IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование радиационного фона местности сельского поселения Микулинское

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Стриганова В.Г. 1Бордовская А.С. 1

---

1МОУ "Введенская СОШ"

Веселова О.О. 1Косяченко И.Ф. 1

---

1МОУ "Введенская СОШ"

Работа в формате PDF

2.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским ученым Анри Беккерелем. В настоящее время оно широко используется в науке, технике, медицине, промышленности. Радиоактивные элементы естественного происхождения присутствуют повсюду в окружающей человека среде

Попадая в окружающую среду, они оказывают негативное воздействие на живые организмы. Для правильной оценки этой опасности необходимо четкое представление о масштабах загрязнения окружающей среды

Наш район считается экологически чистым, но по онкологическим заболеваниям он занимает одно из лидирующих мест по Московской области. Науке пока неизвестен механизм злокачественного перерождения тканей от внешних воздействий, но мы задумались над этим вопросом и решили провести исследование радиационного фона в нашем поселении.

Введение

Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским ученым Анри Беккерелем. В настоящее время оно широко используется в науке, технике, медицине, промышленности. Радиоактивные элементы естественного происхождения присутствуют повсюду в окружающей человека среде. В больших объемах образуются искусственные радионуклиды, главным образом в качестве побочного продукта на предприятиях оборонной промышленности и атомной энергетики. Попадая в окружающую среду, они оказывают негативное воздействие на живые организмы.

Актуальность:

Для правильной оценки этой опасности необходимо четкое представление о масштабах загрязнения окружающей среды, о выгодах, которые приносят производства, основным или побочным продуктом которых являются радионуклиды, и потерях, связанных с отказом от этих производств, о реальных механизмах действия радиации, последствиях и существующих мерах защиты.

Радиоактивное излучение может вызвать нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, лучевые болезни, онкологические заболевания.

Наш район считается экологически чистым, но по онкологическим заболеваниям он занимает одно из лидирующих мест по Московской области. Науке пока неизвестен механизм злокачественного перерождения тканей от внешних воздействий, но мы задумались над этим вопросом и решили провести исследование радиационного фона в нашем поселении.

Цель работы: исследование радиационного фона местности в сельском поселении Микулинское,

Объект: окружающая среда сельского поселения Микулинское.

Предмет: радиационный фон.

Гипотеза исследования: Радиационный фон некоторых участков сельского поселения Микулинское повышен, что отрицательно влияет на здоровье людей и повышает вероятность онкологических заболеваний.

Задачи:

Изучить литературу по проблемам радиационного загрязнения окружающей среды.

Провести тестирование среди населения д. Введенское

Провести беседу с врачом - рентгенологом Лотошинской ЦРБ о влиянии радиации на здоровье человека

Исследовать радиационный фон в школе и на пришкольной территории, у водозабора, в домах жителей деревни Введенское, на участках федеральной трассы Тверь-Уваровка возле д.Введенское, у памятника, храма Михаила Архангела и на территории котельной в с.Микулино, в домах и на улице д.Плетенинское, детская площадка в д.Савостино..

Проанализировать и довести до сведения администрации муниципального Лотошинского района результаты.

Методы исследования:

1. Теоретические:

- анализ литературы для выяснения концептуальных основ работы.

2. Эмпирические:

- опрос

- интервьюирование

- метод измерений.

Теоретическая часть.

Полагают, что существование нашей Вселенной началось с Большого взрыва около 20 миллиардов лет назад. Этот взрыв сопровождало ионизирующее излучение. С того времени радиация постоянно наполняет космическое пространство. Радиоактивные материалы вошли в состав Земли с самого ее рождения. Даже человек слегка радиоактивен, так как во всякой живой ткани присутствуют в следовых количествах радиоактивные вещества. Но с момента открытия этого универсального фундаментального явления не прошло ещё и ста лет. Попробуем разобраться, что же такое радиоактивное излучение?!

Радиоактивность - это самопроизвольное превращение атомов одного элемента в атомы других элементов, сопровождающееся испусканием частиц и жесткого электромагнитного излучения.

Виды излучений.

1.Гамма-излучение - коротковолновое электромагнитное излучение. На шкале электромагнитных волн оно граничит с жёстким рентгеновским излучением, занимая область более высоких частот.

2.Альфа-частицы - ядра атомов гелия, испускаемые некоторыми радиоактивными элементами. А.-ч. являются также продуктами некоторых ядерных реакций, протекающих под действием нейтронов или заряженных частиц, например, при бомбардировке азота протонами (р).

