Завьялова В.Г.. Сельскохозяйственная радиобиология
.pdf
Министерство сельского хозяйства РФ Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Мичуринский государственный аграрный университет»
Кафедра общей зоотехнии
УТВЕРЖДЕНО протокол № 8
учебно-методической комиссии
Технологического института от 20 февраля 2005г.
Сельскохозяйственная радиобиология
Методические указания по изучению дисциплины и задания для контрольной работы
студентам - заочникам по специальности
110401 – «Зоотехния»; 110305 – «Технология производства и переработки продукции животноводства»
Мичуринск-наукоград РФ
2006
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Методические указания составлены доцентом кафедры общей зоотехнии
В.Г.Завьяловой.
Рецензент:
зав. кафедрой ТП и ППЖ, профессор А.Н. Негреева
Утверждены на заседании кафедры общей зоотехнии
Протокол № 2 от 29 сентября 2005 г.
©Издательство Мичуринского государственного аграрного университета, 2006
2
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Предисловие
Задачей дисциплины “Сельскохозяйственная радиобиология” является освоение теоретических знаний и практических навыков, необходимых для
организации животноводства в условиях радиоактивного загрязнения территории, осуществление радиометрической экспертизы кормов, продукции животноводства и животноводства.
Программой дисциплины предусмотрено изучение студентами физических основ радиобиологии, методов дозиметрии и радиометрии, используемых для обнаружения и регистрации ядерных излучений, методов и приемов радиационной защиты, биологического действия радиации. Кроме того
включены вопросы по организации и проведению контроля за содержанием в продуктах животноводства, кормах, питьевой воде радиоактивных изотопов (радионуклидов).
Усвоение указанного учебного материала необходимо для организации и рационального ведения животноводства на землях с повышенным содержанием радионуклидов.
3
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Раздел 1. Общие методические указания по изучению дисциплины
Изучение дисциплины “Сельскохозяйственная радиобиология” проводится по следующей схеме:
-освоение учебного материала в объеме, предусмотренном программой с использованием основной и дополнительной литературы;
-написание контрольной работы;
-прослушивание курса лекций и посещение лабораторных занятий;
-сдача зачета.
Контрольная работа выполняется в школьной тетради объемом не менее 12 листов. Титульный лист должен содержать названия университета, факультета и кафедры; шифр и название специальности; название дисциплины; Ф.И.О. и шифр студента.
Листы тетради, за исключением титульного листа, нумеруются в правом верхнем углу. На каждом месте надо оставлять поле для пометок преподавателя.
Работа состоит из пяти заданий. В перечне заданий для каждого варианта предлагается задача.
Номера последних студент определяет по предпоследней и последней цифрам личного учебного шифра (см. Приложения, табл. 1). Номер шифра 01078, номера заданий следующие: 4,6,41,43,78.
На первой странице тетради необходимо перечислить выбранные номера заданий, перед началом каждого ответа следует написать соответствующие номер и содержание задания без сокращений.
Ниже приводятся основные определения, формулы, их краткие объяснения, примеры, а в конце настоящих указаний, в приложении, ряд справочных материалов, необходимых для решения задач.
Радиоактивность (радиоактивный распад) - самопроизвольное превращение ядер одних атомов в ядра других атомов; при этом ядро испускает зараженные частицы.
Активность - количественная мера радиоактивного вещества, определяемая числом распадов в единицу времени.
Единицы измерения - активности: системная (по международной системе СИ) - “распад в секунду” (расп / сек); этой единице присвоено наименование Беккерель (БК):
1 БК = 1 расп / сек
внесистемная - “кюри” - соответствует активности 1 грамма радия. 1 кюри = 3, 7 * 10 10 расп / сек. = 2,22 * 10 12 расп / мин.
Радиоактивные вещества характеризуются также величиной удельной активности или концентрацией, т. е. активностью, приходящейся на единицу массы или (Ки / мл и т. д.).
4
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Период полураспада (Т) - время, в течение которого происходит распад половины имеющихся в наличии радиоактивных атомов данного радионуклида.
Постоянная распада (λ) - доля радиоактивных атомов, распадающихся за единицу времени.
