РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ «УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ-3»
«Единицы измерения информации. Системы исчисления»
В мире существует пока что 2 вида информации аналоговая и цифровая. Аналоговая – это та информация которую воспринимаем мы посредством наших сенсоров (видим, нюхаем, трогаем, пробуем на вкус, слышим), цифровая – это информация отраженная в зашифрованном виде. Компьютер работает с цифровой информацией. То есть для того чтобы передать нам рисунок он должен сначала его закодировать в набор чисел, а потом уже раскодировать обратно чтобы вывести на экран монитора. Возьмем к примеру обычные символы. Например когда мы набираем какой-нибудь текст то каждый символ (буква, цифра, знак) имеет свой код. Ведь не надо придумывать несколько сотен тысяч символов для каждого символа каждого языка отдельно. Язык цифр может упростить все. Даже у каждого цвета есть своя цифра, а человеческий глаз может отличит около 16 миллионов цветов. Так что вот почему компьютеры пользуются цифровой информацией. Теперь подробнее о способах измерения информации. Длину мерят метрами и километрами, вес граммами, килограммами и тоннами, надо же информацию чем то мерить вот и придумали специальные единицы измерения биты, байты, килобайты и т.д. Бит (от английского binary digit - двойной разряд, соответственно 0 и 1) означает самую маленькую единицу измерения.
1 байт - 8 бит
1 КБ (Килобайт) - 1024 Байт
1 МБ (Мегабайт) - 1024 КБ
1 ГБ (Гигабайт) - 1024 МБ
1 ТБ (Терабайт) - 1024 ГБ
Компьютерная система исчисления немного отличается от обычной. В компьютерной системе все исчисления происходят по двоичной системе, т.е. 2-4-8-16-32-64-128-256-512-1024. Вот поэтому ученые и взяли за основу цифру 1024.
Информация единицы измерения количества информации служат для измерения объёма информации — величины, исчисляемой логарифмически. Чаще всего информация единицы измерения количества информации касается объёма компьютерной памяти и объёма данных, передаваемых по цифровым каналам связи. Единица — бит — является основой исчисления информации в цифровой технике. Особое название имеет 4 бита — ниббл (полубайт, тетрада, четыре двоичных разряда), которые вмещают в себя количество информации, содержащейся в одной шестнадцатеричной цифре. Итак, информация о единицах измерения количества информации будет выглядеть следующим образом: байт, килобайт, мегабайт, гигабайт. Понятия информация и единицы измерения количества информации и качество информации тесно связаны между собой. Вопрос выбора информации, единицы измерения количества информации фактически равнозначен выбору основания для логарифма количества состояний. Следует также заметить, что информация, единицы измерения количества информации случайной величины точно равна логарифму количества состояний лишь при равномерном распределении. Во всех прочих случаях количество информации будет меньше.
И конечно система счисления – это способ записи (изображения) чисел. Различные системы счисления, которые существовали раньше и которые используются в настоящее время, делятся на две группы:
· Позиционные;
· Непозиционные.
Наиболее совершенными являются позиционные системы счисления – системы записи чисел, в которых вклад каждой цифры в величину числа зависит от ее положения (позиции) в последовательности цифр, изображающей число.
Наша привычная десятичная система является позиционной.
В числе 34 цифра 3 обозначает количество десятков и «вносит» в величину числа 30: 3×10 + 4 = 34
В числе 304 цифра 3 обозначает количество сотен и «вносит» в величину числа 300: 3×100 + 4 = 304
Системы счисления, в которых каждой цифре соответствует величина, не зависящая от ее места в записи числа, называются непозиционными.
Непозиционной системой счисления является римская система записи чисел. XXXIV = 10+10+10–1+5 = 3×10 + -1 +5 = 34
Позиционные системы счисления – результат длительного исторического развития непозиционных систем счисления.
www.neuch.ru
С. Панкратов
специальный корреспондент журнала «Наука и жизнь»
Для оценки радиационной опасности, которой подвергается человек вблизи источников ионизирующих излучений, существует большой набор дозиметрических приборов. Каждый из них служит для измерения вполне определенной физической величины, а измерить какую-либо величину – это значит установить, сколько раз в ней содержится некоторая элементарная порция, называемая единицей физической величины. Выбор такой единицы, вообще говоря, произволен, и он закрепляется соответствующим международным соглашением. Какие же единицы выбраны для измерения свойств ионизирующих излучений?