3.Бета-излучение - поток электронов или позитронов (b-частиц), испускаемых при бета-распаде радиоактивных изотопов. Действие на организм Б.-и. приводит к развитию всех признаков лучевого поражения вплоть до гибели клеток, тканей и всего организма.

4.Нейтронное излучение - это поток нейтронов (нейтральных частиц). Эти частицы вылетают из ядер атомов при некоторых ядерных реакциях, в частности, при реакциях деления ядер урана и плутония. Вследствие того, что нейтроны не имеют электрического заряда, нейтронное излучение обладает большой проникающей способностью.

5. Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение высокой частоты и с короткой длиной волны, возникающее при бомбардировке вещества потоком электронов. Важнейшим свойством рентгеновского излучения является его большая проникающая способность. Рентгеновские лучи могут возникать в рентгеновских трубках, электронных микроскопах, мощных генераторах, выпрямительных лампах, электронно-лучевых трубках и др.

Наземле существуют различные источники радиации: естественные и искусственные. Естественные образуются без участия человека, это долго живущие элементы с большим периодом полураспада. Многие утверждают, что они появились вместе с планетами Солнечной системы. Искусственные, в отличие от естественных, появляются и распространяются благодаря деятельности человека. Примером таких источников может служить ядерное оружие, АЭС, промышленные отходы, медицинское оборудование и т.п.

Уровень радиации измеряется радиометром или дозиметром. До 0.2 микрозиверт в час (соответствует значениям до 20 микрорентген в час) - это наиболее безопасный уровень внешнего облучения тела человека, когда "радиационный фон в норме".

ДОЗЫ РАДИАЦИОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ

Поглощенная доза — энергия ионизирующего излучения, поглощенная облучаемым телом (тканями организма), в пересчете на единицу массы

Эквивалентная доза — поглощенная доза, умноженная на коэффициент, отражающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма

Эффективная эквивалентная доза — эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность различных тканей к облучению

Коллективная эффективная эквивалентная доза — эффективная эквивалентная доза, полученная группой людей от какого-либо источника радиации

Полная коллективная эффективная эквивалентная доза — коллективная эффективная эквивалентная доза, которую получат поколения людей от какого-либо источника за все время его дальнейшего существования.

За единицу радиоактивного излучения принимают:

- Беккерель- единица активности нуклида.

- Грей- единица поглощенной дозы.

- Рентген- единица экспозиционной дозы.

Поглощенная доза излучения определяется энергией ионизирующего излучения, переданной определенной массе облучаемого вещества. Эквивалентная доза – поглощенная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий неодинаковую радиационную опасность для организмов различных видов излучения. При равномерном облучении всего тела, рекомендованные Международной комиссией по радиационной защите для вычисления эффективной эквивалентной дозы следующие коэффициенты радиационного риска:

Верхний предел допустимой мощности дозы – примерно 0.5 мкЗв/час (50 мкР/ч). С каждым годом человек накапливает всё больше и больше радиации и за всю жизнь она не должна превышать 100-700 мЗв. У людей, которые живут в предгорьях, горах доза радиации всегда будет на высшем уровне, это привычное для них состояние.

Когда мы слышим слово «радиация», то сразу представляем себе атомные электростанции, оружие массового поражение или радиоактивные отходы. Однако, это однобокое видение. Радиация, как правило, незаметна, и встречается она везде. Вопрос только в каких количествах? Чаще всего причиной радиоактивности становится радиоактивный инертный газ без цвета, вкуса и запаха, который может быть обнаружен только специальными приборами - радон. Он в 7,5 раз тяжелее воздуха и, как правило, именно он становится причиной радиоактивности многих строительных материалов. Этот газ скапливается под землёй и наружу может попасть при добыче полезных ископаемых или трещин в земной коре. К нам в помещения он попадает вместе с водопроводной водой, бытовым газом. Очень просто снизить содержание радона, достаточно просто часто проветривать помещение.

Биологическая роль радона сейчас привлекает внимание медиков, биологов, экологов. Во многих случаях радон рассматривается как серьёзная экологическая опасность, провоцирующая повышения риска онкологических заболеваний. Согласно оценке Научного Комитета по действию атомной радиации ООН, радон вместе со всеми дочерними продуктами радиоактивного распада создаёт 3/4 годовой индивидуальной дозы облучения, получаемой человеком от естественных источников радиации.

