Биологическое действие радиации презентация к уроку по физике (9 класс) на тему. Биологическое действие радиации Биологическое воздействие радиации на организм человека презентация

Ходько Оксана

Данная работа может быть использована при изучении темы "Закон радиоактивного распада. Биологическое действие радиации"

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Биологическое действие радиации. Закон радиоактивного распада

История изучения радиоактивности началась 1 марта 1896 года, когда известный французский ученый Анри Беккерель случайно обнаружил странность в излучении солей урана. Оказалось, что фотопластинки, расположенные в одном ящике с образцом, засвечены. К этому привело странное, обладающее высокой проникающей способностью излучение, которым обладал уран. Это свойство обнаружилось у самых тяжелых элементов, завершающих периодическую таблицу. Ему дали название "радиоактивность".

Фактор радиации присутствовал на нашей планете с момента ее образования, и как показали дальнейшие исследования, ионизирующие излучения наряду с другими явлениями физической, химической и биологической природы сопровождали развитие жизни на Земле. Однако, физическое действие радиации начало изучаться только в конце XIX столетия, а ее биологические эффекты на живые организмы - в середине XX

Источниками облучения являются естественный радиационный фон Земли техногенно изменёенный естественный фон искусственный радиационный фон

В результате деятельности человека радиационный фон Земли изменился. Изменение его затрагивает не только профессиональные группы, но и население Земли в целом, поскольку повысились дозы облучения. Значение этого оста¨ется одной из наиболее сложных проблем радиобиологии. Измерение дозы облучения проводят обычно с помощью дозиметров. Измеряют величину заряда, который пропорционален дозе облучения.

Способность ядер самопроизвольно распадаться, испуская частицы, называется радиоактивностью. Радиоактивный распад - статистический процесс. Каждое радиоактивное ядро может распасться в любой момент, и закономерность наблюдается только в среднем, в случае распада достаточно большого количества ядер

Среднегодовые дозы, получаемые от естественного радиационного фона и различных искусственных источников излучения. Источник излучения. Доза, мбэр/год Природный радиационный фон 200 Стройматериалы 140 Атомная энергетика 0.2 Медицинские исследования 140 Ядерные испытания 2.5 Полеты в самолетах 0.5 Бытовые предметы 4 Телевизоры и мониторы ЭВМ 0.1 Общая доза 500 Смертельная доза облучения для человека начинается примерно с величины 6 Зв, а допустимая доза облучения за год составляет 1-5 мЗв.

Поглощенная доза излучения равна отношению поглощенной к телу энергии к его массе D=E/m где D -поглощенная доза излучения Е- поглощенная телом энергия M - масса тела В СИ единицей поглощением дозы излучения является грей (Гр)

Например: Дано: Е=25 Дж М=5 кг Найти: D D=E/m D=25 (Дж)/5(кг)=5(Гр) Ответ:5Гр

Коэффицент качества К показывает, во сколько раз радиационная опасность от воздействия на живой организм данного вида издучения больше, чем от воздейчтвия у-излучения

В связи с тем, что при одной и той же поглощенной дозе разные излучения вызывают различные биологические эффекты, для оценки этих этих эффектов была введена величина, называемая эквивалентной дозой. эквивалентная доза равно произведению поглощенной дозы на коэффициент качества H=D*K зиверт (Зв)

Представляется, что за время, равное периоду, ровно половина всех активных атомов данного образца распадается. Но означает ли это, что за время в два периода полураспада все активные атомы полностью распадутся? Совсем нет. Через определенный момент в образце остается половина радиоактивных элементов, через такой же промежуток времени из оставшихся атомов распадается еще половина, и так далее.

При этом излучение сохраняется длительное время, значительно превышающее период полураспада. Значит, активные атомы сохраняются в образце независимо от излучения Период полураспада - это величина, зависящая исключительно от свойств данного вещества. Значение величины определено для многих известных радиоактивных изотопов

Определение периода полураспада выполнено экспериментально. В ходе лабораторных исследований многократно проводится измерение активности. Поскольку лабораторные образцы минимальных размеров,эксперимент проводится с различным интервалом времени, многократно повторяясь. В его основу положена закономерность изменения активности веществ. С целью определения периода полураспада производится измерение активности данного образца в определенные промежутки времени. С учетом того, что данный параметр связан с количеством распавшихся атомов, используя закон радиоактивного распада, определяют период полураспада

Вообще, доля выживших частиц (или, точнее, вероятность выживания p для данной частицы) зависит от времени t следующим образом: Где N -число радиоактивных атомов t -время T -период полураспада

