Атом энергиясы, радиация және оның түрлер

            Радионуклидтер тасымалдауға түсіп, таралғанда өздеріне ұқсас химиялық қасиеттерімен сипатталатын элементтер бар ұлпаларға жинақталады. Адам ағзасының химиялық құрамы аса жетік зерттелген. Сондықтан осы элементтердің қайсы қай ұлпада, мүшеде жинақталатынын болжап айтуға мүмкіндік бар.

            Сәулелену әсерінен физиологилық  және биохимиялық құбылыстардың  бұзылуы. Жоғарыда айтылғандай, ДНК молекуласына сәулелену әсері тиген жағдайда ДНК түзілуінің тежелуі оның күрделі молекула болып жинақталу фазасында болады. Жасушада бұл құбылыс ферменттің қатысуымен өтеді. Сәулеленген жасушада ДНК түзілуіне жауапты фермент – полимерпезаның әсері тежеледі. ДНК синтезінің тежелуі жасушада тотығу құбылысы кезінде бейорганикалық фосфорды байланыстырып алуды тоқтатады.

            Сәулелену жілік майында эритроциттердің түзілуін тежеуілдетеді. Сәулелену табиғи иммунитеттердің барлық түрін әлсіретеді. Үлкен мөлшермен сәулеленгенде жасуша жарғақшасының калий ионының өткізгіштігіне үлкейіп, калийдің жасушадан өтіп кетуіне себеп болады. Қалыпты жағдайда калий ақуызбен байланысты түрде болып, бұлшық еттің қозу құбылысына қатысады. Сәулеленген жануарлар ағзасының салмағы азаяды, ол ақуыздың ыдырауына, май қорығындағы май қорының азаюына байланысты.

            Сәулелену әсерінен толып жатқан  биохимиялық өзгерістер өтіп, ағзада әр жақты өзгерістер болады. Креатин құрамында азот бар, үш аминқышқылының қатысуымен (аргинин, глицин, метионин өз молекулаларын креатин құрамына береді) бауырда түзілетін күрделі зат. Бауырда түзілген креатин қанның құрамына өтіп, қанның ағымымен бұлшық етке жетеді. Креатин бұлшық етте фосфор қышқылымен қосылып фосфокреатинді құрады.

            Креатиннен су молекуласының  ыдырап бөлінуінен креатинин  пайда болады. Қалыпты жағдайда  креатинин зәрдің құрамымен ағзадан  бөлінеді. Сәулелену әсерінен креатининнің ағзадан бөлінуі көбейеді. Сәулеленген бұлшық ет бауырда көптеп түзілген креатининді жеткілікті пайдалана алмауы мүмкін.

            Фосфокреатин бұлшық еттің жиырылуында  маңызы ерекше – ол химиялық  энергияны механикалық жұмысқа айналдыруға қатысады.

 

3.   Адамның тіршілік ету ортасының жағдайына байланысты сәулелену

 

            Адамның өмір сүріп отырған жеріне, ішкен судың сапасына, тұрған үйінің құрылыс материалына сай сәулелену әр деңгейде болады. Теңіз беті деңгейіне сай жазық далада ағзаны қоршаған орта ғарыштың жоғары энергялы электрондардан, фотондардан,нейтрондардан тұрады. Таулы жердің 1500 м биіктігінде теңіз беті деңгейімен салыстырғанда сәулелену мөлшері жылына 160-240 миллиард. Өзеннің түбіндегі топырақ құрамына байланысты судың радиациялану деңгейі әр түрлі болады.

           Ауаның құрамында радон және торон мөлшері адамның өмір сүріп тұрған жеріне, жыл мерзіміне, геологиялық және метеорологиялық жағдайларына байланысты. Радон – 222 адамның денесінің құрамында болатын радий элементінің ыдырауының продуктысы. Ауасы шаң – тозаң қалаларда радон концнтрациясы ауылдық жерге қарағанда шамамен 3 есе жоғары. Радон және торон, олардың ыдырауынан пайда болатын продуктылары ашық кеңістік жерден салыстырғанда үйде жоғары.  Үйдің ауасында радон және торон концентрациясының жоғары болуының себебі – топырақ. Топырақтың құрамындағы ауа подвалға жиналады, содан соң үйге өтеді. Олардың ең үлкен концнтрациясы қысқы айларда, топырақ пен ауаның арасында ауа алмасуы бұзылған кезде байқалады.