Воздействие радиации на здоровье человека.

Воздействие радиации на организм может быть различным, но почти всегда оно негативно. В малых дозах радиационное излучение может стать катализатором процессов, приводящих к раку или генетическим нарушениям, а в больших дозах часто приводит к полной или частичной гибели организма вследствие разрушения клеток тканей.

В таблице приведены крайние значения допустимых доз радиации: допустимая доза - суммарная доза, получаемая человеком в течение 5 недель.

Система мер слежения за состоянием окружающей среды.

С целью получения объективных данных о состоянии радиационной обстановки на радиоактивно загрязненных территориях, а также данных, необходимых для расчета доз облучения населения и уточнения границ зон радиоактивного загрязнения, в системе Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды осуществляется комплекс мероприятий по мониторингу радиоактивного загрязнения объектов окружающей среды.

Приборы определяющие радиационный фон.

Для измерения уровня радиации (ионизирующего излучения) применяют измерительные приборы, называемые дозиметрами.

В зависимости от конструкции и типа дозиметра, он может измерять несколько видов радиации или только один из ее видов - альфа, бета, гамма, рентгеновское или нейтронное излучение. Дозиметры, способные измерять несколько видов радиации, имеют более сложное устройство, достаточно высокую стоимость и в основном относятся к профессиональным средствам измерения. Для бытовых целей как правило применяются дозиметры, измеряющие один или два вида радиации - гамма, бета, иногда альфа излучение. У бытовых дозиметров меньше диапазон измеряемых величин и большая погрешность измерения, то есть бытовые дозиметры имеют меньшую точность.

Дозиметры могут применяться для измерения уровня радиации или выполнять роль предупреждающих индикаторов радиоактивной опасности. По своему функциональному назначению, дозиметры можно разделить на группы:

Индикаторы или сигнализаторы - простые приборы с невысокой чувствительностью и малой точностью, не имеющие цифрового табло, а только подающие световой или звуковой сигнал при радиационной опасности.

Измерительные приборы - это приборы для измерения радиационного фона, имеющие цифровой или аналоговый индикатор, отображающий уровень радиации. Уровень радиации может отображаться в различных единицах, обычно это мкЗв/час.

Практическая часть

Опрос жителей сельского поселения Микулинское (Приложение 1)

Прежде чем приступить к исследованиям радиационного фона, мы провели опрос жителей сельского поселения Микулинское. Было опрошено 45 жителей из д. Введенское, д. Савостино, с.Микулино.

В ходе опроса мы выяснили, что большинство жителей считают, что радиация это выброс опасных веществ, которые вредно влияют на организм человека, вызывают различные заболевания, мутации и смерть. Источник радиации: АЭС, ядерные взрывы, солнечное излучение, а так же электроприборы и сотовые телефоны. Лучшее средство защиты, по мнению жителей, спец. одежда, противогаз и укрытие в бункере. Почти все слышали о радиации по телевидению, Интернету, из книг.

В результате опроса среди жителей, мы выяснили, что жители не равнодушны к проблеме радиации, и считают ее очень актуальной в современном обществе, многих интересует уровень радиации в нашем регионе и селе. Половина жителей осведомлены о радиации достаточно хорошо, но почти все заинтересованы в увеличении знаний по данному вопросу. Почти все боятся радиации и заинтересованы в личной безопасности.

Беседа с врачом рентгенологом Валерием Филипповичем Шулекиным (Приложение 2)

И з беседы с Валерием Филипповичем мы узнали много нового о радиации её воздействии на организм.

Приборы, используемые в работе:

1. Цифровой датчик ионизирующих излучений (счетчик Гейгера-Мюллера) предназначен для измерения мощности дозы ионизирующего излучении -  частиц, имеющих малый пробег в веществе, верхняя крышка корпуса датчика выполнена съемной. Это позволяет расположить образец вплотную к поверхности счетчика Гейгера-Мюллера. Цифровой датчик ионизирующих излучений состоит из чувствительного элемента — счетчика Гейгера-Мюллера, схемы питания, преобразующей напряжение с 5В до 400В, резистора, на котором при регистрации частицы или γ-кванта возникает импульс напряжения, и микроконтроллера.