Зависимость между постоянной распада и периодом полураспада:
Т = ln 2 = 0693
0,693 |
0, 639 |
λ = ----------; |
Т = ----------- |
Т |
λ |
Закон радиоактивного распада: |
|
За единицу времени распадается всегда одна и та же доля имеющихся в наличии ядер:
Математически этот закон выражается уравнением:
N t = Noе - λ t , где
N t - число радиоактивных ядер, оставшихся по прошествии времени t; No - исходное число ядер в момент времени
е- основание натуральных логарифмов
(е = 2,72);
λ - постоянная радиоактивного распада;
t- время.
Впрактике радиобиологических лабораторий чаще пользуются таблицей
поправочных коэффициентов И.Н. Верховской (см. Приложения, табл. 3) t
в которой по величине отношения ------- находят соответствующий
Т
коэффициент и, подставив в формулу:
N0 N t = -------,
K
находят число радиоактивных ядер, оставшихся по прошествии времени t.
Доза излучения (Д) - количество энергии излучения, израсходованное на взаимодействие с облучаемым веществом.
Мощность дозы (Р) - это доза излучения (Д), отнесенная к единице времени t:
Д = Р * t;
Д
Р = ------- Р / мин. и т. д. t
экспозиционная доза (Дэ) - характеризует ионизирующую способность рентгеновских и гамма - лучей в воздухе.
Единицы Дэ : Рентген (Р) (внесистемная единица)
5
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Кулон на килограмм (Кл / кг2) (система СИ).
Поглощенная доза (Дn) - доза любого вида излучения, при которой в 1 г
массы вещества поглощается энергия излучения, равная 100 эрг (1 рад = 100 эрг / г = 10 -2 Дn / кг.
В системе Си в качестве единицы поглощенной дозы принят Грей (Гр): 1Гр = 1 Дж / кг = 100 рад.
Эквивалентная доза (Дэкв) - определяет количество поглощенной энергии любого вида ионизирующего излучения с учетом биологического эффекта, характерного для каждого вида излучения.
Это обусловлено разной удельной активностью ионизирующих излучений. Чем больше удельная ионизация облучаемого вещества, тем
больше величина коэффициента относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициента качества (КК) который показывает, во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем
рентгеновского или гамма излучения при одинаковой поглощенной дозе в тканях.
Единица эквивалентной дозы Бэр или Бэрад – биологический эквивалент рада:
Дбэр = Д рад * ОБЭ
Всистеме Си в качестве единицы поглощенной дозы – зиверт 13 в = 100 бэр. Значения коэффициента качества или ОБЭ (см. Приложения, табл. 4)
Если активность источника гамма - излучения указана в единицах “кюри», то в формулу расчета дозы (1) ставят значение Кj (гамма - постоянная изотопа).
Если активность источника излучения указана в мг - экв. радия, - в формулу расчета (2) дозы следует ставить Кj радия, т.е. 8,4.
Кj* А* t
1) Д = -----------------, где R 2
Д - доза (Р)
Кj - гамма - постоянная данного изотопа, А - активность источника (мКи),
t - время облучения (r), R 2 - расстояние (см).
|
8,4 * М * t |
2) Д = |
-----------------, |
|
R2 |
Д, t, R2 - такие же, как и в предыдущей формуле, 8,4 - гамма - постоянная радия, М - активность источника (мг - экв., радия).
Данными формулами пользуются для определения экспозиционной дозы и при расчетах элементов защиты от гамма - излучения.