            Егер адамның өмірі 70 жасқа  тең болса, оның өкпесінің дозасы 16 рентген (тек атмосфера ауасымен тыныс алған жағдайда) және “терең” жерде салынған бөлмеде ұзақ уақыт болғанда 150-160 рентген. Бұдан ауылдық жердегі тұрғындармен салыстырғанда қала тұрғындарының өкпесінің сәулелену дозасы анағұрлым жоғары.

            Тұрғын үйлер және өндіріс  үйлерінің қабырғасы сыртқы гаммарадиациядан  сақтағанымен, үй қабырғаларының  өзі гамма – сәулелену әсерінің  бұлағы болып саналады.

            Үлкен қалаларда сәулелену әсерінің деңгейі құрылыс материалдарда радиоактивтік элементтердің мөлшеріне байланысты деген ғылыми болжам бар. Бұл әсіресе үйлердің сыртын гранитпен қаптағанда, арықтардың жағалауын гранитпен әсемдегенде үйдің ауасындағы радиоактивтілік атмосфераға қарағанда 1-2 есе жоғары. Үйдің ауасын терезені, есікті ашып желдеткенде 20 минут ішіінде ауаның радиоактивтілігі 1,5-3 есе төмендейді.

            Көрсеткіш сызықтарының тұсындағы сандар радиацияның миллиард мөлшері. Көрсеткіш төмен болса, ғарыштық сәулеленудің мөлшері, ал жоғары болса, Жердің радиоактивтілігінің әсер ететін мөлшері. Қисық көрсеткіш ағзаның өзіндегі изотоптардың радиоактивтік мөлшері.

 

3.1.  Радиоактивтік заттардың өсімдіктерге әсері

 

            Малина жас өсімдігіне  радиоактивтік зат енгізілгенде ол өсімдіктің сабағына, бұтағына, жапырақ жолақтарына көптеп жиналады. Радиоактивтік сәулелену  организмде заттардың жылжуын, орын алмастыруын, санын, көлемін анықтауға мүмкіндік жасайды.

            Радиация өсімдіктер өнімін арттыруда ауыл шаруашылығында кең қолданылады. Тұқымдарды, картопты, жас жеміс ағаштарын отырғызардың алдында сәулелену әсерін өткізеді. Радиация арқылы жаңа сорттарды шығаруға мүмкіндік жасалынады, әр түрлі зиянкестерді құртуға, тыңайтқыштарды егіс даласына және т.б. салудың нағыз қолайлы мерзімін анықтауға пайдаланады.

            Қант қызылшасын себер алдында  сәулелену әсерінен өткізгенде  оның өнімі 40% өседі және құрамындағы  қант 15-35%  - ке дейін жоғарылайды.

            Парникте өсетін редистің тұқымын себер алдында сәулелендіру нәтижесінде оның өнімін 25%-ке арттырған /320-400 кг дейін/. Сәулеленген тұқымдарда даму құбылысы жылдамдайды. Топыраққа әлсіз радиоактивтік затты салғанда өнім жоғарылайды. Егер сәулеленудің үлкен мөлшері тірі организмге зиян болса, оның аз мөлшері, керісінше, тіршілік жағдайын күшейтеді. Арнайы жасалған гамма – сәулелену құралы арқылы бір сағатта бір тонна тұқымды сәулелендіруден өткізуге болады. Тұқымды  сәулелендіру үшін оның сортын, ылғалдылығын және т.б. жағдайларды еске алады, яғни әр организмге радиация мөлшері оның жағдайына байланысты арнайы түрде беріледі.

            Радиоактивтік заттар арқылы  топыраққа салған тыңайтқыштардың  қалай және қанша көлемде өсімдіктермен  сіңірілетінін зерттеп біліп,  өсімдіктердің өмірін зерттеп,  агротехниканы дұрыс қолдану  мүмкін. Мысалы, фосфор – 32 радиоактивті жүзім сабағының түбіне салғанда өсімдікке тез сіңеді, ал ерітінді түрінде салғанда баяу, аз сіңеді.

