Организмы и их сообщества

Радиобиология – наука о действии всех видов ионизирующих излучений на живые

Радиобиология, являясь самостоятельной комплексной научной дисциплиной, имеет тесные связи с рядом теоретических и прикладных областей знаний – биологией, физиологией, генетикой, биохимией, биофизикой, ядерной физикой. При изучении с/х радибиологии потребуются знания таких базовых дисциплин, как высшая математика, статистика, химия, физика.

В нашем лексиконе слово радиоактивность (от греч. радиус – луч) появилось чуть более 100 лет назад, когда в 1896 г. французский учёный Анри Беккерель случайно проявив фотопластинку, открыл излучение от солей урана, находившихся до этого рядом с фото кассетой. Свойства этих лучей были подобны рентгеновским лучам открытым за год до этого немецким физиком Рентгеном.

И те, и другие, проходя через вещество, вызывают ионизацию его атомов и молекул, поэтому они имеют ещё одно название - ионизирующие излучения.

Радиоактивные материалы вошли в состав земли с самого её рождения. Развитие жизни на земле всегда проходило в присутствии радиационного фона, состоящего из космической и земной составляющей. В каждом представителе растительного и животного мира, в т.ч. и в любом человеке имеются природные радиоактивные изотопы в следовых количествах.

Вопрос о роли естественного радиационного фона для растительного, животного мира и человека окончательно не решен. С одной стороны он послужил одной из главных причин многочисленных мутаций после появления первых молекул ДНК, приведших к огромному многообразию растительного и животного мира, на вершине которого находится человек. Но с другой стороны в настоящее время появляются данные о частичной ответственности радиации за спонтанное появление опухолей и мутаций обусловленных повреждением хромосом.

2 Строение атома и ядра атома. Ионизация, рекомбинация, возбуждение и излучение атома

Атом (греч. неделимый) – мельчайшая частица простого вещества, обладающая его химич. свойствами. Атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого по определённым орбитам (слоям) движутся электроны. Сумма отрицательных зарядов всех электронов равна положительному заряду ядра, поэтому атом электрически нейтрален.

Радиус атома - Rатома = 10^-8см, радиус ядра Rядра = 10^-12-10^-13 см. Размер ядра в 10 – 100 тысяч раз меньше размера атома. (Соотношение как 1см к 1км.)

Массы атомов очень малы. Масса самого лёгкого это атом водорода -1,67х10^-24 г, самого тяжёлого урана – 3,86х10^-22 г. Поэтому в ядерной и атомной физике массу измеряют в атомных единицах массы (а.е.м). 1 а.е.м. = 1/16 массы атома изотопа кислорода О-16 (или 1/12 массы изотопа углерода С-12) =1,66 х 10^-24 г.

Орбиты электронов представляют собой окружность или эллипс и обозначаются латинскими буквами от ближайшей орбиты к ядру (K,L,M,N,O,Р,Q). Скорость движения электрона по орбите оценивается как 1/100 скорости света и центробежная сила инерции отталкивания от ядра уравновешивается кулоновской силой притяжения к ядру. По представлениям квантовой механики заряд электрона не локализован, а «размазан» по всему объёму атома, образуя электронное облако переменной плотности. Плотность пропорциональна вероятности нахождения электрона в данной точке.

Электрон (е ^-) устойчивая элементарная частица с массой покоя 9,1х10^-28 г (0,000548 а.е.м.) примерно в 2000 раз (1860) легче ядра атома водорода. Энергию электрона и других частиц выражают в единицах электронвольт эВ (это энергия, приобретаемая электроном при прохождении ускоряющей разности потенциалов в 1 вольт). 1000эВ = 1кэВ, 1млн эВ= 1МэВ.

Если атому из вне сообщить дополнительную энергию - нагреть его как спираль в электролампочке – то эту энергию реально получат электроны и перейдут на более отдалённые орбиты. Это процесс возбуждения.

При большей энергии электроны могут покинуть пределы атома – это процесс ионизации. Воссоединение атома с покинувшим его электроном (или другим) – рекомбинация ионов.

Из возбуждённого состояния атом всегда переходит в первоначальное и выделяет избыточную энергию либо в виде характеристического рентгеновского излучения (при переходе электрона с внешней орбиты на внутреннюю), либо в виде оптического спектра, состоящего из ультрафиолетовых, световых и инфракрасных лучей (при переходе электронов в пределах внешних орбит)

Дата добавления: 2014-01-07