Інтегрований уроку з фізики та біології для 9 класу на тему: "ПРИРОДНИЙ РАДІОАКТИВНИЙ ФОН. БІОЛОГІЧНА ДІЯ РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ"

Комунальний заклад "Навчально-виховний комплекс

"Загальноосвітній навчальний заклад - дошкільний навчальний заклад" №24"

Кам'янської міської ради

                                                                                            

 

 

ПРИРОДНИЙ РАДІОАКТИВНИЙ ФОН.

БІОЛОГІЧНА ДІЯ РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

 

 

                                                                             Підготували:

                                                                         Багашова В.М.

                                                                                             Заст. З НВР, вчитель фізики

                                                                       Василюк Т.В.

                                                                                       Вчитель хімії та біології

м.Кам’янське

2018 р.

 

Тема:  Природний радіоактивний фон. Біологічна дія радіоактивного випромінювання.

Мета : розширити та поглибити знання учнів про радіацію,її вплив на живі організми; стимулювати пізнавальну активність учнів, розвивати їх творчі здібності, інтерес до вивчення предметів, удосконалювати вміння працювати з інформаційною технікою; спонукати логічно мислити  та висловлювати свої думки; вчити застосовувати знання на практиці та здобувати їх самостійно; виховувати відчуття причетності до загальної справи, уміння працювати в колективі.

Ключові компетентності, які формуюємо та розвиваємо в учнів:

1. Спілкування державною мовою.

2. Математична грамотність.

3. Компетентності в природничих науках і технологіях.

4. Інформаційно-цифрова компетентність

5. Уміння навчатися впродовж життя.

6. Соціальні і громадянські компетентності.

7. Підприємливість.

8. Екологічна грамотність і здорове життя.

 

Тип уроку: урок-подорож (інтерактивна технологія проведення уроку).

 

Базові поняття та терміни: радіоактивність, радіоактивне випромінювання, природний радіоактивний фон, радіоактивне забруднення, наслідки та профілактика радіоактивного зараження.

 

Обладнання та матеріали: телевізор, ноутбук, мультимедійна презентація, відеофрагменти, роздавальні картки для роботи групи.

Підготовчий етап

 

Учні:

̶  об’єднуються в чотири групи ;

̶  у кожній групі є керівник-модератор, який отримав випереджувальне завдання підготувати доповідь і презентацію по обраній темі. Він повинен донести підготовлену інформацію своїй команді впродовж 10 хв, по закінченню часу кожна група захищає свою тему. Захист супроводжується мультимедійною презентацією.

 

Хід уроку

 

Епіграф уроку: «Я особисто належу до людей, які вважають,

 що людство здобуде з нових відкриттів

більше користі, ніж зла»

П'єр Кюрі

 

І. Організаційний етап.

 

Вчитель фізики:

 Тема сьогоднішнього уроку пов’язана не тільки з фізикою, з хімією та біологією, а взагалі з життям сучасної людини. Сьоогодні ми спробуємо разом з’ясувати, що таке природній радіоактивний фон: чим він створюється, якими є допустимі дози нешкідливі для організму людини; випадки підвищення радіоактивного фону: причини та наслідки; згадаємо скорбну подію, що трапилась на території нашої держави – Чорнобильську катастрофу та її наслідки та інші техногенні катастрофи, що призводили до радіоактивного забрудненн. А також разом з вчителем біології та хімії з’ясуємо, які біологічні наслідки для людей несуть такі техногенні катастрофи.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Тестування

1.Явище радіоактивності було відкрито

А. Е. Резерфорд

Б. П. Кюрі

В. А. Беккерель

2. Радіоактивне випромінювання розпадається на

А. 2 промені – α і β

Б. 2 промені – α і λ

В. 3 промені – α, β і λ

3. Еквівалентна доза випромінювання вимірюється в

А. Бк

Б. Гр

В. Зв

4. Бетта – випромінювання – це потік ?

А. електронів

Б. ядер Гелію

В. електромагнітні хвилі

      5. Фізична величина, що характеризує поглинуту тілом енергію випромінювання

А. Активність радіоактивного джерела

В. Поглинута доза випромінювання

Г. Період напіврозпаду

6. Скільки хромосом міститяться у ядрах соматичних клітин людини.

А 44                              

Б 46

В 40                              

7.Функціональна одиниця спадковості.

А ген                            

Б генотип

В феном                       

      8. Як називається процес обміну ділянками гомологічних хромосом після кон'югації у профазі 1 мейозу?

А транскрипція            

Б кросинговер.

В репарація                  

     9. Як називаються стійкі зміни генетичного апарату, які виникають раптово і призводять до змін тих чи інших спадкових ознак організму?

А мінливість                

Б трансляція

В мутації                     

10. Як називається основний структурно-функціональний елемент ядра клітини, який є носієм генного набору людини ?

А Хромосома                

Б Мітохондрія

В  ЕПС                             

 

Вчитель хімії: Максимальна  кількість балів, яку можна отримати за тести це 5 балів. Роботу перевіряємо самостійно, відповіді на моніторі. А суму балів повідомте керівнику-модератору групи.

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів.

 

Вчитель хімії:

А чи знаєте ви, які гризуни відчувають радіацію? (Пацюки) Яка комаха бачить радіацію? (Чорний тарган.). Чи відчуває людина радіацію? Звідки треба стерегтися радіації? Яка доза опромінення вважається небезпечною? Як  захиститися від неї та які хвороби викликає радіація і які органи страждають більше?

