|
Радиационно-химические процессы
технологические процессы, в которых для изменения химических или физических свойств системы используются Ионизирующие излучения. Наблюдаемые при проведении Р.-х. п. эффекты являются следствием образования и последующих реакций промежуточных частиц (ионов, возбуждённых молекул и радикалов), возникающих при облучении исходной системы. Количественно эффективность Р.-х. п. характеризуется радиационно-химическим выходом G (см. Радиационная химия). В цепных Р.-х. п. (величина G от 103 до 106) излучение играет роль инициатора. В ряде случаев такое инициирование даёт значительные технологические и экономические преимущества, в том числе лучшую направленность процесса и возможность осуществления его при более низких температурах, а также возможность получения особо чистых продуктов. В нецепных Р.-х. п. энергия излучения расходуется непосредственно для осуществления самого акта превращения. Такие процессы связаны с большими затратами энергии излучения и имеют ограниченное применение.
Из процессов, в которых излучение инициирует нецепные реакции, широкое распространение получили радиационно-химические процессы «сшивания» отдельных макромолекул при облучении высокомолекулярного соединения. В результате «сшивания» (например, полиэтилена) происходит повышение его термостойкости и прочности, а для каучуков радиационное «сшивание» обеспечивает их вулканизацию. На этой основе разработаны радиационно-химические процессы производства упрочнённых и термостойких полимерных плёнок, кабельной изоляции, труб, вулканизации резинотехнических изделий и др. Особенно интересным является «эффект памяти» облученного полиэтилена. Если облученное изделие из полиэтилена деформировать при температурах выше tпл аморфной фазы полимера, то при последующем охлаждении оно сохранит приданную форму. Однако повторное нагревание возвращает первоначальную форму. Этот эффект даёт возможность получать термоусаживаемые упаковочные плёнки и электроизоляционные трубки.
Три стадии радиационных процессов. Последовательность процессов в веществе, развивающихся после поглощения энергии излучений, условно принято делить на физическую, физико-химическую и химическую стадии. Физическая стадия происходит за время – с и включает процессы поглощения, перераспределения и деградации поглощенной энергии. В результате ионизации и возбуждения молекул образуются ионы (М+), возбужденные ионы (М+*), электроны, возбужденные состояния молекул (М*), сверхвозбужденные состояния молекул (М**) с энергией, превышающей первый потенциал ионизации молекул, а также плазмоны, представляющие собой коллективное сверхвозбужденное состояние ансамбля молекул. Молекулярная система находится в энергетически неравновесном состоянии с негомогенным распределением активных частиц. Общий радиационный выход первичных заряженных и возбужденных частиц составляет 7-10 частиц/100 эВ. На физико-химической стадии за время - с протекают реакции заряженных и возбужденных частиц, процессы передачи энергии и молекулярная система переходит в состояние теплового равновесия. На химической стадии в шпорах, блобах и коротких треках протекают реакции образовавшихся ионов, электронов, свободных радикалов друг с другом и с молекулами среды. В жидкой фазе за время порядка с происходит выравнивание концентраций продуктов радиолиза по объему. В твердых матрицах сложно разделять негомогенные процессы, протекающие в треках, и гомогенные в объеме. Поэтому радиационно-химические выходы позволяют делать лишь общую оценку эффективности процесса радиолиза. Именно такие количественные данные содержатся в справочниках.
Радиочувствительность и ее диапазоны в природе.
Радиочувствительность — восприимчивость клеток, тканей, органов или организмов к воздействию ионизирующего излучения (для молекул используют термин радиопоражаемость). Мерой радиочувствительности служит доза излучения, вызывающая определённый уровень гибели облучаемых объектов: для инактивации клеток — показатель D37 или D0 на кривой выживаемости; для организмов — доза, вызывающая гибель 50 % особей за определённый срок наблюдения (LD50).
Использование радиопротекторов или радиосенсибилизаторов (в том числе, кислорода) модифицирует радиочувствительность здоровых или опухолевых клеток.
При общем облучении животных отмечается ступенчатый характер их гибели в определенных диапазонах доз, вследствие выхода из строя определенных критических органов или систем, ответственных за выживание в этих дозовых диапазонах, что проявляется в виде трех основных радиационных синдромов — костномозгового, кишечного и церебрального.
Органная радиочувствительность зависит от радиочувствительности тканей, которые этот орган образуют.
Критерии:
масса органа уменьшается
уменьшение функциональной активности (при острой лучевой болезни-мышечная слабость)
опустошение органа специфическими клетками (при облучении лёгких 60Гр возникает пневмосклероз на месте опухоли).
Классификация органов по радиочувствительности.
