«Биологическое действие ядерных излучений» Тип урока – интегрированный. Проводится учителями физики и биологии. Образовательные цели: повторить разделы «Ионизирующее излучение», «Строение клетки», объяснить механизм действия радиоактивных излучений на живой организм. Познакомить с основами радиометрии. Воспитательные цели: воспитывать уважение к научным знаниям, уменьшить психологическую опасность «радиофобии». Развивающие цели: расширить представление об окружающем мире, создать ситуации необходимости использования общеучебных умений и навыков (измерение естественного радиоактивного фона). Обозначить проблемы использования человеком радиоактивных веществ. Обосновать необходимость защиты от воздействия радиоактивных излучений. Подготовительная работа: медиапроектор, дозиметры, опорные конспекты. Ход занятия: - Каждый человек в современном мире слышал о существовании радиации. Об этом часто говорят средства массовой информации, экологи, врачи. Чаще всего информация об излучениях негативная, что вызывает панические настроения у населения, вызывая «радиофобию». Опасность, безусловно, существует, но, как говорится «Кто предупрежден, тот вооружен». Именно знаний не хватает нашему населению, поэтому, мы считаем данную тему актуальной и своевременной. -Немного о радиоактивных излучениях. Скажите, что для вас радиоактивные излучения, какие вещества излучают? В природе существуют элементы, самопроизвольно превращающиеся в другие элементы. Эти элементы называются
радиоактивными.
Радиоактивный распад сопровождается различными видами излучений. Излучения отличаются
проникающей и ионизирующей способностью
. Рассмотрим основные виды ионизирующих излучений.. -
α-излучение
– это движущиеся с огромной скоростью ядра атомов гелия. Они проходят в воздухе всего 3-5 см, поглощаются слоем бумаги, толщиной 0,1 мм, однако обладают большой ионизирующей способностью. -
β-излучение
- это электроны, движущиеся с различными скоростями. В воздухе проходят 30-50 см, задерживаются слоем алюминия в 1см. -
γ и рентгеновские лучи
– это ЭМВ с маленькой длиной волны. Ионизирующая способность невелика, слой свинца в 1 см задерживает их наполовину. Чем больше проникающая способность, тем меньше ионизирующая. И конечно, действие этих видов излучения на живую клетку различно. -Перед вами схема клетки. Вспомним и обозначим основные ее части.
( работа с опорным

конспектом).
Клетка состоит из клеточной оболочки, окружающей студенистую массу – цитоплазму, в которой заключено более плотное ядро. Какие две группы веществ входят в состав клетки? Приведите примеры для каждой группы веществ. В состав клетки входят неорганические и органические вещества. К неорганическим веществам относятся вода, минеральные соли, газы (углекислый газ, кислород), к органическим веществам – белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты.
А теперь о том, какое действие оказывают на клетку излучения. Все структуры и вещества в составе живой клетки претерпевают сильные изменения под воздействием излучений, а точнее их ионизирующего воздействия. Наиболее чувствительным к излучениям является ядро клетки и находящиеся в нем нуклеиновые кислоты. При действии ионизирующего излучения на ядро могут происходить изменения в последовательности компонентов нуклеиновых кислот, что вызывает изменения в строении хромосом, а это в свою очередь приводит к изменению наследственных свойств клетки и организма, т.е. мутациям. Я д р о , п о д в е р г ш е е с я воздействию, не способно полноценно контролировать процессы обмена веществ. Таким образом, в живой клетке нарушается метаболизм – реакции синтеза сложных органических веществ и реакции образования энергии, столь необходимые для нормальной жизнедеятельности клетки и целого организма. Сильная доза излучения приводит к полному разрушению органических структур клетки, тормозит или полностью останавливает процесс деления клеток, в котором и проявляется их жизнь. В свою очередь это приводит к нарушению процессов роста и развития всего организма. Наука, изучающая действие излучений на вещество, называется
радиометрией.
Как в любой науке существует система величин и единиц измерения. Познакомимся с некоторыми из них. Основное понятие, характеризующее меру воздействия ионизирующего излучения, называется
доза излучения
. 1)
Поглощенная доза
– это энергия, приходящаяся на единицу массы. Единица измерения 1 Грей= 1Дж/ кг. 1 Гр приблизительно равен 100 Рентген. 2)
Экспозиционная доза
– это та часть поглощенной дозы, которая идет непосредственно на ионизацию. 3)
Эквивалентная доза
– доза, учитывающая КОБА (Коэффициент биологической активности). КОБА зависит от рода излучения.
γ=1