Для расчета защиты расстоянием используют закон “обратных квадратов”:
Д найден |
R 2 безопасн. |
6
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
------------------- = |
---------------------R 2 найден |
Д безопасн. |
|
Допустимая суточная доза для профессионалов (ПДД) в настоящее время |
|
установлена 0,017 Р. |
Со 60 , активность 0,5 кюри. Требуется |
Пример: Имеется препарат |
|
определить, какие дозы создаст гамма - излучение этого препарата на расстоянии 1 м в течение рабочего дня (6 час). Определить безопасное
расстояние: |
Кj |
* А * t |
|
13,5 * 500 * 6 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
1) Д = ------------------ |
|
= |
-------------------- |
|
= 4,05Р |
|
|
|
R2 |
|
10 4 |
|
|
Д найд |
R2 |
безопасн |
|
4,05 |
R 2 безопасн |
2) |
-------------------- = |
-------------------- |
--------- |
= |
= ------------------ |
= |
|
Д безопасн |
R2 найден |
|
0,017 |
10 4 |
|
|
4, 05 * 10 4 |
|
|
|
|
|
= ---------------- |
= R 2 |
безопасн. = 2382353; |
|
|||
|
0,017 |
|
|
|
|
|
R 2 безопасн = √ 2382353 = 1543 см = 15 м 43 см
7
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
|
|
|
|
Номера вопросов контрольной работы |
|
|
|
|||
Предпос- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ледняя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цифра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
учебного |
|
|
|
Последняя цифра учебного шифра |
|
|
|
|
||
шифра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
4, 32, 39 |
8, 31, 35 |
4, 15, 33 |
7, 16, 25 36, |
16, 18, 28 |
5, 42, 53 59, |
11, 47, 55 |
23, 28, 39, |
3, 48, 57 64, |
12, 49, 54 |
|
55, 66 |
42,73 |
40, 65 |
68 |
39, 86 |
82 |
62, 84 |
56, 77 |
89 |
63, 83, |
1 |
16, 25, 34 |
11, 37, 52 |
7, 19, 26 |
10,15, 28 |
6, 12, 28 |
7, 29, 53 |
22, 49, 53 |
7, 48, 55 |
25, 52, 55 |
31, 49, 56 |
|
41, 63 |
61, 76 |
48,67 |
45, 70 |
58, 73 |
61, 89 |
63, 85 |
62, 89 |
62, 88 |
62, 93 |
2 |
1, 19, 27 |
13, 29, 39 |
6, 13, 24 |
1, 14, 24 |
34, 37, 41 |
2, 47, 51 |
18, 30, 46 |
2, 49, 54 |
10, 51, 59 |
4, 50, 57 |
|
46, 65 |
54, 74 |
63, 69 |
56, 75 |
58, 82 |
58, 81 |
59, 81 |
61, 93 |
61, 86 |
63,82 |
3 |
6, 26, 35 |
15, 22, 49 |
9, 17, 29 |
31, 35, 58 |
11, 18, 23 |
16, 19, 22, |
8, 46, 53 |
19, 52, 54, |
6, 10, 20 |
8, 16, 23 |
|
57, 70 |
55, 79 |
40, 76 |
63, 74 |
57, 80 |
38, 77 |
62, 73 |
61, 83 |
43, 88 |
44, 91 |
4 |
5, 20, 47 |
12, 17, 57 |
22, 36, 42 |
36, 49, 60 |
18, 32, 38 |
9, 46, 48 |
10, 30, 39 |
26, 32, 34 |
5, 25, 50 |
14, 22, 25 |
|
60, 68 |
62, 77 |
50, 72 |
63, 79 |
47, 78 |
59, 76 |
60, 84 |
49, 78 |
59, 87 |
60, 92 |
5 |
15, 28, 40 |
2, 9, 16 |
11, 20, 35 |
3, 45, 51 |
14, 45, 53 |
12, 48, 52 |
3, 32, 40, 58, |
19, 37, 42 |
9, 50, 59 |
24, 32, 35 |
|
51, 72 |
43, 78 |
39, 68 |
54, 84 |
58, 90 |
57, 74 |
81 |
57, 92 |
64, 90 |
59, 83 |
6 |
23, 33, 38 |
10, 21, 51 |
33, 37, 47 |
13, 31, 33 |
4, 45, 51 |
24, 26, 37 |
10, 33, 60 |
1, 17, 38 |
3, 36, 39 |
13, 38, 40 |
|
46, 67 |
63, 80 |
57, 66 |
53, 85 |
59, 82 |
51, 79 |
64, 74 |
60, 73 |
55, 80 |
59, 91 |
7 |
7, 22, 44 |
1, 64, 21 |
5, 32, 38 |
27, 22, 35 |
14, 29, 32 |
11, 25, 34 |
3, 16, 36 |
26, 30, 40, |
4, 6, 41 |
8, 51, 56 |
|
56, 69 |
7, 66 |
56, 71 |
52, 84 |
60, 87 |
45, 75 |
42, 83 |
45, 76 |
43, 78 |
64, 87 |
8 |
18, 36, 48 |
3, 23, 30 |
13, 29, 43 |
20, 34, 36 |
1, 15, 42 |
17, 40, 48 |
15, 44, 49 |
21, 27, 50 |
20, 27, 29 |
17, 51, 55 |
|
57, 71 |
46, 67 |
58, 69 |
47, 88 |
58, 75 |
53, 79 |
62, 85 |
56, 92 |
37, 86 |
63, 90 |
9 |
24, 34, 45 |
2, 5, 27 |
14, 18, 35 |
21, 26, 43 |
11, 43, 52 |
9, 30, 41 |
8, 13, 23 |
17, 22, 36 |
15, 18, 41 |
24, 44, 46 |
|
59, 75 |
42, 70 |
38, 73 |
51, 91 |
57, 93 |
54, 90 |
41, 89 |
41, 81 |
50, 79 |
51, 92 |
8
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Раздел 2. Вопросы для контрольной работы
1.Строение атома и характеристика основных элементарных частиц, входящих в его состав.
