XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Радиация: польза или вред?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность рассматриваемой темы заключается в том, что в современном мире компьютерных технологий множество приборов и предприятий излучает большое количество радиации. Люди сжигают и сбрасывают в океаны радиоактивные отходы, тем самым нанося вред окружающей среде и её жителям. Это плохо сказывается не только на животном мире, но и на человеке. Однако существуют случаи, когда радиация приносит пользу. В своей работе я намерена рассмотреть понятие «Радиация», обсудить её положительные и отрицательные стороны, а также общее влияние на организм.
Цель исследования: выяснение, радиация в жизни человека полезна или вредна?
Задачи:
-
изучить необходимую литературу, интернет-источники с целью получения информации о радиации;
-
исследовать применение в различных сферах деятельности радиации;
-
установить, в чем опасность радиации;
-
на практике убедиться в существовании радиационного фона бытовых приборов;
-
выявить способы защиты от радиации;
-
составить памятку «Как защититься при угрозе радиации?».
Объект исследования: бытовые приборы общего пользования.
Предмет исследования: радиационный фон бытовых приборов.
Методы исследования: изучение литературы по теме, наблюдение, экспериментирование, анкетирование.
Гипотеза исследования: смогу ли я выявить радиационный фон бытовых приборов?
Практическая значимость работы заключается в том, что, исследуя тему, связанную с радиацией, дети могут изучать вопросы экологии и защиты окружающей среды, узнавая, как человеческая деятельность может влиять на радиационный фон и здоровье живых организмов, и их окружающей среды.
Глава 1. Теоретическая часть
1.1. Краткая характеристика радиации
Радиация — в переводе с латинского «сияние», «излучение» - процесс распространения потока элементарных частиц. Радиация — это особый вид энергии, который двигается через пространство и вторгается в состав всего живого, меняя его структуру.
Радиация существовала во Вселенной всегда у нее нет запаха, цвета, вкусовых качеств, из-за чего раньше мы о ней не знали, а сейчас только приборы могут указать на заражение людей, животных, местности, воды, воздуха и т.д.
Первым обнаружил радиацию французский исследователь Анри Беккерель 330 лет тому назад.
Термин «радиоактивность» впервые применила Мария Склодовская-Кюри. Склодовская-Кюри открыла два новых радиоактивных элемента, за которые позже получила Нобелевскую премию в области физики.
131 год назад Вильгельм Конрад Рентген, открыл излучение, которое позволяло бы заглянуть внутрь человеческого тела, и назвал его «рентгеновскими лучами». Это открытие стало началом медицинского использования радиации.
Впоследствии Вильгельм Конрад Рентген и Мария Кюри умерли от онкологических заболеваний. Существуют данные, что 359 человек, работавших с радиацией (в основном врачи и другие ученые) погибли в результате радиационного облучения, не зная о необходимости защиты от него.
Радиация делится на естественный и искусственный фон.
Естественный радиационный фон окружает человека повсюду: фонит почва, вода, воздух и даже космос. Каждый день люди вдыхают с воздухом или употребляют с водой и продуктами некоторое количество радиоактивных молекул.
Искусственный радиационный фон в основном представлен медицинскими источниками излучения: рентгеновскими аппаратами, томографами, аппаратами для флюорографии, радиофармацевтическими препаратами, применяемыми для диагностики и лучевой терапии.
Примерно 80% ежегодной дозы облучения человек получает из окружающей среды, остальные 20% приходятся на медицинские процедуры: рентген, компьютерную томографию и другие.
1.2. Применение радиации в различных сферах деятельности
Применение радиации охватывает разнообразные сферы деятельности, и её технологии оказывают значительное влияние на разные аспекты жизни. Радиация полезна для различных областей науки и техники. Вот несколько примеров:
1. Медицина: радиация используется в диагностике и лечении болезней. Например, рентгеновские лучи помогают врачам увидеть внутри человеческого тела и диагностировать заболевания, а радиотерапия используется для уничтожения раковых клеток.
2. Научные исследования: радиация помогает учёным в изучении свойств материи. Исследования с использованием изотопов позволяют лучше понять процессы, происходящие в природе, а также в космосе.
3. Энергетика: ядерная энергия, получаемая путем деления атомов, используется для производства электричества. Это один из способов получения энергии, который может снизить зависимость от ископаемых видов топлива.
4. Продовольственная безопасность: обработка продуктов питания и упаковка с использованием радиации помогает уничтожить микробы и продлить срок хранения продуктов. Это делает еду более безопасной для потребления.
5. Техника: радиоизотопы используются в различных устройствах, таких как датчики и приборы, которые помогают измерять массу, давление и другие параметры.
Важно понимать, что хотя радиация может быть полезна, она также может быть опасной в больших дозах. Вот несколько примеров:
1. Человеческий организм: если человек получает слишком много радиации, это может привести к повреждению клеток и ДНК, что увеличивает риск развития рака. Младшие дети особенно уязвимы, так как их организмы ещё развиваются.
2. Экосистема: высокие уровни радиации могут вредить растениям и животным. Например, если животное получает радиацию, оно может стать больным, и его потомство может также страдать от генетических мутаций.
