Эффекты радиоактивности

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИЙ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА НА ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Влияние различных температур на человека - повседневность, с которой сталкивается большинство людей.

В нормальных условиях баланс теплопродукции и теплоотдачи в организме человека и поддержание температуры тела достигаются преимущественно с помощью сосудодвигательных реакций. При температурных сдвигах во внешней среде включаются эффекторные механизмы, которые через изменения кровотока в сосудах поверхности тела корректируют в необходимом направлении величину теплоотдачи организма без существенного изменения теплопродукции. Это достигается преимущественно посредством симпатических влияний на просвет сосудов поверхности тела. При этом оценка функционального состояния человека проводится в основном по физиологическим показателям, характеризующим изменения теплового обмена (средневзвешенная температура кожи, средняя температура тела, уровень теплоотдачи и т. п.) и состояние сердечно-сосудистой системы (минутный и систолический объем сердца, частота сердечных сокращений, артериальное давление и т. д.). Эти показатели позволяют контролировать состояние организма человека в условиях высоких и низких температур окружающей среды.

При повышении температуры внешней среды терморегуляция в значительной мере определяется скоростью теплоотдачи через кожу. Эта скорость зависит от интенсивности кровотока в сосудах кожи и от импульсов, поступающих по нервным волокнам к потовым железам. В условиях, когда организму необходимо максимально повысить теплоотдачу, значительного увеличения кровотока можно достигнуть только увеличением количества крови, выбрасываемой сердцем в аорту. Поэтому при повышении температуры окружающей среды у человека возрастает частота сердечных сокращений и систолический объем крови.

Под действием холода происходит спазм периферических сосудов и перераспределение крови - централизация кровообращения. При этом теплоотдача в организме человека существенно снижается. Значительную роль играет и холодовой стресс. Увеличивается частота сердечных сокращений. В результате роста сосудистого сопротивления повышается артериальное давление.

Жители зон с холодным климатом в большей степени подвержены возникновению таких заболеваний, как артериальная гипертония, ишемическая болезнь сердца и т. д.

Для работы необходимы: эксикатор, термометр, секундомер, прибор для измерения артериального давления, лед.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

В ходе исследования реакций на тепловое воздействие обследуемый погружает четыре пальца кисти руки до уровня большого пальца на 1 мин в эксикатор с горячей водой (t = 50-60 °С). Затем руку вынимают из эксикатора и аккуратно обсушивают (не растирают) от капель воды.

При исследовании реакции на воздействие холода обследуемый погружает четыре пальца кисти руки в эксикатор с ледяной водой (вода с кубиками льда) до уровня большого пальца на 2 мин. Затем руку вынимают и также обсушивают.

Перед началом эксперимента, во время его и в течение нескольких минут после (до восстановления) у обследуемого регистрируют частоту сердечных сокращений (ЧСС), артериальное давление (АД), температуру тыльной поверхности кисти (в месте, не смоченном водой) и температуру тела.

Результаты заносят в таблицы:

Показатели	t окр. среды	Тепло, 1 мин	Время восстановления, мин
ЧСС, уд./мин
АД, мм рт. ст.
t кисти, ºС
t тела, ºС

Показатели	t окр. среды	Холод, 2 мин	Время восстановления, мин
ЧСС, уд./мин
АД, мм рт. ст.
t кисти, ºС
t тела, ºС

Делают выводы о механизмах адаптации к влиянию повышенной и пониженной температуры на организм человека.

.

Работа № 2

ЭФФЕКТЫ РАДИОАКТИВНОСТИ

Различают три основных вида радиоактивного излучения: альфа-, бета- и гамма-излучение.

Альфа-излучение - поток положительно заряженных частиц (ядер атомов гелия), движущийся со скоростью 20000 м/с. Обладает высокой ионизирующей и малой проникающей способностью. В воздухе альфа-частица пролетает 4-8 см, в живых тканях - 0,05 мм. Альфа-частицы полностью поглощаются индивидуальными средствами защиты и одеждой, но весьма опасны при проникновении внутрь организма.

Бета-излучение - поток электронов или позитронов, движущийся со скоростью 200000-300000 км/с. Длина пробега в воздухе достигает 20 м. Его ионизирующая способность значительно меньше (примерно на два порядка), а поглощающая - гораздо больше, чем у альфа-частиц. Коэффициент поглощения бета-излучения, которое сильно рассеивается в веществе, зависит не только от свойств вещества, но и от размеров и формы тела, на которое падает бета-излучение. На теле человека эти частицы могут вызвать бета-ожог. От бета-излучения люди защищаются в помещении. Индивидуальные средства защиты также резко ослабляют их воздействие.

Гамма-излучение - коротковолновое электромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны - 10^-12-10^-14 м. По своему действию подобно рентгеновским лучам, но обладает более мощной энергией. Распространяется со скоростью света. Гамма-излучение обладает относительно слабой ионизирующей и очень большой проникающей способностью (например, проходит через слой свинца толщиной 5 см). Оно пронизывает воздух на сотни- метров и проникает через значительные толщи материалов. Многие радиоактивные процессы сопровождаются излучением гамма-квантов. Индивидуальные средства защиты от гамма-излучения не защищают. Оно опасно при внешнем облучении. Степень воздействия определяется дозой облучения, т. е. количеством гамма-квантов, поглощенных единицей объема облучаемой среды. За единицу дозы гамма-излучения принят рентген.

Рентген - это доза гамма-облучения, при которой в 1 см³ воздуха (при температуре 0°С и давлении 760 мм рт. ст.) образуется 2,08∙10⁹ пар ионов (Р = 2,58∙10^-4 Кл/кг). На создание такого количества ионов необходимо затратить количество энергии, равное 8,8 мДж/кг (88 эрг/г). В рентгенах измеряют экспозиционную дозу ионизирующего излучения. В практической дозиметрии часто применяется единица мощности экспозиционной дозы, равная экспозиционной дозе в единицу времени.

Степень радиоактивного заражения местности оценивается уровнем радиации. Уровень радиации представляет собой мощность дозы гамма-излучения, накапливаемой в единицу времени. Он измеряется в рентгенах в час (Р/ч) или в миллирентгенах в час (мР/ч).

Изучение последствий облучения живого организма привело к заключению, что радиобиологический эффект зависит не только от поглощенной дозы, т. е. энергии, переданной облученному веществу, но и от других факторов. При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический эффект тем выше, чем мощнее ионизация, создаваемая излучением. Для количественной оценки такого влияния вводится понятие эквивалентной дозы. Единица эквивалентной дозы - зиверт (Зв), названная в честь известного шведского физика Рольфа Зиверта (1896-1966). Иногда используется внесистемная единица эквивалентной дозы - бэр биологический эквивалент рентгена, бэр (табл. 1).

Таблица 1