Контрольная работа по дисциплине: «Сельскохозяйственная радиобиология»

Известно, что две трети общего состава ткани человека составляют вода и углерод. Вода под воздействием ионизирующего излучения расщепляется на Н и ОН, которые либо непосредственно, либо через цепь вторичных превращений  образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный окисел НО2 и перекись водорода Н2О2. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее.

В результате воздействия ионизирующего  излучения нарушается нормальное течение  биохимических процессов и обмен в организме.

Поглощенная доза излучения, вызывающая поражение отдельных частей тела, а затем смерть, превышает смертельную  поглощенную дозу облучения всего  тела. Смертельные поглощенные дозы для всего тела следующие: голова - 2 000 рад, нижняя часть живота - 5 000 рад, грудная клетка - 10 000 рад, конечности - 20 000 рад.

Степень чувствительности различных  тканей к облучению неодинакова. Если рассматривать ткани органов  в порядке уменьшения их чувствительности к действию излучения, то получим  следующую последовательность: лимфатическая  ткань, лимфатические узлы, селезенка, зобная железа, костный мозг, зародышевые  клетки. Большая чувствительность кроветворных органов к радиации лежит в  основе определения характера лучевой  болезни. При однократном облучении  всего тела человека поглощенной  дозой 50 рад через день после облучения  может резко сократиться число  лимфоцитов, уменьшится также и количество эритроцитов (красных кровяных телец) по истечению двух недель после облучения. У здорового человека насчитывается  порядка 1014 красных кровяных телец  при ежедневном воспроизводстве 1012, а у больного такое соотношение  нарушается.

Важным фактором при воздействии ионизирующего излучения на организм является время облучения. С увеличением мощности дозы поражающее действие излучения возрастает. Чем более дробно излучение по времени, тем меньше его поражающее действие.

 

Биологическая эффективность каждого  вида ионизирующего излучения находится  в зависимости от удельной ионизации. Так, например, a- частицы с энергией 3 мэв образуют 40 000 пар ионов на одном миллиметре пути, b- частицы с такой же энергией - до четырех пар ионов. Альфа- частицы проникают через верхний покров кожи до глубины до 40 мм, бета- частицы - до 0.13 см.

Наружное облучение a, b - излучениями менее опасно, т. к. a и b- частицы имеют небольшую величину пробега в ткани и не достигают кроветворных и других органов.

Степень поражения организма зависит  от размера облучаемой поверхности. С уменьшением облучаемой поверхности  уменьшается и биологический  эффект. Так при облучении фотонами поглощенной дозой 450 рад участка  тела площадью 6 см2 заметного поражения организма не наблюдалось, а при облучении такой же дозой всего тела было 50% смертельных случаев.

Индивидуальные особенности организма  человека проявляются лишь при небольших  поглощенных дозах.

Чем моложе человек, тем выше его  чувствительность к облучению, особенно высока она у детей. Взрослый человек  в возрасте 25 лет и старше наиболее устойчив к облучению.

Есть ряд профессий, где существует большая вероятность облучения. При некоторых чрезвычайных обстоятельствах (например, взрыв на АЭС) облучению  может подвергнуться население, живущее на определенных территориях. Не известны вещества, способные полностью  защитить, но есть частично защищающие организм от излучения. К ним относятся, например, азид и цианид натрия, вещества содержащие сульфогидридные группы и т.д. Они входят в состав радиопротекторов.

Радиопротекторы частично предотвращают  возникновение химически активных радикалов, которые образуются под  воздействием излучения. Механизмы  действия радиопротекторов различны. Одни из них вступают в химическую реакцию с попадающими в организм радиоактивными изотопами и нейтрализуют их, образуя нейтральные вещества, легко выводимые из организма. Другие имеют отличный механизм. Одни радиопротекторы  действуют в течение короткого  промежутка времени, время действия других более длительное. Существует несколько разновидностей радиопротекторов: таблетки, порошки и растворы.

При попадании радиоактивных веществ  внутрь организма поражающее действие оказывают в основном a- источники, а затем b- и g - источники, т.е. в обратной наружному облучению последовательности. Альфа- частицы, имеющие плотность ионизации, разрушают слизистую оболочку, которая является слабой защитой внутренних органов по сравнению с наружным покровом.

Попадание твердых частиц в дыхательные  органы зависит от степени дискретности частиц. Частицы размером меньше 0.1 мкм при входе вместе с воздухом попадают в легкие, а при выходе удаляются. В легких остается только небольшая часть. Крупные частицы размером больше 5 мкм почти все задерживаются носовой полостью.

Степень опасности зависит также  от скорости выведения вещества из организма. Если радионуклиды, попавшие внутрь организма однотипны с  элементами, которые потребляются человеком, то они не задерживаются на длительное время в организме, а выделяются вместе с ними (натрий, хлор, калий и другие).

Инертные радиоактивные газы (аргон, ксенон, криптон и другие) не являются входящими в состав ткани. Поэтому  они со временем полностью удаляются из организма.

