МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ХАКАССКИЙ ФИЛИАЛ
Кафедра технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции
Методические рекомендации по изучению дисциплины
ОПД. Ф.08: «Сельскохозяйственная радиобиология».
для специальности 110401.65 - Зоотехния
Абакан 2008
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ДЕПАРТАМЕНТ КАДРОВОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ Российский государственный аграрный заочный университет
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ РАДИОБИОЛОГИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
студентам 2 и 4 курсов специальности 110401.65 — «Зоотехния»
Москва 2008
Раздел 1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСА
Аварии на атомных электростанциях, нарушение правил транспортировки и использования радиоактивных веществ в промышленности, лечебных и научно-исследовательских учреждениях, нарушение правил захоронения радиоактивных отходов, разработка полезных ископаемых, отличающихся повышенным содержанием радиоактивных изотопов, приводят к радиоактивному загрязнению территории. В результате облучению подвергаются животные и все население. .
Радиобиология изучает действие всех видов ионизирующего излучения на живые организмы и их сообщества. Радиобиология занимается поиском средств защиты организма от воздействия излучений и путей пострадиационного восстановления от повреждений, прогнозированием опасности для человека и животных, вызванной повышением уровня радиации окружающей среды и радиоактивного загрязнения продуктов сельскохозяйственного производства, разработкой методов использования ионизирующих излучений в качестве радиобиологической технологии в сельском хозяйстве, пищевой и микробиологической промышленности, а также для диагностики болезни и лечения больных животных.
Задачи курса:
—изучить физические основы радиобиологии;
—изучить основы дозиметрии и радиометрии ионизирующих излучений, научиться работать с приборами для обнаружения, регистрации и измерения ионизирующих излучений;
—изучить основы сельскохозяйственной радиоэкологии;
—изучить элементы токсикологии радиоактивных веществ,
механизм биологического действия ионизирующих излучений
и лучевого поражения животных;
— изучить основы организации ведения животноводства
в
условиях радиоактивного загрязнения;
— изучить основы радиационной безопасности.
Методические рекомендации подготовлены в соответствии
с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования для специальности 310700 — «Зоотехния», утвержденным приказом Министерства образования Российской Федерации № 000 от 2.03.2000 г., и рабочим учебным планом, утвержденным ученым советом университета.
Учебная работа студента-заочника при изучении дисциплины «Сельскохозяйственная радиобиология» складывается из самостоятельной работы и очных занятий.
До лабораторно-экзаменационной сессии студент самостоятельно изучает радиобиологию по рекомендованным учебным пособиям и выполняет контрольную работу. Выполненную контрольную работу студент высылает в вуз или привозит в деканат своего факультета. Контрольная работа будет передана на кафедру физики для проверки (рецензирования) ее преподавателем.
Во время сессии студент слушает лекции, выполняет лабораторные работы, проходит собеседование по контрольной работе для получения по ней зачета, а затем сдает зачет по курсу сельскохозяйственной радиобиологии.
Программные требования при сдаче зачета значительно,
шире тематики лекций, поэтому студенту-заочнику необходимо уделить особое внимание самостоятельной проработке учебного материала до сессии. Самостоятельная работа с учебными пособиями является основным видом работы студента.
Если при самостоятельной работе студент испытывает затруднения, то он может получить консультацию (устно или письменно) на кафедре физики.
1.2. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1, , Основы сельскохозяйственной радиобиологии. М.: Агропромиздат, 1991:
2 . Радиобиология: Учебник для с.-х. вузов. М: Колос. 1981.
3. , Ветеринарная радиобиология: Учебник для вузов. М.: Агропромиздат, 1987. 1999г.
4. , С, Радиационная экспертиза объектов ветеринарного надзора: Учеб. пособие для с.-х. вузов. М.: Колос, 1995.
5. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве: Удеб. пособие для вузов. М.: Атомиздат, 1978.
6. Курс физики: Учеб. пособие для с.-х. ин-тов. М.: Высш. шк, 1980.
Раздел 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
2.1. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Контрольная работа включает 7 задач. Условия задач следует переписать полностью, без сокращений, выбирая численные значения величин из таблиц. Вариант значений величин выбирается по последней цифре шифра студента. Решение задач необходимо сопровождать пояснениями хода решения и величин, входящих в формулы.
При решении задач следует учесть, что радиоактивность — это способность ядер некоторых элементов самопроизвольно превращаться в ядра других элементов. В результате этого количество ядер данного радиоактивного элемента уменьшается.
Изменение активности A(t) с течением времени определяется зависимостью1
где Aq — начальная активность
при / = 0;
X—постоянная радиоактивного распада.