Основная физическая величина, которая характеризует радиоактивный источник, это число происходящих в нем распадов в единицу времени. Такая величина была названа активностью. Активность того или иного вещества, например, радиоактивного изотопа, определяется количеством атомов, распадающихся в единицу времени (скажем, за одну секунду), и, следовательно, число испускаемых веществом радиоактивных частиц прямо пропорционально его активности.
В качестве единицы активности и Международной системе единиц СИ выбран беккерель (Бк, Bq). Активность в 1 Бк соответствует одному распаду в секунду. Однако в практической дозиметрии и радиационной физике чаще используется другая единица – кюри (обозначается Ки, Ci). Кюри в 37 миллиардов раз больше одного беккереля (1 Ки = 3,7 1010 Бк), то есть соответствует 37 миллиардам радиоактивных распадов в секунду. С чем связан такой, казалось бы, странный и произвольный выбор единицы? Дело в том, что именно такое число распадов происходит в одном грамме радия-226 – исторически первого вещества, в котором были изучены законы радиоактивного распада. Поскольку активность одного грамма чистого радия близка к 1 Ки, то ее часто выражают в граммах. В этом (и только в этом) случае единица массы вещества обладает единичной активностью.
Благодаря распаду количество радиоактивных атомов в первоначальной массе вещества уменьшается с течением времени. Соответственно снижается, и активность. Это уменьшение активности подчиняется экспоненциальному закону:
Ct = C0 exp (– [0,693/T]t)
который называется законом радиоактивного распада. Здесь Ct – активность вещества по прошествии времени t, С0 – активность в начальный момент. Как видно из формулы, описывающей распад, величина T служит важнейшей характеристикой радиоактивности – она показывает то время, по истечении которого активность вещества (или число радиоактивных атомов) уменьшается вдвое. Это время T называется периодом полураспада.
У разных радиоактивных веществ период полураспада меняется в очень широких пределах: от миллионных долей секунды до нескольких миллиардов лет. Например, период полураспада урана-238 равен 4,5 миллиарда лет, радиоактивного изотопа йода-131 – около 8 дней, цезия-137 – тридцать лет. При авариях с ядерными установками последние два изотопа способны доставить наибольшие неприятности. Оба представляют собой летучие продукты деления, поэтому они легко могут попасть в атмосферу и образовать аэрозоли. Однако если йода-131 через несколько месяцев останется ничтожно мало – он практически весь распадется, – то цезий-137 вместе с другими выпавшими долгоживущими изотопами еще сохраняет способность заражать местность. Во что же превращается радиоактивный йод в результате распада? В инертный газ ксенон-131, который вполне устойчив. За 100 дней содержание йода-131 и соответственно его активность уменьшатся в 212 = 4096 раз.
Под действием излучений, испускаемых радиоактивными изотопами, в облучаемом объекте накапливаются различные нарушения. Принято считать (хотя это сегодня все чаще подвергается сомнению), что изменения, происходящие в облучаемом веществе, полностью определяются поглощенной энергией радиоактивного излучения. Это положение, строго говоря, не доказано, и его можно назвать энергетическим постулатом. Во всяком случае, поглощенная энергия излучения служит самой удобной физической величиной, характеризующей действие радиации на организмы.
И вот на VII Международном конгрессе радиологов, который состоялся в 1953 году в Копенгагене, в период наиболее острого интереса к атомной науке и технике, энергию любого вида излучения, поглощенную в одном грамме вещества, было рекомендовано называть поглощенной дозой. В качестве единицы поглощенной дозы был выбран рад (rad, по первым буквам английского словосочетания «radiation absorbed dose», – поглощенная доза излучения). Один рад соответствует такой поглощенной дозе, при которой количество энергии, которая выделяется в одном грамме любого вещества, равно 100 эрг независимо от вида и энергии ионизирующего излучения. Таким образом,
1 рад = 100 эрг/г = 10–2 Дж/кг = 6,25·107 МэВ/г
для любого материала.
Поглощенная доза, образуемая в веществе в единицу времени, называется мощностью поглощенной дозы и измеряется в единицах рад/с, рад/мин, рад/ч и т.д.
Рад, так же как и кюри (1 Ки = 3,7 гигабеккерелей, ГБк), – это так называемые внесистемные единицы, и с точки зрения ортодоксальных приверженцев системы СИ на их использование должен быть наложен суровый запрет. Однако жизненная практика оказалась сильнее формальных предписаний, и «незаконная» единица поглощенной дозы – рад – используется гораздо чаще, чем соответствующая единица системы СИ – грэй (обозначается Гр, Gy). (Например, в широко используемом юбилейном справочнике, посвященном 50-летню Американского института физики, которое отмечалось в 1981 году, единица «грэй» вообще не упоминается.) Соотношение между единицами поглощенной дозы таково:
1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад.
