История открытия и изучения радиоктивности. Виды радиоактивности. Основной закон радиоактивного распада

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ПЕРМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ  МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Е.А. ВАГНЕРА»

МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра медицинской и биологической физики

 

                                                                                        

 

 

 

 

 

 

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ И ИЗУЧЕНИЯ РАДИОАКТИВНОСТИ. ВИДЫ РАДИОАКТИВНОСТИ. ОСНОВНОЙ ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА.

 

 

 

 

 

 

 

Реферат выполнил

Студент Окулов Максим

Медико-профилактического  факультета группы №108

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                

                                                                                                   Преподаватель Смирнова.З.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2012

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

1. Введение................................................................................2-3
2. Радиоактивность. Основные понятия. Типы излучений..................4
3. Острая и хроническая лучевая болезнь. Радиационные ожоги.….4-6
4. Дозы излучения и единицы их измерения..................................6-9
5. Дифференциация острой лучевой болезни по степени..............9-10
6. Противорадиационная защита населения. Медицинская профилактика. Оказание первой помощи при радиационных поражениях.............................................................................11
7. Биологическое действие ионизирующих излучений................12-13
8. Источники излучения, защита, хранение, аварии........................14
9. Йод, Цезий, Стронций..........................................................15-17
10. Список литературы...................................................................18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В 1896 году французский  исследователь Анри Беккерель, изучая явление люминесценции под воздействием солнечного света, обнаружил засвечивание фоточувствительного материала веществом, в состав которого входили соли урана. Последовал ряд экспериментов, подтверждающих, что засвечивание фотопластинок происходит во всех случаях, когда используются соли урана, и это засвечивание происходит даже через светонепроницаемую бумагу. 24 февраля 1896 г. А.Беккерель на заседании Парижской академии наук сделал сообщение «Об излучениях, производимых фосфоресценцией». 2 марта 1896 г. сделал сообщение «О невидимой радиации, производимой фосфоресцирующими телами». При этом отмечалось, что излучение очень сходно по своему действию с излучением, изученным Рентгеном, образующимся в результате торможения электронов в мишени (Х-лучи; рентгеновское излучение). 1 марта 1897 г. выступил с докладом «Исследование урановых лучей». Отметил их способность разряжать в воздухе наэлектризованные тела независимо от их потенциала и знака заряда. Радиоакти́вный распа́д (от лат. radius «луч» и āctīvus «действенный») — спонтанное изменение состава нестабильных атомных ядер (заряда Z, массового числа A) путём испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов. Процесс радиоактивного распада также называют радиоактивностью, а соответствующие элементы радиоактивными. Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра. Установлено, что радиоактивны все химические элементы с порядковым номером, большим 82, и многие более лёгкие элементы (прометий и технеций не имеют стабильных изотопов, а у некоторых элементов, таких как индий, калий или кальций, часть природных изотопов стабильны, другие же радиоактивны). Естественная радиоактивность — самопроизвольный распад ядер элементов, встречающихся в природе. Искусственная радиоактивность — самопроизвольный распад ядер элементов, полученных искусственным путем через соответствующие ядерные реакции. Энергетические спектры α-частиц и γ-квантов, излучаемых радиоактивными ядрами, прерывистые («дискретные»), а спектр β-частиц — непрерывный. Распад, сопровождающийся испусканием альфа-частиц, назвали альфа-распадом; распад, сопровождающийся испусканием бета-частиц, был назван бета-распадом (в настоящее время известно, что существуют типы бета-распада без испускания бета-частиц, однако бета-распад всегда сопровождается испусканием нейтрино или антинейтрино). Термин «гамма-распад» применяется редко; испускание ядром гамма-квантов называют обычно изомерным переходом. Гамма-излучение часто сопровождает другие типы распада.

В настоящее время, кроме альфа-, бета- и гамма-распадов, обнаружены распады с эмиссией нейтрона, протона (а также двух протонов), кластерная радиоактивность, спонтанное деление. Электронный захват, позитронный распад (или -распад), а также двойной бета-распад (и его виды) обычно считаются различными типами бета-распада.

Некоторые изотопы могут  испытывать одновременно два или  более видов распада. Например, висмут-212 распадается с вероятностью 64 % в  таллий-208 (посредством альфа-распада) и с вероятностью 36 % в полоний-212 (посредством бета-распада).

Образовавшееся в результате радиоактивного распада дочернее ядро иногда оказывается также радиоактивным  и через некоторое время тоже распадается. Процесс радиоактивного распада будет происходить до тех пор, пока не появится стабильное, то есть нерадиоактивное ядро, а последовательность возникающих при этом нуклидов называется радиоактивным рядом. В частности, для радиоактивных рядов, начинающихся с урана-238, урана-235 и тория-232, конечными (стабильными) нуклидами являются соответственно свинец-206, свинец-207 и свинец-208

 

Радиоактивность. Основные понятия. Типы излучений.

