Радиоактивность – природное явление, при котором происходит распад нестабильных ядер с выделением радиоизотопов и электромагнитного излучения.
Именно это излучение с очень короткой длиной волны (˂ 2х10-10 м) является γ-излучением, что обусловило его выраженные корпускулярные и слабые волновые свойства.
На шкале диапазонов излучения γ-лучи тесно граничат с рентгеновскими. Оба вида обладают высокой энергией и частотой, проникающей способностью.
Оглавление [скрыть]
Характеристика и использование
γ- лучи не содержат заряженных частиц, поэтому на их траекторию движения не оказывают влияние магнитные и электрические поля. Именно это свойство обусловило высокую проникающую способность излучения. Поток γ-квантов определяет корпускулярные свойства излучения. Их энергия составляет 4,14х10-15 эВ˟сек.
Источником γ-лучей являются космические тела – Солнце, пульсары, квазары, радиогалактики, сверхновые звезды. На Земле γ- лучи испускают атомные ядра и частицы, они возникают в результате ядерных реакций, аннигиляции пар частиц.
Движущиеся в сильном магнитном поле быстрые заряженные частицы при торможении испускают γ-лучи. γ-излучение является ионизирующим, то есть на пути движения сквозь среды образует ионы.
Распад разных видов излучения
Свойства γ-излучения обусловили его широкое применение в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, медицине. В сельском хозяйстве используют способность γ-лучей вызывать мутации в живых организмах.
Селекционеры, облучая зерна злаков, вывели устойчивые к низким температурам и полеганию высокоурожайные, стойкие к заболеваниям, раннеспелые сорта пшеницы, ячменя, сои, кукурузы, гречихи, хлопчатника и других сельскохозяйственных культур.
В настоящее время около 50% сельскохозяйственных культур получены с помощью мутагенеза, из них 98% при воздействии γ-лучей. При помощи радиомутации селекционерами был выведен новый вид тутового шелкопряда, дающего больше шелкового волокна, норка с необычным серебристым окрасом.
Виды излучений альфа, бета, гамма
С помощью γ-лучей был выведен новый штамм грибка, уничтожающий насекомых-вредителей урожая. Препарат «Боверин» на его основе спас огромное количество зерна, овощей, фруктов. Стимулирующее действие γ- лучей применяют для увеличения и ранней всхожести многих культур, в том числе и в гидропонике.
Облучением культур дрожжей выведены новые формы, отличающиеся большим производством эргостерина, применяемого в производстве витаминов. Использование γ- излучения в микробиологической промышленности способствовало выведению новых штаммов плесневых грибков, которые синтезируют пенициллин, ауреомицин, стрептомицин и другие виды антибиотиков.
Под действием γ- лучей изменяется вирулентность патогенных микроорганизмов, что используется при выработке вакцин. Ионизирующие свойства γ-лучей используются для увеличения срока хранения многих продуктов – овощей, фруктов, зерна, молочной продукции, рыбы, икры. В медицине применяют для стерилизации оборудования и материалов, не подлежащих другим способам обеззараживания.
Лучевая терапия злокачественных заболеваний давно и прочно завоевала лидирующие позиции среди современных методов лечения раковых больных. γ-излучение используют в создании различных измерительных приборов – уровнемеров, высотомеров. С его помощью в геолофизике выполняют γ-каротаж.
Влияние γ-излучения на живые организмы
Все свойства γ-лучей, с таким успехом применяемые в промышленности, оказывают повреждающее влияние на живые клетки. Опыты по радиостимуляции животных дали положительные результаты по привесу, скорости роста, приплоду, но сократили продолжительность жизни.
Влияние гамма-излучений на организмы
γ-излучение в небольшой дозе стимулирует синтез нуклеиновых кислот, белков, ферментов, гормонов, повышает проницаемость мембран клеток, ускоряется метаболизм.
Но пусковым механизмом всех положительных процессов является угнетение некоторых генов. Под влиянием триггер-эффекторов происходит активизация или угнетение хромосом. Для организма эти вещества являются токсинами.
Поглощенные тканями организма γ-лучи вызывают образование свободных радикалов, способствуя усилению первичных окислительных процессов. Отрицательные радикалы, образуемые в липидах и белках клеточных мембран, не только изменяют проницаемость цитомембраны, но и влияют на активность мембранных ферментов. Хорошо известные гормоны роста, например, в больших количествах действуют на организм как токсины.
Влияние гамма-излучения на человека
Кроме того, триггер-эффекторы вызывают усиленное деление клетки, что при нарушении ее структуры и ДНК приводит к раковым опухолям. γ-облучение провоцирует активность ферментов из класса оксидоредуктаз, которые участвуют в гидролизе запасенных организмом веществ, что приводит к истощению.
Особенностями воздействия излучения на живой организм являются:
Различные части тела человека по-разному реагируют на воздействие радиации. Смертельной дозой являются для:
Приведенные дозы – примерны и отличаются при воздействии на людей с разной восприимчивостью к γ-лучам.
Защитные меры от гамма излучения
Защитный пояс от гамма излучения
Так как γ-лучи обладают высокой проницаемостью, то наиболее эффективно их воздействие ослабляют материалы с высокой плотностью и большим атомным номером, такие, как:
- магнетитовая руда;
- свинец;
- свинцовое стекло;
- бетон;
- сталь.
Чтобы защититься от γ-излучения, применяют стальные секционные баки, заполненные борированной водой. Задерживает γ-излучение и полиэтилен, пластмасса, гидриды металлов. Их применяют в виде лент, листов, прутков. Используют так же, как и воду, в сочетании со стальными или свинцовыми листами.
Бетон хорошо изолирует от γ-излучения, особенно, если в состав блоков входит металлический скрап – проволока, обрезки металла, шарики из стали. Наименьшими защитными свойствами обладает бетон с песком или гравием. Защитные материалы используются как для экранирования источника излучения, так и для постройки противорадиационных укрытий.
Для создания изолирующего щита от γ-излучения необходимо использовать такую толщину:
- воды – 23 см;
- стали – 3 см;
- бетона – 10 см;
- дерева – 30 см.
Также применяются следующие мероприятия, которые эффективнее использовать в комплексе:
В качестве превентивных средств защиты используются медикаментозные препараты – Индралин, Нафтизин, Цистамин. Их принимают перед облучением. Действие препаратов составляет 1-2 часа после чего прием нужно повторить.