ИЗЛУЧЕНИЯ: МИКРОВОЛНЫ, РАДИОВОЛНЫ, ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ И ДРУГИЕ
Исполнители работы: Завьялов Михаил, (11 кл.), Бутянов Михаил,(11 кл.), Таицкая средняя школа
Компьютерная графика — Завьялов Михаил
Руководители работ: Миронов Ю.Т., Вижуткина Л.П., Зимина Н.В.
Известно, что излучения могут вредить здоровью человека и что характер наблюдаемых последствий зависит от типа излучения и от дозы.
На рис. 1 представлен весь электромагнитный спектр. Как показано на этой схеме, он включает много видов излучений — от очень длинных волн. возникающих, например, при работе электрогенераторов, до очень коротких, таких, как рентгеновские и космические лучи. Световые волны, воспринимаемые глазом, тоже входят в электромагнитный спектр, но это только малая часть всего диапазона.
Рис. 1. Спектр электромагнитных волн
Влияние излучений на здоровье зависит от длины волны. Последствия, которые чаще всего имеют в виду, говоря об эффектах облучения (радиационное поражение и различные формы рака), вызываются только более короткими волнами. Эти типы излучений известны как ионизирующая радиация. В отличие от этого более длинные волны — от ближнего ультрафиолета (УФ) до радиоволн и далее — называют неионизирующим излучением, его влияние на здоровье совершенно иное.
Микроволны находятся в этой «неионизирующей» области, тогда как рентгеновские лучи, гамма-лучи и космические лучи — это ионизирующие излучения. Рассмотрим влияние этих двух категорий излучения на организм, имея в виду, что последствием воздействия ультрафиолетовых лучей главным образом является рак кожи.
Неионизирующее излучение может усиливать тепловое движение молекул в живой ткани. Это приводит к повышению температуры ткани и может вызывать вредные последствия, такие, как ожоги и катаракты, а также аномалии развития утробного плода. Не исключена также возможность разрушения сложных биологических структур, например, клеточных мембран. Для нормального функционирования таких структур необходимо упорядоченное расположение молекул. Таким образом, возможны последствия более глубокие, чем простое повышение температуры, хотя экспериментальных свидетельств этого пока недостаточно.
Большая часть опытных данных по неионизирующим излучениям относится к радиочастотному диапазону. Эти данные показывают, что дозы выше 100 милливатт (мВт) на 1 см2 вызывают прямое тепловое повреждение, а также развитие катаракты в глазу. При дозах от 10 до 100 мВт/см2 наблюдались изменения, обусловленные термическим стрессом, включая врожденные аномалии у потомков. При 1-10 мВт/см2 отмечались изменения в иммунной системе и гематоэнцефалическом барьере. В диапазоне от 100 мкВт/см2 до 1 мВт/см2 не было достоверно установлено почти никаких последствий.
По-видимому, при воздействии неионизирующего излучения существенное значение имеют лишь ближайшие последствия, такие, как перегрев тканей (хотя имеются новые, пока неполные, данные о том, что рабочие, подвергающиеся действию микроволн, и люди, живущие очень близко к высоковольтным линиям электропередачи, могут быть больше подвержены заболеванию раком).
Отсутствию видимых последствий при низких уровнях микроволнового облучения нужно противопоставить тот факт, что рост использования микроволн составляет, по меньшей мере, 15% в год. Помимо применения в микроволновых печах они используются в радарах и, как средство передачи сигналов, в телевидении и в телефонной и телеграфной связи. В бывшем Советском Союзе для населения был принят предел в 1 мкВт/см2.
Промышленные рабочие, участвующие в процессах нагрева, сушки и изготовления слоистого пластика, могут подвергаться некоторому риску, так же, как и специалисты, работающие в радиовещательных, радарных и релейных башнях, или некоторые военнослужащие. Рабочие подавали иски на компенсацию с обвинением в том, что микроволны способствовали нетрудоспособности, и, по меньшей мере, в одном случае было принято решение в пользу рабочего.
С увеличением числа источников микроволнового излучения возрастает тревога в отношении его воздействия на население.
Радиация: рентгеновское излучение, гамма-излучение и частицы
Взглянув снова на спектр электромагнитных волн (рис. 1), мы увидим, что его коротковолновый конец состоит из рентгеновских, гамма- и космических излучений. Эти излучения обладают достаточной энергией. чтобы освободить электрон из атома, частью которого он был. В результате образуются ионы (почему эти виды излучений и называют ионизирующими). Воздействием этих ионов и обусловлены дальнейшие изменения в облученных клетках. Некоторые типы частиц, подобные испускаемым радиоактивными материалами, тоже вызывают образование ионов.