Мощность поглощенной дозы измеряется в системе СИ в Гр/с, Гр/ч и т.д.
Стоит обратить внимание на то обстоятельство, что рад (или грэй) – единица чисто физической величины. По существу, это энергетическая единица, никак не учитывающая те биологические эффекты, которые производит проникающая радиация при взаимодействии с веществом. Однако то, что действительно интересует специалистов по дозиметрии и радиационной физике, – это изменения в организме, возникающие при облучении человека. Оказалось, что тяжесть всяческих нарушений сильно различается в зависимости от типа излучения.
Другими словами, знания поглощенной дозы совершенно недостаточно для оценки радиационной опасности. Более того, измерить поглощенную дозу непосредственно в живой ткани чрезвычайно трудно, и даже если бы удалось проделать такие измерения, их ценность оказалась бы невелика. Действительно, отклик живого организма па облучение определяется не столько поглощенной дозой, сколько микроскопическим – то есть на уровне отдельных молекул – распределением энергии по чувствительным структурам живых клеток. Поэтому возникла необходимость ввести такую измеримую величину, которая учитывала бы не только выделение энергии, но и биологические последствия облучения.
Из соображений простоты и удобства биологические эффекты, вызванные любыми ионизирующими агентами, принято сравнивать с воздействием па живой организм рентгеновского или гамма-излучения. Удобство здесь состоит в том, что для рентгеновского излучения заданные дозы и их мощности сравнительно просто получаются (например, с помощью калиброванных рентгеновских источников), хорошо воспроизводятся и надежно измеряются. Все эти процедуры становятся заметно сложнее для других типов излучений. Чтобы можно было сравнивать воздействие последних с биологическими эффектами от рентгеновского и гамма-излучения, вводится так называемая эквивалентная доза, которая определяется как произведение поглощенной дозы на некоторый коэффициент, зависящий от вида излучения.
Этот коэффициент, называемый «фактором качества» Q, приблизительно равен единице для гамма-лучей и протонов высокой энергии; для тепловых нейтронов Q ≈ 3, а для быстрых нейтронов значение Q достигает десяти. При облучении α-частицами и тяжелыми ионами Q ≈ 20, а это значит, что даже сравнительно малые поглощенные дозы могут вызвать серьезные биологические последствия. Эквивалентная доза измеряется в бэрах (бэр – биологический эквивалент рентгена). Иногда употребляется также наименование «рем» (от английской аббревиатуры rem – roentgen equivalent for man, эквивалент рентгена для человека). Коэффициент качества излучения Q устанавливается на основе радиобиологических экспериментов и приводится в специальных таблицах. Для рентгеновского излучения (Q = 1) один рад поглощенной дозы соответствует одному бэру.
/>
Рис. 1. Радиоактивный распад
При радиоактивном распаде число нестабильных ядер уменьшается с течением времени очень быстро – экспоненциально. Продолжительность жизни распадающегося вещества характеризуют временем, по истечении которого количество активных атомов в веществе в среднем уменьшается вдвое. Этот промежуток времени Т называется периодом полураспада. Если, например, в материале, испытывающем радиоактивное превращение, первоначально было N0 ядер, то через время Т их станет 1/2 N0, через 2Т – 1/4 N0, через 3Т – уже 1/8 N0, и так далее. Число радиоактивных ядер будет «выгорать» в геометрической прогрессии с показателем, равным двойке. Периоды полураспада для различных радиоактивных веществ изменяются от миллиардов лет до миллионных долей секунды и хорошо поддаются вычислению с помощью квантовой механики.
В принципе особой необходимости в специальной единице эквивалентной дозы нет, она может измеряться в тех же единицах, что и поглощенная доза, поскольку коэффициент Q – безразмерный. Тем не менее, учитывая важность проблемы биологического действия ионизирующих излучений, в радиационной физике и при расчете защиты от ядерных излучений стали использовать единицу эквивалентной дозы. В системе СИ эта единица установлена совсем недавно и называется зиверт (обозначается Зв, Sv). Эквивалентная доза в 4...5 зиверт (примерно 400...500 бэр), полученная за короткое время, вызывает тяжелое лучевое поражение и может привести к смертельному исходу. Предельно допустимая доза (ПДД) для персонала, работающего с радиоактивными веществами, установлена в 5 бэр/год (или примерно 100 мбэр/неделя).