3. Вода и почва: радиоактивные вещества могут загрязнять воду и почву, делая её небезопасной для использования. Это может повлиять на сельское хозяйство и питьевую воду.
4. Окружающая среда: при авариях на атомных электростанциях или испытаниях ядерного оружия радиоактивные материалы могут попадать в атмосферу, вызывая долгосрочные последствия для всего живого.
Из-за этих причин важно соблюдать меры предосторожности и внимательно следить за уровнями радиации в нашей жизни.
1.3 Что такое "нормальный радиационный фон" или "нормальный уровень радиации"?
Радиационный фон – это излучение радиоактивного происхождения, которое присутствует на Земле от техногенных и естественных источников. Следует отметить, что на человека оно влияет постоянно. Невозможно полностью избежать радиоактивного излучения.
Радиационный фон состоит из таких компонентов как излучение от техногенных радионуклидов, то есть от искусственных, излучение от радионуклидов, которые находятся в воздухе, земной коре и прочих объектах внешней среды, космическое. Радиационный фон на местности измеряется в мощности экспозиционной дозы.
На Земле существуют населенные области с повышенным радиационным фоном. Это, например, высокогорные города Богота, Лхаса, Кито, где уровень космического излучения примерно в 5 раз выше, чем на уровне моря. Это также песчаные зоны с большой концентрацией минералов, содержащих фосфаты с примесью урана и тория - в Индии (штат Керала) и Бразилии (штат Эспириту-Санту). Можно упомянуть участок выхода вод с высокой концентрацией радия в Иране (г. Ромсер).
Хотя в некоторых из этих районов мощность поглощенной дозы в 1000 раз превышает среднюю по поверхности Земли, обследование населения не выявило сдвигов в структуре заболеваемости и смертности.
Кроме того, даже для конкретной местности не существует "нормального фона" как постоянной характеристики, его нельзя получить как результат небольшого числа измерений.
В любом месте, даже для неосвоенных территорий, где "не ступала нога человека", радиационный фон изменяется от точки к точке, а также в каждой конкретной точке со временем. В обжитых местах дополнительно накладываются факторы деятельности предприятий, работы транспорта и т.д. Например, на аэродромах, благодаря высококачественному бетонному покрытию с гранитным щебнем, фон, как правило, выше, чем на прилегающей местности.
Отсюда мы можем сказать, что малые дозы радиации, которым ежедневно подвергается человек, никак не отражаются на здоровье, высокие — могут помочь вылечить онкологическое заболевание (лучевая терапия), провести операцию на глубоколежащих тканях (стереотаксическая хирургия) или, напротив, разрушить здоровые ткани.
Глава 2. Практическая часть
2.1. Определение состояния радиационного фона бытовых приборов
В ходе исследования были проведены замеры бытовых приборов, с помощью счетчика Гейгера.
Счетчик Гейгера — основной сенсор для измерения радиации. Он регистрирует гамма-, альфа-, бета-излучение и рентгеновские лучи. Обладает самой высокой чувствительностью в сравнении с другими способами регистрации радиации, например, ионизационными камерами.
С помощью счетчика мы можем узнать излучение следующих приборов: компьютер, телефон, телевизор, электрический чайник и микроволновая печь. Также подсчитаем излучение окружающей среды, предварительно переведя показатели с микрорентгенов из минуты в час и в официальную систему измерения ионного излучения – микрозиверты.
В соответствии с НРБ – 99/2009 Санитарные правила и нормативы СанПин 2.6.1.2523 – 09 допустимый уровень радиации составляет 0,04 - 0,23 мкЗв/ч, это считается безопасной величиной;
0,24 - 0,6 мкЗв/ч - допустимая величина радиационного фона. Повышенный уровень может быть вызнан естественными причинами (излучение от гранитов и других минералов, влияние космического излучения и т.д.). Здоровье человека, постоянно живущего при такой мощности дозы, не подвергается опасности;
0,61 - 1,2 мкЗв/ч - тревожный (подозрительный) уровень: обнаружив подобный уровень радиации, необходимо сообщить о нем в ближайшую санитарно-эпидемиологическую станцию для тщательной проверки. Кратковременное пребывание на такой местности не отражается на состоянии здоровья;
Выше 1,2 мкЗв/ч - опасный уровень: не рекомендуется даже кратковременное пребывание - необходимо по возможности быстрее покинуть это место. [4]
Результаты измерения приведены в таблице 1.
Таблица 1. Уровень радиации бытовых приборов
-
Название прибора
мкЗв/ч (микрозиверт в час)
1. Компьютер
≈0,10
2. Телевизор
≈0,10
3. Телефон
≈0,12
4. Чайник
≈0,10
5. Микроволновая печь
≈0,12
6. Стиральная машина
≈0,12
7. Окружающая среда
≈0.10
Итого:
≈0,11
Проанализировав данные из таблицы, можно сделать вывод о том, что уровень радиационного фона бытовых приборов соответствует нормам СанПиН 2.6.1.2523-09.
