Одум - Экология - т.1 (947506), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Источником Лвмитврующяе факторы в физические факторы среды 273 ионизирующего излучения служат радиоактивные вещества, содержащиеся в горных породах; кроме того, оно поступает из космоса. Те изотопы элементов, которые испускают радиоактивное излучение, называются радиоактивными изотопами, или радиои ун.«идами. Интенсивность ионизирующего излучения в окружающей среде значительно повысилась в результате попыток человека использовать атомную энергию. Испытания атомного оружия внесли в атмосферу радионуклиды, которые затем стали выпадать повсюду в виде радиоактивных осадков. Около 10«/з энергии ядерного оружия представляет собой остаточную радиацию (С)азз$опе, 1957).
Атомные электростанции, получение топлива для них и захоронение отходов в специальных местах, медицинские исследования и другие виды мирного использования атомной энергии создают локальные «горячие пятна» и образуют отходы, нередко в процессе транспортировки или хранения попадающие в окружающую среду. Пока нам пе удается полностью исключить такие случайные утечки и разрешить проблему радиоактивных отходов, и в этом основная причина того, что атомная энергия еще не в полную меру ее возможностей используется как источник энергии для человеческого общества. Поскольку в будущем значение атомной энергии увеличится, здесь мы несколько подробнее рассмотрим фактор ионизирующего излучения. Из трех видов ионизирующего излучения, имеющих важное экологическое значение, два представляют собой корпускуляркое излучение (альфа- и бета-частицы), а третье — электромагнитное (гамма-излучение н близкое ему рентгеновское излучение).
Корпускулярпое излучение состоит из потока атомкых или субатомных частил, которые передают свою энергию всему, с чем опи сталкиваются. Альфа-излучение — это ядра атомов гелия; онн имеют огромные по сравнению с другими частицами размеры. Длина их пробега в воздухе составляет всего несколько сантиметров, и пх останавливает листок бумаги или верхний роговой слой кожи человека. Однако, будучи остановленными, опп вызывают сильную локальную иоппзацвю.
Бега-излучение — это быстрые электроны. Их размеры гораздо меныпе, длина их пробега в воздухе равна нескольким метрам, а в ткани — нескольким сантиметрам. Свою энергию овл отдают на протяжении более длинного следа. Что касается ионизируюи1его зленгромазнитнозо излучения, то оно сходно со световым, только длина волны у него гораздо короче (рис. 5.7). Оно проходит в воздухе большие расстояния и легко проникает в вещество, высвобождая свою энергию на протяжении длинного следа (рассеянная ионизация), Гахана-излучение, например, легко проникает в живые ткани; это излучение может пройти сквозь организм, не оказав никакого воздействия, илн же может вызвать ионизацию на большом отрезке своего пути.
Действие гам- Глава б Рвс. 8,8. Сравнение трех типов ионизирующего калучсякя, прсдставляющах наибольший экологичсскяй интерес. Показана относительная проквкающая способность к спепяфвчсскпй яояяапругощпй эффект. Это чисто качествопаая схема, пе отражающая количественных соотношений. ма-«излучения зависит от размера источника и энергии, а также от расстояния между организмом и источником излучения, поскольку интенсивность излучении экспоненциально падает с увеличением расстояния. Важные свойства альфа-, бета- и гамма-излучения схематически показаны на рис. 5.8. Таким образом, в последовательности альфа-, бета- и гамма-излучение проницаемость возрастает, а плотность ионнзации и локальное повреждение уменьшаются.
Биологи нередко называют радиоактивные вещества, испускающие альфа- и бета-излучение, «внутренними излучатлями», так как они обладают наибольшим эффектом, будучи поглощены, заглочопы или оказавшись каким-то иным способом внутри нли вблизи кивой ткани. Радиоактивные вещества, испускающие преимущественно гамма-излучение, относят к «внешним излучателямэ, так как это проникающее излучение, которое может оказывать действие, когда его источник находится впе организма.
Некоторые другие типы излучения также представляют хотя бы косвенный интерес для эколога. Нейтроны — это крупные незаряженные частицы, которые сами по себе не вызывают ионизацнй, но, выбивая атомы из пх стабильных состояний, создают на-' Лвмзтиру»ощяе факторы н физические факторы среды 275 веденную радиоактивность в нерадиоактивных материалах пли т'анях, сквозь которые они проходят. При равном количестве поглощенной энергии «быстрые нейтроны» вызывают в 10, а «медленные» вЂ” в 5 раз большие поражения, чем гамма-излучение. Нейтронное излучение обнару»кивается вблизи реакторов и в местах ядерных взрывов, но, как указано выше, оно играет основную роль при образовании радиоактивных веществ, которые затем широко распространяются в природе.
Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение, очень близкое гамма- излучению, но опо обусловлено выбиванием электронов из внешних электронных оболочек; кроме того, оно не испускастся радиоактивными веществами, рассеянными в окружающей среде. Поскольку действие рентгеновского и гамма-излучений одинаково и поскольку рентгеновское излучение легко получать на специальной установке, его удобно применять при экспериментальном изучении отдельных особей, популяций н даже небольших экосистем. Космическое излучение — это излучение, приходящее к нам из космического пространства и состоящее из корпускулярной и электромагнитной компонент.
Интенсивность космического излучения в биосфере мала, однако оно представляет собой основную опасность при космическом путешествии. Космическое и ионизирующие излучения, испускаемые природными радиоактивными вещсствамп, содержащимися в воде и почве, образуют так называемое фоновое излучение, к которому адаптирована ныне существующая биота.
Возможно, что поток генов в биоте поддер»кивается благодаря наличию этого фонового излучения. В разных частях биосферы естественный фон различается в три-четыре раза, Наименьшая его интенсивность наблюдается около поверхности моря и в его поверхностных слоях, а наибольшая — на больших высотах в горах, образованных гранитными породами. Интенсивпость космического излучения увеличивается с увеличением высоты местности над уровнем моря, а гранитные скалы содержат больше встречающихся в природе радионуклидов, чем осадочные породы.
Для изучения радиационных явлений необходимо проводить два типа измерений: 1) намерение числа распадов, происходящих в данном количестве радиоактивного вещества; 2) измерение дозы излучения по количеству поглощенной энергии, которая может вызвать ионпзацию и повреждения. Основной единицей активности служит кюри (Ки), определяемое как такое количество радиоактивного материала, в котором каждую секунду распадается 3,7 10'е атомов, т.
е. происходит 2,2 10п распадов в минуту (раси..мин '). Реальная масса вещества, соответствующего 1 кюри, очень различна у долгояшвущих, т. е. медленно распадающихся, и у короткоживущих, т. е. быстро распадающихся радионуклидов. Например, для радия 1 Ки соответствует 1 г, а для только что образовавшегося радиоактивного 276 Глава 5 натрия — гораздо меньшее количество — примерно 10 ' г.
С бнологпческой точки зрения 1 Ки — актпвш>сть довольно высокая, и поэтому па практике пшроко пользуются солев мелкнмтл единицами: >вил.ли>мори (мКи) =10» Ки; >микрон>ори (мкЕн) =10 «Кн; >санокюри (нКи) =10'' Кн (раньше это называли мпллнмикрошорп, плп ммкЕп); пикокюри (пКн) =10 " Ки (быншее мнкромикрокюрп, пли мкмкЕи). Возможный диапазон активностей так велпк, что следует быть очень викмзтельным и запятым в десятичных дробях. Лктпвпость, выраженная в керт>, гтоказынает пптепсш>ность ат>ьфа-, бета- пли гамма-излучения, но это ничего не говорит о действпи, которое этп излучения оказывают па оргаттпзмы, попавшие «под обстрел». Другой важный аспект пзлучепня — ио доза — измеря<тся в разных шкалах ', Наиболее удобной единицей для всех типов излучения служит рад.
Один рад — это такая доза излучення, при которой па 1 г ттсанп поглощается 100 эрг энергпи. Более старую единицу дозы — рентген (Р) — строго говоря, можно использовать только для гамма- и ронтгеповского излучений. Однако, пока речь идет о воздействнп ка живые органпзмы, рад и рентген — почти одно и то же.
В 1000 раз меньше едпннцы, а именно лтиллнрентгек (мР) илп миллирад (мрад), удобны для измерения тех уровней излучения, которые часто репштрпруются в окружающей среде. Важно подчорквуть, что рентген или рад — это единицы суммарной дозы. Доза излучения, полученная в единицу времени, называется лсоис>сесть>о дозы. Так, еслн организм получает 10 мР в час, то суммарная доза за 24 ч составит 240 м1', или 0,240 Р. Время, за которое организм получает данную дозу, имеет очень важное значение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
