Применение радиоактивности

Применение радиоактивности. Проявление её в природе.

Радиоактивность.

Радиоактивность — это способность атомов некоторых изотопов самопроизвольно распадаться, испуская излучение. Впервые такое излучение, испускаемое ураном, обнаружил Беккерель, поэтому вначале радиоактивные излучения называли лучами Беккереля. Основной вид радиоактивного распада — выбрасывание из ядра атома альфа-частицы — альфа-распад (см. Альфа-излучение) или бета-частицы — бета-распад (см. Бета-излучение).

  Применение радиоактивных изотопов. Открытие искусственной радиоактивности оказало огромное влияние на развитие науки  и техники. В настоящее время радиоактивные изотопы применяют в самых разнообразных областях промышленности, сельском хозяйстве, медицине и др. 

Лучи рентгена.

Открытие радиоактивности было непосредственно связано с открытием Рентгена. Более того, некоторое время думали, что это один и тот же вид излучения. Конец 19 в. вообще был богат на открытие различного рода не известных до того «излучений». В 1880-е английский физик Джозеф Джон Томсон приступил к изучению элементарных носителей отрицательного заряда, в 1891 ирландский физик Джордж Джонстон Стони (1826–1911) назвал эти частицы электронами. Наконец, в декабре Вильгельм Конрад Рентген сообщил об открытии нового вида лучей, которые он назвал Х-лучами. До сих пор в большинстве стран они так и называются, но в Германии и России принято предложение немецкого биолога Рудольфа Альберта фон Кёлликера (1817–1905) называть лучи рентгеновскими. Эти лучи возникают, когда быстро летящие в вакууме электроны (катодные лучи) сталкиваются с препятствием. Было известно, что при попадании катодных лучей на стекло, оно испускает видимый свет – зеленую люминесценцию. Рентген обнаружил, что одновременно от зеленого пятна на стекле исходят какие-то другие невидимые лучи. Это произошло случайно: то в темной комнате светился находящийся неподалеку экран, покрытый тетрацианоплатинатом бария Ba[Pt(CN)4 ]. Это вещество дает яркую желто-зеленую люминесценцию под действием ультрафиолетовых, а также катодных лучей. Но катодные лучи на экран не попадали, и более того, когда прибор был закрыт черной бумагой, экран продолжал светиться. Вскоре Рентген обнаружил, что излучение проходит через многие непрозрачные вещества, вызывает почернение фотопластинки, завернутой в черную бумагу или даже помещенной в металлический футляр. Лучи проходили через очень толстую книгу, через еловую доску толщиной 3 см, через алюминиевую пластину толщиной 1,5 см… Рентген понял возможности своего открытия: «Если держать руку между разрядной трубкой и экраном, – писал он, – то видны темные тени костей на фоне более светлых очертаний руки». Это было первое в истории рентгеноскопическое исследование.

Применение радиоактивности.

Биологические действия. Радиоактивные излучения гибельно действуют на живые клетки. Механизм этого действия связан с ионизацией атомов и разложением молекул внутри клеток при прохождении быстрых заряженных частиц. Особенно чувствительны к воздействию излучений клетки, находящиеся в состоянии быстрого роста и размножения. Это обстоятельство используется для лечения раковых опухолей. Для целей терапии употребляют радиоактивные препараты, испускающие g-излучение, так как последние без заметного ослабления проникают внутрь организма. При не слишком больших дозах облучения раковые клетки гибнут, тогда как организму больного не причиняется существенного ущерба. Следует отметить, что радиотерапия рака, так же как и рентгенотерапия, отнюдь не является универсальным средством, всегда приводящим к излечению. Чрезмерно большие дозы радиоактивных излучений вызывают тяжелые заболевания животных и человека (так называемая лучевая болезнь) в могут привести к смерти. В очень малых дозах радиоактивные излучения, главным образом a-излучение, оказывают, напротив, стимулирующее действие на организм. С этим связан целебный эффект радиоактивных минеральных вод, содержащих небольшие количества радия или радона.

Применение радиоактивности.

Радиоактивный натрий, вводимый в небольших количествах в кровь, используется для исследования кровообращения, йод интенсивно отлагается в щитовидной железе, особенно при базедовой болезни. Наблюдая с помощью счетчика за отложением радиоактивного йода, можно быстро поставить диагноз. Большие дозы радиоактивного йода вызывают частичное разрушение аномально развивающихся тканей, и поэтому радиоактивный йод используют для лечения базедовой болезни.