На ці та інші запитання ми спробуємо дати від­повідь на сьогоднішньому уроці.

 

IV. Основна частина.

Вчитель фізики:

У кожної групи є свій керівник – модератор. Він отримав випереджувальне завдання, опрацювати певну тему, і знайдену інформацію протягом 10 хв, донести її своїй групі.По закінченню часу кожна група по черзі буде виступати. В кінці виступів ми повинні будемо відповісти на питання: Радіоактивне випромінювання : це загроза чи ні?

 

Вчитель хімії:

Учні подивіться, на партах у вас є листок із запитаннями, відповіді на них ви почуєте у доповідях своїх колег. Будьте уважні, після виступів ми заслухаємо ваші відповіді.

 

Виступи груп

 

І група – Природний радіоактивний фон.

 

         Населення земної кулі постійно перебуває під впливом природного радіаційного фону. 
Радіаційний фон – радіоактивне випромінювання, чия поява на Землі зумовлена дією природних і техногенних джерел, в умовах якого постійно перебуває людина. Життя на Землі виникло й розвивається в умовах радіоактивного опромінення якого неможливо уникнути. 
Природний радіаційний фон складається з космічної радіації (протони, альфа-частинки, гамма-промені), випромінювання природних радіоактивних речовин, що присутні у ґрунті, і випромінювання тих радіоактивних речовин (також природних), що потрапляють до нашого в організму із повітрям, їжею, водою.
          Космічне випромінювання досягає Землі у вигляді протонів і більш важких ядерних частинок, що мають величезну енергію. Частина цієї енергії витрачається на зіткнення з ядрами атмосферного азоту, кисню, аргону, у результаті чого на висотах до 20 км виникає вторинне високоенергетичне випромінювання.

          Небезпека радіації полягає в її іонізуючому випромінюванні, що взаємодіє з атомами і молекулами, які ця взаємодія перетворює в позитивно заряджені іони, тим самим розриваючи хімічні зв'язки молекул, що складають живі організми, і викликаючи біологічно важливі зміни.

         Експозиційна доза – основна характеристика, що показує величину іонізації сухого повітря. Одиниця виміру - Рентген.

Поглинута доза – кількість поглиненої енергії на одиницю маси речовини. Одиницями виміру є Грей і Рад. При цьому 1 Гр = 100 рад.

         Еквівалентна доза – міра біологічного впливу на живі організми, розраховується як поглинена доза, помножена на коефіцієнт якості (КЯ), що показує здатність даного виду випромінювання ушкоджувати тканини організму. Одиницями виміру є Бер або Зіверт. КЯ для рентгенівських, бета- і гамма-променів дорівнює 1, для протонів і нейтронів 3-10, для альфа випромінювання 20. Звідси ми бачимо, що альфа випромінювання, хоч і має низьку проникаючу здатність, але при попаданні всередину несе найбільшу небезпеку. При цьому, якщо КЯ = 1, можна вважати, що 1 бер відповідає поглиненій дозі в 1 рад. Також для спрощення розрахунків, можна вважати, що експозиційна доза 1 рентген для біологічної тканини відповідає поглиненій дозі в 1 рад і еквівалентній дозі в 1 бер (при КЯ = 1), тобто грубо кажучи 1 Р = 1 рад = 1 бер. Також 1 Зв = 1 Гр (при КЯ = 1).

         Потужність дози – показує яку дозу опромінення за проміжок часу отримає предмет або живий організм. Одиниця виміру - Зіверт/год. Потужність еквівалентної дози показують побутові дозиметри, які відградуйовані, як правило, в мкЗв/год або мкР/год (старі моделі). При цьому 1 Зв = 100 Р і відповідно 1 Зв/год = 100 Р/год.

У середньому близько 2/3 дози опромінення, яке людина одержує від природних джерел радіації, надходить від радіоактивних речовин, що потрапили в організм із їжею, водою і повітрям.

Річні ефективні еквівалентні дози, мкЗв/год
Космічне випромінювання	32
Опромінення від будматеріалів і на місцевості	37
Внутрішнє опромінення	37
Радон-222, радон-220	126
Медичні процедури	169
Випробовування ядерної зброї	1,5
Ядерна енергетика	0,01
Всього	400

Живі організми зазнають зовнішнього та внутрішнього опромінення.

Зовнішнє опромінення	Внутрішнє опромінення
Гамма,бета-промені, рентгенівське випромінювання	Радіоактивні гази, ізотопи калію, цезію, стронцію, альфа, бета-частинки, що потрапляють в організм з водою, повітрям, їжею.

 

Відомо, що ступінь радіаційних уражень залежить від отриманої дози випромінювання та часу, впродовж якого лю­дина підпадає під його дію.

    Не кожна доза опромінення небезпеч­на. Якщо вона не перевищує 50 Р, то виключена навіть втрата пра­цездатності, не кажучи вже про променеву хворобу.                          Доза в 200-300 Р, отримана за короткий час, може викликати тяжкі радіаційні ураження, Проте така ж доза, отримана впродовж кількох місяців або при відносно рівномірному опроміненні, не приведе до захво­рювання. Здоровий організм людини здатний за цей час виробля­ти нові клітин на заміну загиблих при опроміненні.

    При визначенні допустимих доз опромінення враховують, що воно може бути одноразовим або багаторазовим.

Чи безпечна природна радіація?

Сумарна річна доза природного опромінення дорівнює 70-200 мілірентгенів (мР) і не становить загрози для здоров’я людини. Небезпека дії випромінювання виникає під час опромінень у набагато більших дозах.

