Ионизирующее излучение, как экологический фактор

Содержание

Слайд 2

Вопросы:

Ионизирующее излучение, его виды. Период полураспада (физический, биологический, эффективный).
Единицы радиоактивности и

Вопросы: Ионизирующее излучение, его виды. Период полураспада (физический, биологический, эффективный). Единицы радиоактивности
дозы излучения.
Источники радиации и их классификация.
Чувствительность человека к ионизирующему излучению. Особенности накопления радиоактивных элементов в организме человека.
Механизм воздействия и этапы радиационного поражения клетки.
Особенности радиационной обстановки на загрязненных территориях ЦЧР после аварии на Чернобыльской АЭС.

Слайд 3

Радиоактивные изотопы – элементы, атомы которых имеют одинаковое число протонов, но разное

Радиоактивные изотопы – элементы, атомы которых имеют одинаковое число протонов, но разное
число нейтронов. Все изотопы химических элементов образуют группу радионуклидов.

Слайд 4

Мария и Пьер Кюри в лаборатории

Антуан Анри Беккерель

Мария и Пьер Кюри в лаборатории Антуан Анри Беккерель

Слайд 5


альфа-излучение является потоком положительно заряженных ядер гелия

бета-излучение – поток отрицательно заряженных

альфа-излучение является потоком положительно заряженных ядер гелия бета-излучение – поток отрицательно заряженных
быстрых электронов

гамма-излучение – коротковолновое излучение электромагнитной природы.

Слайд 6

ВРЕМЯ, ЗА КОТОРОЕ РАСПАДАЕТСЯ ПОЛОВИНА МАССЫ ДАННОГО НУКЛИДА, НАЗЫВАЕТСЯ ФИЗИЧЕСКИМ ПЕРИОДОМ ПОЛУРАСПАДА.

ВРЕМЯ, ЗА КОТОРОЕ РАСПАДАЕТСЯ ПОЛОВИНА МАССЫ ДАННОГО НУКЛИДА, НАЗЫВАЕТСЯ ФИЗИЧЕСКИМ ПЕРИОДОМ ПОЛУРАСПАДА. через время Т

через время Т

Слайд 7

Периоды полураспада основных радионуклидов, загрязняющих различные территории:

Cs137 – 30 лет (γ-излучение);

Периоды полураспада основных радионуклидов, загрязняющих различные территории: Cs137 – 30 лет (γ-излучение);
Sr190 – 29 лет (γ-излучение);
Zn95 – 64 суток;
Rn220 – 3,8 суток;
I131 – 8 суток;
С14 – 5730 лет

Слайд 8

Проникающая способность ионизирующего излучения

Альфа-излучение поглощается листом бумаги. Пробег aльфа-частицы в воздухе 11см., в

Проникающая способность ионизирующего излучения Альфа-излучение поглощается листом бумаги. Пробег aльфа-частицы в воздухе
мягких тканях человека несколько микрон.

Бета-излучение поглощается верхней одеждой. Бета-частицы имеют разную энергию, поэтому пробег их в веществе не одинаков. В воздухе от нескольких метров до сантиметра.

Гамма-излучение ослабляется стенами домов, металлическими конструкциями. Гамма - излучение обладает большой проникающей способностью, изменяющейся в широких пределах.

Слайд 9

Для измерения степени радиационной опасности используются следующие показатели:
Экспозиционная доза для оценки гамма-

Для измерения степени радиационной опасности используются следующие показатели: Экспозиционная доза для оценки
и рентгеновского облучения.
1 рентген – единица экспозиционной дозы и рентгеновского излучения.
Поглощенная доза – это количество энергии ионизирующего излучения, поглощенной единицей массы организма или какого-либо физического тела, зависит от вида облучения.
1 грей (Гр) – единица поглощенной дозы в системе СИ, 1 Гр = 1 Дж/кг.
1 рад – внесистемная единица поглощенной дозы, 1 рад = 0,01 Гр.
Эквивалентная доза учитывает неодинаковую радиационную опасность для организма разных видов ионизирующего излучения. Эквивалентная доза равна поглощенной дозе, умноженной на коэффициент для каждого вида облучения.
1 зиверт (Зв) – единица эквивалентной дозы в системе СИ. 1 Зв соответствует поглощенной дозе в 1 Дж/кг для рентгеновского, бета- и гамма-излучений.
1 бэр – биологический эквивалент рентгена, 1 бэр = 0,01 Зв.
Эффективная эквивалентная доза отражает суммарный эффект облучения для организма. Определяют путем умножения эквивалентных доз на соответствующие виду ионизирующего облучения коэффициенты и суммированная по всем органам и тканям. Измеряется в зивертах.

Слайд 10

Генетически значимая доза представляет собой 40 % от коллективной эквивалентной дозы, так

Генетически значимая доза представляет собой 40 % от коллективной эквивалентной дозы, так
как принято считать, что 40 % популяции – это люди детородного возраста и генетические по­следствия облучения могут быть реализованы только через эту группу.

