Радиация и человек

Ещё в самом начале XX века основоположник астронавтики К. Э» Циолковский высказал мысль, что после того, как будет создан искусственный спутник Земли, на очередь станут биологические проблемы. Это предвидение замечательного ученого сбылось в наши дни, когда советские граждане Ю. А. Гагарин и Г. С. Титов первыми проложили путь в космос.

Подготовка полётов людей в космос вызвала к жизни новые науки, среди которых космическая биология и космическая медицина занимают очень важное место. Космическая биология изучает воздействие необычных феноменов космоса на живую материю и изыскивает эффективные меры их защиты, обеспечивая безопасность космических полётов.

kosmicheskaya_radiaziya

Мы постоянно испытываем на себе влияние различных видов излучения. Если получать это излучение в умеренных дозах, то ничего страшного происходить не будет, даже наоборот, нам это необходимо для нашей жизнедеятельности и выживания. Например, благодаря электромагнитному излучению, отражающемуся от предметов в определённом спектре, мы можем видеть эти предметы; также благодаря свету на планете согревается всё живое и неживое, а также благодаря солнечным лучам в нашем теле происходит выработка некоторых необходимых биологических веществ (например, витамин D).

Правда в природе встречаются не только видимый свет, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, есть ещё высокоэнергетическое излучение, образующееся при распаде ядер атомов. Эти излучения вы могли изучать в школе — это альфа-, бета- и гамма-излучение. Альфа-излучение представляет из себя ядра атомов гелия, бета-излучение состоит из электронов, а гамма-излучение — это электромагнитное излучение ядер атомов.

Эти излучения были обнаружены в 1895 году известным физиком Вильгельмом Конрадом Рентгеном. Именно он открыл рентгеновское излучение, которое проникает сквозь различные непрозрачные среды. Спустя один год физик из Франции Анри Беккерель показал, что руда из урана также способна испускать особое излучение. А спустя ещё какое-то время известная пара учёных Кюри — Мария и Пьер — обнаружили, что в руде урана есть два неизвестных элемента, которые впоследствии были названы полоний (в честь Польши, родины Марии) и радий. Эти два неизученных химических элемента испускали естественное радиоактивное излучение.

Конрад Рентген

Конрад Рентген

Мария Кюри

Мария Кюри

Пьер Кюри

Пьер Кюри

Новые открытия быстро нашли применения в медицине. При помощи них диагностировали и лечили различные заболевания, а позже даже их использовали в производстве и сельском хозяйстве.

По началу учёные не распознали в новом открытии угрозы для своей жизни, поэтому многие из них заплатили за эту недальновидность своим здоровьем, а порой жизнью. Излучение высоких энергий разрушительно влияло на организмы. Так в Гамбурге был установлен памятник тем радиологам и рентгенологам мира, которые отдали свою жизнь во имя науки. На этом памятнике вы найдёте множество имён выдающихся учёных.

Мемориал радиологам в Гамбурге

Правда исследователи не были глупыми, поэтому они тут же начали замечать различные ожоги, раны и язвы на телах людей, подвергшихся действию радиации. Так, у Анри Беккереля, который любил демонстрировать свойство радиации на публике, доставая пробирку с радием в темноте, чтобы показать его свечение, начал образовываться ожог на груди, так как именно в нагрудном кармане лежала та злосчастная пробирка.

Дальнейшее изучение влияния радиоактивного излучения на живых существ, привело к появлению новой научной дисциплины — радиобиологии.

У нас в России целая когорта русских исследователей сумела вложить значительный вклад в развитие этой области. Навсегда увековечены такие имена, как Иван Романович Тарханов (русско-грузинский физиолог, переводчик, педагог и популяризатор науки), Ефим Семёнович Лондон (российский патофизиолог, биохимик и радиобиолог), Любовь Моисеевна Горовиц-Власова (бактериолог, гигиенист) и другие.

Благодаря развитию радиобиологии были созданы эффективные средства и правила для защиты человека, работающего с радиацией. Если подойти серьёзно и со всей строгостью к исполнению этих правил защиты, то это полностью исключит какие-либо губительные последствия для организма.

