Ионизирующее излучение как экологический фактор

Излучение с очень высокой энергией, способной выбивать электроны из атомов и присоединять их к другим атомам, образуя пары положительных и отрицательных ионов, называют ионизирующим излучением. Предполагают, что ионизация является главной причиной радиационного повреждения цитоплазмы. Источником ионизирующего излучения являются радиоактивные вещества, имеющиеся в горных породах, а также космические тела, которые излучают радиацию. Те изотопы элементов, которые выпускают радиоактивное излучение, называют радиоактивными изотопами или радионуклидами.

Существенное повышение за последние десятилетия интенсивности ионизирующего излучения связывают с использованием атомной энергии. Атомные реакторы, которые используют на электростанциях, военных и транспортных кораблях, испытания атомного оружия, а также медицинские исследования производят отходы, часть которых попадает в окружающую среду. Особенно опасны крупномасштабные аварии на атомных реакторах, выбросы которых образуют радиоактивные осадки вроде чернобыльских.

Есть три вида ионизирующего излучения: альфа-, бета- и гамма-частицы (рис. 7.8). Альфа- и бета-частицы образуют корпускулярное, а гамма-частицы – электромагнитное излучение, которое близко к рентгеновскому. Альфа-излучение – это поток ядер атомов гелия, которые по сравнению с нейтронами имеют большие размеры. Длина их пробега в воздухе не превышает нескольких сантиметров, а останавливает их обычный лист бумаги или верхний роговой слой человеческой кожи. Остановившись, они обусловливают интенсивную локальную ионизацию.

Бета-излучение представляет собой поток быстрых нейтронов, длина пробега которых в воздухе составляет несколько метров, а в тканях – несколько сантиметров. Гамма-излучение (рентгеновские и космические лучи) -это поток квантов, который может легко пройти через организм, никак повлияв на него, или же вызвать ионизацию на значительном отрезке своего пути. Радиоактивные вещества, выпускающих альфа- и бета-излучения, ученые в основном называют “внутренними излучателями”, поскольку они интенсивно излучают радиацию, оказавшись внутри или вблизи ткани. Радиоактивные вещества, испускающие гамма-излучения, зачисляют в “внешних излучателей”, ведь они влияют на организм, находясь снаружи.

Нейтроны составляют несколько меньший интерес для эколога. Это большие незаряженные частицы, которые сами по себе не вызывают ионизации, однако, выбивая атомы с их стабильного положения, создают а-, в- и у-излучения, в нерадиоактивных веществах или в тканях, через которые они проникают.

Космическое излучение в биосфере незначительное, но оно очень опасно во время космических путешествий. Космическое и ионизирующее излучение естественных радиоактивных веществ горных пород, почв и воды образуют фоновое излучение, к которому приспособились живые организмы нашей планеты. В разных частях биосферы фоновое ионизирующее излучение разное: минимальное – на поверхности Мирового океана, максимальное – на значительных высотах в горах, образованных гранитными породами. Регионом с повышенным фоновым излучением считают Капский полуостров, где интенсивно происходит видообразование и присущ высокий эндемизмом растений. Превышение фоновых уровней излучения может вызвать необратимые изменения в живых организмах и вызвать их гибель.

Степень влияния ионизации на организмы определяется активностью источника радиации, доза излучения и его мощности. Количество радионуклидов в организме присутствует на определенном уровне, который обеспечивается путем накопления их в органах растений, прирастают. У животных путь от попадания любого радионуклида в организм к содержимому его в окружающей среде называют коэффициентом накопления.

В случае превышения накопления равновесия между поступлением и выделением, увеличение отношения содержания радионуклидов над их расписанию в организме увеличивается количество радиоактивных веществ, представляет смертельную опасность. В горах, где ионизирующее излучение образует повышенный фон, у некоторых животных сформировался специальный защитный подкожный слой для защиты внутренних органов. В радиоактивных провинциях с большим содержанием природных альфа-излучений в тканях животных и растений является повышенное содержание тория (ториевые провинции), урана (урановые провинции) и радия (радиевые провинции).

Сезонные колебания содержания радиоактивных веществ в атмосферном воздухе в естественных условиях не влияют на состояние живых организмов. Существенное влияние имеют испытания атомного оружия и радиоактивные выбросы, вызванные авариями на реакторах, когда резко возрастает количество радиоактивных изотопов в природной и антропогенной среде. Экологическое воздействие различных радионуклидов на организмы зависит от периода их полураспада. Радионуклиды с коротким периодом полураспада (до двух суток) не создают большой опасности, за исключением случаев, вызванных взрывом; с длительным периодом полураспада также почти безопасны, поскольку за единицу времени происходит очень слабое излучение. Опасные радионуклиды – имеющие период полураспада от нескольких недель до десятков лет. Они накапливаются в организмах и через трофические цепи проникают в различные ткани и органы. Это прежде всего стронций-90, который попадает в костную ткань позвоночных животных с продуктами питания и замещает там кальций, цезий-137, накапливается в мускулах вместо калия. К сожалению, никаких способов содействия биологическому распаду или иного механизма предупреждения радиоактивного загрязнения окружающей среды в результате взрывов атомных бомб и реакторов нет.

Author: Олександр
Фанат своєї справи і просто крутий чувак.