Распад ядер нестабильных элементов порождает ионизирующие частицы и ионизирующее излучение. Нестабильные элементы, которые мы называем радиоактивными, испускают альфа-частицы, бета-частицы и гамма-лучи. Гамма-лучи обладают наибольшей проникающей способностью из всех продуктов радиоактивного распада. Они могут проходить сквозь несколько сантиметров свинца без существенного ослабления своей энергии.
Подобно гамма-лучам, рентгеновские лучи тоже в высокой степени проникающие. Требуется несколько сантиметров свинца, чтобы их задержать. Космические лучи, состоящие из частиц и электромагнитного излучения, непрерывно бомбардируют нас из мирового пространства. Хотя часть космических лучей может быть задержана несколькими слоями свинца, другая их часть проникает даже в глубочайшие шахты. Интенсивность космических лучей возрастает на больших высотах настолько, что космонавтов, возможно, следует приравнять к людям, работающим с ионизирующей радиацией. Интенсивность космических лучей возрастает также с приближением к полярным широтам.
Последствия облучения для здоровья людей, живущих в настоящее время, можно разделить на две категории. Острые симптомы, возникающие после интенсивной кратковременной экспозиции, проявляются на протяжении нескольких дней или недель. Такие случаи очень мало вероятны, за исключением атомной войны или аварийных ситуаций. Последствия длительного облучения в малых дозах вряд ли могут проявиться скоро, т. к. для этого нужны годы. Такого рода поздние симптомы нельзя отличить от обычных болезней старения, особенно это относится к раку. Мы знаем, что ионизирующее излучение может вызвать рак молочных желез и щитовидной железы, лейкоз, рак легких, желудочно-кишечного тракта и костей. Эти болезни наблюдались у людей, получивших дозы в 100 бэр и больше при несчастных случаях или такой катастрофе. как взрывы атомных бомб в Нагасаки и Хиросиме.
Хотя радиация может вызвать рак, заболевший обычно не может указать на облучение, как на его причину. Население и рабочие, как правило, рискуют получить лишь очень малую дозу —от 0,1 до 5 бэр. Те формы рака, которые вызываются облучением, могут быть индуцированы иными агентами. Поэтому для того, чтобы с помощью обычных статистических методов установить, вызваны ли определенные формы рака этими низкими уровнями облучения, потребовалось бы обследовать очень большое число людей —порядка сотен тысяч. Обычно невозможно найти столько подвергшихся облучению лиц или столько случаев определенной формы рака, чтобы эпидемиологическое исследование позволило установить связь заболеваний с полученными малыми дозами радиации. Некоторые исследователи обрабатывали имеющуюся информацию более сложными статистическими методами, но большинство других ученых не признают результаты убедительными.
Для оценки возможного действия малых доз используются также данные о последствиях облучения в дозах больше 100 бэр. Среди специалистов идет спор: как экстраполировать данные о действии больших доз, чтобы предсказать действие меньших доз, и имеется ли порог, ниже которого уже нет никакой опасности? Это аналогично спорам о действии низких доз химических канцерогенов. Большинство ученых согласно в том, что нет никаких доказательств существования порогового уровня, особенно для некоторых типов излучений, например, для альфа-частиц.
Можно полагать, что, помимо рака,. излучение вызывает также генетические повреждения, т. е. мутации, которые могут быть переданы будущим поколениям. Результаты экспериментов на животных и культурах клеток привели ученых к убеждению, что это весьма вероятно.
Резюме
Радиационную опасность могут создавать излучения двух категорий —ионизирующие и неионизирующие. Первые обладают достаточной энергией, чтобы освобождать электроны из атомов. К этой категории относятся рентгеновские лучи, гамма-лучи и космические лучи. Неионизирующие излучения — микроволны, радиоволны и волны от линий электропередачи — не способны освобождать электроны. Однако эти волны все же могут вызывать тепловое повреждение тканей, а также разрушать клеточные структуры или вызывать рак.
Ионизирующее излучение может вызывать острые последствия, такие, как лучевая болезнь и смерть, или хронические последствия, например, разные формы рака и генетические повреждения. Те же формы рака могут вызываться и другими опасными агентами, так что конкретные жертвы обычно не в состоянии доказать, что рак у них вызван облучением.
| Перейти к оглавлению |  |
|||||
 | ||||||
|
|
|
|
||||