Изучая высокоэнергетических лучей, мы поняли, что они способны в результате взаимодействия с любой материей вызывать образование заряженных электричеством частиц, называемых ионами. Дальнейшее развитие физики, химии и биологии позволили нам понять, что именно происходит в организме, который подвергнули радиационному излучению.
Удалось выяснить, что ткани нашего организма поглощают радиационную энергию, которая затем конвертируется внутри организма в химическую или тепловую энергии. Все мы знаем, что тело человека состоит примерно на 70% из воды, поэтому значительная часть энергии радиации будет поглощена водой, а оставшаяся часть энергии поглотится веществами, растворёнными в этой воде. Следовательно при взаимодействии радиации и воды внутри организма будут продуцироваться различные продукты радиолиза воды (разложения). Продукты радиолиза ведут себя крайне активно, вступая в реакцию с белковыми молекулами, поэтому в нашем теле начинают появляться новые химические соединения, которые не должны появляться в нормально работающем организме. Именно эти процессы приводят к тому, что вся сложная система организма рушится, обмен веществ начинает работать неправильно, изменяется биохимия организма. Всё это приводит к тому, что у человека начинает зарождаться лучевая болезнь.

Последствия лучевой болезни

Последствия лучевой болезни

При воздействии высокоэнергетических лучей на центральную нервную систему человека, можно наблюдать нарушение процессов торможения и возбуждения; начинают неправильно работать наши органы и различные подсистемы организма; клетки крови при этом прекращают своё здоровое образование; защитные функции организма перестают работать в нормальном режиме, происходит разбалансировка всей живой системы.

Учёным уже понятно, что степень вреда ионизирующего излучения будет зависеть от дозы радиации и её мощности, иначе говоря, её интенсивности. Если мощность радиации мала, то даже при ежедневном облучении на протяжении всей жизни, организмы не будет испытывать разрушительных вредных последствий. При этом было замечено, что локальные облучения тела, мы переносим значительно лучше, нежели при получении облучения всего тела (вспомните посещения рентгенолога, который старается закрыть при облучении все части тела, которые не надо обследовать).

Ещё одна интересная научная загадка, связанная с радиацией — это излучение, которое приходит прямиком из космоса. Впервые космическое излучение было засечено в 1900 году.
Позже наш советский учёный и академик Дмитрий Владимирович Скобельцын провёл ряд экспериментов и доказал, что космические лучи состоят из частиц, заряженных высокой энергией. Исследования Д.В. Скобельцына дали начало системному исследованию излучения из космоса. Учёные всего мира начали исследовать космос при помощи разнообразных технологий: спутников, ракет, высотных шаров и космических кораблей с дозиметрическими устройствами и прочей аппаратурой. В результате были получены важные данные.

Например, мы сумели измерить энергию частиц. Оказалось, что эта энергия просто колоссальна и достигает нескольких десятков миллиардов электронвольт. Человечество пока что так и не научилось достигать таких энергий даже в самых мощных атомных реакторах. Радиация, которая приходит к нам из космоса, состоит из первичной космической радиации, то есть радиации внешнего и внутреннего поясов планеты Земля и радиации вспышек на Солнце.

Одни астрофизики высказывают предположение, что лучи в космосе возникают при вспышках новых звёзд; другие утверждают, что космические лучи — это остатки исчезнувших звёздных светил. Предположений подобного рода высказывается много; действительное же происхождение космической радиации науке ещё недостаточно ясно.

Вспышка сверхновой в южном полушарии в созвездии Волка, светится во всём электромагнитном спектре

Вспышка сверхновой в южном полушарии в созвездии Волка, светится во всём электромагнитном спектре

Видео о сверхновых и пульсарах:

Современные учёные-физики выяснили, что излучение из космоса является потоком ядер атомов разнообразных химических элементов. Проникая в атмосферу нашей планеты, частицы первичного космического излучения ударяются с ядрам атомов воздуха. В результате столкновения происходит распад этих ядер на более маленькие частицы, излучение от которых похоже на рентгеновское излучение. Таким образом появляются вторичные космические лучи. Интенсивность вторичного космического излучения примерно в 50 раз слабее первичного, которое находится вне атмосферы нашей планеты.

Космическая радиация также крайне опасна для нашего организма и вообще всего живого, ведь она подобно рентгеновскому излучению и гамма-лучам способствует появлению ионов внутри всего живого, возбуждая при этом атомы и молекулы. В определённых дозах это излучение будет для нас смертельно опасным, поэтому так важно знать об этой опасности и изучать её дальше.

Тут будут похожие посты. Загружаются.

Ответить