Чи буває фон підвищеним?

На Землі чимало місць із підвищеним радіаційний фоном. Це як правило, родовища урану, радіоактивних сланців, торієві піски, радонові мінеральні джерела. В Україні до таких місць належать міста Хмільник, Миронівка, Жовті Води.Територія нашої держави достатньо “чиста”. Але, як ми можемо бачити, найбільший рівень забруднення навколо атомних електростанцій(і, зрозуміло, Чорнобиля).

Висновок:

Природна радіація і називається природною через те,  що не є шкідливою для людини і живих організмів.

 

ІІ група – Підвищення рівня радіації.

 

Радіація, в широкому розумінні, означає випромінювання, тобто поширення енергії у вигляді хвиль або частинок. Радіоактивні випромінювання ділять на три види:

• альфа-випромінювання – потік ядер гелію-4;
• бета-випромінювання – потік електронів;
• гамма-випромінювання – потік високоенергетичних фотонів.

Людський організм регулярно піддається дії радіоактивного випромінювання. Приблизно 80% щорічно одержуваного кількості припадає на космічні промені. У повітрі, воді та грунті містяться 60 радіоактивних елементів, які є джерелами природної радіації. Основним природним джерелом випромінювання вважається інертний газ радон, що вивільняється з землі та гірських порід.

          На сьогоднішній день поширеними штучними джерелами випромінювання є:

• медичне обладнання (основний антропогенний джерело радіації);
• радіохімічна промисловість (видобуток, збагачення ядерного палива, переробка ядерних відходів і їх відновлення);
• радіонукліди, що застосовуються в сільському господарстві, легкій промисловості;
• аварії на радіохімічних підприємствах, ядерні вибухи, радіаційні викиди
• будівельні матеріали.

Якщо гранично допустимий рівень випромінювання перевищений, в організмі потерпілого відбуваються зміни. Як діє на людину радіація, що може бути в організмі під її впливом? У таблиці нижче наведені дози опромінення та їх вплив на людину.

 

Трагедії із викидом радіації.

 

1. 12 грудня 1952 року увійшло в історію, як дата першої в світі серйозної аварії на атомній електростанції. Причиною стала помилка технічного характеру, яку допустив персонал АЕС Чолк - Рівер в штаті Онтаріо (Канада). Стався перегрів і часткове розплавлення активної зони. Земля неподалік від річки Оттава, ввібрала в себе близько 3800 куб м радіоактивно забрудненої води. Цікаво, що у складі команди, що займалася екологічним очищенням території станції, працював майбутній президент США Джиммі Картер, тоді інженер-ядерник військово-морського флоту.
2. 10 жовтня 1957 року сталася велика аварія на АЕС Віндскейл-Пайл (Великобританія). Через помилку, допущену при експлуатації одного з двох реакторів з напрацювання збройового плутонію, різко збільшилася температура палива в реакторі. Виникла пожежа в активній зоні, що тривала чотири доби. Під час пожежі згоріло 11 тонн урану. Радіоактивна хмара дійшла до території Німеччини, Данії, Бельгії та Норвегії.
3. . У 1969 році сталася аварія на АЕС Святий Лаврентій у Франції. Через неуважність оператора нічної зміни, був неправильно завантажений паливний канал, що призвело до вибуху запущеного реактора, потужністю 500 мВт. Як наслідок - елементи перегрілися і розплавилися, близько 50 кг рідкого палива витекло назовні.
4. $10 млн коштувала пожежа на реакторі Браунс Феррі в Алабамі (США), яка сталася 22 березня 1975 року. Робітник із запаленою свічкою в руках вирішив владнати потрапляння  повітря в бетонній стіні. Завдяки протягу вогонь поширився через кабельний канал. Ця пригода на цілий рік вивела АЕС з ладу.
5. Аварія в 1979 році на атомній електростанції Айленд стала наймасштабнішою в історії США. З вини грубих помилок операторів і серії збоїв у роботі обладнання, активна зона другого енергоблоку АЕС була розплавлена на 53%. З постраждалого району було евакуйовано 200 тис. людей. Крім того, в атмосферу було викинуто інертні радіоактивні гази - йод і ксенон. У річку Сукуахана потрапило 185 куб м радіоактівної води.
6. Найбільша ядерна аварія в історії Японії сталася 30 вересня 1999 року. Через помилку персоналу на заводі, який спеціалізується на виготовленні палива для АЕС в містечку Токаймура почалася неконтрольована ланцюгова реакція, що тривала 17 годин. Дозу, що перевищує щорічно допустимий рівень, отримали 119 осіб. Всього було опромінено 439 робітників. З трьох людей, які отримали критичну дозу, двоє померли.
7. 9 серпня 2004 року в 320 км на захід Токіо, на острові Хонсю сталася аварія на АЕС Міхама. Надпотужний викид розпеченої пари (близько 200 C) стався в турбіні третього реактора. Сильні опіки отримали всі співробітники, які були поруч. У момент аварії близько 200 чоловік знаходилося в будівлі, де розташований третій реактор. Загинули 4 людини, постраждали ще 18 співробітників. За кількістю жертв, ця аварія стала найсерйознішою в Японії.
8.          19 травня 1953 року. США, Невадський випробувальний полігон, містечко Сент-Джордж. Після випробувального ядерного вибуху «Гаррі» потужністю 32 кг радіоактивна хмара накрила містечко, яке знаходилося в 220 кілометрах від місця вибуху містечко. Жителі його розповідали, що відчували в повітрі «дивний металевий присмак». Згідно з дослідженнями, проведеними в 1962 році американською Комісією з атомної енергії, дитяче населення Сент-Джордж могло отримати тоді дози опромінення радіоактивним йодом від 120 до 440 радий. Пізніше цього випробувального вибуху дали прізвисько «Брудний Гаррі»
9. На узбережжі Японії знайшли 300 загиблих
   Землетрус в Японії вже охрестили "апокаліпсисом". Після серії землетрусів одна за одною виходять з ладу АЕС в Японії. Країну рятують від ядерного колапсу, але, незважаючи на всі заходи, ситуація на острові зараз
10. Внаслідок найпотужнішого за всю історію Японії землетрусу 11 березня 2011 року, була зруйнована турбіна на АЕС "Онагава". Пожежа, що виникла була швидко ліквідована. Набагато серйозніше склалася ситуація на АЕС "Фукусіма- 1", де через відключення охолоджуючої системи розплавилося ядерне паливо в реакторі блоку № 1. У зв'язку з виявленим витоком, була проведена евакуація у 10-ти км зоні навколо АЕС.
11. "Японський Чорнобиль": на "Фукусімі" почало плавитися ядро ​​реактора на межі катастрофи. Як відомо, в розпал робочого дня 11 березня відбулася найпотужніша в історії країни серія підземних поштовхів, найсильніший з яких сягнув магнітуди у 8,9. На північний схід Японії обрушилося гігантське цунамі: хвилі заввишки до 10 метрів зносили все на своєму шляху. За останніми даними, жертвами стихії стали понад 6 тисяч 400 осіб. 10 тисяч 259 вважаються зниклими без вести. Кількість постраждалих внаслідок землетрусу і цунамі перевищила 2400 осіб.
12. Але найбільша ядерна аварія за всю історію людства сталася в ніч з 25 на 26 квітня 1986 року. На четвертому блоці Чорнобильської АЕС частково була зруйнована активна зона реактора. Внаслідок аварії населення Чорнобиля відчуло на собі опромінення в 90 разів більше, ніж бомба, що впала на Хіросіму. Загальна площа забруднення становить 160 тис кв км.