При этом имеется в виду облучение всего тела, как говорят, тотальное облучение. Для населения установлен предел дозы за год в десять раз меньший – 500 мбэр/год.
Как же узнать, какую дозу радиации получает человек, находящийся вблизи радиоактивного источника? В том-то и состоит предательская особенность ядерных излучений, что с точки зрения человека, попадающего в опасную зону, они никак себя не проявляют. Человеческие органы чувств, сформировавшиеся как инструмент выживания, совершенно не приспособлены к восприятию проникающей радиации, и в этом ее существенное отличие, трагическая выделенность по сравнению с другими природными воздействиями. Ведь даже небольшие с точки зрения физики изменения светового потока, температуры воздуха или механического давления вызывают довольно бурную реакцию человеческого организма.
По отношению к этим изменениям в окружающей среде природа с самого начала была поставлена в жесткие условия – жизнь обрывалась, если природные воздействия выходили за допустимые пределы. Острота восприятия помогает человеку ориентироваться в обстановке и принимать необходимые меры предосторожности. Скажем, зрение, которое на протяжении многих поколений служило почти единственным способом обнаружить врага, должно было действовать и в сумерках, и даже при свете звезд, когда световая энергия поступает лишь редкими порциями. Собрать и использовать каждый фотон, чтобы лучше увидеть надвигающуюся опасность, было делом жизни или смерти.
/>
Рис. 2. Основные виды ядерных превращений, приводящие к испусканию радиоактивных излучений
При альфа-распаде из ядра вылетает сравнительно тяжелая альфа-частица, которая представляет собой ядро атома гелия. Энергия вылетающей альфа-частицы по атомным масштабам довольно высока – примерно 5...10 МэВ, то есть почти в миллион раз больше энергии электрона в атоме. Поэтому альфа-частицы, проходя через вещество, могут производить в нем обильные нарушения вследствие ионизации и возбуждения атомов. При бета-распаде нейтрон внутри ядра самопроизвольно превращается в протон, и при этом испускается электрон (или, наоборот, протон переходит в нейтрон с испусканием позитрона). Кроме электрона и позитрона, при бета-распаде возникают также нейтрино и антинейтрино, однако их воздействие на вещество ничтожно. Образовавшееся в результате радиоактивного распада ядро, как правило, сильно возбуждено, и оно освобождается от избыточной энергии, испуская жесткие гамма-кванты. Это гамма-излучение обладает большой проникающей способностью и может причинить немалый вред живому организму.
Если зрение или обоняние – вспомним нюх собаки! – по своей обнаружительной способности близки к физическим пределам (которые невозможно преодолеть никакими техническими ухищрениями), то при восприятии радиации человек находится почти на пределе «тупости». Поэтому без специальных приборов мы не можем судить ни об уровне радиации, ни даже об ее наличии или отсутствии, а следовательно, и о грозящей нам опасности. В таких приборах используются те же самые радиационные эффекты, которые причиняют нам вред, в частности, ионизация частиц среды. Ионизационный метод регистрации излучения стал исторически первым – он начал широко использоваться в 20-х годах. В связи с этим были предприняты попытки установить такие единицы измерения радиации, которые позволили бы связать ионизационный эффект с биологическим, а также с поглощением энергии излучения. В 1928 году в качестве такой единицы был принят рентген (обозначается Р, R).
Введение новой единицы вызвало много споров. Прежде всего возник вопрос: рентген – единица чего? Какой наблюдаемой физической величине она соответствует? Ответ на этот вопрос давался по-разному, однозначного толкования рентгена вначале не было. Какое-то время рентген рассматривали как количество излучения, характеризующее поглощенную из потока радиации энергию в единице массы воздуха. Такая интерпретация рентгена, вообще говоря, не соответствовала его определению как меры ионизационного эффекта. Ведь поглощенная энергия и число образовавшихся пар ионов – разные физические величины, поэтому использовать рентген для оценки поглощенной энергии оказалось неудобным.
