XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Радиация в жизни человека: друг или враг?!

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ормели М.А. 1

---

1МОУ "СОШ "Патриот" с кадетскими классами имени Героя Российской Федерации Дейнеко Юрия Михайловича", город Энгельс, Саратовская область.

Некрасова Н.В. 1

---

1МОУ "СОШ "Патриот" с кадетскими классами имени Героя Российской Федерации Дейнеко Юрия Михайловича", город Энгельс, Саратовская область.

Работа в формате PDF

1.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Радиация (лат. «radiatio» лучеиспускание) – невидимая энергия без запаха, цвета и вкуса, способная изменять вещество и приводить к произвольному распаду атомов внутри него [6, 10].

Изучение радиоактивности бесспорно актуально в современном мире, в связи с увеличениемпримененияионизирующего излучения в разных отраслях деятельности человека [8].

Основная идея проекта – погрузиться в мир радиобиологии – науки на стыке биологии, медицины и физики, сформировать и укрепить интерес к данной теме, разобраться в главном вопросе: другом или врагом является радиация.

Главная цель проекта – сформировать знания о радиоактивности, ее положительной и отрицательной (опасной) роли в жизни человека и окружающей среды.

Основные задачи:

• изучить историю открытия радиоактивности;

• познакомиться с принципом работы приборов «Дозиметр гамма-излучения» и «Универсальный радиометр»;

• провести измерения радиационного фона;

• познакомиться с возможными негативными радиационными последствиями воздействия ионизирующего излучения на примере аварии в Чернобыле;

• разработать макет памятки-брошюры с рекомендациями о мерах защиты при угрозе чрезвычайной ситуации (ЧС) на атомной электростанции (АЭС).

Методы работы:в теоретической части исследования применялся поисковый метод получения информации, проводилась работа с литературными источниками, изучалась электроннаяинформация в виде презентаций «Радиация вокруг нас», «Эхо Чернобыля»[7]; а также были просмотрены документальный фильм «Секунды до катастрофы» (NationalGeographic) [4] и мультфильм «Фиксики о радиации»: «Ионизирующее излучение», «Атомная электростанция», «Уран» [5].Практическаячасть работызаключалась в изучении устройств и принципов работы дозиметра гамма-излучения и универсального радиометра; проводились замеры радиационного фона.

Продукт проекта:

• визуальное (графическое) представление полученных результатов исследования в видегистограмм и фотографий (Приложение 1);

• разработанная памятка-брошюра«Внимание! Радиация».

В ходе подготовки проекта был посещен Информационный центр по атомной энергии (ИЦАЭ) в г. Саратов (Приложение 2), где удалось с помощью интерактивных макетов познакомиться с принципом работы атомной электростанции.

1 История открытия радиоактивных элементов

Конец XIX века характеризуется новым этапом в формировании физической картины мира – открытием радиоактивности [10].

В 1895 году Вильгельм Рентген – немецкий физик, открыл излучение, которое позволяло заглянуть внутрь человеческого тела, и назвал его «икс- лучами». Излучение обладало уникальной проникающей способностью и нашло широкое применение в медицине и технике.

Годом позднее Анри Беккерель – французский исследователь, случайно обнаружил, что химический элемент уран создает неизвестное излучение, получившее название икс-лучи. Ученый провел опыт: завернул кристаллы соли урана в чёрную светонепроницаемую бумагу и положил свёрток на фотопластинку. Через несколько дней, после проявления фотопластинки, он обнаружил на ней чёткое изображение кристаллов. Это означало, что соли урана самопроизвольно, без каких-либо внешних влияний, создают излучение.

В 1898 году Мари Склодовская-Кюри (польский и французский физик) обнаружила, что способность урана испускать икс-лучи присуща и элементу торию. Также Мари впервые применила термин «радиоактивность». Позже она открыла два новых радиоактивных элемента: природная активность которых в сотни раз превышает активность урана – это полоний и радий.В 1903 году Мари стала первой женщиной, получившей Нобелевскую премию по физике за вклад в изучение радиоактивности.

В 1908 году Ханс Гейгер – немецкий физик изобрел счетчик Гейгера – прибор для измерения уровня радиации в воздухе. При обнаружении радиации прибор издает особые щелчки, и на шкале указывается уровень радиации.

Более века назад ученые не знали о губительном воздействии большого количества радиоактивного излучения на человека. Мари Склодовская-Кюри стала одной из первых жертв и умерла в 1934 г. от тяжелого заболевания крови. В 1925 году советские учёные Георгий Адамович Надсон и Григорий Семёнович Филиппов установили мутагенное воздействие радиации на живые организмы[10].