самые радиочувствительные (лимфоидные органы, красный костный мозг, гонады, тонкий кишечник)
средняя степень радиочувствительности (кожа, эндокринные железы)
радиорезистентные (печень, почки, головной мозг)
Лучева́я боле́знь — заболевание, возникающее в результате воздействия различных видов ионизирующих излучений и характеризующаяся симптомокомплексом, зависящим от вида поражающего излучения, его дозы, локализации источника радиоактивных веществ, распределения дозы во времени и теле человека.
У человека лучевая болезнь может быть обусловлена внешним облучением и внутренним — при попадании радиоактивных веществ в организм с вдыхаемым воздухом, через желудочно-кишечный тракт или через кожу и слизистые оболочки, а также в результате инъекции.
Общие клинические проявления лучевой болезни зависят, главным образом, от полученной суммарной дозы радиации. Дозы до 1 Гр (100 рад) вызывают относительно лёгкие изменения, которые могут рассматриваться как состояние предболезни. Дозы свыше 1 Гр вызывают костно-мозговую или кишечную формы лучевой болезни различной степени тяжести, которые зависят главным образом от поражения органов кроветворения. Дозы однократного облучения свыше 10 Гр считаются абсолютно смертельными.
Острая лучевая болезнь (ОЛБ) — заболевание, возникающее при внешнем, относительно равномерном облуче Выделяют 5 клинических форм ОЛБ в зависимости от дозы облучения:
костномозговая (1-10 Гр);
кишечная (10-20 Гр);
токсемическая (сосудистая) (20-80 Гр);
церебральная (80-120 Гр). По особенностям клинической картины обозначается как молниеносная или острейшая лучевая болезнь;
смерть под лучом (более 120 Гр) — возникает сразу же после облучения.нии в дозе более 1 Гр (100 рад) в течение короткого времени.
Хроническая ЛБ — развивается в результате длительного непрерывного или фракционированного облучения организма в дозах 0,1—0,5 сГр/сут при суммарной дозе, превышающей 0,7—1 Гр. ХЛБ при внешнем облучении представляет собой сложный клинический синдром с вовлечением ряда органов и систем, периодичность течения которого связана с динамикой формирования лучевой нагрузки, т. е. с продолжением или прекращением облучения. Своеобразие ХЛБ состоит в том, что в активно пролиферирующих тканях, благодаря интенсивным процессам клеточного обновления, длительное время сохраняется возможность морфологического восстановления тканевой организации. В то же время такие стабильные системы, как нервная, сердечно-сосудистая и эндокринная, отвечают на хроническое лучевое воздействие сложным комплексом функциональных реакций и крайне медленным нарастанием незначительных дистрофических изменений.
ВАЖНО! Детерминированные эффекты — это неизбежные, клинически выявляемые вредные биологические эффекты, возникающие при облучении большими дозами, в отношении которых предполагается существование порога, ниже которого эффект отсутствует, а выше — тяжесть эффекта зависит от дозы.
Стохастические эффекты — это вредные биологические эффекты излучения, не имеющие дозового порога возникновения, вероятность возникновения которых пропорциональна дозе и для которых тяжесть проявления не зависит от дозы. С увеличением дозы повышается не тяжесть этих эффектов, а вероятность (риск) их появления.
РАДИАЦИОННЫЙ МУТАГЕНЕЗ И ТД И ТП. Мутагенез — это внесение изменений в нуклеотидную последовательность ДНК (мутаций). Различают естественный (спонтанный) и искусственный (индуцированный) мутагенез.
Естественный, или спонтанный, мутагенез происходит вследствие воздействия на генетический материал живых организмов мутагенных факторов окружающей среды, таких как ультрафиолет, радиация, химические мутагены.
Основные положения мутационной теории Коржинского-Де Фриза можно свести к следующим пунктам:
1) Мутации внезапны, как дискретные изменения признаков
2)Новые формы устойчивы
3)В отличие от наследственных изменений, мутации не образуют непрерывных рядов, не группируются вокруг какого-либо среднего типа. Они являют собой качественные скачки изменений
4)Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными
5)Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследуемых особей
6)Сходные мутации могут возникать неоднократно
Последовательность событий приводящая к мутации (внутри хромосомы) выглядит следующим образом:
Происходит повреждение ДНК.
В случае, если повреждение произошло в незначащем (интрон) фрагменте ДНК, то мутации не происходит.
В случае если повреждение произошло в значащем фрагменте (экзон), и произошла корректная репарация ДНК, или вследствие вырожденности генетического кода не произошло нарушения, то мутации не происходит.
Только в случае такого повреждения ДНК, которое произошло в значащей части, которое не было корректно репарированно, которое изменило кодировку аминокислоты, или которое привело к выпадению части ДНК и соединению ДНК вновь в единую цепь — то оно приведет к мутации.