Радиоактивностью называют способность атомных ядер спонтанно  превращаться в другие ядра с испусканием  различных видов радиоактивных  излучений и элементарных частиц. Радиоактивность можно разделить на два вида: естественную и искусственную. Естественную можно наблюдать у существующих в природе неустойчивых изотопов. Искусственная радиоактивность наблюдается у изотопов которые были получены в результате проведения ядерных реакций. Радиоактивное излучение бывает трех типов.

a -излучение – этому излучению присущи отклонения электрическим и магнитными полями. Оно обладает высокой ионизирующей способностью. Также характеризуется малой проникающей способностью. По своей сути это поток ядер гелия. Заряд a -частицы равен +2е, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия ⁴ ₂ Не.

b -излучение – также как и a -излучение , данное излучение отклоняется электрическим и магнитным полями. Если продолжить сравнение то его ионизирующая способность значительно меньше (приблизительно на два порядка), а проникающая способность гораздо больше, чем у a -частиц. b -излучение — это поток быстрых электронов.

 

 

γ -излучение — в отличие от двух предыдущих, не отклоняется электрическим и магнитными полями. Ионизирующая способность невелика. А вот проникающая способность просто колоссальна. γ -излучение это коротковолновое электромагнитное излучение у которого длина волны не велика l < 10 ^-10 м. Следствием этого являются ярко выраженные корпускулярные свойства. Период полураспада (Т _1/2 ) сокращается, приблизительно в два раза.

 

 

 

 

Острая и  хроническая лучевая болезнь. Радиационные ожоги.

Если применяется ядерное  оружие массового поражения то возникает  очаг ядерного поражения. Эта территория становится полностью не пригодной к проживанию на ней. Все уничтожатся из-за того что действуют такие факторы как воздушная ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и радиоактивное заражение местности. Самым основным поражающим фактором является воздушная ударная волна. Она образуется за счёт быстрого увеличения объёма продуктов ядерного взрыва под действием огромного количества тепла и сжатия, а затем и разрежения окружающих слоев воздуха. Зона поражения взрывной волной очень значительна! Уничтожается все живое и не живое что встречается на ее пути. Проникающая радиация — это гамма-лучи и поток нейтронов. Они исходят из зоны ядерного взрыва. Они обладают возможностью распространяться на многие тысячи метров, их не останавливает ни какая среда, также они вызывают ионизацию атомов и молекул. При облучении, в организме нарушаются биологические процессы, функции органов и тканей. Следствием является лучевая болезнь. Ожоги практически на всей поверхности тела возникают из-за воздействия на организм светового излучения. Для защиты на открытой местности используются специальная одежда и очки, а вообще желательно укрыться в бомбоубежище. Радиоактивные атомы создают адсорбцию почвы и вызывают радиоактивное заражение местности. Основная опасность для людей на зараженной местности – внешнее бета-гаммма-облучение и попадание продуктов ядерного взрыва внутрь организма и на кожные покровы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лучевая болезнь.

Лучевая болезнь (или  острая лучевая болезнь) — травму всех органов и систем организма, которая происходит моментально. Самые значительные изменения происходят в наследственных структурах делящихся клеток, преимущественно кроветворных клеток костного мозга, лимфатической системы, эпителия желудочно-кишечного тракта и кожи, клеток печени, легких и других органов. Это происходит из-за воздействия ионизирующей радиации. При облучении действует количественный закон, это значит что малые воздействия могут оказаться незаметными, большие могут вызвать гибельные поражения. Не последнюю роль играет мощность дозы радиоактивного излучения: одно и то же количество энергии излучения, поглощенное клеткой, вызывает тем большее повреждение биологических структур, чем короче срок облучения. Если же воздействия растянуто во времени, то оно вызывает существенно меньшие повреждения, чем те же дозы, поглощенные за короткий срок. Лучевое повреждение оказывает два эффекта. Биологический и клинический эффект определяется дозой облучения (“доза - эффект”), с одной стороны, а с другой, этот эффект обуславливается и мощностью дозы (“мощность дозы - эффект”). .