2 Положительная роль радиоактивной энергии в жизни человека

Радиация всегда существовала на Земле. И в течение всей жизни, человек подвержен непрерывному радиационному воздействию. Такими относительно безопасными естественными(природными)источниками радиации являются: солнечное излучение, космические лучи, излучение радиоактивных веществ, находящихся в земной коре.Искусственными источниками радиации служат: реакторные установки, ускорители частиц, медицинское и научное оборудование [2].

Рисунок 1 Источники радиационного фона

В наши дни сложно переоценить положительную роль радиоактивности в жизни людей. В современном мире радиоактивная энергия, полученная человеком, применяется в разных отраслях: в медицине, растениеводстве и животноводстве, пищевой индустрии, промышленности, археологии.

Разработанные технологии позволяют использовать радиоактивное излучение для лечения онкологических заболеваний, проводить рентгенодиагностику, отслеживать повреждение и дефекты в металлах на заводах, повышать количество и качество урожая сельскохозяйственных культур за счет облучения семян, определять возраст органических соединений благодаря методу радиоуглеродного анализа, и многое другое [8].

3 Измерение уровня естественной радиоактивности

Экспериментальные наблюдения за естественной радиоактивностью проводились с помощью современных приборов гражданского назначения дозиметра гамма-излучения и универсального радиометра.

3.1. Дозиметр гамма-излучения

Для контроля уровня радиации применялся портативный прибор – дозиметр гамма-излучения(рисунок 2)[3], предоставленный кафедрой метеорологии и климатологии Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского.

Рисунок 2 Дозиметр гамма-излучения (наручные часы) – ДКГ РМ1603А

Прибор достаточно прост в использовании: замеры производятся автоматически и в непрерывном режиме. Корпус ДКГ-РМ1603А герметичный, стекло ударопрочное, имеетсялюминесцентная подсветка. Доступна запись до 1000 замеров. В качестве детектора в ДКГ-РМ1603 используется счетчик Гейгера-Мюллера. Время работы дозиметра от одного источника питания более 9 месяцев [3].

Исследования проводились 22 ноября 2024 г. (Приложение 1) в произвольно выбранных локациях:

в помещении:

• детская комната;

• школьный класс;

• танцевальный класс;

на улице:

• спортивная площадка в центре города;

• лесопарк «Лесной» (Тинь-Зинь).

В таблице 1 и на гистограмме (рисунок 3) представлены результаты проведенных измерений. Нормативный показатель составляет от 0,05 до 0,2 микрозиверт в час (мкЗв/ч). Если постоянный фоновый уровень превышает 1,2 мкЗв/ч, он представляет серьезную угрозу для человека.

Таблица 1 Значения радиационного фона в разных локациях в черте г. Энгельс по данным портативного прибора «Дозиметр гамма-излучения»

Рисунок 3Значения радиационного фона в разных локациях в черте г. Энгельс по данным портативного прибора «Дозиметр гамма-излучения»

(1 – детская комната, 2 – школьный класс, 3 – танцевальный класс, 4 – спорт.площадка, 5 – лесопарк)

Все полученные значения в результате измерений оказались в пределах нормы. Наибольший показатель отмечался в 07:15 утрана уровне 9 этажа в детской комнате и составил 0,10 мкЗв/ч, наименьший показатель составил 0,06 мкЗв/ч для танцевального классана уровне первого этажа в 16:00 и такое же значение отмечалось в 18:20 в лесопарке «Тинь-зинь».

3.2 Универсальный радиометр

Определение уровня радиоактивностичеловека проводилось 28 ноября 2024 г.с помощью приборауниверсальный радиометр. Прибор имеется в городе Саратов в Информационном центре по атомной энергии (ИЦАЭ).

Тело каждого человека обязательно содержит некоторое количество биологически активных радионуклидов. Один из них – «калий-40» – радиоактивный изотоп калия. В клетках различных тканей человеческого тела его содержится до 20 мг. В наш организм он попадает вместе с пищей и водой.

Для измерения радиоактивности Вашего тела необходимо встать на обозначенную отметку на площадке прибора. Измерение выполняется в течение нескольких секунд (рисунок 4).

Рисунок 4 Измерение радиоактивности тела человека с помощью

«Универсального радиометра»

В таблице 2 и на графике (рисунок 5) представлены полученные значения радиоактивности. Уровень радиоактивности взрослого человека в 2-3 раза превышает показатели детей 8-10 лет.

Таблица 2 Значения радиоактивности тела человека по данным прибора «Универсальный радиометр»

Рисунок 5 Радиоактивный фон тела человека по данным прибора «Универсальный радиометр»

4 Негативные радиационные последствия на примере аварии на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС)

Главным примером страшной радиационной катастрофы на планете Земле является трагедия на Чернобыльской атомной электростанции 26 апреля 1986 г.[7, 9].