Закон радиоактивного распада можно записать формулой N=N 0 /2 n

Одной из основных экологических проблем конца 20 века, а теперь и 21 является защита населения и окружающей среды от радиоактивного излучения. При халатном отношении неисчерпаемый источник энергии превращается в страшного врага всего живого(пример Чернобыльская АЭС). Проблема осложняется еще и тем, что радиация невидима, неслышна и неосязаема. Ядерное топливо и оружие непросто и производить, и хранить. Но все же, по оценкам специалистов, около 70% радиационного фона России дают природные радионуклиды. В РФ была подготовлена программа «Радон», призванная обеспечить защиту населения от ионизирующего излучения природного характера.

МБОУ кишкинская сош

Биологическое действие

радиации

Урок физики 9 класс

Учитель физики: Кузьмина Нина Юрьевна

Фактор радиации присутствовал на нашей планете с момента ее образования, и как показали дальнейшие исследования, ионизирующие излучения наряду с другими явлениями физической, химической и биологической природы сопровождали развитие жизни на Земле.

Однако, физическое действие радиации начало изучаться только в конце XIX столетия, а ее биологические эффекты на живые о рганизмы - в середине

Ионизационные излучения относятся к тем физическим феноменам, которые не ощущаются нашими органами чувств, сотни специалистов, работая с радиацией, получили радиационные ожоги от больших доз облучения и умерли от злокачественных опухолей, вызванных пере облучением.

Тем не менее, сегодня мировая наука знает о биологическом воздействии радиации больше, чем о действии любых других факторов физической и биологической природы в окружающей среде.

При изучении действия радиации на живой организм были определены следующие особенности:

· Действие ионизирующих излучений на организм не ощутимо человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы ионизирующие излучения. Существует так называемый период мнимого благополучия - инкубационный период проявления действия ионизирующего излучения. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах.

· Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.

Излучение действует не только на данный живой организм, но и на его потомство - это так называемый генетический эффект.

· Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0,002-0,005 Гр уже наступают изменения в крови.

· Не каждый организм в целом одинаково воспринимает облучение.

· Облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное .

Радиоволны, световые волны, тепловая энергия солнца - все это разновидности излучений

Однако, излучение будет ионизирующим, если оно способно разрывать химические связи молекул, из которых состоят ткани живого организма, и, как следствие, вызывать биологические изменения.

Энергию непосредственно передаваемую атомам и молекулам биотканей называют прямым действием радиации. Некоторые клетки из-за неравномерности распределения энергии излучения будут значительно повреждены.

Наш организм в противовес описанным выше процессам вырабатывает особые вещества, которые являются своего рода « чистильщиками » .

Активизировать процессы поглощения свободных радикалов можно, включив в рацион питания антиокислители, витамины А, Е, С или препараты, содержащие селен. Эти вещества обезвреживают свободные радикалы, поглощая их в больших количествах.

Каждая клетка организма содержит молекулу ДНК , которая несет информацию для правильного воспроизведения новых клеток.

ДНК - это дезоксирибонуклеиновая кислота, состоящая из длинных, закругленных молекул в виде двойной спирали. Функция ее заключается в обеспечении синтеза большинства белковых молекул из которых состоят аминокислоты. Цепочка молекулы ДНК состоит из отдельных участков, которые кодируются специальными белками, образуя так называемый ген человека.

Радиация может либо убить клетку, либо исказить информацию в ДНК так, что со временем появятся дефектные клетки. Изменение генетического кода клетки называют мутацией.

Средняя степень тяжести лучевой болезни наблюдается у лиц, подвергшихся воздействию излучения в 250-400 рад. У них резко снижается содержание лейкоцитов (белых кровяных клеток) в крови, наблюдается тошнота и рвота, появляются подкожные кровоизлияния. Летальный исход наблюдается у 20% облученных спустя 2-6 недель после облучения .

ЛИТЕРАТУРА:

1. Савенко В.С. -Радиоэкология. - Мн.: Дизайн ПРО, 1997.

2 . А.В.ШУМАКОВ Краткое пособие по радиационной медицине Луганск -2006

3. Бекман И.Н. Лекции по ядерной медицине

4. Л.Д.Линденбратен, Л.Б. Наумов Медицинская рентгенология. М. Медицина 1984

5 . П.Д.Хазов, М.Ю. Петрова. Основы медицинской радиологии. Рязань,2005

6 . П.Д.Хазов. Лучевая диагностика. Цикл лекций. Рязань. 2006

Выполнил учениц__
9 «___» класса
__________________

Основные понятия и термины про радиацию:

Радиация - это явление, происходящее в радиоактивных элементах, ядерных реакторах, при ядерных взрывах, сопровождающееся испусканием частиц и различными излучениями, в результате чего возникают вредные и опасные факторы, воздействующие на людей. Следовательно, термин «ионизирующие излучения» есть одна из сторон проявления физико-химических процессов, протекающих в радиоактивных элементах.