Хроническая лучевая болезнь представляет собой заболевание, вызванное повторными облучениями организма в малых дозах, суммарно превышающих 100 рад. Развитие болезни определяется не только суммарной дозой, но и её мощностью, то есть сроком облучения, в течение которого произошло поглощение дозы радиации в организме. В условиях хорошо организованной радиологической службы в стране случаев хронической лучевой болезни не наблюдается. Плохой контроль за источниками радиации, нарушение персоналом техники безопасности в работе с рентгенотерапевтическими установками приводит к появлению случаев хронической лучевой болезни. Клиническая картина хронической лучевой болезни определяется прежде всего астеническим синдромом и умеренными цитопеническими изменениями в крови. Сами по себе изменения в крови не являются источниками опасности для больных, хотя снижают трудоспособность. При хронической лучевой болезни очень часто возникают опухоли – гемобластозы и рак. При хорошо поставленной диспансеризации, тщательном онкологическом осмотре 1 раз в год и исследовании крови 2 раза в год удается предупредить развитие запущенных форм рака, и продолжительность жизни таких больных приближается к нормальной. Наряду с острой и хронической лучевой болезнями, можно выделить подострую форму , возникающую в результате многократных повторных облучений в средних дозах на протяжении нескольких месяцев, когда суммарная доза за сравнительно короткий срок достигает 500-600 рад. По клинической картине это заболевание напоминает острую лучевую болезнь.

 

Дозы излучения  и единицы их измерения.

Какой эффект будет от облучения можно сказать если знать величины доз, их мощность, объем  облученных тканей и органов, виды излучения. Если мощность дозы уменьшается, то и уменьшается биологический эффект. Различия связаны с возможностью восстановления поврежденного облучением организма. С увеличением мощности дозы значимость восстановительных процессов снижается. Поглощённая доза излучения измеряется энергией ионизирующего излучения, переданного массе облучаемого вещества. Единица поглощённой дозы – грей (Гр),

равный 1 джоулю, поглощённому 1 кг вещества ( 1 Гр = 1Дж/кг = 100 рад ).

Органные повреждения  и зависимость проявлений от дозы на ткань 

Клинический синдром

Минимальная доза, рад

Гематологический : первые признаки цитопении (тромбоцитопении до 10*10 4 в 1 мкл на 29-30-е сутки) агранулоцитоз (снижение лейкоцитов ниже 1*10 3 в 1 мкл), выраженная тромбоцитопения Эпиляция : начальная постоянная  Кишечный : картина энтерита язвенно-некротические  изменения слизистых оболочек ротовой  полости, ротоглотки, носоглотки Поражения кожи : эритема (начальная и  поздняя) сухой радиоэмпидерматит  экссудативный радиоэпидерматит язвенно-некротический  дерматит

50 – 100 200 и более     свыше 250 – 300 700 и более  500, чаще 800 – 1000 1000     800 – 1000 1000 – 1600 1600 – 2500 2500 и более

Эффект биологического действия излучений зависит также  от пространственного распределения  поглощённой энергии, которая характеризуется линейной передачей энергии (ЛПЭ), что учитывается при оценке различных видов излучения показателем относительной биологической эффективности (ОБЭ). При этом ОБЭ рентгеновского и γ -излучения принимают равной 1. Доза рентгеновского излучения (180-250 кэВ) вызывающая данный эффект ОБЭ = Поглощённая доза любого другого вида излучения, вызывающая такой же эффект ОБЭ зависит не только от ЛПЭ излучений, но и от ряда физических и биологических факторов, например, от величины дозы, кратности облучения и др. По предложению Международной комиссии по радиологическим единицам, показатель ОБЭ для оценки различных видов излучения используется только в радиобиолигии. Для решения задач радиационной защиты предложен коэффициент качества излучения k , зависящий от ЛПЭ

ЛПЭ, кэВ/мкм воды	<3,5	7,0	23	53	>175
K	1	2	5	10	20

В области радиационной безопасности для оценки возможного ущерба здоровью человека при хроническом  облучении введено понятие эквивалентной дозы Н , которая равна произведению поглощенной дозы D на средний коэффициент качества ионизирующего излучения k в данном элементе объёма биологической ткани:

 

H=Dk

Единица эквивалентной  дозы – зиверт (Зв), равный 1 Дж/кг (1 Зв = 100 бэр).

При определении эквивалентной  дозы ионизирующего излучения используют следующие значения коэффициента качества :

Вид излучения	k
Рентгеновское и γ -излучение	1
Электроны, позитроны, b -излучение	1
Протоны с энергией <10 МэВ	10
Нейтроны с энергией < 20 кэВ	3
Нейтроны с энергией 0.1 – 10 МэВ	10
a -излучение с энергией < 10 МэВ	20
Тяжёлые ядра отдачи	20

Для оценки ущерба здоровью человека при неравномерном облучении  введено понятие эффектной эквивалентной дозы Н _эфф , применяемый при оценке возможных стохастических эффектов – злокачественных новообразований :

Н _эфф = S W _T H _T

где Н _Т – среднее значение эквивалентной дозы в органе или ткани; W _T – взвешенный коэффициент, равный отношению ущерба облучения органа или ткани к ущербу облучения всего тела при одинаковых эквивалентных дозах. Значения коэффициентов W _T для различных органов и тканей приведены ниже :