Однако в соответствии с «энергетическим постулатом», специалистов по физике защиты от излучений и радиобиологов интересовала в первую очередь поглощенная в живой ткани энергия. Трудности, возникавшие при ее подсчете через единицу «рентген», требовали разных уточнений и оговорок. Применение рентгена для оценки поглощенной энергии было неудобно еще и потому, что эта единица была введена и соответственно метрологически поддерживалась только для рентгеновского и гамма-излучений (да и то, строго говоря, с определенным спектром). Чтобы сравнивать эффекты, производимые в веществе корпускулярным излучением, например, электронами или нейтронами, приходилось вводить поправочные коэффициенты для каждого типа среды – воздуха, мышечной ткани, кости и т.д. Такие коэффициенты назывались эквивалентами рентгена. Одним словом, прямое использование рентгена, понимаемого как единица поглощенной энергии, создавало в радиационной физике много неудобств.
/>
Рис. 3. Слой «половинного ослабления» для жесткого гамма-излучения
Так в физике защиты от излучений называют толщину того или иного материала, после прохождения которого интенсивность гамма-излучения уменьшается наполовину. Полного поглощения гамма-излучения (с энергией ниже 10 МэВ) в веществе не происходит, однако интенсивность потока гамма-квантов ослабляется по экспоненциальному закону, в точности такому же, как закон радиоактивного распада. При этом роль периода полураспада играет слой половинного ослабления. Для жесткого гамма-излучения с энергией квантов 1 МэВ толщина этого слоя составляет 5 см бетона, 3 см стали или 1 см свинца. Если необходимо уменьшить интенсивность опасного гамма-излучения в миллион раз, то потребуется свинцовый экран толщиной 20 см либо бетонная стенка метровой толщины (220 примерно равно 106). 10 см свинца ослабляют жесткое излучение в тысячу раз. Для сравнения: альфа-излучение с энергией 1 МэВ практически полностью поглощается алюминиевой фольгой толщиной 5 микрон, а для поглощения бета-радиации с такой же энергией достаточно 1,6 мм алюминия.
В современной дозиметрии рентген рассматривается не как единица, характеризующая поглощенную энергию и тем самым напрямую связанная с биологическим эффектом, а только как единица, определяющая ионизирующую способность рентгеновского и гамма-излучений в 1 см3 воздуха. Физическая величина, которой соответствует единица «рентген», называется экспозиционной дозой рентгеновского и гамма-излучений. Экспозиционная доза определяется по ионизации воздуха – как отношение суммарного заряда всех ионов одного знака, созданных в воздушном объеме ионизирующим агентом, к массе воздуха в этом объеме. В системе СИ единицей экспозиционной дозы служит Кл/кг (кулон, деленный на килограмм). Экспозиционная доза в 1 Кл/кг означает, что суммарный заряд всех ионов одного знака (например, положительных), которые возникли под действием излучения в 1 кг воздуха, равен одному кулону.
С точки зрения убежденных приверженцев системы СИ, рентген – устаревшая и как бы «незаконная», внесистемная единица. Один рентген – это такая экспозиционная доза рентгеновского или гамма-излучения, при которой в 1 см3 атмосферного воздуха при температуре 0°C и давлении 760 мм ртутного столба возникают ионы, несущие положительный или отрицательный заряд в одну электростатическую единицу (1 CGSE). Поскольку заряд электрона равен 4,8 10–10 электростатических единиц, то число образовавшихся пар ионов, как нетрудно подсчитать, будет равно для экспозиционной дозы в 1 рентген 208 миллиардам на 0,001293 г воздуха (такова масса одного кубического сантиметра). На образование одной пары ионов в воздухе в среднем затрачивается энергия, примерно равная 34 электрон-вольтам (эВ), следовательно, при экспозиционной дозе в 1 рентген в 1 см3 воздуха поглощается около 0,114 эрг или, в пересчете на один грамм воздуха, 88 эрг/г. Таким образом, 88 эрг/г – это энергетический эквивалент рентгена для воздуха.
Хотя однозначную связь между поглощенной дозой радиации и экспозиционной дозой, измеренной в рентгенах, можно установить лишь приближенно (с точностью до флуктуации), практическое удобство единицы «рентген» бесспорно, так как ионизацию в воздухе можно легко измерить с помощью ионизационной камеры. По результатам таких измерений мы можем судить о поглощенной энергии в биологической ткани.
www.ronl.ru
Основные понятия, термины и единицы измерения.
Радиоактивный распада нестабильного нуклида.
Радионуклид - нестабильный нуклид, способный к самопроизвольному распаду.
Период полураспада изотопа - время, за которое распадается в cреднем
половина всех радионуклидов данного типа в любом радиоактивном источнике.
Радиационная активность образца - в данном радиоактивном образце; единица измерения - беккерель (Бк),
Поглощенная доза* - энергия ионизирующего излучения, поглощенная
облучаемым телом (тканями организма), в пересчете на единицу массы.