Датчик имеет следующие характеристики:

Диапазон измерений, мкР/ч — от 0 до 1000

Время измерения (одного отсчета), с — 40

Погрешность измерения, %, не более — 30

Компьютерная программа проводит представление данных на мониторе в виде двух графиков: в верхней части экрана выводятся прямоугольные импульсы, соответствующие моменту протекания электрического тока в газоразрядной трубке счетчика Гейгера-Мюллера при возникновении в ней свободных электронов под действием ионизирующего излучения, а на нижнем графике рисуется зависимость мощности дозы от времени.

Г абариты датчика: 118х51х60мм

2.Дозиметр ДП-5В

- ДП-5В - предназначен для измерения уровня радиации на местности и радиоактивной заражен­ности различных предметов по гам­ма-излучению. Мощность гамма-из­лучения определяется в миллирентгенах или рентгенах в час для той точки пространства, в которой помещен при измерениях соответствующий счетчик прибора. Кроме того, имеется возможность обнаружения бета излучения.

ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ДОЗЫ ДП-5В предназначен для измерения уровней гамма-радиации и радиоактивного загрязнения различных поверхностей по гамма-излучению и позволяет обнаружить бета-излучение. Прибор имеет звуковую индикацию ионизирующего излучения на всех поддиапазонах, кроме первого.

Исследование радиоактивного фона.

Уровень естественного радиационного фона

Выводы:

При изучении радиоактивного фона местности было выявлено:

радиационный фон в Введенской школе соответствует нормативам,

сравнивая показания счетчика в кабинете математики и английского языка при включенных интерактивных досках, мы видим, что показания в кабинете английского выше чем в кабинете математики. Мы предполагаем, что такая разница получилась из-за того, что кабинет английского языка меньше по площади

радиационный фон на дороге «Тверь-Уваровка», повышается после прохождения транспорта

сравнивая показания счетчика на детской площадке в д. Савостино, которая расположена рядом с дорогой и показания счетчика на детской площадке в с. Микулино, мы видим, что показания в Савостино выше, мы считаем, что это связано с расположением площадок

показания счетчика у памятника в селе Микулино значительно выше, чем на территории площади перед администрацией, мы считаем, что это связано с тем, что памятник сделан из гранита, а это магматическая порода, она содержат такие элементы как церий, лантан и тому подобные редкоземельные элементы и их изотопы, которые характеризуются частичной радиоактивностью.

немного повышен радиационный фон у Храма Михаила Архангела, мы думаем, что это зависит от того, что рядом с Храмом было захоронение и стояли памятники, скорее всего сделанные из гранита

повышен фон и на участке от Храма до деревни Плетенинское, мы связываем это с тем, что раньше там были захоронения твердых отходов и скотомогильники

при проверке радиоактивности воды в деревне Введенское, мы проверили сначала небольшое количество воды, там фон был нормальный, тогда мы проверили большое количество воды в самом водозаборе, там фон был значительно больше

в квартирах мы проверяли радиационный фон в разное время: утром, в обед и вечером, утром и вечером фон был в норме, а вот в обед фон был повышен в связи с тем, что был включен газ и готовился обед

при посещении Лотошинской ЦРБ мы сделали замеры радиационного фона в актовом зале и над рентгенкабинетом, как мы и предполагали, фон над рентгенкабинетом был значительно выше.

Исходя из вышесказанного, можно сделать следующее заключение:

Радиация действительно смертельно опасна. При больших дозах она вызывает серьезнейшие поражения тканей, а при малых может вызвать рак и индуцировать генетические дефекты, которые, возможно, проявятся у детей и внуков человека, подвергшегося облучению, или у его более отдаленных потомков.

Мы считаем, что наша гипотеза подтвердилась и этой проблемой нужно заниматься всерьез, поэтому мы обратились к администрации района с просьбой вызвать комиссию и проверить правильность нашей гипотезы.

Литература:

Бойко В. И., Кошелев Ф. П. «Что должен знать каждый грамотный человек о радиации», Томск, изд «Красное знамя», 1993г.

http://www.radiation.ru - сайт Лаборатории радиационного контроля МИФИ

http://www.zivert.ru/ - статья «Где притаилась радиация» (Ставропольский край)

http://www.kakras.ru/doc/dosimeter-radiometer.html#dosimeter-radiometer статьи «Азы радиации», «Дозиметры и радиометры»

Перышкин , Гутник учебник «Физика 9 класс»

 http://ecoby.blogspot.com/2011/04/blog-post_17.html - сайт "Экологический блог" Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» (от 9 января 1996г. №3-Ф3).