β=1-1,5

α=1
0 Единица эквивалентной дозы 1 Зиверт (1Зв)- это эквивалентная доза, при которой доза поглощения равна 1Гр. 4)
Эквивалентная экспозиционная доза
– доза, учитывающая индивидуальную радиочувствительность органов. Радиочувчтвительность делится на три группы.
1 группа
– Внутренние репродуктивные органы, красный костный мозг.
2 группа
– Мышечно-жировая ткань, желудочно-кишечный тракт, легкие, печень.
3 группа
– Кожный покров, костная ткань. Различия в индивидуальной чувствительности по группам 6:3:1 В опорном конспекте расставьте органы по группам. Средняя доза излучения, приходящаяся на большое количество людей, называется
коллективной дозой.
Доза, отнесенная ко времени воздействия называется
мощностью дозы.
р/мин, р/час и т.д.

Дозы, получаемые в повседневной жизни.
3-часовой ежедневный просмотр ТВ(в год) 0,001 мЗв Годовая доза для местного населения около АЭС 0,0012 мЗв Флюорография (1 раз) 1,2 мЗв Рентгенография зубов (1 раз) 30 мЗв Допустимое облучение персонала АЭС в год 50 мЗв Рентгеноскопия желудка (1 раз) 300 мЗв Естественный радиоактивный фон в год 1,5-2 мЗв в год Для определения радиационного фона используют
дозиметры.
( работа с дозиметрами). . При облучении всего организма часто развивается
лучевая болезнь
, скорость протекания которой зависит от величины дозы и длительности воздействия радиации. При получении большой дозы радиации в течение краткого времени возникает
острая лучевая

болезнь.
Если же доза облучения получена в течение длительного времени речь идет о
хронической лучевой болезни.
Рассмотрим особенности каждой из них. При острой
лучевой болезни
в первую очередь поражаются стенки кишечника и кроветворные органы (красный костный мозг, селезенка), наблюдаются нарушения центральной нервной системы. В крови резко снижается количество всех видов кровяных клеток, особенно лейкоцитов, выполняющих в организме защитную роль. В результате этого в организм человека проникает большое количество болезнетворных микроорганизмов, которые в процессе своей жизнедеятельности выделяют токсины. Накопление токсинов вызывает у больного тошноту, рвоту. Стенки мелких кровеносных сосудов становятся непрочными, начинается поверхностное кровотечение, на коже появляются кровоподтеки. Кровотечения происходят и в стенках кишечника.
Некоторые последствия при кратковременном облучении в больших дозах ( острая

лучевая болезнь
) 0,5 – 0, 75 Зв Кратковременные изменения в составе крови 0,8 – 1,2 Зв Порог лучевой болезни . 5-10% - тошнота, рвота. 1,3 – 1,7 Зв 25% - тошнота, рвота 1,8 – 2,6 Зв 50 % заболевших. Порог эпиляции. Возможны смертельные случаи. 2,7 – 3,3 Зв 100 % заболевших. Утрата репродуктивной функции. 20% смертельных случаев в течение 2-6 недель. Восстановительный период у выживших 3 месяца. 3,5 - 5,0 Зв Смертность – 50% в течение месяца. Восстановительный период – пол года. 5,5 – 7,7 Зв Тошнота и рвота через 4 часа. Смерть без лечения 100%. 10 Зв Тошнота и рвота через 2 часа. Единичные случаи выживания. 50 Зв Смерть всех пострадавших в течение недели. Малые дозы облучения, если они действуют на организм в течение длительного времени, приводят к
хронической

