атомов» на этот вопрос получен ответ.
Подкармливая растение удобрением, в которое были подмешены радиоактивные атомы фосфора, ученые установили, что удобрение, нанесенное на лист растения, доходит до плода гораздо быстрее, что удобрение, идущее из почвы через корень. Обнаружили это следующим образом. Брали два одинаковых растения. Фосфатом, содержащим радиоактивный фосфор, поливали почву вокруг одного растения, а у другого наносили такой же раствор на листья. Спустя несколько дней оба растения срезали и клали на фотопластинку. После проявления на фотопластинках обнаруживались светлые места, которые указывали на расположение «меченых» атомов радиоактивного фосфора. Оказалось, что на фотографии растения, удобренного через листья, светлых мест больше. Следовательно, растение действительно быстрее усваивает удобрение тогда, когда оно вводится через листья.
Вводя в организм человека с пищей небольшие количества радиоактивного железа, натрия, йода, бария и других элементов и регистрируя радиоактивные излучения, выходящее из разных частей тела, можно изучать распределение этих элементов в человеческом организме.
Одним из наиболее выдающихся исследований, проведенных с помощью «меченых» атомов, явилось исследование обмена веществ в организмах. Было доказано, что за сравнительно небольшое время организм подвергается почти полному обновлению. Слагающие его атомы заменяются новыми. Лишь железо является исключением из этого правила. Железо входит в состав гемоглобина - красных кровяных шариков. При введении в пищу радиоактивных атомов железа было обнаружено, что они почти не поступают в кровь. Только в том случае, когда запасы железа в организме иссякают, железо начинает усваиваться организмом.
Радиоактивные элементы применяются в медицине, как для постановки диагноза, так и для терапевтических целей. Радиоактивный натрий, вводимый в небольших количествах в кровь, используется для исследования кровообращения. Йод интенсивно отлагается в щитовидной железе. Наблюдая с помощью счетчика за отложением радиоактивного йода, можно быстро поставить диагноз. Интенсивное гамма-излучение кобальта используется при лечении раковых заболеваний.
Не менее обширны применения радиоактивных веществ в промышленности. Одним из примеров этого может служить следующий способ контроля износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания. Облучая поршневое кольцо нейтронами, делают его радиоактивным. При работе двигателя частички материала кольца попадают в смазочное масло. Исследуя уровень радиоактивности масла после определенного времени работы двигателя, определяют износ кольца. Радиоактивные элементы позволяют судить о диффузии металлов, процессах доменных печах. Мощное гамма-излучение радиоактивных препаратов используют для исследования внутренней структуры металлических отливок с целью обнаружения в них дефектов.
Радиоактивные вещества (углерод) в археологии применяются для определения возраста древних сооружений и предметов, а также возраста Земли. По многим измерениям, основанным на радиоактивности урана, а также тория и калия, возраст Земли превышает 4 млрд.лет. Применяются радиоактивные вещества, как добавки к светящимся краскам, которые используется на циферблатах часов, на дорожных знаках.
2.5. Прибор для измерения уровня радиоактивности.
Радиационная обстановка в помещении школы и за ее пределами нами исследовалась с помощью индикатора радиоактивности РАДЭКС РД 1503.
Данный прибор предназначен для обнаружения наличия и оценки уровня ионизирующего излучения. Изделие применяется для оценки уровня радиации на местности, в помещениях и для оценки радиоактивного загрязнения материалов и продуктов.
Использование изделия
Для включения изделия следует нажать большую кнопку, после чего на дисплее разворачивается «экран РД 1503».
После включения изделия начинается оценка радиационной обстановки. В течение времени измерения каждый регистрируемый квант излучения сопровождается индикацией на дисплее пиктограммы и коротким звуковым сигналом, если звук включен и отключен порог. Частота появления пиктограммы на дисплее пропорциональна мощности дозы.