Мутагенез на уровне генома также может быть связан с инверсиями, делециями, транслокациями, полиплоидией, и анеуплоидией, удвоением, утроением (множественной дупликацией) и т. д. некоторых хромосом.
Радиация и её влияние на накопление органики
По мнению большинства исследователей, влияние радиоактивных излучений на преобразование РОВ крайне незначительно. Максимальный вклад радиоактивности в преобразование ОВ пород при кларковом содержании радиоактивных элементов (РЭ) составляет не более 7 %
Механизм новообразования высоко- и низкомолекулярных УВ известен в радиационной химии органических соединений [1, 2, 5]. Радиолиз последних сопровождается процессами деструкции исходного вещества. При этом возникают радикальные продукты различной молекулярной массы. Часть их рекомбинирует между собой, образуя более высокомолекулярные продукты (процесс сшивания), часть при взаимодействии с окружающей средой остается в виде низкомолекулярных продуктов.
Вероятно, подобные процессы происходят и в природных условиях. Роль температуры в этом случае будет заключаться, по-видимому, в сдвиге радиационно-химических реакций в сторону преобладания процессов деструкции над процессами сшивания. Иначе говоря, при более высокой температуре образовавшиеся под действием излучения радикалы будут более подвижными и чаще взаимодействовать с окружающей средой, оставаясь на низкомолекулярном уровне, соответственно меньшее их число будет рекомбинировать с возникновением высокомолекулярных компонентов.
Теоретическая оценка и полученные экспериментальные результаты указывают на существенное влияние процессов радиолиза на преобразование ОВ в породах баженовской свиты. При соответствующих температурах (> 100 °С) эти изменения реализовывались преимущественно в виде процессов нефтеобразования. На это указывают данные пиролитических исследований, а также более общий факт - приуроченность нефтеносности баженовской свиты к районам с максимальной радиоактивностью и повышенной пластовой температурой отложений. В целом процесс преобразования ОВ в породах баженовской свиты будет носить радиационно-термический характер. С позиции радиационно-термического механизма изменения ОВ можно однозначно оценить роль фактора времени (чем древнее отложения, тем выше ПДР ОВ), влияние литологического типа пород (концентрация РЭ растет в ряду: песчаник - алевролит - глина), воздействие морфологических особенностей и способов распределения ОВ в юроде. В таком аспекте рассматривается энергетическая сторона процесса нефтегенерирования, становится понятным сравнительно низкотемпературное образование нефти (60-120 °С). В целом же вполне вероятно, что радиоактивность в зоне абиогенного (катагенетического) превращения ОВ является основным инициатором процесса нефтеобразования, особенно в осадочных бассейнах с умеренными температурными условиями залегания нефтематериннских пород.
Радиация и антропогенез.
Мы определяем биологическое влияние радиации её воздействием на живую клетку. В случае несильного облучения, биологическое влияние столь мало, что часто его просто невозможно определить. У человеческого тела есть определенные защитные механизмы, как против радиации, так и против химических канцерогенов. Следовательно, биологическое влияние радиации на живую клетку можно свести к трем вариантам: (1) поврежденная клетка восстанавливается сама, останавливая негативные последствия. (2) клетка умирает, как умирают миллионы клеток каждый день, и её замещает новая в ходе естественных биологических процессов. (3) клетка восстанавливается неправильно, что приводит к биофизической вариации.
Сильное облучение имеет тенденцию убивать клетки, в то время как низкое – повреждать их и изменять генетический год (ДНК) облученной клетки. Сильное облучение способно убить так много клеток, что это приводит к немедленному поражению тканей и органов. В этом случае, тело реагирует на аварийную ситуацию – эта реакция называется острым синдромом облучения. Чем выше доза радиации, тем быстрее проявляется воздействие, и тем вероятнее летальный исход. Этот синдром наблюдался у многих выживших после разрыва ядерной бомбы в 1945, а также у работников атомной станции Чернобыль в 1986 году. Около 134 работников станции и пожарных, которые старались потушить пламя, подверглись мощнейшему излучению (80,000 -1,600,000 милиР). 28 из них умерли в течении 3-х месяцев после аварии. Двое умерли в течении 2-х дней от ожогов и облучения.
Принципы нормирования радиационного фактора. (Принцип обоснования, оптимизации и нормирования ).– читайте методичку синюю (с.20)!!!
Экологические нормативы качества природной среды. Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009.
В основу всех природоохранных мероприятий положен принцип нормирования качества окружающей природной среды, который заключается в установлении нормативов предельно допустимых воздействий человека на окружающую природную среду.
Основные экологические нормативы качества окружающей среды:
санитарно-гигиенические:
предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК);
допустимый уровень физических воздействий шума, вибрации, ионизирующих излучений и т. д.);
производственные:
предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ);
предельно допустимый сброс вредных веществ в водные объекты (ПДС);
норматив образования отходов в производстве;
комплексные:
допустимая антропогенная нагрузка на окружающую природную среду.