Белоус Д. А. Радиация, биосфера, технология. – М.: ДЕАН , 2004г.

Смирнов А. Т., Мишин Б. И., учебник ОБЖ за 10 класс. - М.: Просвещение, 2008г.

Смирнова О., Радиация и организм млекопитающих. – М.: Просвещение, 2006г.

Хаббард Л. Р., Все о радиации. – М.: Издательская группа Нью Эра, 2000г.

Яблоков А. В., Миф о безопасности малых доз радиации. – М.: Центр экологической политики России, 2002г.

UNEP, Радиация. Доза, эффекты риска. – М.: Мир, 1990г.

http://ru.wikipedia.org/

Приложение 1

Анкета

Много ли вы знаете о радиации?

а) да б) нет в) мне это неинтересно

Заинтересованы ли вы в увеличении знаний по теме радиация?

а) да б) нет

Что именно вы бы хотели узнать по данной теме?

Ваше отношение к радиации?

а) положительное б) отрицательное в) нейтральное

Боитесь ли вы радиации?

а) да б) нет

Если на предыдущий вопрос вы ответили положительно, то укажите причины вашей боязни?

Считаете ли вы, что большинство онкологических заболеваний и генетических изменений связаны с радиацией?

а) да б) нет

Ваше отношение к людям, имеющих контакт с радиацией?

а) опасаюсь б) нейтральное в) отношусь с пониманием и не испытываю никаких негативных эмоций

Как вы думаете можно ли получить дозу радиоактивного излучения, живя вблизи исследовательских центров по изучению радиации?

а) да б) нет

Как вы считаете можно ли получить дозу радиоактивного излучения, работая в рентгенологическом кабинете?

а) да б) нет

Приложение 2

Беседа с врачом рентгенологом

Валерием Филипповичем Шулекиным

C целью изучения состояния радиоактивного фона местности проведена беседа с врачом рентгенологом Валерием Филипповичем Шулекиным

- Как измеряется радиоактивный фон нашего района за последние годы?

- В нашем районе радиационный фон не измеряется. Только к нам врачам один раз в год приезжают специалисты, чтобы проверить дозиметр.

- Был ли хоть раз повышен фон радиационного облучения у работников рентгенкабинета?

- нет, не был, конечно, фон выше, чем в самой больнице, но допустимый предел не был превышен

- Чем может быть вызвано изменение радиоактивного фона?

- Изменение зависит от солнечной радиации, выпавших осадков, примесей, находящихся в дождевых осадках.

- Как называется воздействие радиации и к чему может привести воздействие радиации на организм?

- Воздействие радиации на организм называется облучением. Основу этого воздействия составляет передача энергии радиации клеткам организма.

Облучение может вызвать нарушение обмена веществ, инфекционные заболевания, лейкоз и злокачественные опухоли, лучевое бесплодие, лучевую катаракту, лучевой ожог, лучевую болезнь.

- Как радиация может попасть в организм?

- Организм человека реагирует на радиацию, а не на ее источник. Те источники радиации, которыми являются радиоактивные вещества, могут проникать в организм с пищей и водой (через кишечник), через легкие (при дыхании) и, в незначительной степени, через кожу, а также при медицинской радиоизотопной диагностике. В этом случае говорят о внутреннем облучении. Кроме того, человек может подвергнуться внешнему облучению от источника радиации, который находится вне его тела. Внутреннее облучение значительно опаснее внешнего.

- Передается ли радиация как болезнь?

- Радиацию создают радиоактивные вещества или специально сконструированное оборудование. Сама же радиация, воздействуя на организм, не образует в нем радиоактивных веществ, и не превращает его в новый источник радиации. Таким образом, человек не становится радиоактивным после рентгеновского или флюорографического обследования. Кстати, и рентгеновский снимок (пленка) также не несет в себе радиоактивности. Исключением является ситуация, при которой в организм намеренно вводятся радиоактивные препараты (например, при радиоизотопном обследовании щитовидной железы), и человек на небольшое время становится источником радиации. Однако препараты такого рода специально выбираются так, чтобы быстро терять свою радиоактивность за счет распада, и интенсивность радиации быстро спадает.

Приложение 3

Изучаем приборы для исследования радиоактивности

Исследуем радиоактивность продуктов

Приложение 4.

Коэффициент чувствительности тканей при расчете эквивалентной дозы облучения.