Через 10с после включения изделия на дисплее выводится первый результат короткого цикла и пиктограммы. Наиболее достоверный результат выводится на дисплей после первого 40 секундного цикла измерения и отображается пиктограммой «|». Через 40сек после включения изделия на дисплей выводится первый результат и пиктограмма в виде стороны квадрата, которая отображает количество выполненных измерений. Первый результат измерения выводится на дисплей как среднее значение четырех коротких циклов, второй – как среднее значение двух циклов наблюдения, третий – как среднее значение трех циклов наблюдения и далее каждый последующий результат – это среднее значение четырех предыдущих наблюдений. Если разница превышает определенное значение, то на дисплей выдается текущий результат, а не средний. Эта функция изделия позволяет определить резкое изменение мощности дозы.
Для выключения изделия нажать кнопку «ВЫКЛ» и удерживать ее до исчезновения сообщений с дисплея.
Как правильно проводить обследование.
При оценке радиационной обстановки необходимо помнить, что ионизирующее излучение имеет статистический, вероятностный характер, поэтому показания изделия в одинаковых условиях не могут оставаться строго постоянными. Для достоверного определения уровня мощности дозы излучения следует проводить от 3 до 5 циклов наблюдения не выключая изделия.
При определении радиоактивной загрязненности продуктов питания, предметов быта следует приблизить изделие к объекту обследования на расстояние 5-10мм левой боковой стороной (с прорезями) и включить его.
При определении радиоактивной загрязненности жидкостей оценка мощности дозы проводится над открытой поверхностью жидкости. Не допускается попадания жидкостей на поверхность и внутрь изделия. Для защиты изделия в подобных случаях рекомендуется использовать полиэтиленовый пакет, но не более чем в один слой.
3. Экспериментальная часть
3.1. Определение уровня радиоактивности в разных школьных помещениях.
С помощью дозиметра мы проводили измерение экспозиционной дозы в некоторых помещениях школы и получили такие данные:
Объекты | Значение экспоз.дозы мкр/час |
2001г. | 2012г |
Кабинет физики | 13 | 16 |
Кабинет информатики | 15 | 13 |
Кабинет биологии | 13 | 17 |
Кабинет химии | 12 | 13 |
Кабинет 1.2 (начальная школа) | 10 | 9 |
Коридор (первый этаж) | 14 | 12 |
Коридор (второй этаж) | 14 | 16 |
Коридор (третий этаж) | 14 | 13 |
Лестничный пролет(между первым и вторым этажом) | 13 | 13 |
Лестничный пролет(между вторым и третим этажом) | 13 | 12 |
Столовая | 15 | 11 |
Спортзал | 15 | 15 |
Раздевалка | 13 | 15 |
Мастерские | 16 |
Территория около здания школы | 12 | 10 |
Самый высокий уровень радиации по школе , как видно из таблицы – это кабинет физики( 16мк р/ч), кабинет биологии (17мкР/ч), кабинет химии(15мкР/ч), коридор второго этажа(16мкР/ч), спортзал (15мкР/ч), раздевалка (15мкР/ч), мастерские (16мкР/ч)
3.2. Уровень радиоактивного загрязнения земли, овощей, взятых с пришкольного участка и воды в школе.
Мы также измеряли уровень радиоактивного загрязнения земли, овощей, взятых с пришкольного участка и воды в школе.
Результаты замеров отражены в таблице.
Пробы | Допустимая норма,мкР/ч | Уровень радиоактивного загрязнения, мкР/ч |
Земля (из пришкольного участка) | 14 | 14 |
Вода (обычная) | 14 | 13 |
Вода (кипяченая) | 14 | 11 |
Свекла | 14 | 12 |
Картофель | 14 | 11 |
Морковь | 14 | 10 |
Капуста | 14 | 16 |
Редька | 14 | 14 |
Как видно из таблицы, повышенный уровень радиации в капусте (16мкР/ч). А в остальных овощах, в земле на пришкольном участке и в воде уровень радиации соответствует норме. В кипяченой воде уровень радиации ниже, чем в обычной воде.
Учитывая полученные результаты замеров, руководство нашей школы приняло решение не использовать в рационе питания школьников нашей школы капусту, выращенную на пришкольном участке. А также с учетом наших замеров в нашей школе организован питьевой режим, где мы в течение дня пьем только кипяченую воду.
4.Заключение
Природным фоном считается излучение, создающее ионизацию в 10мкр/час. В Саранске эта величина не превышает 15мкр/час.
