Радиацияға толы сфера

Радиацияға толы орта: себептері және адамзат алдындағы жауапкершілік

Қоршаған ортада радиоактивті элементтердің көп болуы табиғи себептерден де, антропогендік факторлардан да туындайды. Әсіресе ХХ ғасырдың екінші жартысында ядролық технологиялардың қарқынды дамуы радионуклидтердің ауаға, суға және топыраққа таралуын күшейтті.

Тарихи деректер және ластану көздері

1940–1980 жылдары әлемде 1349 рет ядролық сынақ жүргізілді. Бұл сынақтар қоршаған ортаға өте көп мөлшерде радионуклидтердің түсуіне әкелді.
1950-жылдары атмосферада және су астында радиоактивті қалдықтары бар кемінде 11 000 контейнер көму/тасымалдау тәжірибелері болғаны айтылады.
1960-жылдары Каспий маңында әскери-өндірістік мақсаттарға байланысты шамамен 50 жерасты ядролық жарылыс жасалғаны көрсетіледі.

Чернобыль апатының салдары

1986 жылғы Чернобыль АЭС апаты аса ірі экологиялық апат ретінде тарихта қалды. Атмосфераға тараған радиоактивті заттардың жалпы массасы шамамен 77 кг деп көрсетіледі (салыстыру үшін: Хиросима жарылысынан кейін 740 г радионуклид түскені айтылады). Түскен радионуклидтердің шамамен 70%-ы Беларусь аумағында байқалған.

Ресей аумағында ластануды жүйелеу жұмыстары 1995 жылдары аяқталғаны аталады. Көбірек зардап шеккен аймақтар қатарында Брянск, Калуга, Тула, Орёл облыстары көрсетіледі. Сондай-ақ Дунай, Днепр, Днестр, Дон, Волга өзендерінің бассейндері мен бірқатар су қоймаларының ластануы туралы деректер келтіріледі.

Радиоактивті қалдықтармен ластану адамға да, табиғатқа да тікелей зиян. Сондықтан атом реакторларын, атом электр станцияларын салуда, уран өндіруде және қалдықтарды басқаруда қауіпсіздік қағидалары қатаң сақталуы керек: «Жеті рет өлшеп, бір рет кес» қағидасы мұнда әсіресе өзекті.

Атом энергиясын қауіпсіз өндіру — адамзатқа қойылған үлкен сын. Ал радиоактивті қалдықтарды залалсыздандыру немесе қауіп төндірмейтіндей етіп ұзақ мерзімге сақтау — ең күрделі мәселелердің бірі. Оны шешу үшін ұлттық деңгейде арнайы радиациялық қауіпсіздік шаралары қабылданып, нақты іске асырылуы тиіс. Әйтпесе табиғаттағы үздіксіз зат айналымы радионуклидтердің таралуын күшейтіп, тіршілікке ұзақ мерзімді қауіп төндіреді.

Иондаушы сәулеленудің негізгі түрлері

Иондаушы сәулелердің биологиялық әсері олардың түріне, энергиясына және ағзаға ену жолына тәуелді. Ең жиі атылатын түрлері — альфа, бета және гамма сәулелер.

Альфа бөлшектер (α)

Альфа бөлшектер — кейбір радиоактивті заттардың ыдырауы кезінде бөлінетін, екі рет иондалған гелий атомының ядросы (He). Ол 2 протон және 2 нейтроннан тұрады. Альфа бөлшектің заряды электрон зарядынан екі есе артық.

Өтімділігі төмен: альфа бөлшектерін қағаз парағы да тоқтата алады. Бірақ ағзаға тыныс жолымен немесе тағам арқылы түссе, ішкі тіндерді сәулелендіріп, өте қауіпті болуы мүмкін.

Бета бөлшектер (β)

Бета бөлшектер — бета-ыдырау кезінде ядродан бөлініп шығатын электрондар немесе позитрондар. Электрондар үшін β−, позитрондар үшін β+ белгіленімі қолданылады.

Өтімділігі альфаға қарағанда жоғары: адам ағзасына 1–2 см тереңдеп енуі мүмкін. Дегенмен бірнеше миллиметр алюминий қабаты бета сәулені тиімді жұтады.

Гамма сәулелер (γ)

Гамма сәулелер — өте қысқа толқынды электромагниттік сәулелену. Ол ядроның радиоактивті түрленуі, бөлшектердің зат ішінде кенет тежелуі, аннигиляция және басқа да үдерістер кезінде пайда болады. Гамма-квант энергиясы E = hν өрнегімен сипатталады.

Гамма сәулелердің өтімділігі өте жоғары, сондықтан қорғаныс үшін арнайы материалдар мен қалың қалқан қажет. Сонымен бірге гамма сәуле көздері техникада ақауларды анықтауда және медицинада диагноз қою мен емдеуде кең қолданылады.

Сәулелік ауру: пайда болуы, белгілері және емдеу

Сәулелік ауру — иондаушы сәулелердің артық дозасы әсерінен пайда болатын ауыр дерт. Сәулелену сырттан да (жер қыртысынан шығатын гамма сәулелер, ғарыш сәулелері), іштен де (ағзаға түскен радиоактивті элементтер: K, Ra, Rn және т.б.) әсер етуі мүмкін.