При этом взаимосвязь между временем Ту2 (период полураспада), в течение которого распадается половина от первоначального количества радиоактивного вещества, и X выражается формулой
За единицу активности в СИ принят беккерель (Бк): 1 Бк= 1 расп./с Внесистемной единицей активности является кюри (Ки): 1 Ки = 3,7-1010БК.
Самопроизвольный (спонтанный) распад атомных ядер сопровождается излучением у-квантов, (3-частиц (электронов и позитронов), а-частиц (ядер атомов гелия).
Важнейшее свойство ядерных излучений — их способность вызывать ионизацию атомов и молекул, в связи с чем ядерные излучения называют также ионизирующими излучениями.
Радиобиологические эффекты, наблюдаемые при воздействии ионизирующего излучения на биологическую ткань, определяются поглощенной дозой (или просто дозой) излучения, т. е. энергией, переданной излучением единице массы ткани: D = dE/dm. Единицей дозы излучения в СИ является грей (Гр) : 1 Гр=1 Дж/кг. Внесистемная единица поглощенной дозы-рад: 1 рад = 0,01 Гр.
Количественной характеристикой фотонного (рентгеновского и гамма-) излучений является экспозиционная доза X, т. е. величина, равная полному заряду dQ ионов одного знака, возникающих при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха, деленному на массу dm воздуха в этом объеме:
X = dQ/dm.
Единицей экспозиционной дозы в СИ является 1 Кл/кг воздуха. Наряду с этой единицей употребляется и внесистемная единица — рентген (Р): 1Р = 2,58-10~4 Кл/кг воздуха = — 3,33-104 Кл/м3 воздуха при н. у.
Точечный 7-источник активности А на расстоянии г за время t создает экспозиционную дозу
|
где К-, —гамма-постоянная данного изотопа.
Определив экспозиционную дозу излучения, ее можно пересчитать в поглощенную дозу. Для этого экспозиционную дозу X излучения необходимо умножить на энергетический эквивалент рентгена для данной среды:
Биологические эффекты при облучении живых организмов {систем) зависят не только от дозы излучения, но и от качества ионизирующего излучения. Радиобиологический эффект при идентичных дозах увеличивается по мере роста плотности ионизации. Для учета различий биологической эффективности ионизирующих излучений вводится коэффициент качества k. Для рентгеновского и у - и р-излучений к=1, для нейтронов с энергией 0,1 —10 МэВ и протонов с энергией меньшей 10МэВ 10, а для а-излучения с энергией меньше 10МэВ/г = 20.
Используя коэффициент k, можно определить эквивалентную дозу ионизирующего излучения, равную произведению поглощенной дозы (D) данного вида излучения (а, р, у и другие виды излучений) на соответствующий коэффициент качества излучения (k):
В СИ за единицу эквивалентной дозы принимают зиверт (Зв), причем 1 Зв=1 Дж/кг. Внесистемная единица измерения эквивалентной дозы—бэр (биологический эквивалент рада): 1 бэр = 0,01 Зв.
Разные органы или ткани имеют разную чувствительность к излучению. Для случаев неравномерного облучения разных органов или тканей тела человека введено понятие эффективной эквивалентной дозы.
Эффективная эквивалентная доза
где Ят — средняя эквивалентная доза в г-ом органе или ткани;
Ют — коэффициент радиационного риска (взвешенный фактор, представляющий собой отношение стохастического риска смерти в результате облучения т-го органа или; ткани к риску смерти от равномерного облучения тела при одинаковых эквивалентных дозах).
Важной дозиметрической величиной является мощность дозы,, характеризующая приращение дозы за единицу времени: мощность поглощенной дозы P = dDfdt (единицы измерений Гр/с, рад/с), мощность экспозиционной дозы Px=dX/dt (измеряется в А/кг, Р/с), мощность эквивалентной дозы Рн —dH/dt (единицы измерения — Зв/с, бэр/с).
Таблица 1
Коэффициенты радиационного риска шт для различных органов и тканей человека
Орган ил» ткань | шт |
Гонады | 0,25 |
Молочная железа | 0,15 |
Красный костный мозг | 0.12 |
Легкие | 0,12 |
Щитовидная железа | 0,03 |
Поверхность кости | 0,03 |
Все другие органы | 0,30 |
Весь организм в целом 1,00
Большую опасность представляют радиоизотопы, попавшие внутрь организма. Радиоактивные вещества, вступающие в обмен веществ и прочные биологические соединения, удерживаются в организме длительное время. Содержание радиоактивных веществ в организме со временем уменьшается в результате двух процессов: физического распада и биологического выведения из организма
Эффективный период полувыведения радионуклида из организма
где Тфиз—период полураспада радионуклида; Тбиол — его период полувыведения.