Для человека вредна любая доза радиации. В результате аварии на ЧАЭС возросло количество онкологических заболеваний, среди населения подвергшегося облучению, отмечены рост болезней в крови у детей, существенные снижения противовирусного и противоракового иммунитета. Необходимо преодолевать невежество в отношении к радиоактивности, ввести обязательный радиометрический контроль продуктов питания (овощей, мяса, молока и др), окружающей среды. Если в силу каких-либо причин произошло радиоактивное загрязнение территории, то какие необходимы советы и рекомендации выполнить, чтобы уменьшить опасность сильного поражения.
Желательно меньше потреблять воды, пить только кипяченую воду, так как кипение уменьшает количество радионуклеидов в ней. После 5-10 минут кипения вода должна остыть до комнатной температуры и отстояться. Образующаяся на ее поверхности пленка содержит больше всего радионуклеидов - ее необходимо убрать, положив на пленку фильтровальную бумагу. Затем воду следует аккуратно слить, оставив на дне сосуда осадок («накипь») солей кальция и кремния, где концентрируются радиоактивные элементы.
Полезно систематически посещать баню, сауну: с потом из организма выводятся радионуклеиды. При купании в открытых водоемах нужно помнить, что основное их количество находится в иле или на берегу в песке. Как правило, повышенную радиоактивность имеют ягоды - их перед употреблением необходимо длительное время мыть в проточной воде, а грибы рекомендуется вообще не собирать. Фрукты лучше всего очищать от кожицы и есть только их мякоть (а еще лучше выжимать из них сок). Овощи нужно также тщательно мыть и очищать от кожуры. Следует иметь в виду, что картофель хорошо поглощает цезий, поэтому не варите его в «мундире», не пеките его в костре. Но самый главный совет: используйте в пищу только те продукты, которые прошли радиологический контроль.
В наше время слова: ядерное излучение, радиоактивность, радиационный фон известны многим и чаще всего в сознании людей ассоциируются с войной и болезнью, смертью. Открывая «Чудесные лучи» Антуан Анри Беккерель не предполагал, что они принесут людям. Но в умных и добрых руках человека радиация способна приносить миру величайшие блага.
Радиация - один из многих естественных факторов окружающей среды, радиоактивность - неотъемлемый элемент нашего бытия, который в условиях научно-технического прогресса, эксплуатации различных ядерных установок приобрел важное значение в проблеме безопасности жизни и здоровья людей.
5. Список используемой литературы.
1)Перевод с английского Банникова Ю.А. Радиация.- М.: Мир 2000,- 6с.
2)Пёрышкин А.В., Гутник Е.М. Физика 9кл.-М.: Дрофа 2003, -189с.
3)Селегей В. Радиоактивное загрязнение.- Новосибирск 1997.
4)Элиот Л. УИЛКОКСУ. Физика.- М.: Просвещение 1999, - 703с.
5)С.П. Ландау-Тылкина «Радиация и жизнь»
6) Г.В. Клековкин «Радиоэкология»
7) О.И. Василенко «Радиационная экология»
8)А.М. Агапов, Г.А. Новиков «О ядерной и радиационной безопасности: современные представления, состояние, задачи и методы обеспечения»
9)Б.И. Сынзыныс, Е.Н. Тянтова, Н.Н.Павлова, О.П. Мелихова Экологический риск.
10)В.П. Антонов «Радиационная обстановка и ее социально-психологические аспекты»
11)«Экология и охрана окружающей среды России», В Ф. Протасов
12)«Гражданская оборона», A.M. Костров
13)Журнал «Юный техник»
14)«Физика», Г Я. Мякишев, Б Б. Буховцев
15)Энциклопедия «Всё обо всём»
16)«Энциклопедия для детей» («Техника», «Физика», «Медицина») «Патологическая анатомия и патологическая физиология»
Ручей и камень
Дымковский петушок
ГЛАВА ТРЕТЬЯ, в которой Пух и Пятачок отправились на охоту и чуть-чуть не поймали Буку
Убунту: я существую, потому что мы существуем
Ребята и утята