 

 

 

ІІІ група – Біологічна дія радіації.

 

       Фактор радіації був присутній на нашій планеті з моменту її утворення, і як показали подальші дослідження, іонізуючі випромінювання поряд з іншими явищами фізичної, хімічної та біологічної природи супроводжували розвиток життя на Землі. Однак, фізична дія радіації початок вивчатися лише наприкінці XIX століття, а її біологічні ефекти на живі організми - в середині XX.            

         Іонізаційні випромінювання відносяться до тих фізичним феноменам, які не відчуваються нашими органами чуття, сотні фахівців, працюючи з радіацією, отримали радіаційні опіки від великих доз опромінення і померли від злоякісних пухлин, викликаних переопроміненням. Дія іонізуючих випромінювань на організм не відчутно людиною. У людей відсутня органчуття, який сприймав би іонізуючі випромінювання. Існує так званий період уявного благополуччя - інкубаційний період прояву дії іонізуючого випромінювання. Тривалість його скорочується при опроміненні у великих дозах. 
· Дія від малих доз може додаватися або накопичуватися. 
· Випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але і на його потомство - це так званий генетичний ефект. Біологічних ефект іонізуючого випромінювання в даному випадку залежить від сумарної дози і часу впливу випромінювання, його виду, розмірів опромінюваної поверхні і індивідуальних особливостей організму. При одноразовому опроміненні всього тіла людини можливі біологічні порушення залежно від сумарної поглиненої дози випромінювання.

          При опроміненні дозами, в 100-1000 разів перевищують смертельну дозу, людина може загинути під час опромінення. Причому, поглинена доза випромінювання, що викликає поразку окремих частин тіла, перевищує смертельну поглинену дозу опромінення всього тіла. Смертельні поглинені дози для окремих частин тіла наступні: голова - 20 Гр, нижня частина живота - 30 Гр, верхня частина живота - 50 Гр, грудна клітина - 100 Гр, кінцівки - 200 Гр.

             При одноразовому опроміненні всього тіла людини поглиненою дозою 0,5 Гр через добу після опромінення може різко скоротитися число лімфоцитів. Зменшується також і кількість еритроцитів (червоних кров'яних тілець) після закінчення двох тижнів після опромінення. У здорової людини налічується порядку 10 4 червоних кров'яних тілець, причому щодня витті-виробляється 10. У хворих променевої хворобою таке співвідношення порушується і в результаті організм гине.

Важливим фактором при впливі іонізуючого випромінювання на організм є час опромінення. Із збільшенням потужності дози вражаюча дія випромінювання зростає. Чим більш дрібно випромінювання за часом, тим менше його вражаюча дію (рис. 2.17).

Зовнішнє опромінення альфа-, а також бета-частками менш небезпечне. Вони мають невеликий пробіг в тканині і не досягають кровотворних і інших внутрішніх органів. При зовнішньому опроміненні необхідно враховувати гамма-та нейтронне опромінення, які проникають в тканину на більшу глибину й руйнують її.

 

При вивченні дії іонізуючого випромінювання на організм людини були виявлені наступні особливості.

 

1. У людини відсутні органи чуття, що реагують на іонізуюче випромінювання, тому його дія на організм людини відбувається непомітно.