Слайд 12

Оценка количества радия и тория в некоторых строительных материалах (проведённая в ряде

Оценка количества радия и тория в некоторых строительных материалах (проведённая в ряде
стран) даёт следующую картину (в Бк/кг):

дерево (Финляндия) - 1,1 песок и гравий (ФРГ) - 30 кирпич (ФРГ) - 126 гранит (Великобритания) - 170 зольная пыль (ФРГ) - 341 глинозём (Швеция) - 500-1400 кальций-силикатный шлак (США) - 2140 отходы урановых обогатительных фабрик (США) - 4625

Слайд 13

Рентгеноскопия желудка даёт локальную эквивалентную дозу в - 30 бэр (0,3 Зв)
Рентгенография

Рентгеноскопия желудка даёт локальную эквивалентную дозу в - 30 бэр (0,3 Зв)
зубов - 3 бэр (0,03 Зв)
Флюорография - 0,37 бэр (3,7 мЗв)
Просмотр телевизора (по 3 часа ежедневно) - 0,5 мбэр/год

Слайд 14

Плотность загрязнения цезием -137
на территории России

Плотность загрязнения цезием -137 на территории России

Слайд 15

Модель переноса и накопления радиоактивных изотопов стронция-90 и цезия-137 (П. Фабр, 1976,

Модель переноса и накопления радиоактивных изотопов стронция-90 и цезия-137 (П. Фабр, 1976,
с изменениями В.В. Маркина, 2006).

Слайд 16

Накопление радиоактивных элементов в организме человека
(по В.С. Савенко, 1997).

Накопление радиоактивных элементов в организме человека (по В.С. Савенко, 1997).

Слайд 17

ВРЕМЯ, ЗА КОТОРОЕ УДАЛЯЕТСЯ ИЗ ОРГАНИЗМА ПОЛОВИНА ПОПАВШЕГО НУКЛИДА, НАЗЫВАЕТСЯ БИОЛОГИЧЕСКИМ ПЕРИОДОМ

ВРЕМЯ, ЗА КОТОРОЕ УДАЛЯЕТСЯ ИЗ ОРГАНИЗМА ПОЛОВИНА ПОПАВШЕГО НУКЛИДА, НАЗЫВАЕТСЯ БИОЛОГИЧЕСКИМ ПЕРИОДОМ
ПОЛУРАСПАДА.
ЭФФЕКТ ОТ СОЧЕТАНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО И БИОЛОГИЧЕСКОГО ПЕРИОДОВ ПОЛУРАСПАДА НАЗЫВАЕТСЯ ЭФФЕКТИВНЫМ ПЕРИОДОМ ПОЛУРАСПАДА.

Слайд 18

Ионизирующее излучение является реальным мощным экологическим фактором, воздействующим на все живое, оно

Ионизирующее излучение является реальным мощным экологическим фактором, воздействующим на все живое, оно
обладает общебиологическим действием:
является сильным мутагенным фактором;
подавляет процессы эмбриогенеза, механизмы, регулирующие процессы дифференцировки;
снижает регенераторную способность, иммунную защиту организма;
ускоряет процессы старения, укорачивает продолжительность жизни.

Слайд 19

МЕРОЙ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЯВЛЯЕТСЯ ДОЗА ОБЛУЧЕНИЯ, ВЫЗЫВАЮЩАЯ ГИБЕЛЬ 50 % КЛЕТОК ИЛИ ОРГАНИЗМОВ

МЕРОЙ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЯВЛЯЕТСЯ ДОЗА ОБЛУЧЕНИЯ, ВЫЗЫВАЮЩАЯ ГИБЕЛЬ 50 % КЛЕТОК ИЛИ ОРГАНИЗМОВ
ЗА ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ПРОМЕЖУТОК ВРЕМЕНИ – ЛД50/ВРЕМЯ.

Слайд 20

Радиочувствительность зависит от:
объема и структуры генома;
активности ферментов репарации;
уровня антиоксидантов;
количества предшественников радиотоксинов;
способности организма

Радиочувствительность зависит от: объема и структуры генома; активности ферментов репарации; уровня антиоксидантов;
(органа, клеток, ткани) накапливать радиоактивные вещества;
уровня процессов пролиферации;
времени суток;
величины дозы излучения и характера его действия;
периода онтогенеза;
фазы клеточного цикла

Слайд 21

РАДИАЦИОННОЕ ПОРАЖЕНИЕ КЛЕТКИ ПРОХОДИТ РЯД ЭТАПОВ:
ПЕРВИЧНЫЕ РАДИАЦИОННО-ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ;
РАДИАЦИОННОЕ ПОРАЖЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ОПОСРЕДОВАННОЕ

РАДИАЦИОННОЕ ПОРАЖЕНИЕ КЛЕТКИ ПРОХОДИТ РЯД ЭТАПОВ: ПЕРВИЧНЫЕ РАДИАЦИОННО-ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ; РАДИАЦИОННОЕ ПОРАЖЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ
УСИЛЕНИЕ РАДИАЦИОННОГО ЭФФЕКТА;
ВТОРИЧНОЕ ПОРАЖЕНИЕ ГЕНОМА;
ГИБЕЛЬ КЛЕТКИ.