Түрлері

Жедел — қысқа уақытта сәуленің өте көп мөлшері түскенде пайда болады.
Созылмалы — сәуленің аз мөлшерлі, бірақ ұзақ әсерінен немесе жедел түрдің созылмалыға ауысуынан дамиды.

Негізгі белгілері

Ауыр сәулеленуден кейін бірнеше минут ішінде жүрек айну, құсу, әлсіреу байқалуы мүмкін. Кейін уақытша жеңілдеу кезеңі болады, алайда артынан жалпы жағдай нашарлап, температура көтерілуі, іш өту, тәбеттің төмендеуі, тері астына қан құйылу, терінің көгеруі, қызыл иектің қанталауы, шаштың түсуі сияқты белгілер пайда болуы ықтимал. Ағзаның инфекцияларға қарсы тұруы әлсірегендіктен өкпе қабынуы, терінің іріңдеуі сияқты асқынулар дамуы мүмкін.

Емі

Қан түзетін жүйені қолдау және қажет жағдайда қан құю.
Антибиотиктерді қолдану, құнарлы тағам және витаминдік қолдау.
Таза ауа, емдік дене шынықтыру, жалпы әлдендіретін препараттар.

Сәулелік ауру жануарлар мен өсімдіктерде де кездеседі. Жануарларда сәулелену деңгейіне қарай жеңіл, орташа, ауыр түрлері ажыратылады. Өсімдіктерде көмірсулар, майлар және нуклеин қышқылдары алмасуы бұзылып, өсуі баяулайды; ал өсімдіктердің сәулелік зақымына тиімді ем әлі де күрделі мәселе болып отыр.

Күнге күю: ультракүлгін сәуле әсері

Күнге күю — күн сәулесінің, әсіресе ультракүлгін сәуленің әсерінен меланин пигментінің көбеюі нәтижесінде терінің қоңыр түске боялуы. Ультракүлгін әсері қысқа уақыт ішінде теріні қызартып, қан айналысын және терідегі кейбір зат алмасу үдерістерін белсендіреді, D витаминінің түзілуін арттыруы мүмкін.

Қауіпсіздік қағидалары

Алғашқы күндері күнге шығу уақытын 10–15 минуттан бастап, біртіндеп арттырған дұрыс.
Кенет ұзақ қыздырыну дене қызуының көтерілуіне, бас ауруына, қалтырауға, тіпті естен тануға әкелуі мүмкін.
Денсаулық жағдайын ескеріп, қажет болса дәрігермен кеңескен жөн.

Қара құрдым: ғарыштық нысан және негізгі түсініктер

Қара құрдым — гравитациялық күштің әсерінен заттың өте шағын көлемге дейін сығылуы нәтижесінде пайда болатын ғарыштық нысан. Гравитациялық өрісі соншалықты күшті болғандықтан, белгілі бір шекарадан кейін сыртқа жарық та шыға алмайды.

Шварцшильд радиусы және «горизонт» ұғымы

Қара құрдым үшін тән шама — Шварцшильд радиусы: r_g = 2GM / c², мұндағы M — дененің массасы, G — гравитациялық тұрақты, c — жарық жылдамдығы. Жұлдыз радиусы осы r_g шамасына дейін сығылғанда, осы сфераның ішінен шыққан сигнал сыртқы бақылаушыға жетпей қалады. Бұл шекара қара құрдым горизонты деп аталады.

Қалай пайда болуы мүмкін?

Қара құрдымның болуы туралы алғашқы болжамдар жалпы салыстырмалылық теориясы негізінде жасалған. Жұлдыздардың эволюциясына қатысты түсіндіру бойынша, қойнауында термоядролық энергия көзі таусылған, массасы жеткілікті үлкен жұлдызда ішкі қысым гравитацияға қарсы тұра алмай, ол біртіндеп сығыла береді. Массасы M > M_кр ≈ 1,5–3 M_☉ болатын жұлдыздар үшін мұндай сценарий ықтимал деп беріледі.

Хоукинг сәулеленуі туралы

Зерттеулер қара құрдымның абсолют қара дене сияқты әлсіз сәуле шығара алатынын көрсетеді. Бұл механизмді 1974 жылы ағылшын физигі Стивен Хоукинг қарастырған. Температураның жуық бағасы мәтінде T ≈ 10²/M (Кельвин бойынша) түрінде беріледі.

Қазіргі астрономиядағы маңызды бағыттардың бірі — жұлдыздық және өздігінен пайда болуы мүмкін қара құрдымдарды іздеу. Сондай-ақ галактикалар мен квазарлардың белсенді аймақтарында аса үлкен массалы қара құрдымдардың болуы ықтимал деген болжам бар.

Қорытынды

Радиациялық қауіп — тек өткен ғасырдың оқиғалары емес, бүгінгі технологиялық әлемнің де жауапкершілігі. Қауіпсіз энергетика, қалдықтарды дұрыс басқару және ұлттық деңгейде қорғаныс шараларын іске асыру — табиғатты сақтаудың және болашақ ұрпақтың қауіпсіздігін қамтамасыз етудің негізгі шарты. Қоршаған ортаның тазалығын қорғауда әр адамға зор жауапкершілік жүктеледі.