Применение радиоактивности.

Светящиеся составы, Люминесцирующие вещества светятся под действием радиоактивных излучений. Прибавляя к люминесцирующему веществу (например, сернистому цинку) очень небольшое количество соли радия, приготовляют постоянно светящиеся краски. Эти краски, будучи нанесены на циферблаты и стрелки часов, прицельные приспособления и т. п., делают их видимыми в темноте.

Проявление её в природе

Радиоактивное облучение вызывает лучевую болезнь, проявления которой зависят от вида и локализации лучей, а так же дозы радиации, полученной человеком.

Облучение классифицируется на внешнее и внутреннее, то есть радиоактивные вещества могут попадать в организм человека через желудочно-кишечный тракт, с вдыхаемым воздухом, через кожу или слизистые оболочки.

Проявления заболевания зависят от суммарной дозы радиации. Например, при дозе до 100 рад (1Гр) развивается так называемое состояние предболезни, то есть отмечается лишь легкая симптоматика. Дозы выше 100 рад (1 Гр) вызывают кишечную или костно-мозговую форму лучевой болезни. Степень тяжести зависит от поражения органов кроветворения. Однократное облучение в дозе выше 10 Гр считается смертельным.

Соматические эффекты – это неизбежная патология, которая возникает в ответ на большие дозы радиоактивного облучения. Могут быть ближайшими и отдаленными. К ближайшим как раз относится лучевая болезнь, ожоги и стерилизация. Отдаленные представлены радиокатарактогенезом, склерозом, радиоканцерогенезом и др. Стохатические эффекты – это вредные биологические эффекты облучения. Например, умственная отсталость, пороки развития и генетические аномалии у будущего потомства. А так же лейкозы, злокачественные новообразования и хромосомные мутации у пострадавшего. Соматический эффект прежде всего проявляется в сокращении продолжительности жизни и появлении злокачественных новообразований.

Так же отдаленными последствием радиоактивного облучения является лучевая катаракта, развивающаяся в течение 10-20 лет. Сначала в хрусталике появляются крошечные помутнения в виде точек в области передней и задней капсул хрусталика. Постепенно помутнение прогрессирует до полного поражения хрусталика.

Так же через несколько лет после радиоактивного облучения в коже, соединительной ткани, кровеносных сосудах легких и почек отмечаются участки уплотнения и атрофии. Ткани теряют эластичность, появляется склонность к фиброзу и склерозу. Наблюдаются изменения в половой системе и развитие аутоиммунных заболеваний. Снижаются защитные силы организма и повышается восприимчивость к различным инфекциям.

К сожалению, при облучении всегда поражается генетический аппарат, именно поэтому возникшие изменения передаются по наследству. В таком случае болеют уже дети облученных ранее людей.

К 1963 г., когда был подписан Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой, в атмосфере Земли уже находились продукты взрыва бомб общей мощностью свыше 170 мегатонн, это эквивалентно примерно 8500 бомбам, подобным той, что была взорвана и Хиросиме.

В период ядерных испытаний (в 1954-1962 гг.) в атмосферу поступило 9Мки стронция-90 и 14М&и цезия-137. Опыт показал, что радиоактивные примеси при вовлечении их в глобальную циркуляцию атмосферы заражают даже самые удаленные от места испытания районы.

Осаждающиеся на землю радиоактивные примеси, первоначально рассеянные в атмосфере, попадают в почву и воду, а затем оказываются влеченными в биомассу.

Радиоактивные осадки вызывают также заражение вод океана, а, следовательно, и его обитателей. Так, после испытания первой американской водородной бомбы на атолле Эниветок в 1953 г. японская рыболовная служба заметила, что тунцы, пойманные на расстоянии многих тысяч километров от этого атолла, были заражены до такой степени, что стали непригодны для употребления в пищу.

Атомная промышленность может быть источником радиоактивного загрязнения на трех этапах: 1) при добыче и обогащении ископаемого сырья; 2) при использовании его в реакторах; 3) при переработке ядерного горючего в установках.

Если при добыче ископаемого сырья и его переработке загрязнение невелико, то потенциальная возможность заражения среды от атомных реакторов выше, особенно на заводах по производству ядерного горючего.

Однако следует отметить, что существуют технические возможности создания реакторов, не выбрасывающих никаких радиоактивных отходов в окружающую среду. Но производство ядерного горючего на заводах без отходов немыслимо.