Аварии на энергетических системах - газопроводах, нефтепроводах, продуктопроводах

Первичное действие радиации любого вида на любой биологический объект начинается с поглощения энергии излучения, что сопровождается возбуждением молекул и их ионизацией. При ионизации молекул воды (косвенное действие излучения) в присутствии кислорода возникают активные радикалы, гидратированные электроны, а также молекулы перекиси водорода, включающиеся затем в цепь химических реакций в клетке. При ионизации органических молекул (прямое действие излучения) возникают свободные радикалы, которые, включаясь в протекающие в организме химические реакции, нарушают течение обмена веществ и, вызывая появление несвойственных организму соединений, нарушают процессы жизнедеятельности. При облучении в дозе 1000 р в клетке средней величины возникает около 1 млн. таких радикалов, каждый из которых в присутствии кислорода воздуха может дать начало цепным реакциям окисления, во много раз увеличивающим количество изменённых молекул в клетке и вызывающим дальнейшее изменение субмикроскопических структур. Выяснение большой роли свободного кислорода в цепных реакциях, ведущих к лучевому поражению, т.н. кислородного эффекта, способствовало разработке ряда эффективных радиозащитных веществ, вызывающих искусственную гипоксию в тканях организма. Большое значение имеет и миграция энергии по молекулам биополимеров, в результате которой поглощение энергии, происшедшее в любом месте макромолекулы, приводит к поражению её активного центра. Поглощение энергии и ионизация молекул занимают доли секунды.

Последующие биохимические  процессы лучевого повреждения развиваются медленнее. Образовавшиеся активные радикалы нарушают нормальные ферментативные процессы в клетке, что ведёт к уменьшению количества макроэргических соединений. Особенно чувствителен к облучению синтез ДНК в интенсивно делящихся клетках, т.о. в результате цепных реакций возникающих при поглощении энергии излучения.

Воздействие ионизирующего  излучения вызывает повреждение  клеток. Наиболее важно нарушение  клеточного деления – митоза. При  облучении в сравнительно малых  дозах наблюдается временная  остановка митоза. Большие дозы могут вызывать полное прекращение деления или гибель клеток. Нарушение нормального хода митоза сопровождается хромосомными перестройками, возникновением мутаций, ведущих к сдвигу в генетическом аппарате клетки, а следовательно, к изменению наследственных свойств развивающихся из них организмов. При облучении в больших дозах происходит набухание и пикноз ядра, затем структура ядра исчезает. В цитоплазме при облучении в дозах 10000 – 20000 р наблюдается изменение вязкости, набухание цитоплазматических структур, образование вакуолей, повышение проницаемости. Всё это резко нарушает жизнедеятельность клетки.

Возникающие в облучаемых клетках изменения ведут к  нарушениям в тканях, органах и  жизнедеятельности всего организма. Особенно выражена реакция тканей, в которых отдельные клетки живут сравнительно недолго. Это слизистая оболочка желудка и кишечника, которая после облучения воспаляется, покрывается язвами, что ведёт к нарушению пищеварения и всасывания, а затем к истощению организма его продуктами распада клеток (токсемия) и проникновению бактерий, живущих в кишечнике, в кровь (бактериемия). Сильно повреждается кроветворная система, что ведёт к резкому уменьшению числа лейкоцитов в периферической крови и к снижению её защитных свойств. Одновременно падает и выработка антител, что ещё больше ослабляет защитные силы организма. Уменьшается и количество эритроцитов, с чем связано нарушение дыхательной функции крови. Нарушается образование половых клеток, может возникать даже полное бесплодие. Первой реагирует на радиационное воздействие нервная система. Имеют также место нарушения работы желёз внутренней секреции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Написать уравнение ядерной реакции (n, np) для ядра фтора-19. Оценить устойчивость ядра отдачи и написать уравнение  возможного распада этого ядра.

 

;

 

Оценим устойчивость ядра отдачи.

p	9	8
n	10	10

 

В результате реакции (n, np) образовалось ядро кислорода-18, так как данный элемент находится в таблице Менделеева и является стабильным ядром, то дальнейших самопроизвольных распадов происходить не будет.

В ядре отдачи уменьшилось  относительное число протонов, а  количество нейтронов не изменилось по сравнению с исходным устойчивым ядром, следовательно, в ядре отдачи образуется избыток нейтронов, так как ядро будет стремиться восстановить исходное равновесие, то избыточный нейтрон будет стремиться превратиться в протон,  произойдёт -распад.

Запишем уравнение распада:

 

.

 

В результате двух последовательных ядерных реакций образовалось ядро фтора-18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Сравнить относительную устойчивость ядер: титан - 48, хром – 52, ванадий – 50.

 

 

Пояснение	титан-48	хром-52	ванадий-50
1.Таблица Менделеева	+	+	-
2.Абсолютный максимум  графика зависимости удельной  энергии связи	-	+
3.1. Чётно-чётность	+	+
3.2. “Магические числа”	-	-
3.3. Соотношение протонов  и нейтронов	+	+
Относительная устойчивость	2	1	3

 

 

Титан и хром имеют массовые числа соответствуют указанным в таблице Менделеева, следовательно, они стабильны, а ванадий - радиоактивен.

Определяем положение титана и хрома на графике зависимости удельной энергии связи от массового числа. Хром находится в максимуме графика между ядрами я массовыми числами от 50 до 60, а титан располагается на восходящей ветви с массовым числом до 50.

Исходя из критериев  устойчивости, наиболее устойчивым по сумме положительных критериев из трёх предложенных ядер является хром, самое неустойчивое из трёх предложенных ядер – изотоп ванадия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Богданов А. Г., Бондарев С. В., Колобков Н. В.”Защита населения и объектов народного хозяйства в чрезвычайных ситуациях” М: ”Універсітэцкае”, 1997г.
2. Методические указания к выполнению РГР по курсу “ Защита населения и объектов народного хозяйства в чрезвычайных ситуациях ” для студентов экономических специальностей, Витебск, 2005г.