1 вопрос

РАДИОАКТИВНОСТЬ — самопроизвольное превращение атомов одного элемента в атомы других элементов, сопровождающееся испусканием частиц и жесткого электромагнитного излучения. ЕДИНИЦЫ РАДИОАКТИВНОСТИ — единицы измерения активности радиоактивных элементов в препаратах и в разл. средах. Активность радиоактивного препарата в международной системе единиц (СИ) измеряется числом актов распада в секунду (расп/сек). Допускается применение внесистемных единиц: расп/мин и кюри (Ки = 3,700 • 1010 расп/сек). Для смеси нескольких радиоактивных элементов (или изотопов) указывается активность каждого из них. Удельная активность измеряется в расп/сек • м3 или расп/сек • кг; (внесистемные единицы: Ки/см3, Ки/г). С единицами радиоактивности тесно связаны единицы радиоактивных излучений, характеризующие выход излучений из источника и их поле. В этих единицах в системе СИ — измеряются плотность потока частиц (или квантов) — частица/сек • м2 (или квант/сек • м2); интенсивность излучения — Вт/м2, поглощенная доза излучения (доза излучения)— Дж/кг; мощн. поглощенной дозы излучения (мощн. дозы излучения — Вт/кг; экспозиционная доза рентгеновского и γ-излучений — Кл/кг; мощн. экспозиционной дозы рентгеновского и γ-излучений — А/кг. Во внесистемных единицах экспозиционная доза измеряется в рентгенах (P = 2,57976 • 10-4 Кл/кг), а мощн. экспозиционной дозы в Р/сек (2,57976 • 10-4 A/кг). Смертельная доза облучения для человека начинается примерно с величины 6 Зв, а допустимая доза облучения за год составляет 1-5 мЗв. Теория радиоактивного распада. В процессе эмиссии радиоактивного излучения вещество претерпевает ряд изменений. Так, например, излучение радия сопровождается выделением газообразного радона ("эманацией"). В свою очередь радон, распадаясь, оставляет радиоактивные отложения на стенках содержащего его сосуда. Собранная при распаде радия эманация теряет половину исходной активности примерно за 4 сут. Эти и другие не поддававшиеся интерпретации экспериментальные факты удалось объяснить с помощью теории радиоактивного распада атомов, предложенной Резерфордом и Содди в 1903, а также правила смещения, сформулированного в 1913 А.Расселом и независимо от него Фаянсом и Содди. Суть теории Резерфорда и Содди состоит в том, что в результате радиоактивного распада происходит превращение одного химического элемента в другой. - видимые поражения кожного покрова, недомогание, характерные для лучевого заболевания, появляются не сразу, а спустя некоторое время; суммирование доз происходит скрыто. Если в организм человека систематически будут попадать радиоактивные вещества, то со временем дозы суммируются, что неизбежно приводит к лучевым болезням

2 Вопрос

Опыты резерфорда и его сотрудников привели к выводу что в центре атома находится плотное положительное ядро диаметр которого не превышает 10 ( в -14 степени) м. Это ядро занимает только 10 ( - 12 степени) часть полного объема атома но содержит весь положительный заряд и не менее 99,95 процентов его массы. Заряд ядра должен быть равен суммарному заряду всех электронов входящих в состав атома. Впоследствии удалось установить что если заряд электрона принять за единицу , то заряд ядра в точности равен номеру данного элемента в таблице Менделеева.

Радикальные выводы о строение атома, следовавшие из опыта Резерфорда, заставляли многих ученых сомневаться в их справедливости. Не был исключением и сам Резерфорд, опубликовавший результаты своих исследований только в 1911 году через 2 года после выполнения первых экспериментов. Опираясь на классические представления о движении микрочастиц, резерфорд предложил планетарную модель атома. Согласно этой модели в центре атома располагается положительно заряженное ядро в котором сосредоточена почти вся масса атома. Атом в целом нейтрален. Вокруг, ядра подобно планетам под действием кулоновских сил со стороны ядра вращаются электроны. Находится в состоянии покоя электроны не могут так как они упали бы на ядро. Б) действие ионизирующих излучений на людей и животных заключается в разрушении живых клеток организма, которое может привести к различной степени заболеваний, а в некоторых случаях и к смерти. Что оценит влияние ионизирующий излучений на человека ( животного) надо учитывать две основные характеристики: ионизирующую и проникающие способности. В) Наиболее чувствительным к облучению является ядро клетки, а наибольшее последствие вызывает повреждение ДНК, содержащее наследственную информацию. В результате облучения в зависимости от величина поглощенной дозы клетка гибнет или становится неполноценной в функциональном отношении. Время протекание четвертой фазы очень различно и в зависимости от условий может растянуться на годы или даже на всю жизнь. В процессе ионизации происходит разрушение молекул вещества, образуются « свободные радикалы» и сильные окислители с высокой химической активностью.

