Serwis internetowy, z którego korzystasz, używa plików cookies. Są to pliki instalowane w urządzeniach końcowych osób korzystających z serwisu, w celu administrowania serwisem, poprawy jakości świadczonych usług w tym dostosowania treści serwisu do preferencji użytkownika, utrzymania sesji użytkownika oraz dla celów statystycznych i targetowania behawioralnego reklamy (dostosowania treści reklamy do Twoich indywidualnych potrzeb). Informujemy, że istnieje możliwość określenia przez użytkownika serwisu warunków przechowywania lub uzyskiwania dostępu do informacji zawartych w plikach cookies za pomocą ustawień przeglądarki lub konfiguracji usługi. Szczegółowe informacje na ten temat dostępne są u producenta przeglądarki, u dostawcy usługi dostępu do Internetu oraz w Polityce prywatności plików cookies

Szczegóły znajdziesz w Regulaminie.

wpływ promieniowania jądrowego na organizmy .

Autor: Ewelina19, 2011-03-06 13:49:57
Dodaj do:
wpływ promieniowania jądrowego na organizmy .

Rozwiązania (1)

Autor: AndrzejKaron
232
dodano: 2013-07-21 15:57:38
► Promieniowania jonizującego nie wolno lekceważyć, ale nie można też go „demonizować”…


Wiele osób przyjmuje za paradygmat hipotezę, zwaną modelem liniowym bezprogowym LNT ("Linear No Threshold"), która postuluje (mówiąc w uproszczeniu) iż „każda jego dawka szkodzi”, ale z wpływem promieniowania na organizmy żywe nie jest tak „prosto”, gdyż trzeba uwzględnić m.in. naturalne procesy zdolności samonaprawcze komórek...





Ale po kolei: Wasze organizmy składają się z ok. 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000 (tj. 10^28) dziesięć tysięcy kwadrylionów atomów, a te tworzą ok. 60,000,000,000,000 (tj. 6×10^13) sześćdziesiąt bilionów komórek tworzących aż 200 różnego typu tkanek!
Tym samym każda komórka to ok. 166,000,000,000,000 (tj. 1,66×10^14) sto sześćdziesiąt sześć bilionów atomów, a jeden szybki elektron promieniowania jonizującego może zaburzyć w takiej komórce co najwyżej ok. 100,000 (tj. 10^5) sto tysięcy atomów.

Podczas naturalnych procesów życia każdej Waszej komórki dochodzi do wielu spontanicznych zaburzeń i uszkodzeń, które są naprawiane przez wykształcone w ciągu milionów lat ewolucji procesy naprawcze.
Promieniowanie jonizujące w mniejszym stopniu oddziałuje bezpośrednio na DNA, najczęściej powoduje rozdzielanie cząsteczek wody w komórkach na tzw. wolne rodniki OH– i H+ które jako bardzo reaktywne chemicznie mogą m.in. niszczyć strukturę cząstek DNA.

Jeżeli jednak bezpośrednio lub pośrednio nastąpi zerwanie nici DNA, to bardziej prawdopodobne jest, to że zerwaniu ulegnie tylko jedna z dwóch nici. Ocenia się więc, że dawka 1 Sv powoduje powstanie 1000 uszkodzeń jednoniciowych i 40 uszkodzeń dwuniciowych DNA w jednej komórce.
Dawka 1 Sv jest jednak bardzo duża, zwykle przeciętny człowiek otrzymuje dawki tysiące razy mniejsze...


Z uwagi na to, że pary zasad w kwasie deoksyrybonukleinowym A—T, C—G są ze sobą komplementarne, to zerwanie fragmentu jednej nici nie stanowi dla komórki problemu, gdyż bez trudu może wtedy prawidłowo odbudować zerwany częściowo łańcuch DNA... Gorzej, gdy zerwaniu ulegną obie nici, wtedy naprawa DNA może nastąpić nieprawidłowo i dochodzi do mutacji.

Ale od mutacji komórki do raka jest jeszcze droga daleka, gdyż wkraczają tutaj wspomniane wcześniej procesy samonaprawcze.
Rolę „żandarma” w komórkach spełnia specjalny Gen P53: zatrzymuje on metabolizm komórki, dając jej czas na samonaprawienie (zwykle nie trwa to dłużej niż godzinę). A jeżeli liczba uszkodzeń takiej komórki jest zbyt rozległa, to powoduje jej „samobójstwo” czyli tzw. apoptozę. Taka komórka po apoptozie jest jedynie zbiorowiskiem martwych już elementów typu: mitochondria, wakuole itp., i jest usuwana (fagocytowana) przez specjalne komórki żerne, zwane makrofagami.

Oczywiste jest, że przy bardzo dużych dawkach promieniowania – otrzymanych zwłaszcza w krótkim czasie – ilość komórek ulegających apoptozie może być tak duża, że może to doprowadzić nawet do wyniszczenia organizmu i śmierć wskutek ARS (tzw. ostrego zespołu popromiennego).