Некоторые радиоактивные вещества, попадая в организм, распределяются в нем более или мене равномерно, другие концентрируются в отдельных  внутренних органах. Так в костных  тканях отлагаются такие источники  a- излучений, как радий, уран и плутоний. Стронций и иттрий, которые являются источниками b- излучения, и цирконий - источник g- излучения тоже отлагаются в костных тканях. Эти элементы, химически связанные с костной тканью, очень трудно выводятся из организма.

Продолжительное время удерживаются в организме также элементы с  большим атомным номером (полоний, уран и др.). Элементы, образующие в  организме легкорастворимые соли и  накапливаемые в мягких тканях, легко  удаляются из организма.

На скорость выведения радиоактивного вещества большое влияние оказывает  период полураспада данного радиоактивного вещества Т. Если обозначить Тб период биологического полувыведения радиоактивного изотопа из организма, то эффективный  период полураспада, учитывающий радиоактивный  распад и биологическое выведение, выразится формулой:

Тэф = Т *Тб / (Т + Тб) .  

 

Основные особенности биологического действия ионизирующего излучения  следующие:

-действие ионизирующего излучения на организм не ощутимо человеком. Поэтому это опасно. Дозиметрические приборы являются как бы дополнительным органом чувств, предназначенным для восприятия ионизирующего излучения;

- видимые поражения кожного  покрова, недомогание, характерные  для лучевого заболевания, появляются  не сразу, а спустя некоторое  время; суммирование доз происходит  скрыто. Если в организм человека  систематически будут попадать  радиоактивные вещества, то со  временем дозы суммируются, что  неизбежно приводит к лучевым  болезням.

33. Радиочувствительность  животных.

 

         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.

          Развитие радиационных синдромов определяется цитокинетическими параметрами соответствующих самообновляющихся клеточных систем — кроветворения, тонкого кишечника и центральной нервной системы (ЦНС).

           Костный мозг и кишечник — типичные примеры активно обновляющихся радиочувствительных клеточных систем, а ЦНС — напротив, наименее делящихся (стационарных) радиорезистентных органов.

           Радиочуствительность организма наиболее часто определяется поражением костного мозга, так как критической системой, ответственной за выживание при дозах до 10 Гр, является кроветворение. Критическим органом в следующем диапазоне от 10 до 100 Гр оказывается тонкий кишечник.

           Клеточными детерминантами, определяющими степень радиационного поражения обеих критических самообновляющихся систем, являются стволовые клетки костного мозга и кишечника.

        Развивающиеся в ближайшие сроки после облучения в определенных (пороговых) дозах клинически значимые лучевые реакции, связанные с клеточным опустошением активно пролиферирующих систем самообновлениия, объединяются термином детерминированные эффекты.

          Временные, легко восполнимые клеточные утраты при меньших дозах, не вызывающие клинически значимых реакций организма, относятся к квазидетерминированным эффектам.

          Тканевая радиочуствительность — понятие относительное. В радиорезистентных стационарных или слабо пролиферирующих органах и тканях под влиянием облучения возникают (сохраняются, консервируются) скрытые типичные радиационные повреждения, в частности, хромосомные аберрации, которые могут быть выявлены в условиях активации клеточного деления, например, в процессе посттравматический регенерации.

         Лучевые поражения, развивающиеся в отдаленные сроки после облучения вследствие отмирания функциональных клеток слабо пролиферирующих тканей, таких как сосуды, кости и нервы, относятся к поздним детерминированным эффектам.

          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)

 

 

43. Измерение объёмной и удельной  активности пищевых продуктов  по  уровню     гамма-излучения  радиометром СРП-68-01 (см. лаб. Раб.  № 6).

  

         Позволяет определить уровень загрязнения 2000 – 40000 Бк/кг. Производится непосредственно на с/х предприятиях, личных подсобных хозяйствах, рынках, перерабатывающих предприятиях.

 

 

 

Задача № 1

 

Определить  массы, снижение активности радиоактивных  изотопов Йода-131 и Цезия-137 с течением времени и зараженности земель радиоцезием при аварийном выбросе на АЭС и заполнить приведенную ниже таблицу.

 

 

Изотопы	Йод-131	Цезий-137
Исходные данные
Атомная масса изотопа (а.е.м.)	131	137
Период полураспада Т 1/2	8 суток	30 лет
Активность (количество) изотопа в  выбросе в миллионах Кюри (МКи)	(21 + 10)	0,2(21 + 10)
	Nв – номер варианта
Рассчитанные параметры
1. Активность изотопа на момент выброса в Беккерелях (БК)
2. Масса изотопа в выбросе (грамм)
3. Активность йода-131 в БК:
- через 1 месяц
- через 3 месяца
4. Активность йода-131 в % к первоначальной:
- через 1 месяц
- через 3 месяца
5. Активность изотопа цензий-137 в Ки:
- через 30 лет
- через 100 лет
6. Активность изотопа цензий-137 в % к первоначальной:
- через 30 лет
- через 100 лет
7. Зараженность цензием-137 земель Н-ской области, если 1 % выброшенного в атмосферу цензия равномерно распределился по территории области имеющей площадь 38 тысяч кВ. км.

 

1. Определяем количество цензия-137 в выбросе в Беккерелях.

 

0,2 (20+10) МКи = 6 МКи ´ 10⁶ Ки

 

Т. к.     1  Ки = 3,7 ´ 10¹⁰ Бк,