Мы провели анкетирование в 3Н классе на тему: «Радиация полезна или вредна?», где спрашивали:
- Радиация наносит вред или приносит пользу? (Приложение №1)
Выяснилось, что 13 человек из класса решили, что радиация наносит вред, а 10 человек ответили, что радиация полезна.
2.2. Способы защиты от радиации
Существуют 3 типа защита от радиации:
— профессиональный (для людей находящихся непосредственно в очаге радиации)
— медицинский (используется в медицинских учреждениях)
— общественный (виды защиты, созданные для населения)
Как было сказано выше, для защиты от радиации всегда обращайте внимание на время нахождения в опасной зоне, расстояние от источника и преграды.
Защита временем. Чем меньше времени человек находится рядом с источником радиации, тем меньше заражение. Такой метод защиты использовался при ликвидации аварии в Чернобыле. Ликвидаторам отводилось на работу всего несколько минут.
Защита расстоянием. Радиация с расстоянием уменьшается. Поэтому необходимо держаться подальше от радиоактивных источников.
Преграды. Находясь в зоне с повышенной радиацией необходимо использовать средства индивидуальной защиты. Используйте экраны из материалов, которые могут задержать излучение. Хорошими преградами для излучения могут быть вода, грунт, кирпич, сталь, свинец. Для работы в месте с повышенной радиацией существуют радиационные костюмы.
Для защиты от альфа-излучения достаточно защитить кожный покров. Используйте перчатки, респиратор, плащи, одежду.
Для защиты от бета-излучения достаточно укрыться в помещении.
Для защиты от гамма-излучения придется использовать специальную экипировку, содержащую свинец, чугун, сталь. Такая экипировка будет достаточно тяжелой и дорогой.
Продукты для выведения радиации из организма
Снизить последствия облучения помогут некоторые продукты: чеснок, орехи, морская капуста, редис.
В перечисленных продуктах содержится селен, который препятствуют образованию опухолей. Эффективными считаются биодобавки на основе водорослей.
Важно помнить, что опасна не мощность дозы, а сама накопленная организмом доза, которая зависит от времени пребывания в загрязненной зоне. Даже при очень большой мощности дозы вы не подвергнетесь серьезной опасности, если быстро удалитесь из опасного места.
Заключение
Радиация опасное явление. Радиационное излучение мы получаем каждый день: бытовые приборы, употребляем во внутрь вместе с продуктами питания. Но такие уровни излучения малы и не особо приносят вред человеку. Большую радиацию излучают предприятия, созданные человеком. Иногда радиация на предприятия выходит из-под контроля и приносит больше разрушения и вред человеку. За этим нужно следить и контролировать процесс. Но радиация может приносить и пользу человеку. Открытие излучения, как способ лечения, произвёл переворот в медицине, ее активно начали использовать. Сейчас даже серьёзные заболевания могут вылечить с помощью доз радиации.
Существуют специальные реабилитационные программы для пострадавших от активного облучения. Проникающая радиация и борьба с ее последствиями подразумевают определенный режим питания. В рационе должны присутствовать натуральные молочные продукты, белый хлеб, грецкие орехи, цитрусовые, свекла, яблоки, мед, перепелиные яйца и морепродукты. Они способны повысить иммунитет и нейтрализовать действие радиации. Выводу радионуклидов способствует умеренная физическая активность. Повышенное потоотделение ускоряет метаболизм, что приводит к нейтрализации вредных веществ.
Исследовав радиацию бытовых приборов, выяснили, что, не смотря на наличие большого количества электроприборов, уровень радиации не высок. Слабое электромагнитное излучение от бытовых приборов оказывает на нас минимальное воздействие, поскольку электромагнитное поле ослабевает уже в нескольких сантиметрах от прибора, а в непосредственной близости к нему мы находимся, как правило, непродолжительное время. Благодаря проведенному исследованию можно точно сказать, что наша цель и задачи достигнуты, гипотеза: смогу ли я выявить радиационный фон бытовых приборов, нашла свое подтверждение.
Список литературы
1. Ихшанов, Б. С. Радиоактивность / под ред. В. И. Баранова. — М.: Университетская книга, 2011. — 378 с.
2. Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: А—Л / Пер. с англ / Отв. ред. Е. Ф. Губский. — М.: Прогресс, 1992. — 775 с.
3. Пивоваров, Ю.П. Радиационная экология: учебное пособие для студентов вузов / Ю.П. Пивоваров, В.П. Михалев. – М.: Академия, 2004. – 240 с.
4. СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009», п.5.3.2, п.5.3.3; - http://docs.cntd.ru/document/902170553
5. Стожаров, А.Н. Радиационная медицина: учебно-методическое пособие / А.Н. Стожаров и др. - Издание третье. — Минск: БГМУ, 2007. — 144 с.
6. https://www.quarta-rad.ru/useful/vse-o-radiacii/radiaciya-v-medicine/
Приложение 1.Анкетирование
Мы провели анкетирование в 3Н классе на тему: «Радиация: польза или вред?», где спрашивали:
- Радиация наносит вред или приносит пользу?
Выяснилось, что 13 человек из класса решили, что радиация наносит вред, а 10 человек ответили, что радиация полезна.
Приложение 2.