ARS była przyczyną śmierci wielu osób w Hiroszimie czy Nagasaki, bądź części osób uczestniczących w likwidacji skutków awarii reaktora EJ Czarnobyl.



Żeby więc zwykła komórka mogła przekształcić się w rakową, musi więc dojść do uszkodzenia samego Genu P53, ale każdy ten gen występuje w parze chromosomów podwójnie, więc konieczne są dwa niezależne jego uszkodzenia, wtedy komórka taka nie może ulec apoptozie i może przekształcić się w rakową.
Choroba nowotworowa może nastąpić dopiero wtedy, gdy taka „zbuntowana” komórka pozbawiona procesu apoptozy, „zdoła” znaleźć możliwość obfitego odżywiania się, gdyż proces mnożenia wymaga nakładów dużej energii. Jeżeli to nie uda jej się, to taka komórka rakowa wkrótce sama zginie... Tak więc do rozwinięcia się choroby nowotworowej wyniszczającej organizm pod wpływem np. ekspozycji na promieniowanie, nie jest wcale łatwo, choć i całkiem trudno też nie jest – ale zależy to od wielu czynników m.in. od pochłoniętej dawki oraz rodzajów promieniowania jonizującego...




Trochę teorii:
(nigdy nie zaszkodzi)

W Fizyce Jądrowej oraz Radiologii używa się wielu jednostek – niektóre z nich, zwłaszcza te starsze można (i trzeba!) przeliczać na ich współczesne odpowiedniki...

Taką jedną z ważniejszych, jest tzw. dawka równoważna mierzona w Siwertach (Sv), to jest właśnie iloczyn dawki pochłoniętej energii promieniowania jonizującego przez materię zwanym Grejem
(Gy = 1J/1kg) pomnożony przez współczynnik skuteczności biologicznej QF – Quality Factor. A więc:


Sv=Gy*QF


Różne rodzaje promieniowania mają różny wpływ na komórki:

Cząstki (α) alfa – czyli jądra helu; powstają w wyniku transmutacji głównie ciężkich jąder izotopów pierwiastków np. z grupy Aktynowców (np. Uran, Pluton) – w nowe pierwiastki mające o dwa protony i neutrony mniej w swoim jądrze.
Jest to promieniowanie najmniej przenikliwe ze wszystkich, zatrzymuje je chociażby skóra...
Jednak z uwagi na to, że cząstki (α) mają ładunek elektryczny i dużą masę, stanowią duże zagrożenie gdy się dostaną do wnętrza organizmu (mogą np. niszczyć oba łańcuchy DNA naraz), dlatego też ich tzw. „skuteczność biologiczna” QF wynosi niezależnie od energii, aż QF=20!

Cząstki (β) beta – czyli elektrony (β–), bądź pozytony (β+); powstają w wyniku transmutacji wielu izotopów.
— Te z nadmiarem neutronów w jądrze przekształcają jeden ze swych neutronów w proton, z emisją elektronu i tzw. antyneutrina elektronowego. W wyniku tego powstaje nowy pierwiastek z liczną protonów większą o jeden.
— Te z nadmiarem protonów w jądrze przekształcają jeden ze swych protonów w neutron, z emisją pozytonu i tzw. neutrina elektronowego. W wyniku tego powstaje nowy pierwiastek z liczną protonów mniejszą o jeden.
Elektrony mogą oddziaływać z materią w różnorodny sposób: poprzez jonizację i tzw. zderzenia elastyczne z atomami (efekty te dotyczą elektronów o niskiej energii), oraz emisję fal elektromagnetycznych w pobliżu jąder atomowych – zwanym promieniowaniem hamowania, czyli »Brehmsstrahlung« (efekt ten dotyczy elektronów o wysokiej energii).
Natomiast pozytony (tj. elektrony o ładunku „+”) oddziaływują z materią w inny sposób: przy spotkaniu pozytonu z elektronem następuje anihilacja tychże, z równoczesną emisją co najmniej dwóch fotonów gamma o sumarycznej energii odpowiadającej co najmniej masom tych cząstek (tj. 2×0,511 MeV)
Choć elektrony i pozytony są bardziej przenikliwe od cząstek (α), oraz posiadają ładunek elektryczny, to jednak są one stosunkowo mało niebezpieczne dla organizmów, więc ich QF=1.