 

3.2. Радиоактивтік сәулеленудің залалды әсерлерінің пайдалы болуы

 

            Өндірісте жаңа бұйымдар жасау  жағдайында үйкеліс күшінен электрлік қасиет пайда болады. Бұл электрлік қасиет өзіне шаңды тартып, бұйымдардың үстін шаң басып, жұмыс істеу қиынға түседі. Шаң көптеген өндірістерде үлкен зиян келтіреді: жаңа сырлаған бұйымдардың үстіне түсіп, олардың сапасын төмендетеді, оптика құралдарының әйнектерін тазалауға кедергі болады. Шаңмен күресу үшін және электрлік қасиеттің зиянды әсерін жою үшін жұмыс орнының қасына әлсіз сәулеленетін радиоактивтік зат қояды.

            Шамалы мөлшермен радиоактивтік  сәулелену арқылы картоптың өсуін  2-3 жыл бойы тежелдетуі мүмкін. Сәулеленген картоп тамақтық сапасын сақтайды.

            Шошқа етінде кездесетін өте  қауіпті кішкентай құрт (трихининдер  ) адам ағзасына түсіп, көбейеді  және жаман ауру туғызады. Радиоактивтік  сәулелену шошқа етіндегі трихинин  құртын жояды немесе құрттың көбею қабілетін әлсіретіп, жояды.

            Медицина препараттарын өндірісте  залалсыздандыру үшін қолданады. Консерві өндірісінде қыздыру орнына тағамдық заттарды радиоактивтік залалсыздандырылады. Тамақ өндірісінде сұйық және ұнтақ тағамдардың сапасын анықтауда индикатор болып қолданылады. Балық, құс, мал етін, көкөніс тағамдары бұзылмас үшін сәулемен залалсыздандырады.

            Теңіз суын тұщы суға айналдыруға  атом энергиясы пайдаланылады.  Бидай және тағы басқа тұқымдардың  зиянкестерінің ұрығын және ересектерін залалсыздандыруда, зиянды шыбын – шіркеймен күресуде қолданылады.

            Химиялық заттардың сапасын арттыруда,  өндіріс жағдайын бақылау мен  автоматтандыруда, материалдарды заласыздандыруға, өңделген дайын терінің қалыңдығын анықтауға, машина өндірісінде бұйымдардың тозып, ескіру құбылысын зерттеуде және толып жатқан жағдайларда радиоактивтік сәулелену кең қолданылады.

            Радиоактивтік тәсілді қолдану  үнемі дамуда. Радиоактивтілік тәсілмен  өлшеуге арналған аспаптарды, құралдарды дайындайтын арнайы заводтар бар. Аспаптардың, құралдардың жаңа үлгілерін дайындау үшін конструктор бюролар құрылған.

            Радиоактивтік тәсіл автоматтық  бақылаушы. Металдан жасалған  бұйымдардың сапасын сәулелену  арқылы бақылауға қолданылатын тәсіл дефектоскопия деп аталады. Наждак қағазын дайындауда автоматтық бақылаушы кілейдің біркелкі қалың қабатпен жағылып тұруын анықтайды. Кітап, түрлі қағаз басатын машинаның білік жұмырына бояудың жұқа қабыршақ болып жайылуының біркелкілігін және қалыңдығын үздіксіз өлшеуде қолданылады.

   

 

3.3.     Радиоактивтік сәулелену – ғажайып көреген көз, санаушы

 

            Металдың ішкі құрылысын көруге, металдан жасалған құбырдың ішіндегі  сұйық және ұнтақ заттардың  мөлшерін анықтауда радиоактивтік заттардың (сәулелену) қолдануы ерекше. Ұнтақ заттардың (мысалы қант) қапқа толтырылған мөлшері счетчик арқылы анықталады. Темекі фабрикасында темекіні толтыру мөлшерін анықтауда радтоактивтік сәулелену қолданылады.

            Домна және мартен пештерінің тозуын дер кезінде сәулелену арқылы анықтайды. Жер бетіндегі және ұшақ машиналардың двигательдердің тозуын сәулелену арқылы анықтайды.