В таблице 3 представлены негативные факты об аварии [9].

Таблица 3 Негативные радиационные последствия аварии на Чернобыльской атомной электростанции

«Смертельный взрыв в ночной тиши –

Час двадцать три, стоят часы.

И свет тогда кругом погас –

Четвёртый блок весь мир потряс» – строки из стихотворения Николая Денисова, описывающие ужас случившегося. После аварии радиоактивный пепел и осадки накрывали близлежащие города с десятками тысяч людей. Эвакуация населения началась лишь через 36 часов. На много лет вперед будет закрыт город Припять [9].

4.1 Порядок действий при чрезвычайной ситуации на АЭС (памятка-брошюра)

В Саратовском регионе имеется одна из крупнейших атомных электростанций России – Балаковская атомная электростанция (БалАЭС) (рисунок 6), расположенная на левом берегу Саратовского водохранилища, в 12,5 км от г. Балаково и в 150 км от областного центра – г. Саратова. Ближайшими населёнными пунктами являются сёла Натальино (в 3 км юго-западнее) и Матвеевка (в 4,5 км северо-восточнее). В 2,5–3 км от БалАЭС расположены орошаемые пахотные земли [1].

Рисунок 6 Балаковская атомная электростанция[1]

Знания необходимых правильных действий при радиационной опасности в нашем крае однозначно актуальны. На рисунке 7 представлен макетразработанной памятки-брошюры «Внимание! Радиация!».

Размер брошюры составил 210*100 мм – евро-буклет с двумя фальцами. При разработке применяласькомпьютерная программа CorelDraw; для печати использовались: офисная бумага формата А4 и плотностью 120 мг, сканер/цветной принтер.

Рисунок 7 Макет памятки-брошюры «Внимание! Радиация!»

Заключение

В результате проделанной работы успешно достигнуты поставленные цели и задачи. Начато знакомство с наукой радиобиология (радиационная биология); изучена история открытия радиоактивных элементов; сформировано общее представление о радиоактивности – ее положительной и отрицательной роли в жизни человека.

Получены навыки работы с приборами «Дозиметр гамма-излучения» и «Универсальный радиометр». Проведенные исследованиярадиационного фона разными методами невыявили случаев превышения нормы.Значения уровня радиоактивности в разных локациях г. Энгельс по данным прибора дозиметр гамма-излученияизменялись от 0,06 до 0,1 мкЗв/ч.

Заключительный этап исследования посвящен негативным радиационным последствиям аварии на Чернобыльской атомной электростанции. Подготовлен макет памятки-брошюры «Внимание! Радиация!», изучены меры защиты и порядок действий при чрезвычайных ситуациях на АЭС.

В Приложениях 1, 2работы представлены фотографии исследований.

Список литературы

1. Балаковская атомная электростанция, Интернет-ресурс:https://ru.wikipedia.org/wiki/Балаковская_АЭС

2. ДияковскаяА.В., ТелековаЛ.Р. Влияние радиации на человека и окружающую среду // Журнал «Биологические науки» - 4 С.

3. Дозиметр-часы ДКГ-РМ1603А, Интернет-ресурс:https://rentgenprotect.ru/katalog/dozimetri/dozimetr-dkg-rm1603a/

4. Документальный видео-фильм «Секунды до катастрофы» (NationalGeographic), Интернет-ресурс:https://vk.com/video-5437424_78591793

5. Мультфильм «Фиксики о радиации»: «Ионизирующее излучение», «Атомная электростанция», «Уран», Интернет-ресурс:https://vk.com/video-24806617_456241451

6. Презентация «Радиация вокруг нас», Интернет-ресурс: https://infourok.ru/prezentaciya-radiaciya-vokrug-nas

7. Презентация «Эхо Чернобыля», Интернет-ресурс:https://shareslide.ru/detskie-prezentatsii/eho-chernobylya-2-klass

8. Применение ядерной энергии: проблемы и перспективы. Интернет-ресурс: https://fb.ru/article/198185/primenenie-yadernoy-energii-problemyi-i-perspektivyi

9. Шигапов А.С. Чернобыль, Припять, далее Нигде / Артур Шигапов. – М. :Эксмо, 2010. – 272 с. : ил. – (Проект STALKER. Реальный мир)

10. Что такое радиация? Интернет-ресурс: http://ekosf.ru/stati/724-chto-takoe-radiatsiya

Приложение 1

«Измерение радиационного фона»

Измерение радиоактивности с помощью портативного прибора «Дозиметр гамма-излучения» (единица измерения: микрозиверт/час):

Приложение 2

Посещение Информационного центра по атомной энергии (ИЦАЭ)

г. Саратова