Основы общей и сельско-хозяйственной радиобилогии - Гудков И.Н.
ISBN 5-7987-0005-4
Скачать (прямая ссылка):
Ионизированное, как и возбужденное, состояние атома или молекулы длится всего 10-8 с (стомиллионная доля секунды), после чего ионы вновь превращаются в нейтральные частицы. И само по себе это состояние, длящееся в течение столь незначительного периода вре-
* эВ — электрон-вольт — внесистемная единица измерения энергии излучений. 1 эВ = 1,6-10-12 эрг = 1,6-10-19 Дж.
мени, не является сколь-либо драматичным для живой клетки. Однако оно сопровождается возникновением потока частиц, обладающих, как и источник излучения, способностью глубоко проникать в вещества тканей живых организмов и наносить повреждение. Например, средняя кинетическая энергия гамма-квантов 137Cs (цезий) — одного из наиболее опасных радиоактивных загрязнителей окружающей среды — составляет 660 кэВ. При попадании лишь одного его фотона в веществе в ходе реализации (размена) энергии может произойти до 11000 ионизаций (660 000 : 60), в результате которых возникает лавина электронов. При дозе излучения всего в 1 Р (рентген) в 1 см3 воздуха возникает 2,8-10® пар ионов. Сопровождающие ионизацию потоки частиц являются причиной высокого повреждающего действия ионизирующей, или проникающей, радиации.
2.1. ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Ионизирующие излучения (ионизирующая радиация) не являются каким-либо необычным или новым фактором на Земле. Все живое и неживое во все эпохи подвергалось ее воздействию. Более того, имеются все основания предполагать, что в те времена, когда жизнь на нашей планете лишь зарождалась, дозы ионизирующей радиации были гораздо выше, чем сейчас. В настоящее время на живые организмы во внешней среде могут одновременно действовать несколько источников излучений, среди которых выделяют следующие основные виды:
1. Естественное (природное) излучение.
2. Излучение от искусственных радионуклидов.
3. Излучение от источников, применяемых в медицине и быту.
4. Профессиональное облучение.
Первые два вида источников касаются облучения всего живого. Два последних — только человека и детально рассматриваться в этой книге не будет.
2.1.1. Естественное излучение
Естественное, или природное, излучение является обычной составной частью биосферы, экологическим фактором, воздействующим на все живое и образующим так называемый «естественный», или природный, радиационный фон. Оно формируется за счет трех источников: кос-
Мического излучения; излучения внешних земных источников и излучения внутренних источников.
В космическом излучении выделяют галактическое излучение, приходящее на Землю извне Солнечной системы — из окружающего ее галактического пространства, и солнечное излучение, обусловленное активностью Солнца. Галактическое излучение представляет собой поток частиц высокой энергии, преимущественно протонов — первичное излучение, а также вызываемое ими в результате взаимодействия с атомными ядрами компонентов, составляющих атмосферу Земли, вторичное излучение, в котором встречаются практически все известные элементарные частицы: нейтроны, протоны, электроны, мезоны, мюоны и другие. Средняя энергия первичного космического излучения составляет 10э эВ (1 ГэВ), а энергия отдельных из них достигает Ю20—1021 эВ и выше. Предполагается, что последние имеют внегалактическое происхождение — приходят из метагалактики. Следует отметить для сравнения, что рентгеновские и гамма-лучи, с которыми преимущественно работают радиобиологи, имеют энергию соответственно 0,12—12,00Х Х103 и 1,2—5,0.10® эВ.
Солнечное космическое излучение играет важную роль за пределами земной атмосферы, но, обладая по сравнению с галактическим низкой энергией (до 4-1010 эВ), не приводит к заметному увеличению дозы излучения на поверхности Земли, задерживаясь и рассеиваясь в атмосфере. Поэтому естественно интенсивность космического излучения зависит от географического расположения объекта и возрастает с высотой над уровнем моря.
Внешнее излучение земных источников определяется естественной радиоактивностью земной коры, воды и атмосферы. В земных породах, рудах, почвах содержится около 70 радиоактивных изотопов 25 элементов, которые подразделяют на две категории: первичные и космогенные. В первичных, в свою очередь, выделяют две группы радионуклидов. К первой относят радионуклиды трех тяжелых элементов 238U (уран), 235U и 232Th (торий). Каждый из них является родоначальником радиоактивного семейства, соответственно урана, актиния и тория. Подвергаясь многоступенчатому альфа- и бета-распаду, эти элементы образуют ряд радиоактивных изотопов, среди которых наибольший вклад в радиоактивность вносят 226Ra (радий), 222Rn (радон), 220Rn, 210Ро (полоний).
Во вторую группу входят изотопы элементов, не образующие семейств. К ним в первую очередь относят 40К (калий), 48Са (кальций), 87Rb (рубидий), 96Zr (цирконий), 138La (лантан), 147Sm (самарий), 176Lu (лютеций). В некоторых породах, включающих органические вещества (уголь, сланцы), содержится радиоактивный изотоп углерода 14С. Основной вклад в естественную радиоактивность из элементов этой группы вносит калий.