^ Эквивалентная доза** - поглощенная доза, умноженная на коэффициент, отражающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма.
Эффективная эквивалентная доза*** - эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность различных тканей к облучению.
эффективная эквивалентная доза, полученная группой людей от какого-либо источника радиации.
^ Полная коллективная эффективная эквивалентная доза - коллективная эффективная эквивалентная доза, которую получат поколения людей от какого-либо источника за все время его дальнейшего существования.
Радиоактивность - самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в другой нуклид, сопровождающейся испусканием ионизирующего излучения.[1]
^ Нуклид -вид атомов одного элемента с данным числом протонов и нейтронов в ядре.
Радионуклид - нуклид обладающей радиоактивностью.
Ионизирующее излучение - это поток заряженных или нейтральных частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению атомов или молекул среды.
^ Альфа - частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, прочно связанных между собой.
Бета- частица электрон или позитрон, испускаемыми атомными ядрами при бета распаде.
Гамма -кванты испускаются возбужденными продуктами радиоактивного распада при переходе на более низкий энергетический уровень.
^ Период полураспада (ППР)- время в течении которого число ядер радионуклида уменьшиться в двое.
Зиверт (Зв) = милиРенгену
Кюри – единица активности вещества эквивалентная 3,70 1010 распадов в секунду.
* единица измерения в системе СИ – грэй (Гр)
** единица измерения в системе СИ зиверт (Зв)
*** единица измерения в системе СИ – зиверт (Зв)
**** единица измерения в системе СИ — человеко-зиверт (чел-Зв)
Радиационные загрязнения делятся
на естественные и антропогенные.
Естественные излучения, соответственно, -- на космическое излучение, и "земную радиацию".
A) Космическое излучение - поток элементарных частиц очень высокой энергии (1010 - 1020 эВ и выше). В земной атмосфере эти частицы (первичное космическое излучение) взаимодействуют с атомами и порождают новую группу элементарных частиц, также обладающих высокой энергий и скоростью (вторичное космическое излучение). Первичное космическое излучение состоит из быстрых протонов, альфа - частиц, электронов, нейтронов и не большого количества ядер углерода, N2, О2 и более тяжелых ядер.
Вторичное космическое излучение в основном состоит из трития, Ве-7, Be-10, Na-22, Na-23, C-14.
Б) Земная радиация.
Основные радиоактивные изотопы встречаются в горных породах, - К - 40, Rb-87 и чалены двух радиоактивных семейств берут начало соответственно от U-238 и Th-232
Природный уран состоит из трех изотопов
U-238 (период полураспада (ППР)- 4 667 999 744года),
U-235 (ППР-703 800 000лет ) и
U-234 (ППР-245000лет).
Основную массу природного урана (99,8%) составляет U-238.
U-234 имеет значительно меньший ППР, поэтому не смотря на малое процентное содержание в облучение окружающей среды вносит почти такой же вклад как и U-238.
Искусственные загрязнения
А) загрязнения осколочными радионуклидами.
Они образуются в результате ядерных взрывов и работы АЭС. Основными загрязнителями здесь являются 1-131, Cs-137, Sr-90.
I-131 коротко живущий радионуклид, период полураспада у него около восьми суток. Наряду с бета излучением он является сильным гамма излучателем. Хорошо накапливается в организме человека.
В отличнее от йода Sr-90 долго живущий радионуклид с ППР около 30 лет. Он очень хорошо вытесняет кальций из костей, тем самым накапливается в организме. Являясь, бета излучателем его накопления в организме очень опасно.
Cs-137 с периодом распада 30 лет, является сильным источником бета и гамма излучения.
Б) продукты наведенной радиации.
Основные загрязнители: Np-239, Na-24, P-32. Они образуются при попадании нейтрона в ядро атома. Например, U-238 + In = Np-239.
В основном нормативном документе по радиационной безопасности - ^ Нормах радиационной безопасности (НРБ-76/87) даны значения предельно-допустимых концентраций радиоактивных веществ в воде и воздухе для профессиональных работников и ограниченной части населения. Данные по некоторым важным, биологически активным радионуклидам приведены в таблице.
Значения допустимых концентраций для радионуклидов.