Термин «проникающая радиация» - следует понимать как поражающий фактор ионизирующих излучений, возникающих, например, при взрыве атомного реактора.

Ионизирующее излучение - это любое излучение, вызывающее ионизацию среды, т.е. протекание электрических токов в этой среде, в том числе и в организме человека, что часто приводит к разрушению клеток, изменению состава крови, ожогам и другим тяжелым последствиям.

 - излучение

По своим свойствам -частицы обладают малой проникающей способностью и не представляют опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие -частицы, не попадут внутрь организма через рану, с пищей или вдыхаемым воздухом; тогда они становятся чрезвычайно опасными.

 излучение

-частицы могут проникать в ткани организма на глубину один – два сантиметра

 излучение

Большой проникающей способностью обладает -излучение, которое распространяется со скоростью света; его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

Альфа распад

Бэта распад

Гамма излучение

ДНК человека

Альфа частица

Источники внешнего облучения

космические лучи, дают чуть меньше половины всего внешнего облучения получаемого населением.
Нахождение человека, чем выше поднимается он над уровнем моря, тем сильнее становится облучение, т.к. толщина воздушной прослойки и ее плотность по мере подъема уменьшается, а следовательно, падают защитные свойства.
Земная радиация, исходит в основном от тех пород полезных ископаемых, которые содержат калий – 40, рубидий – 87, уран – 238, торий – 232.

Внутренне облучение человека

Попадание в организм с пищей, водой, воздухом.
Радиоактивный газ радон - он невидимый, не имеющий ни вкуса, ни запаха газ, который в 7,5 раз тяжелее воздуха.
Глиноземы. Отходы промышленности, используемые в строительстве, например, кирпич из красной глины, доменный шлак, зольная пыль.
Также нельзя забывать, что при сжигании угля значительная часть его компонентов спекается в шлак или золу, где концентрируются радиоактивные вещества.

Слайд №10

Ядерные взрывы

Ядерные взрывы тоже вносят свою лепту в увеличение дозы облучения человека (то, что произошло в Чернобыли). Радиоактивные осадки от испытаний в атмосфере разносятся по всей планете, повышая общий уровень загрязненности.
Всего ядерных испытаний в атмосфере произведено: Китаем – 193, СССР – 142, Францией – 45, США – 22, Великобританией – 21. После 1980 года взрывы в атмосфере практически прекратились. Подземные же испытания продолжаются до сих пор.

Слайд №11

Слайд №12

Воздействие ионизирующих излучений

Любой вид ионизирующих излучений вызывает биологические изменения в организме как при внешнем (источник находится вне организма), так и при внутреннем облучении (радиоактивные вещества, т.е. частицы, попадают внутрь организма с пищей, через органы дыхания).
Однократное облучение вызывает биологические нарушения, которые зависят от суммарной поглощенной дозы. Так при дозе до 0,25 Гр. видимых нарушений нет, но уже при 4 – 5 Гр. смертельные случаи составляют 50% от общего числа пострадавших, а при 6 Гр. и более - 100% пострадавших. (Здесь: Гр. – грей).

Основной механизм действия связан с процессами ионизации атомов и молекул живой материи, в частности молекул воды, содержащихся в клетках.
Степень воздействия ионизирующих излучений на живой организм зависит от мощности дозы облучения, продолжительности этого воздействия и вида излучения и радионуклида, попавшего внутрь организма.
Введена величина эквивалентной дозы, измеряемая в зивертах (1 Зв. = 1 Дж/кг). Зиверт представляет собой единицу поглощенной дозы, умноженную на коэффициент, учитывающий неодинаковую радиоактивную опасность для организма разных видов ионизирующего излучения.

Слайд №13

Слайд №14

Эквивалентная доза излучения:

Эквивалентная доза излучения:
Н=Д*К
К - коэффициент качества
Д – поглощенная доза излучений

Поглощенная доза излучений:
Д=Е/m
Е – энергия поглощенного тела
m – масса тела

Слайд №15

Что касается генетических последствий радиации, то они проявляются в виде хромосомных аберраций (в том числе изменения числа или структуры хромосом) и генных мутаций. Генные мутации проявляются сразу в первом поколении (доминантные мутации) или только при условии, если у обоих родителей мутантным является один и тот же ген (рецессивные мутации), что является маловероятным.
Доза в 1 Гр, полученная при низком радиационном фоне особями мужского пола (для женщин оценки менее определенны), вызывает появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к серьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллион живых новорожденных.

