Основи екології – Мягченко О. П. – 2.9.10. Основи радіоекології
Радіоекологія – це розділ медицини, зв’язаний з медичною екологією, екологією людини, що вивчає дії радіоактивних випромінювань на організми – людей, тварин, рослин. Існує медична радіоекологія, яка досліджує впливи таких випромінювань на тканини, розробляє методи лікування онкологічних захворювань.
Радіоактивні випромінювання дуже небезпечні, якщо перевищується допустимий їх рівень дії. Вони відносяться до факторів фізико-хімічної дії. Першим у 1895 р. дію природного радіоактивного випромінювання від мінералу, що містить сполуки урану, спостерігав французький вчений Анрі Беккерель. У цьому ж році німецький фізик К. Рентген опублікував повідомлення про Х-промені – радіоактивні промені штучного походження. Але раніше, ще у 1893 р. український вчений Іван Пулюй першим у світі вже отримав, як тепер кажуть, рентгенівський знімок кисті руки людини. Пізніше, вже у Першій світовій війні, німці використовували так звані рентгенівські апарати.
Радіоактивні випромінювання ділять на дві групи: Корпускулярні – альфа частки (α) – ядра атомів гелію (4Не ), бета (β) – електрони (е-1), або позитрони (е+), протони (Р+), нейтрони (nО) та Квантові або електромагнітні випромінювання – гамма-частки (у), що мають природне – космічне випромінювання, або штучне походження. Гамма-випромінювання – це електромагнітне (квантове) природне випромінювання великої проникаючої спроможності. Рентгенівське випромінювання виникає при зіткненні В – випромінювання з атомами важких металів. Альфа (а) та бета (в) випромінювання мають невелику проникаючу спроможність і тому вони гальмуються навіть такими перепонами, як одяг, папір, скло. Інші мають велику енергію і тому можуть проникати навіть через цегляні, металеві перепони. Їх можуть гальмувати товсті прошарки свинцю.
Всі радіоактивні елементи, розпадаючись, перетворюються в інші елементи через суворо визначені проміжки часу (Т), відповідно до закону радіоактивного розпаду: L=0,693/Т, де L – постійна розпаду для даного елемента. Для кожного радіоактивного елемента час напіврозпаду є величина постійна і, наприклад, складає для торію 13,9 млрд років, урану – 4,51 млрд років, радію – 1617, ізотопів цезію – 137 – 30 років, кобальту – 60 – 5,3 роки.
Таким чином, знаючи вміст в певному об’єкті (скам’янілі рештки, мінерали) концентрацію радіоактивного ізотопу та період його піврозпаду, можна визначити час виникнення об’єкта. Важливими характеристиками радіоактивних речовин, випромінювань є такі параметри: активність, поглинена доза, потужність цієї дози, еквівалентна доза випромінювання і її потужність. Активність радіоактивної речовини характеризує кількість ядерних перетворень за одиницю часу – це Беккерель (Бк) – один розпад за секунду (1 розп/с). Інша – позасистемна одиниця – Кюрі (Кі), що складає 3,7х1010 Бк (1 Кі=3,7х1010 Бк) і еквівалентна 1г радію, або 3 тонам урану, або 0,001г радіоактивного ізотопа кобальта-60. Поглинена доза випромінювання – це енергія, поглинена одиницею маси опроміненого об’єкта – живого або неживого – Грей (1 Гр=1 Дж/кг=100 рад) – в системі СІ. Позасистемна одиниця – рад (Р), 1рад (1ерг/ р=0,01Гр=0,01Дж/кг). Отже, 1Гр=1Дж/кг=100 рад. Потужність поглиненої дози іонізуючого випромінювання (Р) – доза, поглинена за одиницю часу: 1Гр/с=100 рад/с. Еквівалентна доза випромінювання – Зіверт (Зв) – обумовлює такий же біологічний ефект, як 1 Гр поглиненої дози рентгенівського або гама-випромінювання (Дж/ кг), тобто 0,01Зв=1бер (бер – біологічний еквівалент рентгена), 1 Зв=100 бер. Потужність еквівалентної дози випромінювання – еквівалентна доза в одиницю часу (Зв/с): 0,01 Зв/с=1 бер/с. Широко використовується позасистемна одиниця експозиційної дози – Рентген (Р). Один рентген утворює в 1 куб. см сухого повітря при нормальних умовах 2,08×109 пар іонів або 1Р = 2,58 1 04 Кл/кг, або 1Кл/кг=3876.10-8 Р.
Питання
1. Що вивчає радіоекологія?
2. Що таке радіоактивні випромінювання, їх природа, класифікація?
3. Як застосовують закон напіврозпаду радіоактивної речовини?
4. Основні характеристики радіоактивних випромінювань.