2. Висока ефективність поглинутої енергії. Навіть невелика кількість поглинутої енергії іонізуючого випромінювання може спричинити суттєві біологічні зміни в організмі людини.

3. Наявність прихованого (інкубаційного) періоду виявлення дії іонізуючого випромінювання. Цей період, який ще часто називають періодом уявного благополуччя, тим менший, чим вища доза опромінення.

4. Дія малих доз іонізуючого випромінювання може накопичуватись (кумулятивний ефект).

5. Іонізуюче випромінювання діє не лише безпосередньо на людину, а й на її потомство (генетичний ефект).

6. Різні органи організму людини мають різну чутливість до іонізуючого випромінювання (табл. 1).

7. Ступінь дії іонізуючого випромінювання залежить від індивідуальних особливостей організму людини.

8. Наслідки опромінення істотно залежать від його дози та частоти. Одноразова дія іонізуючого випромінювання великої дози зумовлює більші зміни в організмі людини, ніж його фракціонована дія.

9. Залежно від еквівалентної дози опромінення та індивідуальних особливостей людини зміни в її організмі можуть набути незворотного характеру.

Таблиця 1. Коефіцієнти радіаційного ризику Кр різних органів (тканин) при рівномірному опроміненні всього організму людини

         Дія іонізуючого випромінювання на організм людини може бути зовнішньою, внутрішньою (якщо радіоактивна речовина потрапила в організм людини при вдиханні чи з їжею) та комбінованою. Ступінь радіаційного ураження залежить від виду випромінювання, тривалості та дози опромінення, фізико-хімічних властивостей радіоактивної речовини та індивідуальних особливостей організму людини.

          Іонізуюче випромінювання, проникаючи в організм людини, передає свою енергію органам та тканинам шляхом збудження та іонізації атомів і молекул, що входять до складу клітин організму. Це веде до зміни хімічної структури різноманітних з'єднань, що призводить до порушення біологічних процесів, обміну речовин, функції кровотворних органів, змін у складі крові тощо. Радіаційні ураження можуть бути загальними та місцевими (променеві опіки шкіри, слизових оболонок і т. ін.).

            У табл. 2 наведено характерні біологічні та функціональні порушення в організмі людини залежно від сумарної поглинутої дози при одноразовому загальному опроміненні:

 

Таблиця 2. Характерні порушення в організмі людини залежно від сумарної поглинутої дози при одноразовому загальному опроміненні

Тривала дія іонізуючого випромінювання в дозах, що перевищують гранично допустимі, може спричинити променеву хворобу, яка характеризується зазвичай такими ознаками: порушення сну, погіршення апетиту, сухість шкіри (перша стадія); розлади органів травлення, порушення обміну речовин, зміни серцево-судинної системи, руйнування кровоносних судин (друга стадія); крововиливи в судинах мозку та серцевому м'язі, випадіння волосся, катаракта, порушення діяльності статевих органів, генетичні порушення (третя стадія).

 

Нормування іонізуючого випромінювання

Допустимі дози іонізуючого випромінювання регламентуються Нормами радіаційної безпеки України (НРБУ-97). Згідно з цим нормативним документом визначені наступні категорії опромінюваних осіб:

- категорія А - особи, що постійно чи тимчасово працюють з джерелами іонізуючого випромінювання;

- категорія Б - обмежена частина населення (особи, що не працюють безпосередньо з джерелами випромінювання, але за умовами проживання або розташування робочих місць можуть підлягати опроміненню); - категорія В - населення області, країни.

За ступенем чутливості до іонізуючого випромінювання встановлено три групи критичних органів (тканин) організму, опромінення яких спричинює найбільшу шкоду здоров'ю людини:

І - усе тіло, статеві органи, червоний кістковий мозок; II - щитоподібна залоза, м'язи, жирова тканина, печінка, нирки, селезінка, шлунково-кишковий тракт, легені, кришталик ока; III - кісткова тканина, шкіра, кисті, передпліччя, литки, стопи. Залежно від групи критичних органів для осіб категорії А встановлено гранично допустиму дозу (ГДД) за рік, а для осіб категорії Б - границю дози (ГД) за рік (табл. 3)

 

Таблиця 3. Дози опромінення для різних груп критичних органів осіб категорії А та Б, мЗв/рік

Еквівалентна доза Н (бер) накопичення в критичному органі за період Т (років) від початку професійної роботи не повинна перевищувати значень, що визначаються за формулою:

Для населення (категорії В) доза опромінення не регламентується, оскільки передбачається, що воно відбувається переважно за рахунок природного фону та рентгенодіагностики, дози яких незначні й не можуть спричинити в організмі відчутних несприятливих змін.

Джерела радіації та види опромінення.

Людина може отримати небезпечну дозу випромінювання від проходить радіаційного хмари або від забрудненої поверхні будівель, споруд, землі. Це називають зовнішнім опроміненням. Внутрішнє опромінення виникає, коли людина вдихає заражені аерозолі (інгаляційна небезпека) або споживає забруднені продукти харчування та воду. Радіоактивні речовини можуть потрапляти на шкіру і одяг. Таке опромінення називають контактним.

Біологічна дія радіації може викликати такі ефекти:

  соматика-стохастичні. Вони важко виявляються і можуть ніяк не проявлятися протягом десятків років.

  Соматичні. Позначаються тільки на опроміненому людині, на потомство не впливають.

  Генетичні. Порушуються статеві клітинні структури опромінених людей, що вплине на потомство, яке з’являється з вродженими каліцтвами і мутаціями.