Слайд 1

Биологическое действие радиоактивных излучений

Выполнила ученица 11 класса Сандзюк Алёна 2010 год

Слайд 2

Биологическое действие радиоактивных излучений на живые организмы

Цель: формирование представления о биологическом действии радиации. Задачи: 1. Сформировать у учащихся знания о радиоактивности. Оценить положительные и отрицательные проявления этого открытия в современном обществе, расширить кругозор учащихся. 2. Сформировать мировоззренческие идеи, связанные с использованием радиоактивности, воспитывать умение выслушивать товарища, уважать чужую точку зрения, критически оценивать явления общественной жизни страны. 3. Развивать компьютерную грамотность и коммуникативную компетентность (публичное выступление);

Слайд 3

Радиоактивность это испускание ядрами некоторых элементов различных частиц, сопровождающееся переходом ядра в другое состояние и изменением его параметров. Явление радиоактивности было открыто опытным путем французским ученым Анри Беккерелем в 1896 году для солей урана.

Слайд 4

В 1899 году под руководством английского ученого Э.Резерфорда, был проведен опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения.

Слайд 5

ТРИ составляющие этого излучения

Бета – частицы представляют собой поток быстрых электронов, летящих со скоростями близкими к скорости света. Они проникают в воздух до 20 м. Альфа частицы – это потоки ядер атомов гелия. Скорость этих частиц 20000 км/с, что превышает скорость современного самолета (1000 км/ч) в 72000 раз. Альфа – лучи проникают в воздух до 10 см. Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц

Слайд 6

Каждый тип излучения обладает своей проницаемостью, то есть свободностью пройти сквозь вещество. Чем большей плотностью обладает вещество, тем хуже оно пропускает излучение.

Слайд 7

Альфа излучение обладает низкой проникающей способностью; задерживается листом бумаги, одеждой, кожей человека; попавшие альфа частицы внутрь организма, представляют большую опасность.

Слайд 8

Бета излучение имеет гораздо большую проникающую способность; может проходить в воздухе расстояние до 5 метров, способно проникать в ткани организма; слой алюминия толщиной в несколько миллиметров способно задержать бета-частицы.

Слайд 9

Гамма излучение обладает ещё большей проникающей способностью; задерживается толстым слоем свинца или бетона. Видео

посмотри

Слайд 10

Слайд 11

Радиоактивные излучения оказывают сильное биологическое действие на ткани живого организма, заключающееся в ионизации атомов и молекул среды

Слайд 12

Живая клетка- сложный механизм, не способный продолжать нормальную деятельность даже при малых повреждениях отдельных его участков. Даже слабые излучения могут нанести клеткам существенные повреждения и вызвать опасные заболевания (лучевая болезнь). При большой интенсивности излучения живые организмы погибают. Опасность излучения заключается в том, что они не вызывают никаких болевых ощущений даже при смертельных дозах.

Слайд 13

Механизм действия излучения: происходит ионизация атомов и молекул, что приводит к изменению химической активности клеток.

Слайд 14

Наиболее чувствительные к излучению ядра клеток

1.Клетки костного мозга (нарушается процесс образования крови) 2) Поражение клеток пищеварительного тракта и др. органы

Слайд 15

Сильное влияние облучение оказывает на наследственность, поражая гены в хромосомах

Слайд 16

Изменение клетки: -Разрушение хромосом -Нарушение способности к делению -Изменение проницаемости клеточных мембран -Разбухание ядер клеток

Слайд 17

Генетические нарушения в организме

Слайд 18

Рак и наследственные болезни расцениваются как хронические последствия действия излучений

Слайд 19

Наиболее сильно радиация влияет на быстро растущие клетки – раковые

Слайд 20

Облучение может оказывать и определённую пользу

Быстроразмножающиеся клетки в раковых опухолях более чувствительны к облучению. На этом основано подавление раковой опухали у-лучами радиоактивных препаратов, которые для этой цели более эффективны, чем рентгеновские лучи

Слайд 21

Доза излучения поглощение Е ионизирующего излучения к массе вещества

В СИ поглощённую дозу излучения выражают в грэях Естественный фон радиации (космические лучи, радиоактивность окружающей среды и человеческого тела) составляет за год дозу излучения около 2*10 -3 Гр Доза излучения 3-10 Гр, полученная за короткое время, смертельна

Слайд 22

В силу того, что при радиоактивном облучении биологическая поражаемость органов тела человека или отдельных систем организма неодинакова, их делят на группы: I (наиболее уязвимая) - все тело, гонады и красный костный мозг (кроветворная система); II - хрусталик глаза, щитовидная железа (эндокринная система), печень, почки, легкие, мышцы, жировая ткань, селезенка, желудочно-кишечный тракт, а также другие органы, которые не вошли в I и III группы; III- кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, стопы и голени.