        

3.4.    Атом энергия бұлағы

 

            1903 жылы радий элементінің үздіксіз  жылу шығарып тұратынын оқымыстылар ашқан.  Осы жылдан бастап, ең алғаш рет атом энергиясы бар екенін оқымыстылар тапты, оны адам өміріне қолдану тәсілдерін зерттеп, ғажайып жаңалық жасады.

            Атом энергиясын осы күнгі  кең пайдаланып отырған көмір  және мұнай, газ энергиясымен салыстырғанда олардың арасында айырмашылық тым алшақ. Көмір немесе мұнай жанғанда ең жоғарғы температура 2 мың градусқа дейін көтеріледі. Уран ядросының бөлшектерінің ұшу жылдамдығында миллиондаған градусқа жетеді.

 

3.5.   Атом өндірісінде және радиоактивтік заттармен жұмыс істегенде қауіпсіздік техникасы және денсаулықты сақтау

 

            Бұл мәселелердің түп негізі  – дозиметрия құралымен радиоактивтік  сәулеленудің деңгейін үздіксіз  бақылап отыру. Дозиметриялық  құралдар радиоактивтік сәулелену  болатын атом электростанцияларында, атом материалдарын өңдеуге түсіретін заводтарда орнатылған. Мұндай дозиметр – бақылаушы, автоматтық түрде радиоактивтік сәулелеундің деңгейіне үздіксіз бақылау жасайды. Егер радиоактивтілік қауіпті деңгейге дейін жоғарыласа, онда авариялық қоңырау шылдырлайды, қызыл шам жыпықтайды. Осы сигнал естілісімен жұмыскерлер өте жылдам бөлме ішінен басқа жаққа шығып кетуі керек. Радиоактивтікті залалсыздандыру үшін қажетті шараларды тез арада қолданады.

            Бақылаушы дозиметрден басқа арнайы дозиметр құралы бар. Ол радиоактивтік заттардың ұнтақтарының еденге шашылғанын адамның үстіндегі киіміне  ілінісіп кеткенін көрсетеді.

            Әр жұмыскердің өзіндегі дозиметр атом өндірісіне сәулелену деңгейінің мөлшерін анықтайды. Шамадан тыс болған жағдайда сәулелену әсерінен сақтану үшін жедел шаралар қолданылады.

            Сәулелену әсерінен сақтану үшін  ядролық реактордың және т.б.  атомдық құрылыстардың маңайына  биологиялық қорғаныс бетоннан  жасалған қалыңдығы шамамен 3 метр немесе шамамен жарты метрдей қорғасыннан жасалған қабырғамен қоршайды.

            Реакторде өз энергиясын берген  уран элементінің қалдығын алып, оның орнына жаңа элементті  салу арнайы механизм қолдану  арқылы жүргізіледі. Телевизор  экраны арқылы заводтың немесе тағы басқа құрылыстың ішінде болып жатқан өзгерісті бақылап отырып, сәулеленуден қорықпайтын өте қолайлы механизм қалың қабырғаның сыртында, қауіпсіз жерде отырған адамның жұмысын орындайды.

            Бұл көбінесе автоматты түрде, механизмнің басқаруымен өтеді.

            Жоғарыда айтқандай, уран өзінің  энергиясын бергеннен соң, онда  басқа өте бағалы материалдар  жиналады, яғни жаңа ядролық отын  металл плутоний және көп, әр  түрлі радиоактивтік изотоптар.  Бұларды бір – бірінен ажыратып, бөліп, алу және оларды пайдалану үлкен шеберлікті қажет етеді. Бірақ бұлардың біразы өмірде қолданылмауынан, радиоактивтік өндірістің керексіз заттары болып саналуынан суға, топыраққа төгіледі.

            Бұл қалдықтардың ең аз мөлшерін  заласыздандырмай тікелей топыраққа   немесе суға тастау өте қауіпті. Олардың ішінде көпшілік заттардың радиоактивтік изотоптары бар. Бұлар өсімдік өміріне өте қажетті заттар. Оларды өсімдіктер өздеріне сіңіріп, жинақтауынан радиоактивтілік жоғарылап, қауіпті деңгейге жетуі мүмкін. Мұндай өсімдіктермен, шөппен қоректенген сиырлардың сүтінде радиоактивтілік табылған.