Ekosvit

Екологія – це комплексна наука про взаємозв’язки людини і природи, а саме - про будову, функціонування і взаємодії багатокомпонентних і багаторівневих систем у природі і суспільстві та засоби корегування взаємного впливу техносфери і біосфери з метою збереження людства і біосфери.
Радіоекологія – це розділ екології, який вивчає вплив випромінювань - іонізуючих і неіонізуючих (електромагнітних) -  на біосферу, тобто на людину, тварин і рослини.
Радіоекологія виникла після відкриття іонізуючих випромінювань. У 1895 році німецький фізик Вільгельм Конрад Рентген відкрив Х-випромінювання, яке згодом отримало його ім’я. Рентгенівське випромінювання – це електромагнітні хвилі довжиною від 10-5 до 102 нм  (від 0,1 до 100 кев). До речи, є свідчення, що першим відкрив невідомі промені, що виникають при бомбардуванні потоком електронів (катодне випромінювання) пластин важких металів (вольфраму) наш співвітчизник, професор Віденського університету фізик і електронік Іван Пулюй. Він досліджував взаємодію катодних променів з речовиною, отримав перші знімки різних предметів у невідомих променях, але вважав результати своїх досліджень не готовими для оприлюднення. В.К. Рентген і І.Пулюй були особисто знайомі і Рентгену були відомі результати досліджень Пулюя, але Рентген першим оприлюднив результати своїх досліджень і у 1901 році першим серед фізиків став лауреатом Нобелівської премії. У 1896 році французький фізик Анрі Бекерель відкрив явище радіоактивності урану, яке супроводжується альфа-, бета- і гама-випромінюваннями. Подальше вивчення характеристик цих випромінювань дозволило встановити, що α-частинки – це ядра гелію, β-частинки – це електрони, а γ-кванти – високоенергетичне електромагнітне випромінювання (100 кев-10Мев).
У процесі досліджень А.Бекерель і помічник В.Рентгена В.Груббе отримали радіаційні ушкодження  - опіки шкіри. Тоді люди ще не знали, що вплив іонізуючих випромінювань небезпечний і може викликати негативні радіаційні ефекти: опіки шкіри, променеву хворобу, злоякісні новоутворення, що може призвести до летальних наслідків. Подальший великий внесок у дослідження радіоактивності зробили Марія Складовська-Кюрі та П’єр Кюрі. У 1898 році вони відкрили нові радіоактивні елементи – полоній і радій. Саме вони ввели термін “радіоактивність”. У 1901 році П’єр Кюри відкрив біологічну дію радіоактивного випромінювання, а в 1903 році – закон експоненційного убування радіоактивності з часом. Завдяки роботам подружжя Кюрі і англійського фізика лорда Ернста Резерфорда була розроблена перша модель побудови атому. Подружжя Кюрі і Анрі Бекерель за відкриття радіоактивності отримали Нобелевську премію у 1903 році. Продовжила дослідження радіоактивності дочка Марії та П’єра Кюрі – Ірен Кюрі та її чоловік Фредерік Жоліо, які у 1934 році відкрили явище штучної радіоактивності, що теж було відзначено Нобелевською премією. Наступний крок зробили російські фізики Костянтин Петржак і Георгій Флеров, які у 1940 р. відкрили самочинний (спонтанний) поділ урану-235. Розвиток ядерних технологій почався з відкриття у 1939 р. ланцюгової реакції ділення урану під дією нейтронів - Отто Ган, Ф. Штрасман, Лизе Майтнер, Нобелевська премія 1944 р., і створенням першого ядерного реактору -   Енріко Фермі, 1942 р., і Ігор Курчатов, 1943р.
Інформація про біологічну дію накопичувалась у процесі дослідження характеристик іонізуючих випромінювань, розробки і використання радіаційних і ядерних технологій. Необхідність медичної допомоги постраждалим дослідникам, технологам, операторам, іншим спеціалістам обумовила щільну участь у цих дослідженнях і розробках медиків та гігієністів. В медицині виникла окрема галузь – радіологія, в гігієні – новий напрям – радіаційна гігієна.
Наукове обґрунтування методів і засобів діагностики в радіології і ефективності радіаційного захисту обумовило необхідність проведення спеціальних радіоекологічних досліджень. Методологія цих досліджень має забезпечити виявлення кількісних залежностей між радіаційними характеристиками випромінювань і кінцевими радіаційними ефектами для окремих організмів і популяцій різних біологічних видів і людей. Ці дослідження виконувались методом моделювання на штучно забруднених радіонуклідами сільськогосподарських ділянках, з використанням  піддослідних тварин, а також у разі нещасних випадків, радіаційних аварій, яки призводили до радіаційних ушкоджень людей і забруднення територій. Найбільший внесок в радіоекологічні дослідження був отриманий, на жаль, при вивченні наслідків ядерних бомбардувань Хіросіми і Нагасакі у серпні1945 р., а також випробувань ядерної зброї, радіаційних аварій у Киштимі у 1958 р. і на Чорнобильський АЕС у 1986 р.
Найбільш важливими характеристиками іонізуючого випромінювання є потужність експозиційної і поглиненої доз і час опромінення, які дозволяють встановити кількісну залежність між дією радіації і радіаційними ефектами. Саме кількість енергії, що передається іонізуючим випромінюванням клітинам живих організмів, обумовлює первинні радіаційні пошкодження в них: іонізацію, радіоліз води, зміщення атомів, розрив ланцюжків біополімерних сполук та генетичні пошкодження. Здатність імунної системи організму відновлювати нормальне функціонування клітин і нівелювати наслідки зазначених первинних пошкоджень обумовлює відсутність або появу незворотних ушкоджень. Знання цих кількісних залежностей “доза – ефект” необхідно для розробки норм радіаційної безпеки і санітарних правил захисту від впливу радіації, а також дозволяє прогнозувати ступень тяжкості радіаційного ураження і визначати ефективну методику лікування.