Ступінь опромінення залежить не тільки від дози, але і від часу впливу радіації. Доза 300 радий, отримана протягом кількох місяців, до хвороби не приведе, а за один раз може призвести до тяжких наслідків. Гостра променева хвороба може розвинутися при отриманні разової дози 100 рад.

ІV група – Радіаційні ризики.

 

        Радіоактивність – аж ніяк не нове явище; новизна полягає лише в тому, як люди намагалися її використовувати. І радіоактивність, і супутні їй іонізуючі випромінювання існували на Землі задовго до зародження на ній життя і були присутні в космосі до виникнення самої Землі.

       Іонізуюче випромінювання супроводжувало і Великий вибух, з якого, як ми зараз вважаємо, почалося існування нашого Всесвіту близько 20 мільярдів років тому. З того часу радіація постійно наповнює космічний простір. Радіоактивні матеріали увійшли до складу Землі із самого її народження. Навіть людина трохи радіоактивна, оскільки у будь-якої живої тканини є у слідових кількостях радіоактивні речовини. Але з моменту відкриття цього універсального фундаментального явища не пройшло ще і ста років.

      У 1896 році французький вчений Анрі Беккерель поклав кілька фотографічних платівок в ящик столу, придавивши їх шматками якогось мінералу, що містить уран. Коли він проявив платівки, то, на свій подив, виявив на них сліди якихось випромінювань, які він приписав урану. Незабаром цим явищем зацікавилася Марія Кюрі, молодий хімік, полька за походженням, яка і ввела в ужиток слово «радіоактивність». У 1898 році вона та її чоловік П’єр Кюрі виявили, що уран після випромінювання таємничим чином перетворюється в інші хімічні елементи.

        Радіація, в широкому розумінні, означає випромінювання, тобто поширення енергії у вигляді хвиль або частинок. Радіоактивні випромінювання ділять на три види:

• альфа-випромінювання – потік ядер гелію-4;
• бета-випромінювання – потік електронів;
• гамма-випромінювання – потік високоенергетичних фотонів.

 

 

             Пошкоджень, викликаних у живому організмі випромінюванням, буде тим більше, що більше енергії воно передасть тканинам; кількість такої переданої організму енергії називається дозою (термін не дуже вдалий, оскільки спочатку він був віднесений до дози лікарського препарату, тобто дози, що йде на користь, а не на шкоду організму). Дозу випромінювання організм може отримати від будь-якого радіонукліда або їх суміші незалежно від того, чи знаходяться вони поза організмом або всередині його (в результаті попадання з їжею, водою або повітрям). Дози можна розраховувати по-різному, з урахуванням того, який розмір опроміненої ділянки і де вона розташована, чи одна людина піддалася опроміненню або група людей і протягом якого часу це відбувалося.

          Кількість енергії випромінювання, поглинена одиницею маси опроміненого тіла (тканинами організму), називається поглиненою дозою і вимірюється в системі СІ в греях (Гр). Але ця величина не враховує того, що при однаковій поглиненій дозі альфа-випромінювання набагато небезпечніше бета- або гамма-випромінювань.

 

Дози радіаційного опромінення

 

Поглинена доза – енергія іонізуючого випромінювання, поглинена опромінюваним тілом (тканинами організму), у перерахунку на одиницю маси

Еквівалентна доза – поглинена доза, помножена на коефіцієнт, який відображає здатність даного виду випромінювання ушкоджувати тканини організму

Ефективна еквівалентна доза – еквівалентна доза, помножена на коефіцієнт, що враховує різну чутливість різних тканин до опромінення

Колективна ефективна еквівалентна доза – ефективна еквівалентна доза, отримана групою людей від якого-небудь джерела радіації

Повна колективна ефективна еквівалентна доза – колективна ефективна еквівалентна доза, яку отримають покоління людей від якого-небудь джерела за весь час його подальшого існування

Якщо взяти до уваги цей факт, то дозу слід помножити на коефіцієнт, який відображає здатність випромінювання даного виду пошкоджувати тканини організму: альфа-випромінювання вважається при цьому в двадцять разів небезпечніше інших видів випромінювань. Перераховану таким чином дозу називають еквівалентною дозою; її вимірюють в системі СІ в одиницях, званих зіверт (Зв).

 

Одиниці

 

Бекерель (Бк, Bq) – одиниця активності нукліда в радіоактивному джерелі (у системі СІ). Один бекерель відповідає одному розпаду в секунду для будь-якого радіонукліда

Грей (Гр, Gy) – одиниця поглиненої дози в системі СІ. Являє собою кількість енергії іонізуючого випромінювання, поглиненої одиницею маси будь-якого фізичного тіла, наприклад тканинами організму.1 Гр = 1 Дж/кг

Зіверт (Зв, Sv) – одиниця еквівалентної дози в системі СІ. Являє собою одиницю поглинутої дози, помножену на коефіцієнт, що враховує неоднакову радіаційну небезпеку для організму різних видів іонізуючого випромінювання. Один зіверт відповідає поглиненій дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського, γ- і β-випромінювань).

Слід враховувати також, що одні частини тіла (органи, тканини) більш чутливі, ніж інші: наприклад, при однаковій еквівалентній дозі опромінення виникнення раку у легенях більш ймовірно, ніж у щитовидній залозі, а опромінення полових залоз особливо небезпечно з-за ризику генетичних пошкоджень .