Слайд 22

Действие радиации на организм человека

Действие радиации на организм человека

Слайд 23

Действие радиации на организм человека

Действие радиации на организм человека

Слайд 24

Чувствительность организма человека к ионизирующему излучению

Чувствительность организма человека к ионизирующему излучению

Слайд 25

Эффекты малых доз ионизирующего излучения :
стимулируют рост, развитие, плодовитость, неспецифический иммунитет, общую

Эффекты малых доз ионизирующего излучения : стимулируют рост, развитие, плодовитость, неспецифический иммунитет,
сопротивляемость организма;
их воздействие осуществляется через регуляторные механизмы генетических и мембранных структур;
играют важную роль пусковых механизмов, при этом эффект мало зависит от количества поглощенной энергии и увеличивается при облучении дробными дозами (аккумуляция).

Слайд 26

аддитивность (суммирование эффектов от каждого из факторов независимо от последовательности действия);
синергизм (результат

аддитивность (суммирование эффектов от каждого из факторов независимо от последовательности действия); синергизм
совместного действия превосходит эффект, ожидаемый от суммированного воздействия);
сенсибилизация (потенцирование, усиление эффектов факторами, которые сами по себе эффекта не вызывают).

Сочетание ионизирующего излучения с другими экологическими факторами приводит различным реакциям комбинированого действия:

Слайд 27

повышение температуры окружающей среды;
высокое содержание кислорода в тканях, усиливающее первичное поражение, но

повышение температуры окружающей среды; высокое содержание кислорода в тканях, усиливающее первичное поражение,
облегчающее пострадиационное восстановление;
воздействие ультразвука, мутагенов, ядов, канцерогенных факторов.

Факторы, усиливающие радиационное поражение:

Слайд 28

изменение продолжительности жизни;
увеличение частоты возникновения злокачественных опухолей;
рост числа генетических болезней

Отдаленные последствия

изменение продолжительности жизни; увеличение частоты возникновения злокачественных опухолей; рост числа генетических болезней
воздействия ионизирующей радиации на организм:

Слайд 29

Доза в 1 Зв является удваивающей дозой (т.е. число мутаций возрастает в

Доза в 1 Зв является удваивающей дозой (т.е. число мутаций возрастает в
2 раза по сравнению с воздействием естественного радиоактивного фона);
Мутирование начинается при дозе 0,1 Р/сут (0,001 Зв);
Летальные мутации начинают обнаруживаться уже при дозах 0,2 – 1 мР/ч (0,002 – 0,01 мЗв).

Слайд 30

Стратегия пострадиационного восстановления организма:

а) в период острого радиационного поражения, нарастания радиационно-физических и

Стратегия пострадиационного восстановления организма: а) в период острого радиационного поражения, нарастания радиационно-физических
радиационно-химических процессов:
перехват и инактивация радикалов;
создание условий, благоприятных для работы ферментов репарации ДНК (введение коферментов);
создание условий, благоприятных для восстановления молекул ДНК (введение субстратов для синтеза);
выведение радиотоксинов;
создание гипотермии;
создание гипоксии;

Слайд 31

Стратегия пострадиационного восстановления организма:

б) в период вторичных нарушений биохимических процессов и опосредованного усиления

Стратегия пострадиационного восстановления организма: б) в период вторичных нарушений биохимических процессов и
радиационного эффекта, вторичного поражения генома и мембран:
перехват и создание условий для выведения радиотоксинов или условий, препятствующих их образованию;
ослабление активности протеаз и нуклеаз;
введение антиоксидантов или создание условий для их активации;
создание условий для ускорения синтеза и переноса липидов;

Слайд 32

Стратегия пострадиационного восстановления организма:

в) в период гибели радиочувствительных популяций клеток:
активация деления резервного пула

Стратегия пострадиационного восстановления организма: в) в период гибели радиочувствительных популяций клеток: активация
(например, стимуляция кроветворения);
активация процессов регенерации;
введение сингенных (генетически сходных) клеток заменителей;

Слайд 33

Стратегия пострадиационного восстановления организма:

г) в случае усиления радиационного поражения генома при сочетанном воздействии

Стратегия пострадиационного восстановления организма: г) в случае усиления радиационного поражения генома при
других физических и химических факторов:
удаление физических и химических факторов, усиливающих радиобиологический эффект;
использование физических и химических факторов, ослабляющих радиобиологический эффект