Fotony (γ) gamma – najbardziej przenikliwy rodzaj promieniowania z trzech wymienionych. Spora ilość fotonów (γ) powstaje przy wybuchach (termo)jądrowych... Natomiast w przypadku rozpadów promieniotwórczych, fotony (γ) są emitowane tuż po przemianie promieniotwórczej, gdy jądro nowego pierwiastka jest w stanie „wzbudzenia”. Pozbywa się więc nadmiaru energii, emitując tenże foton – natomiast przy tym nie dochodzi do przemian w inny pierwiastek czy emisji jakiś cząstek.
Fotony (γ), choć bardzo przenikliwe, stosunkowo słabo oddziaływują z materią – chociaż mogą np. jonizować atomy wewnątrz organizmu, kiedy „wybijają” elektrony z powłok atomów (tzw. efekt fotoelektryczny), bądź też rozpraszają się na ich zewnętrznych elektronach, przekazując im część swojej energii i odrywając je przy tym – jest to tzw. efekt Comptona. Wysokoenergetyczne fotony gamma (powyżej 1 MeV) mogą przy zderzeniach z jądrami atomów powodować kreację par: elektron–pozyton.
Jednak pomimo tych zjawisk – fotony (γ) są stosunkowo mało niebezpieczne dla organizmów, więc ich QF=1.


Neutrony – powstają w dużych ilościach w nagłej niekontrolowanej reakcji jądrowej lub termojądrowej (stąd idea wykorzystania ich do celów militarnych w tzw. „bomby neutronowej”). Są stosunkowo groźne, gdyż ich "Quality Factor" waha się od QF=5 do QF=20 w zależności od energii (z tymże te najmniej i najbardziej energetyczne neutrony mają QF-5, więc zależność: "energia–QF" przypomina w ich przypadku krzywą Gaussa). Natomiast stosunkowo mało izotopów ulega transmutacji, emitując przy tym neutrony...

Protony – mają QF=5 powyżej energii 2 MeV, ale jako rodzaj promieniowania jonizującego w zasadzie nie występują w naturze, gdyż radionuklidy emitujące protony w procesie transmutacji mają okresy półtrwania mniejsze od sekundy (ale obserwuje się je w laboratoriach i kilka lat temu sukcesem było odkrycie przez polskich fizyków rozpadu dwuprotonowego radionuklidu 45-Fe).


~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Promieniowanie jonizujące oddziaływuje na organizmy w różny sposób, w zależności od:
– jego energii
– czy mamy do czynienia z fotonami czy cząstkami posiadającymi masę
– rodzaju tychże cząstek

Fotony stanowią potencjalnie mniejsze zagrożenie dla organizmów żywych niż cząstki posiadające masę. Oddziaływanie ich ma charakter eksponencjalny (wykładniczy), tj. osłabienie wiązki fotonów następuje w wyniku pojedynczych aktów oddziaływania, zachodzących z różnym prawdopodobieństwem (zależnym od ich energii i rodzaju ośrodka przez który przechodzą).

Cząstki posiadające masę, mogą stanowić większe zagrożenie, gdyż podczas przechodzenia ich przez ośrodek następuje wiele quasi-ciągłych aktów oddziaływania – np. aktów jonizacji, generacji cząstek lub fotonów „wtórnych” – podczas których każdorazowo taka cząstka traci niewielką część swojej energii
(aczkolwiek w końcu może zostać wyhamowana).

Najwięcej jednak „szkód” w organizmie mogą powodować cząstki mające większą masę od elektronu, np.:
– protony (ok. 1836× większa masa od elektronu)
– neutrony (ok. 1839× " " " " )
– cząstki alfa (ok. 7294× " " " " )

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Oddziaływanie różnych rodzajów promieniowania jonizującego z materią:

http://upload.wikimedia.org/wikibooks/en/9/9e/NM6_11.gif

Jonizacje i wzbudzenia cząstek w wodzie, dla 5,4 MeV cząstek (α) [u góry po lewej],
dla elektronów generowanych po absorpcji 1,5 keV fotonu promieniowania X [u góry po prawej]
i elektronów generowanych w trakcie rozpadu Jodu-125. (są to w tym przypadku elektrony Augera)

Podziałka na rysunku: 0,025 mm

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++



LITERATURA:

Georges Charpak, Richard L. Garwin, Błędne ogniki i grzyby atomowe, Warszawa, Wyd. NT

Hormeza – zjawisko powszechne i powszechnie nieznane:
http://www2.ipj.gov.pl/pl/szkolenia/matedu/hormeza.htm

Oddziaływanie małych dawek promieniowania na zdrowie człowieka:
http://www.atom.edu.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=84

Definicje pojęć i jednostki stosowane w radiometrii i dozymetrii. MINERAŁY:
http://mineraly.pg.gda.pl/promieniotworczosc/dozymetria_jednostki.html




ZOBACZ TAKŻE:


prof. dr hab. Ludwik Dobrzyński
"Promieniowanie jonizujące i ryzyko z nim związane":
(Transmisja internetowa: 55'26'')

http://www.wo.amu.edu.pl/wyklady_filmy.php?film=47
Dodaj rozwiązanie
AEGEE - Logo

Twoja przeglądarka
blokuje reklamy


Drogi użytkowniku,
Dziękujemy Ci że nadal nas odwiedzasz. Prosimy, odblokuj wyświetlanie reklam w naszym serwisie. Dzięki odblokowaniu adblocka jesteśmy w stanie nadal funkcjonować i pomagać naszej społeczności.

Dzięki za wsparcie!

To okno zostanie zakmięte za 10 sek