Радіоекологія тісно пов’язана з іншими науками: фізикою, біологією, медициною. Природа радіоактивності, властивості радіоактивних ізотопів, характеристики іонізуючих випромінювань, особливості їх взаємодії з речовиною є предметом ядерної фізики. Для визначення і вимірювання радіаційних характеристик радіоекологія використовує методи і засоби ядерної фізики. Це радіометричні, дозиметричні і спектрометричні методи, які базуються на основних ефектах взаємодії випромінювань з речовиною, а саме іонізація, виділення теплової енергії, сцинтиляція, фотоефект, ін. За допомогою іонізаційних камер, лічильників, сцинтиляційних і напівпровідникових детекторів, калориметрів, які входять до складу радіометрів, дозиметрів, спектрометрів, вимірюються інтенсивність потоків, енергія, потужність дози, довжина пробігу, коефіцієнти розподілу, коефіцієнти ефективності та інші радіаційні характеристики. Діагностика, розвиток і методи лікування радіаційних ушкоджень організму людини є предметом радіології. Аналогічні методи і засоби спостереження радіаційних ефектів у тварин і рослин використовуються радіоекологією. Механізми впливу первинних радіаційних ушкоджень на функціонування живих організмів, умови відновлювання нормальних функцій та розвитку первинних ушкоджень і їхнього перетворення в незворотні наслідки вивчаються біофізикою, радіаційною медициною, зокрема, її новим розділом – фізикою радіаційної медицини. Радіоекологія широко використовує експериментальні статистичні дані епідеміології і застосовує аналогічні методи аналізу у дослідженнях популяцій тварин і рослин.
Результати наукових радіоекологічних досліджень є основою для розробки норм допустимих рівнів радіоактивності продуктів харчування, будівельних матеріалів, інших норм радіаційної безпеки і санітарних правил захисту від дії іонізуючого випромінювання. Санітарні правила захисту від дії радіації використовують результати досліджень властивостей різних видів іонізуючого випромінювання і характеристик їх взаємодії з речовиною. Ці правила, а також заходи щодо забезпечення радіаційної безпеки персоналу і населення використовують три можливості, встановлені ядерною фізикою: захист часом (скоротити час експозиції), відстанню (за допомогою маніпуляторів, інших дистанційних і автоматизованих технологій) і екраном (свинець, бетон, вода, полімери, свинцеве скло тощо). Розробка і дотримання зазначених норм і правил є важливим завданням комунальної і промислової радіаційної гігієни, практичної діяльності Міністерства охорони здоров’я населення.
Результати радіоекологічних досліджень разом з радіаційними нормами і санітарними правилами використовуються при проектуванні і експлуатації АЕС, інших радіаційних і ядерних технологій, для визначення радіаційних ризиків, обґрунтуванні методів і засобів радіаційної безпеки персоналу і населення і здійснення необхідних природоохоронних заходів.
Предметом вивчення дисципліни “Радіоекологія” є вплив радіації на людину, тварин, рослини, біоценози, взаємодія випромінювання різної природи з речовиною, методи і засоби вимірювання радіаційних ефектів.
Метою вивчення курсу є набуття знань щодо основних понять, характерних рис і етапів розвитку і досягнень сучасної радіоекології, особливостей її методології, взаємодії радіоекології з радіаційною медициною і комунальною гігієною і формування уміння використовувати системний підхід при аналізі і вирішенні екологічних проблем міста і територій з урахуванням радіаційних впливів на біосферу.
Основні завдання вивчення курсу:
-    набуття знань щодо властивостей різних видів радіації в оточуючому середовищі, ефектів їх взаємодії з речовиною, значення радіаційних ефектів для життя і розвитку живих істот і систем, методології вивчення та визначення впливу радіації на людину і біоценози, наукового обґрунтування безпечних умов життєдіяльності людей, тварин і рослин при наявності впливів радіації природного і техногенного походження;
-    формування умінь орієнтуватися у радіоекологічних проблемах міста і радіаційно забруднених територій, визначати приоритетні проблеми і першочергові завдання, вирішення яких має суттєво покращити радіоекологічну ситуацію в місті, селищі, на території, орієнтуватися у наявній інформації, щодо до існуючої радіоекологічної ситуації, шукати потрібні джерела і обирати суттєву інформацію, необхідну для вирішення визначених завдань, оцінювати стан радіаційних характеристик навколишнього середовища, промислових і комунальних об’єктів, прогнозувати радіоекологічні ризики для персоналу і населення;
-    формування навичок визначати пріоритети, відокремлювати головні, суттєві радіоекологічні проблеми від другорядних при виконанні системного аналізу, робити обґрунтовані висновки на підставі результатів системних досліджень, використовуючи, зокрема, порівняння кількісних оцінок ризиків від різних природних і техногенних джерел небезпеки.

Tags: ізотоп, іонізуючий, альфа, біосфера, бета, важкі метали, випромінювання, вольфрам, гігієна, гама, дослідження, екологія, електромагнітний, електрон, катодне випромінвання, неіонізуючий, природа, професор, радіоекологія, реактор, рентгенівський, фізик, хвиля, ядерний