Нуклид ,N
Период полураспада, T1/2
Допустимая концентрация
В воздухе
Ku/л
В воде
Ku/л
В воздухе
Бк/м3
В воде
Бк/кг
Тритий-3
(окись)
12,35
3*10-10
4*10-6
7,6*103
3*104
Углерод-14
5730
1,2*10-10
8,2*10-7
2,4*102
2,2*103
Железо-55
2,7
2,9*10-11
7,9*10-7
1,8*102
3,8*103
Кобальт-60
5,27
3*10-13
3,5*10-8
1,4*101
3,7*102
Криптон-86
10,3
3,5*102
2,2*103
Стронций-90
29,12
4*10-14
4*10-10
5,7
4,5*101
Иод-129
1,57*107
2,7*10-14
1,9*10-10
3,7
1,1*101
Иод-131
8,04 сут
1,5*10-13
1*10-9
1,8*101
5,7*101
Цезий-135
2,6*106
1,9*102
6,3*102
Свинец-210
22,3
2*10-15
7,7*10-11
1,5*101
1,8
Радий-226
1600
8,5*10-16
5,4*10-11
8,6*103
4,5
Уран-238
4,47*109
2,2*10-15
5,9*10-10
2,8*101
7,3*10-1
Плутоний-239
2,4*104
3*10-17
2,2*10-9
9,1*10-3
5
Испытания атомного оружия привели к загрязнению окружающей среды далеко за пределами специально выделенных полигонов.
Суммы бета-активных продуктов, выпавших из атмосферы в период с 1954 по 1994гг.
( Радиационное загрязнение, обусловленное
испытаниями атомного оружия (бета-активность).
Сравнение трех типов ионизирующего излучения, представляющих наибольший экологический интерес. Показана относительная проникающая способность и специфический ионизирующий эффект. Это чисто качественная схема, не отражающая количественных соотношений
Влияние радиации на человеческий организм
Воздействие радиации на организм может быть различным. В малых дозах радиационное излучение может стать катализатором процессов, приводящих к раку или генетическим нарушениям, а в больших дозах часто приводит к полной или частичной гибели организма вследствие разрушения клеток тканей.
Сложность в отслеживании последовательности процессов, вызванных облучением, объясняется тем, что последствия облучения, особенно при небольших дозах, могут проявиться не сразу, и зачастую для развития болезни требуются годы или даже десятилетия. Кроме того, вследствие различной проникающей способности разных видов радиоактивных излучений они оказывают неодинаковое воздействие на организм: альфа-частицы наиболее опасны, однако для альфа- излучения даже лист бумаги является непреодолимой преградой; бета-излучение способно проходить в ткани организма на глубину один - два сантиметра; наиболее безобидное гамма-излучение характеризуется наибольшей проникающей способностью.
Также различается чувствительность отдельных органов к радиоактивному излучению. Поэтому, чтобы получить наиболее достоверную информацию о степени риска, необходимо учитывать соответствующие коэффициенты чувствительности тканей при расчете эквивалентной дозы облучения:
0,03 - костная ткань- щитовидная железа, 0,12 - красный костный мозг,
0,25 - яичники или семенники, 1,00 - организм в целом.
Вероятность повреждения тканей зависит от суммарной дозы и от величины дозировки, так как благодаря репарационным способностям большинство органов имеют возможность восстановиться после серии мелких доз.
Тем не менее, существуют дозы, при которых летальный исход практически неизбежен. Так, например, дозы порядка 100 Гр приводят к смерти через несколько дней или даже часов вследствие повреждения центральной нервной системы, от кровоизлияния в результате дозы облучения в 10-50 Гр смерть наступает через одну - две недели, а доза в 3-5 Гр грозит обернуться летальным исходом примерно половине облученных.
Около 95% населения проживает в районах, где мощность облучения колеблется в среднем от 0,3 до 0,6 миллизиверта в год.
По территории России зоны повышенной радиоактивности также распределены неравномерно и известны как в европейской части страны, так и в Зауралье, на Полярном Урале, в Западной Сибири, Прибайкалье, на Дальнем Востоке, Камчатке, Северо-востоке.
Нельзя не обратить внимание на то обстоятельство, что многие курорты и излюбленные места отдыха, восстановления здоровья наряду с благоприятными климатическими факторами, как правило, включают и фактор повышенного природного радиационного фона (ПРФ). В условиях повышенного ПРФ находятся путешествующие и отдыхающие в горах Швейцарии, Кавказа, Памира, Колорадо.