лучевой

болезни.
Серьезными последствиями хронического облучения является изменение в составе крови, появление раковых новообразований в различных органах, генетические последствия. В протекании хронической лучевой болезни различают три стадии. На первой стадии наблюдается общая слабость, вялость, утомляемость, бессонница, головная боль, раздражение. На второй стадии болезнь принимает постоянный характер.
На третьей стадии у больного появляются новообразования (раковые опухоли), лейкоз, генетические последствия. Широкое использование ядерной радиации в современной жизни влечет за собой необходимость изыскания эффективных способов предупреждения и устранения вредных воздействий ее на организм. Защита от ионизирующей радиации осуществляется с помощью профилактических и лечебных мер. Профилактическими средствами служат радиационно-защитные лекарственные вещества, которые повышают сопротивляемость организма радиации. Их употребляют перед облучением. Радиационно-защитные лекарственные препараты блокируют и выводят радиоактивные радикалы из организма. Самые эффективные радиационно-защитные вещества – цистеин, цистамин, мочевина. Лечение при облучении организма представляет собой очистку тела от радиоизотопов. Для этого применяют различные методы промывания, адсорбенты (как правило - это соли некоторых органических кислот). Получение больших доз радиоактивных излучений – форс-мажорные обстоятельства. В истории человечества – это бомбардировка Хиросимы и Нагасаки, аварии на атомных электростанциях (например, Чернобыль). Кратковременные небольшие дозы используют в медицинских целях. Наличие естественного радиационного фона, по некоторым гипотезам, привело к зарождению жизни на земле. Человек не должен пугаться радиоактивных излучений, но понимать опасность и уметь защититься от них он должен. А в конце нашего занятия мы предлагаем жизненную ситуацию, при которой мы сталкиваемся с излучениями, превышающими естественный фон.(сигаретный дым в бутылке, измеряем фон) Ответьте на вопросы «Да», или «Нет» 1) Чем больше проникающая способность излучения, тем больше ионизирующая. 2) Для защиты от излучения достаточно надеть плотную одежду. 3) Наука, изучающая действие излучений на вещество, называется радиофобией. 4) Наиболее опасное воздействие излучения оказывают на неорганические вещества, находящиеся в клетке. 5) 50 Гр = 500 Р 6) Чем больше ионизирующая способность излучения, тем больше КОБА. 7) Жить вблизи АЭС не безопасно. 8) Естественный радиоактивный фон желательно уменьшить до нуля. 9) В малых дозах излучения могут быть полезны. 10) Курить вредно.
«Биологическое действие ядерных излучений» Опорный конспект
Определите виды излучений
: 1) Движущиеся с огромной скоростью ядра атомов гелия. Они проходят в воздухе всего 3- 5 см, поглощаются слоем бумаги, толщиной 0,1 мм, однако обладают большой ионизирующей способностью. Это - 2) Электроны, движущиеся с различными скоростями. В воздухе проходят 30-50 см, задерживаются слоем алюминия в 1см. Это - 3) ЭМВ с маленькой длиной волны. Ионизирующая способность невелика, слой свинца в 1 см задерживает их наполовину. Это -
Запишите основные части клетки:
(рисунок клетки)
1)

2)

3)

4)

Запишите дозы излучений:

1)
Энергия, приходящаяся на единицу массы - Единица измерения 1 Грей= 1Дж/ кг. 1 Гр приблизительно равен 100 Рентген.
2)
Та часть поглощенной дозы, которая идет непосредственно на ионизацию -
3)
Доза, учитывающая КОБА (Коэффициент биологической активности) - КОБА зависит от рода излучения.
γ=1 β=1-1,5 α=1
0 Единица эквивалентной дозы 1 Зиверт (1Зв)- это эквивалентная доза, при которой доза поглощения равна 1Гр.
4)
Доза, учитывающая индивидуальную радиочувствительность органов - Радиочувчтвительность делится на три группы.
1 группа
– Внутренние репродуктивные органы, красный костный мозг.
2 группа
– Мышечно-жировая ткань, желудочно-кишечный тракт, легкие, печень.
3 группа
– Кожный покров, костная ткань. Различия в индивидуальной чувствительности по группам 6:3:1
На рисунке обозначьте группы органов
: (рисунок человека с обозначением внутренних органов)

Некоторые последствия при кратковременном облучении в больших дозах ( острая

лучевая болезнь
) Кратковременные изменения в составе крови Порог лучевой болезни . 5-10% - тошнота, рвота. 25% - тошнота, рвота 50 % заболевших. Порог эпиляции. Возможны смертельные случаи. 100 % заболевших. Утрата репродуктивной функции. 20% смертельных случаев в течение 2-6 недель. Восстановительный период у выживших 3 месяца. Смертность – 50% в течение месяца. Восстановительный период – пол года. Тошнота и рвота через 4 часа. Смерть без лечения 100%. Тошнота и рвота через 2 часа. Единичные случаи выживания. Смерть всех пострадавших в течение недели.
Ответьте на вопросы «Да», или «Нет»
1) Чем больше проникающая способность излучения, тем больше ионизирующая. 2) Для защиты от излучения достаточно надеть плотную одежду. 3) Наука, изучающая действие излучений на вещество, называется радиофобией. 4) Наиболее опасное воздействие излучения оказывают на неорганические вещества, находящиеся в клетке. 5) 50 Гр = 500 Р 6) Чем больше ионизирующая способность излучения, тем больше КОБА. 7) Жить вблизи АЭС не безопасно. 8) Естественный радиоактивный фон желательно уменьшить до нуля. 9) В малых дозах излучения могут быть полезны. 10) Курить вредно.