Биология
В этом разделе даны основные положения биологии в применении к радиационной защите.
Основным элементом, из которого строится организм, является клетка. Клетки обычно содержат протоплазму, состоящую на 80% из воды, в которой растворены карбогидраты, жиры, протеины, соли и газы. Осуществляя метаболическую активность, клетка является источником энергии, может восстанавливать повреждения, строить необходимые структуры и производить новые клетки путем деления. Перед делением в клетке производится новый набор хромосом, используя существующий набор как образец. Нормально диффундирующие хромосомы собираются в скопления (два идентичных набора), располагающиеся в противоположных концах клетки. Затем клетка делится пополам, и две дочерние клетки начинают цикл снова.
Человеческий организм является сложным соединением клеток, из которых строятся различные системы органов и различные ткани. В организме человека существует четыре основных типа тканей: эпителиомные, соединительные, мышечные и нервные. Ткани эпителия содержат клетки, расположенные тесно друг к другу, эти ткани формируют внутреннюю и внешнюю поверхности тела. Соединительные ткани состоят из клеток, которые разделены межклеточным материалом. В эту группу входят различные типы кровяных клеток, связки, хрящи и кости. В организме существуют три различных типа мышечных тканей. Это гладкие, сердечные и скелетные мышцы. Мышечные клетки способны сокращаться под воздействием электрического раздражения. Последний тип тканей — это нервная ткань. Основной тип клеток нервной ткани — это нейроны. Они способны проводить электрические импульсные сигналы.
Основные системы органов тела человека имеют следующие краткие характеристики:
покровная — включает в себя кожу, волосы и потовые железы. Окружает другие органы и защищает от воздействия внешних факторов;
скелетная — кости и соединительная ткани. Осуществляет поддержку остальных органов и служит для присоединения мышц;
пищеварительная — рот, пищевод, тонкий и толстый кишечник. Растворяет пищу и выделяет питательные компоненты, которые затем поглощаются кровотоком;
выделительная — включает почки и мочевой пузырь. Выделяет продукты жизнедеятельности клеток;
репродуктивная — гонады (яичники и яички) и матка. Производит яйцеклетку и сперму, которые объединяются для рождения нового организма;
эндокринная — железы внутренней секреции. Вырабатывает и выделяет гормоны в ткани или кровь. Включает гипофиз, щитовидную и надпочечную железы. Гормоны жизненно необходимы для правильного обмена веществ и роста;
респираторная — воздушные пути и легкие. Образует систему обмена кислорода и двуокиси углерода в крови;
мышечная — мышцы тела. Необходима для движения, вентиляции легких, сокращения сердца;
нервная — головной мозг, спинной мозг и нервные волокна. Передает сигналы контроля функционирования организма.
Химия
В настоящее время известно 107 различных химических элементов. Тяжелейшие элементы получены искусственно в лабораторных условиях. Вещество классифицируется как элемент, если с помощью химических реакций оно не может быть преобразовано в более простое вещество. Сложные вещества образовываются соединением элементов в соответствующих соотношениях. Например, вода — сложное вещество, состоящее из двух частей элемента водорода и одной части элемента кислорода.
Атомный вес атома — это относительный вес одного атома в сравнении с весом стандартного атома. В настоящее время для образца выбран наиболее распространенный изотоп углерода, химический атомный вес которого равен точно 12,0000000. Согласно этому стандарту атомный вес кислорода равен 15,9949 и атомный вес урана-238 равен 238,0508 единиц атомного веса. Одна атомная единица массы (а.е.м). равна 1/12 атомного веса углерода-12. Молекулярный вес молекулы это сумма атомных весов входящих в нее атомов. Грамм-молекулярный вес или моль равен количественно молекулярному весу в граммах. Один моль какого-либо вещества содержит 6,025Е23 молекул (число Авогадро). Моль вещества в газообразном состоянии имеет объем 22,4 литра при стандартных температуре и давлении.
Химический элемент состоит из ядра, окруженного электронами. Считается, что электроны расположены на нескольких фиксированных орбитах вокруг ядра. Внутренняя электронная орбита называется К-орбита и на ней могут находиться не более двух электронов. Следующие орбиты обозначаются как L, M, N и т.д. Максимальное количество электронов на орбите равно удвоенному квадрату номера орбиты (на М-орбите может находиться 2x3x3=18 электронов). Элементы, имеющие в ядре одинаковое количество протонов, но различное количество нейтронов, называются изотопами.
Если элементы расположить в порядке возрастания атомного номера (количества протонов), затем определить точки с повторяющимися химическими свойствами и расположить их в колонки, образуется таблица. Такая таблица называется периодической системой элементов Д.И.Менделеева. Из таблицы видно, что схожесть свойств элементов почти полностью обусловлена совпадением количества электронов на внешних (валентных) орбитах.
С помощью химических реакций атомы могут объединяться, образуя различные соединения. Во время реакций происходит перераспределение электронов. Если элемент теряет электроны в реакции, то говорят, что он окисляется. Соответственно, захват электронов называется реакцией восстановления.
РАДИОАКТИВНОСТЬ