2.Классификация лучевых поражений животных.
3.Сущность процессов ионизации, возбуждения и рекомбинации атома.
4.Ядерные силы, их характеристика.
5.Понятие об изотопах, изобарах, изомерах. Стабильные и нестабильные изотопы.
6.Острая лучевая болезнь у сельскохозяйственных животных, видовые особенности.
7.Типы ядерных превращений.
8.Симптоматология хронической лучевой болезни.
9.Естественная и искусственная радиоактивность, радиоактивные
источники.
10.Сочетанные и комбинированные радиационные поражения.
11.Характеристика радиоактивных излучений.
12.Токсикология радиоактивных веществ (йода - 131, цезия - 137, стронция - 90).
13.Закон радиоактивного распада.
14.Значение естественной радиоактивности и малых доз ионизирующих излучений в биологических процессах.
15.Радиометрия. Активность радиоактивных изотопов и единицы ее
измерения.
16.Влияние ионизирующей радиации на кроветворную и пищеварительную системы.
17.Дозиметрия, доза излучения, мощность дозы, единицы измерения.
18.Влияние ионизирующей радиации на иммунобиологическую реактивность, сердечно - сосудистую систему, органы дыхания и выделения.
19.Методы обнаружения и регистрации ядерных излучений.
20.Паталогоанатомические изменения при острой лучевой болезни.
21.Приборы для измерения излучений и их назначение.
22.Последствия аварии на Чернобыльской АЭС в агропромышленном производстве.
23.Радиоактивный фон, фоновая доза излучения, какими компонентами они определяются?
24.Ветеринарно - санитарная экспертиза продуктов животноводства при радиационных поражениях.
25.Характеристика наиболее опасных для биосферы радиоактивных продуктов деления.
26.Применение радиоактивных изотопов в биологии, ветеринарии и животноводстве.
9
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
27.Поступление, распределение радиоактивных веществ в организм и выведение их из организма.
28.Основы радиационной безопасности и организация работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений.
29.Методы определения радиоактивности кормов, воды и продуктов животноводства.
30.Нормы радиационной безопасности (НРБ - 99).
31.Отбор и подготовка проб для определения радиоактивности в объектах ветеринарного надзора.
32.Основные санитарные правила (ОСП ОРБ -99).
33.Механизм биологического действия ионизирующих излучений.
34.Ведение животноводства в условиях радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий.
35.Взаимодействие гамма - излучений с веществом.
36.Методы измерения активности радиоактивных препаратов.
37.Использование кормовых угодий, загрязненных радионуклидами.
38.Нормирование поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных.
39.Режим питания и содержания животных при радиоактивном загрязнении среды.
40.Пути поступления радионуклидов в организм и их распределение.
41.Миграция радионуклидов по сельскохозяйственным цепочкам.
42.Метаболизм и токсикология молодых продуктов деления.
43.Метаболизм и токсикология йода - 131.
44.Метаболизм и токсикология цезия - 137.
45.Метаболизм и токсикология стронция - 90.
46.Прогнозирование поступления накопления радионуклидов в продукцию животноводства.
47.Технологические приемы переработки продукции животноводства, загрязненной радионуклидами.
48.Механизм биологического действия ионизирующих излучений.
49.Теории прямого и непрямого действия радиации.
50.Характеристика радиолиза воды.
51.Теория липидных радиотоксинов и структурно - метаболическая теория радиационного поражения.
52.Радиочувствительность животных.
53.Радиочусвтвительность клеток.
54.Влияние ионизирующих излучений на органы чувств.
55.Влияние ионизирующих излучений на кожу и соединительную ткань.
56.Влияние ионизирующих излучений на эндокринные железы.
57.Влияние ионизирующих излучений на кровь и кроветворные органы.
58.Влияние ионизирующих излучений на органы пищеварения.
59.Влияние ионизирующих излучений на органы размножения.
10
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com