Получающиеся в процессе радиолиза воды( в биологической ткани 60- 70 процентов по массе составляет вода) свободные радикалы и окислители обладая высокой химической активностью вступают в химические реакции с молекулами белка и других структурных элементов биологической ткани что приводит к изменению биохимических процессов в организме. В результате нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения не свойственные организму. Это приводит к нарушению жизнедеятельности организма в целом.

5 Вопрос

Альфа-излучение, испускаемое ядром со скоростью от 0,047 до 0,068 скорости света, представляет собой поток ядер гелия, несущих два положительных заряда. Альфа-частицы движутся прямолинейно, отклоняясь только при сталкивании с атомами. В тканях человека альфа-частицы поглощаются на глубине 50 мкм. Пробег их в воздухе равен 7 — 12 см. Альфа-частицы полностью поглощаются слоем алюминия толщиной 0,1 мм. Бета-частица (β-частица), заряженная частица, испускаемая в результате бета-распада. Поток бета-частиц называется бета-лучи или бета-излучение. Отрицательно заряженные бета-частицы являются электронами (β−), положительно заряженные — позитронами (β+). Энергии бета-частиц распределены непрерывно от нуля до некоторой максимальной энергии, зависящей от распадающегося изотопа; эта максимальная энергия лежит в диапазоне от 2,5 кэВ (для рения-187) до десятков МэВ (для короткоживущих ядер, далёких от линии бета-стабильности). Скорость частиц в бета-лучах близка к скорости света. Бета-лучи способны ионизировать газы, вызывать химические реакции, действовать на фотопластинки. Значительные дозы внешнего бета-излучения могут вызвать лучевые ожоги кожи и привести к лучевой болезни. Ещё более опасно внутреннее облучение от бета-активных радионуклидов, попавших внутрь организма. Слой любого вещества с поверхностной плотностью порядка 1 г/см2 практически полностью поглощает бета-частицы с энергией около 1 МэВ.  Га́мма-излуче́ние (гамма-лучи, γ-лучи) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны — < 5×10−3 нм. Гамма-квантами являются фотоны с высокой энергией. Считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 105 эВ, хотя резкая граница между гамма- и рентгеновским излучением не определена. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению; если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке — к рентгеновскому излучению Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер, при ядерных реакциях, а также при отклонении энергичных заряженных частиц в магнитных и электрических полях. Облучение гамма-квантами, в зависимости от дозы и продолжительности, может вызвать хроническую и острую лучевые болезни. В то же время гамма-облучение подавляет рост раковых и других быстро делящихся клеток. Гамма-излучение является мутагенным и тератогенным фактором. Защитой от гамма-излучения может служить слой вещества. Эффективность защиты увеличивается при увеличении толщины слоя, плотности вещества и содержания в нём тяжёлых ядер (свинца, вольфрама, обеднённого урана и пр.).

6 вопрос В настоящее время доза в воздухе называется Экспозиционной дозой и измеряется в а/кг, хотя долгое время единицей измерения был р(рентген), т.е. в каждом мл воздуха при н.у.(нормальные условия) образуется 2*10 в 9 степ пар ионов.  1р/c=3,3*10(в -10 степени) а/см (в 3 степени) =2,6*10(в -4 степени) а/кг. Очень распространено выражение природного радиационного фона в единицах экспозиционной дозы мкр/ч(микрорентген в час). За единицу поглощенной дозы стали принимать величину энергии 100 эрг/г, которую стали именовать рад. В системе Си за единицу поглощенной дозы принимать Грэй(Гр). 1Гр=100 рад. Величину, биологически эквивалентную поглощенной дозе стали называть эквивалентной дозой, а единицей эквивалентной дозы стал 1 бэр(биологический эквивалент рада). 1 бэр=1 рад * ОБЭ, где ОБЭ- относительная биологическая эффективность. В системе Си за единицу эквивалентной дозы принят 1Зв(1Зв=100 бэр). Эффективная эквивалентная доза облучения- это взвешенная сумма эквивалентных доз на различные органы и ткани. Коллективная доза равна сумме эквивалентных доз, полученных представителями некоторой общности людей (ее измеряют в человеко-зивертах). Природный радиационный фон в норме от 5 до 30 мкр/ч; предельно допустимая доза облучения 0,5 р/год (5 мЗв/год); смертельная доза- 600р (6 Зв) однократно.