Тому дози опромінення органів і тканин також слід враховувати з різними коефіцієнтами . Помноживши еквівалентні дози на відповідні коефіцієнти і підсумувавши по всіх органах і тканинам, отримаємо ефективну еквівалентну дозу, яка відображатиме сумарний ефект опромінення для організму, вона також виміряється в зівертах.

         Людський організм регулярно піддається дії радіоактивного випромінювання. Приблизно 80% щорічно одержуваного кількості припадає на космічні промені. У повітрі, воді та грунті містяться 60 радіоактивних елементів, які є джерелами природної радіації. Основним природним джерелом випромінювання вважається інертний газ радон, що вивільняється з землі та гірських порід.

На сьогоднішній день поширеними штучними джерелами випромінювання є:

• медичне обладнання (основний антропогенний джерело радіації);
• радіохімічна промисловість (видобуток, збагачення ядерного палива, переробка ядерних відходів і їх відновлення);
• радіонукліди, що застосовуються в сільському господарстві, легкій промисловості;
• аварії на радіохімічних підприємствах, ядерні вибухи, радіаційні викиди
• будівельні матеріали.

 

Якщо гранично допустимий рівень випромінювання перевищений, в організмі потерпілого відбуваються зміни. Як діє на людину радіація, що може бути в організмі під її впливом? У таблиці нижче наведені дози опромінення та їх вплив на людину.

 

 

 

 

Підвищення рівня радіації до 100-300 мкР/год /режим 1/ потребує для забезпечення працездатності та здоров’я населення виконання певних заходів захисту, а саме:

- надіти протигази (респіратори);

- виконати герметизацію приміщень (вікон, дверей) та вентиляційних труб, димоходів;

- виконати герметизацію та упаковку відкритих продуктів харчування, води;

- обмежити перебування людей на вулиці;

- населення має ховатись в протирадіаційне сховище;

- встановити санітарні бар’єри на входах в будівлі та квартири.

 

Підвищення рівня радіації до 300-1500 мкР/год /режим 2/ потребує додаткових заходів:

- дозволити перебування на вулиці тільки в протигазах (респіраторах), чоботях, накидках, головних кашкетах, рукавицях;

- встановити санітарні бар’єри на входах в будівлі та квартири.

 

Підвищення рівня радіації до 1500-15000 мкР/год /режим 3/ потребує провести йодну профілактику;

 

Підвищення рівня радіації до 15000-100000 мкР/год /режим 4/ потребує виконання наступних заходів:

- евакуацію населення;

- на підприємствах, установах, організаціях де задіяні люди, організовується контроль дози опромінення;

 

При рівні радіації більше 100000 мкР/год проводиться повна евакуація населення.

 

V. Підведення підсумків.

 

Відеофрагмент кліпу про Чорнобильську трагедію.

 

Вчитель хімії:

Отже, як ми побачили Чорнобильська аварія це одна із найбільших техногенних катастроф України. Наслідки якої ми відчуваємо і будемо відчувати ще не один рік. Я хочу ще трошки добавити медицини.

         Іонізуюче випромінювання, проходячи через тіло людини, вступає у взаємодію з тканинами, що передають енергію клітинам і іншим складовим шляхом іонізації їхніх атомів.

Симптоми радіаційного ураження

        Симптоми опромінення радіацією залежать в першу чергу від радіоактивної дози, а також від площі ураження і тривалості одноразового впливу. Діти більш сприйнятливі до радіації. Якщо у людини є такі внутрішні хвороби, як цукровий діабет, аутоімунні патології (ревматоїдний артрит, червоний вовчак), це посилить вплив радіоактивних частинок.

Одноразова радіаційна доза наносить велику травму, чим така ж доза, але отримана протягом декількох днів, тижнів або місяців.

При одноразовому впливі великої дози або при ураженні великої площі шкіри розвиваються патологічні синдроми.

Ознаки радіаційного ураження

          Найбільш вираженими системними ознаками і симптомами при впливі великих доз радіації (більше 100 рем, тобто 100 000 мремо) є загальне нездужання, нудота, блювота і пронос, судоми, почервоніння шкіри, а пізніше - кровотеча, анемія і інфекція. Нудота і блювання іноді спостерігаються і при впливі менше 100 рем (табл.1). Їх поява в межах 2-годинного періоду після експозиції передбачає отримання дози радіації більше 400 рем. Якщо нудота і блювота виникають пізніше ніж через 2 год після впливу радіації, то отримана доза становить менше 200 рем; їх відсутність через 6 год після експозиції означає отримання дози менше 50 рем. Шкірна еритема (місцева або генералізована) вказує на вплив більш 300 рем. Діарея свідчить про опромінення шлунково-кишкового тракту в дозі більше 400 рем. Виникнення судом вказує на радіаційний вплив на центральну нервову систему більш 2000 рем.    

         Еритема та коричнювата забарвлення шкіри з'являються через кілька годин і поступово посилюються протягом кількох днів, як при термічному опіку. При досить високій дозі опромінення можуть спостерігатися облисіння, утворення пухирів на шкірі і виразка.

Ймовірність значного системного ураження може бути оцінена на підставі наступних даних: часу виникнення нудоти, блювоти і проносу; зміни кількості лімфоцитів в крові; обставин інциденту експозиції; визначення джерела радіації; дози опромінення (по лічильнику), отриманого на місці події; тривалості впливу іонізуючого випромінювання .