НРБ-99 (pdf-файл)
Радиационный риск - Вероятность возникновения у человека или его потомков какого-либо вредного эффекта в результате облучения.
Когда речь идет о радиационном риске, то подразумевается вероятность возникновения у человека и его потомства какого-либо вредного эффекта. Поскольку принято, что проявление ряда неблагоприятных радиационных последствий не имеет порога,то основой системы радиационной безопасности является понятие приемлемого (допустимого) уровня риска; при этом имеется в виду риск смерти человека от отдаленных (раковых) заболеваний. Существует уровень так называемого безусловно приемлемого риска, принимаемого обществом и не требующего ни планирования, ни проведения каких-либо защитных мероприятий — один случай смерти в год на миллион человек.
Такое страшное заболевание, как рак, в сознании людей часто связано с действием радиации. И действительно, радиация может быть причиной онкологических заболеваний. Вот только развиваются они, в отличие, например, от возникающей с неизбежностью под действием больших доз лучевой болезни, не со стопроцентной вероятностью и проявляются через несколько лет, то есть относятся к отдаленным последствиям облучения.
Злокачественными опухолями страдают и люди, никогда не облучавшиеся и живущие в относительно благополучных условиях. Приписать болезнь облучению было бы слишком просто, но это только помешало бы найти пути к выяснению ее причин.
Радиационный риск появления рака намного меньше, чем от воздействия химических веществ или от вредных привычек: если бы в качестве приемлемого риска был принять риск, равный таковому от выкуривания 20 сигарет в сутки, то предельно допустимая доза составила бы в этом случае 1 Зв, то есть в тысячу раз выше, чем это принято сейчас. При облучении в дозе 10 мЗв, т.е, в 10 раз превышающей годовую допустимую, риск заболеть раком составит 125 случаев на миллион (сверх 10 тысяч, заболевших без облучения). Это сравнимо с гибелью от несчастных случаев в быту, на производстве, утоплении, и в десятки и даже сотни раз меньше вероятности гибели от транспортного происшествия или курения.
Осознание понятия «приемлемый риск» относительно последствий облучения и действия других факторов позволит проявлять взвешенный подход, принимать важные решения не на эмоциональном, а на рациональном уровне.
Радиационный мониторинг. Радиационный мониторинг включает не только проведение радиологических измерений, но также их интерпретацию, использование данных для оценки уровня опасности и контроль над воздействием. Цель мониторинга должна быть не только в демонстрации того, что методы защиты адекватны. Он также используются для того, чтобы оценить рабочее облучение и показать его совместимость с регуляторными требованиями. Результаты радиационного мониторинга могут быть использованы для классификации зон и решению задач по изменению радиологических условий.
Существует три вида радиационного мониторинга:
Повседневный мониторинг – как часть ежедневных операций, демонстрирующих, что уровень контроля адекватен регуляторным требованиям.
Проблемно-ориентированный мониторинг – применяется к специфическим операциям для получения данных, которые могут быть использованы для принятия решений связанных с безопасностью, или как часть процесса оптимизации.
Специальный мониторинг – обычно является частью исследования сопровождающего происшествие или ненормальное воздействие, он может быть частью ввода в действие новых производственных мощностей или сопутствующих больших изменений.
Каждый из этих видов может быть поделён на мониторинг рабочего пространства и индивидуальный мониторинг.
Программа мониторинга может быть частью системы управления качеством. Процедуры и технические требования должны пересматриваться регулярно и быть частью процеса продолжительного улучшения.
Мониторинг окружающей среды обычно включается в План контроля окружающей среды, чем в План радиационной защиты. Он предоставляет данные, которые подтверждают гарантии того, что жидкие и воздушные выбросы находятся в допустимых пределах. Он включает радиационный мониторинг при следующих операциях, проводимых в радиоизотопной промышленной лаборатории:
Хранение и высвобождение жидких стоков.
Эффективность внешней вентиляционной фильтрации.
Идентификация и высвобождение воздушных выбросов.
Мониторинг уровня освобождённых отходов. Он проводится в низинных территориях удалённых от производственных лабораторий.
http://rad-stop.ru/radiatsionnyiy-risk-radiatsiya-i-rak/
http://rad-stop.ru/radiatsionnyiy-monitoring/
Дата добавления: 2015-09-29; просмотров: 62 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
Д. В. Кожевников ВЛ Гречишников С.В. Кирсанов В.И. Кокарев АГ. Схиртладзе 33 страница | | | Обзор рюкзака mil-tec 30 Л. Думаю, многие его видели - штурмовой рюкзак от немцев (по крайней мере, об этом свидетельствует бирка в основном отделении) очень распространен ввиду соотношения цены и |