Слайд 23

Защита организмов от излучения. При работе с любым источником радиации необходимо принимать меры по радиационной защиты всех людей, могущих попасть в зону действия излучения. Человек с помощью органов чувств не способен обнаружить любые дозы радиоактивного излучения. Для обнаружения ионизирующих излучений, измерения их энергии и других свойств, применяются дозиметры

Слайд 24

Самый простой метод защиты – это удаление персонала от источника излучения на достаточно большое расстояние. Поэтому все объёмы с радиоактивными препаратами не следует брать руками. Нужно пользоваться специальными щипцами с длинной ручкой. Если удаление от источника излучения на достаточно большое расстояние не возможно. Используют для защиты от излучения преграды из поглощающих материалов.

Слайд 25

Радиоактивные отходы РАО Отходы, содержащие радиоактивные изотопы химических элементов и не имеющие практической ценности. Это ядерные материалы и радиоактивные вещества, дальнейшее использование которых не предусматривается.

• Десяткова Татьяна Владимировна преподаватель физики Ачитского филиала ГБОУ СПО СО «Красноуфимский аграрный колледж»

• «Биологическое действие радиоактивных излучений»

• Использование положительных полезных аспектов радиоактивного излучения и возможное своевременное прогнозирование предотвращения его негативных последствий представляет в настоящее время практический интерес.

• Заполните таблицу

• Радиоактивное излучение также называют ионизирующим излучением,
• т.к. проходя через живую ткань оно вызывает ионизацию атомов.

• Отношение энергии излучения Еизл, поглощённой облучаемым телом, к его массе m.
• D = E изл / m

• 1 Гр – грей
• 1 Гр – 1 Дж/кг
• 1 Гр – доза поглощённого излучения, при которой веществу массой 1 кг передаётся энергия ионизирующего излучения 1 Дж.

• Коэффициентом относительной активности (КОБА) или коэффициентом качества κ

• Эквивалентная доза

• Произведение дозы поглощённого излучения на коэффициент качества
• H = D · k

• 1 Зв равен эквивалентной дозе, при которой доза поглощённого гамма-излучения равна 1 Гр.

• Допустимая доза облучения <0,25 Гр
• Доза облучения, вызывающая лучевую болезнь 1- 6 Гр
• Смертельная доза облучения 6 -10 Гр

• В любом месте на поверхности Земли, под землёй, в водоёмах, в атмосфере и в космическом пространстве существует ионизирующее излучение, или
• естественный радиационный фон.

• Среднее значение эквивалентной дозы поглощённого излучения, обусловленной естественным радиационным фоном, составляет около
• 2 мЗв в год.

• Наиболее значительный вклад в естественный радиационный фон вносит радиоактивный радон и продукты его распада, попадающие в организм при дыхании.
• Его концентрация особенно велика в закрытых непроветриваемых помещениях

• Наличие естественного радиационного фона – необходимое условие эволюции на земле.
• Обязательным условием эволюции является изменчивость как следствие мутации генов.

• Одним из факторов, вызывающих мутации, является естественный фон ионизирующей радиации.
• В отсутствии естественного радиационного фона, возможно не было бы и жизни на Земле в её настоящем виде.

• Острое поражение организма взрослого человека обнаруживается, начиная с пороговой эквивалентной дозы
• 0,5 Зв.

• Повышенная чувствительность к облучению быстро размножающихся клеток даёт возможность использовать радиоактивное излучение для разрушения клеток злокачественных опухолей.

• УДАЧИ В РЕШЕНИИ ТЕСТА!

• А) D = E изл / m
• Б) D = m / Е изл

• А) Дж
• В) Гр

• А) Коэффициент качества
• Б) Эквивалентная доза
• В) Допустимая доза

• 4.Среднее значение эквивалентной дозы поглощённого излучения, обусловленной естественным радиационным фоном, составляет около……

• 5. Смертельная доза облучения составляет ….

• Молодцы!