Соматичні наслідки:

• гостра і хронічна променева хвороба;
• ураження очей (катаракта);
• променеві опіки;
• атрофія і ущільнення опромінених ділянок шкіри, судин, легень;
• фіброз (розростання) і склероз (заміна сполучної структурою) м’яких тканин;
• зменшення кількісного складу клітин;
• дисфункція фібробластів (матриця клітини, основа при її появі і розвитку).

Соматико-стохастичні наслідки:

• пухлини внутрішніх органів;
• злоякісні зміни крові;
• розумова відсталість;
• вроджені вади і аномалії розвитку;
• рак у плода внаслідок його опромінювання;
• скорочення тривалості життя.

Генетичні наслідки:

• зміна спадковості;
• домінантні і рецесивні мутації генів;
• хромосомні перебудови (зміна числа і структури хромосом).

 

Способи захисту радіації.

 

Дія радіації на організм полягає в порушенні всіх функцій різних органів і систем. Страждають, в першу чергу, органи кровотворення, шлунково-кишковий тракт і нервова система. Під впливом іонізуючого випромінювання може розвинутися також променева хвороба. Тяжкість наслідків можна пояснити тим, що при попаданні радіації в клітини організму відбувається різке збудження атомів, починає змінюватися структура молекул. Природно, живим клітинам вже не під силу функціонувати в нормальному режимі. Так і виникають різні патології в роботі людського організму.

          Насамперед, якщо оголошено про викид радіоактивних речовин на місцевості, не варто піддаватися паніці. Потрібно постаратися спокійно застосувати всі заходи захисту від радіації. Якнайшвидше сховайтеся в будівлі, бажано у власній квартирі або будинку. Стіни будь-якої будівлі послаблять вплив гамма-випромінювання іноді навіть в два рази. Наступний етап захисту - ізоляція приміщення від надходження повітря з вулиці. Для цього потрібно закрити щільно всі вікна і двері, а також перекрити вентиляційні решітки. Одяг та взуття, в який ви були на вулиці, повинна бути щільно упакована в поліетиленовий пакет, самій людині необхідно прийняти душ. Заздалегідь створіть запас питної води і продуктів харчування, що не псуються при довгому зберіганні. При цьому краще використовувати герметичну посуд.

          Щоб захистити дихальні шляхи, потрібно використовувати марлеву пов'язку, респіратор або будь-який шматок змочений водою тканини для підвищення рівня фільтрації. Якщо ви живете в місцевості, де радіаційний фон нестабільний, слід придбати кишеньковий дозиметр, щоб самостійно визначати рівень радіації. Завдяки цьому приладу можна буде контролювати будь-які зміни у своєму житлі радіаційного фону, а також правильно підібрати місце для будівництва будинку або оцінити район, в якому ви збираєтеся придбати житло.

Вчитель фізики: 

Радіація існувала завжди. Радіоактивні елементи входили до складу Землі з початку її існування і продовжують бути присутніми дотепер. Радіація відіграє величезну роль у розвитку цивілізації на даному історичному етапі. Завдяки явищу радіоактивності був зроблений істотний прорив в області медицини й у різних галузях промисловості, включаючи енергетику. Але одночасно з цим стали все більше виявлятися негативні сторони властивостей радіоактивних елементів: з'ясувалося, що вплив радіаційного випромінювання на організм може мати трагічні наслідки.

Отже давайте спробуємо відповісти на наше проблемне питання.

Радіоактивне випромінювання : це загроза чи ні?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додаток 1

 

Оціночний лист

Група
ПІБ	Тестування (0-5)	Презентація (0-3)	Активність в обговоренні (0-2)	Робота над питаннями (0-2)	Всього

 

 

 

Додаток 2

?

Радіоактивне випромінювання

 

 

 

ЗАГРОЗА                                  НІ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додаток 3

 

ПИТАННЯ

за темами повідомлень:

 

1. Назвіть причини, через які ви завжди і незалежно від того, де живете, зазнаєте впливу радіації.

 

2. В чому виявляється біологічна дія на організм?

 

3. Що таке радіаційний фон?

 

4. Для чого призначені дозиметри?

 

5. Що таке внутрішнє та зовнішнє опромінення?

 

 

Додаток 4

 

Тестування

1.Явище радіоактивності було відкрито

А. Е. Резерфорд

Б. П. Кюрі

В. А. Беккерель

2. Радіоактивне випромінювання розпадається на

А. 2 промені – α і β

Б. 2 промені – α і λ

В. 3 промені – α, β і λ

3. Еквівалентна доза випромінювання вимірюється в

А. Бк

Б. Гр

В. Зв

4. Бетта – випромінювання – це потік ?

А. електронів

Б. ядер Гелію

В. електромагнітні хвилі

      5. Фізична величина, що характеризує поглинуту тілом енергію випромінювання

А. Активність радіоактивного джерела

В. Поглинута доза випромінювання

Г. Період напіврозпаду

6. Скільки хромосом міститяться у ядрах соматичних клітин людини.

А 44                              

Б 46

В 40                              

7.Функціональна одиниця спадковості.

А ген                            

Б генотип

В феном                       

      8. Як називається процес обміну ділянками гомологічних хромосом після кон'югації у профазі 1 мейозу?

А транскрипція            

Б кросинговер.

В репарація                  

     9. Як називаються стійкі зміни генетичного апарату, які виникають раптово і призводять до змін тих чи інших спадкових ознак організму?

А мінливість                

Б трансляція

В мутації                     

10. Як називається основний структурно-функціональний елемент ядра клітини, який є носієм генного набору людини ?

А Хромосома                

Б Мітохондрія

В  ЕПС