9 вопрос Радон-это инертный газ,не имеющий цвета,запаха,вкуса;в 7,5 раз тяжелее воздуха. основная часть облучения происходит от дочерних продуктов распада радона - изотопов свинца, висмута и полония. Продукты распада радона попадают в легкие человека вместе с воздухом и задерживаются в них. Распадаясь, выделяют альфа-частицы, поражающие клетки эпителия. Распад ядер радона в легочной ткани вызывает микроожоги, а повышенная концентрация газа в воздухе может привести к раку. Также альфа-частицы вызывают повреждения в хромосомах клеток костного мозга человека, что увеличивает вероятность развития лейкозов. К сожалению, наиболее уязвимы для радона самые важные клетки - половые, кроветворные и иммунные. Главное его местонахождение земная кора. Он образуется в местах расположения радиоактивных руд и постепенно проходя через слои земли, поступает на её поверхность в атмосферу и гидросферу. В помещение он поступает из земли: через трещины в бетонном полу, водостоки, дренаж пола и т.д.В помещение радон может попасть вместе с водой,а так же выделятся из некоторых строительных материалов. Способы защиты:чаще проветривать помещения,заменить радиоактивные строительные материалы, герметизация основных путей поступления радона.

БИЛЕТ№11

Радий - блестящий, серебристо – белый - металл, быстро окисляется на воздухе, разлагает воду. Он является элементом щелочно – земельной группы. Все элементы соединения Ra на воздухе имеют бледно – голубоватое свечение. Все изотопы Ra радиоактивны. Ra может поступать в организм через органы дыхания, ЖКТ и неповрежденную кожу. Около 90% этого радионуклида поступает в организм с пищей и 10% с водой. В организме человека содержание Ra²²⁶ в среднем составляет 31 пг. После поступления в организм всосавшийся Ra быстро покидает кровь, распределяясь по всему организму, затем он перераспределяется и допонируется в костной ткани. Данные показывают, что от 85 до 99% Ra депонируется в скелете. При поступлении в организм радий отлагается на поверхности костей, в областях с интенсивным обменом веществ. Из скелета человека Ra выводится с Т_б = 17 лет, а из легких с Т_б = 180 суток. Ra является очень токсичным химическим элементом. Наиболее характерным признаком радиевой итоксикации является лучевое поражение костной ткани, заключающейся в деструкции ткани, развитии радиационного остеита, приводящего к повышенной хрупкости костей. Характерным для поражения Ra является паталогия костного мозга. Отмечены случаи поражения кожи, ломкости ногтей, выпадения волос у людей, проработавших в контакте с радием 1-2 года Наряду с жалобами на общую слабость, головную боль, боли в сердце у лиц, контактирующих с радием, возникают специфические боли в костях рук, ног, грудине, позвоночнике. В отдаленные сроки после поступления Ra развиваются злокачественные новообразования, наиболее часто – остеосаркомы. Наиболее известный случай – образования злокачественных опухолей в США у красильщиц циферблатов светосоставом, в котором содержался Ra.

Полоний – мягкий серебристо – белый металл с температурой плавления 250 С, имеющий плотность 9,4 г/см³ Хорошо адсорбируется на различных материалах, особенно на металлах, радиоактивен, стабильных изотопов не существует. Существует 27 изотопов с массовыми числами 192-218. Основным источником Po²¹⁰ в окружающей среде является Rn²²², выделяющийся из почвы. В среднем за сутки в организм человека с пищей поступает 0,037 – 0,37 Бк полония. Повышенное количество полония поступает в организм при курении, так как при температуре горения сигареты происходит возгонка полония, и он с дымом поступает в легки. Содержание Po²¹⁰ в легких курильщиков примерно в 3 раза больше, чем у некурящих. Общее содержание полония в организме человека составляет 18,5Бк. Наибольшая концентрация элемента при введение наблюдается в почках, крови и лимфоузлах, 90% выводится с калом, 10% - с мочой. При одноразовом поступление наибольшая экскреция с мочой наблюдается через 24 часа,с калом – через 3 суток. Из организма человека Po²¹⁰ выводится с Т_б = 80 суток. Po²¹⁰ – один из наиболее радиотоксичных элементов. В отдаленные после интоксикации полонием периоды, у животных развиваются опухолевые и неопухолевые формы лучевой патологии: церрозы печени, нефросклерозы, опухоли толстого кишечника, семенников, предстательной железы. Поступление Po²¹⁰ через дыхательные пути приводит к возникновению плоскоклеточного рака и карциномы.