Десятки тысяч отдыхающих приезжают провести свой отпуск в места с наиболее высоким ПРФ - в штат Керала в Индии, в Бразилию в окрестности города Посус-ди-Калдас и пляжи близ Гуарапари, города с населением 12000 человек, ежегодно приезжают отдыхать примерно 30000 курортников, где уровень радиации достигает 250 и 175 миллизивертов в год соответственно. Это превышает средние показатели в 500-800 раз.
Миллионы больных улучшают состояние своего здоровья на курортах, возникших вокруг источников с повышенным содержанием радона. Такие всемирно известные курорты, как Пятигорск, Белокуриха, Хмельники
в РФ, Браубах, Висбаден, Баден-Баден в Германии, Бадгастайн в Австрии, Масутами-Спрингс в Японии и другие, помимо повышенного ПРФ окружающей среды, оказывают оздоровляющее влияние на приезжающих путем специально дозированного облучения их радоном и его дочерними продуктами распада, т.е.опять-таки повышенным ПРФ. В процессе радонотерапии за месяц пребывания на курорте больные получают (в зависимости от радиоактивности источника и характера процедур) на организм в целом дозы порядка 0,1-0,8 Зв, т.е. величины, лежащие в пределах колебаний ПРФ (0,16-2,38 мЗв за месяц). При приеме радоновых ванн наибольшему воздействию радона подвергается кожа больного. За месячный срок (15 ванн) кожа получит суммарную дозу порядка 3-10 мЗв, т. е. в 30-100 раз превосходящую ПРФ и уже лежащую в тех пределах, в которых на ряде объектов была экспериментально показана стимуляция биологических реакций, используемых в рефлексотерапии различных заболеваний.
Следовательно, окружающий нас ПРФ, тот его уровень, которому адаптирован наш организм, не является опасным и, по-видимому, необходим для нормального функционирования биологических систем.
В результате техногенной деятельности человека (ядерные взрывы, аварии на АЭС и др.) повышение радиоактивного фона далеко не адекватно повышенным уровням ПРФ. Особенно ярко это проявляется при внутреннем облучении, когда в организм попадают радионуклиды, такие, как стронций-90, рубидий-87, цезий- 1 37, церий- 14, кобальт-60, плутоний-238, кюрий-244, америций-241 и другие, с их своеобразным распределением в организме, и локальном облучении, к которым биота не адаптирована в процессе эволюции.
Анализ заболеваемости раком легких проведен на большом контингенте рабочих урановых, радиевых и других шахт в Чехословакии, Канаде, Великобритании, США и Швеции. При облучении бронхиального эпителия легких в дозах 1,2-2,4 Зв за месяц работы не было установлено увеличения количества заболевших раком легких по сравнению с окружающим населением. Только при дозах выше 3 Зв в месяц можно было обнаружить повышение заболеваемости. Количество заболеваний (но не смертность) раком щитовидной железы, превышающее норму, было обнаружено среди людей Хиросимы и Нагасаки, перенесших облучение в дозе выше 0,5 Зв. При облучении в дозах ниже 0,5 Зв избытка заболевания не обнаружено.
При определении, гигиенических норм допустимости тех или уровней необходимо учитывать специфику действующего агента и возможность его накопления в пищевой цепи.
После испытания возможностей атомного оружия на японских городах началась гонка ядерных вооружений. Население готовили к войне с его применением, учили бояться радиации, объяснял, что такое лучевая болезнь. Ядерные испытания сопровождались радиоактивным загрязнением огромных территорий. В условиях повышенной секретности формировалось искаженное понимание влияния радиации на живые организмы вообще и наследственность в первую очередь. Генетические последствия радиационного воздействия серьезно преувеличивались Реальная опасность последствий применения атомного оружия, усиленная пропагандой его мощи. Привела к возникновению нового массового, в разной степени выраженного психического заболевания – радиофобии. Само сознание того, что человек подвергся облучению приводило к психосоматическим заболеваниям.
Под давлением мирового общественного мнения ядерные испытания были прекращены. Но произошла авария на Чернобыльской АЭС и вновь резко усилился страх перед «радиацией вообще».
Эксперты ООН к двадцатилетию аварии на Чернобыльской АЭС подготовили доклад о последствиях катастрофы, главный вывод которого – последствия очень сильно преувеличены. При этом не следует забывать, что аварии случались и могут произойти не только в атомной энергетике.
Стронций - 90 в пищевой цепи озера
. Накопление стронция-90 в разных частях пищевой сети одного небольшого канадского озера, получающего низкоактивные отходы. Цифры указывают средние коэффициенты накопления относительно озерной воды, содержание стронция в которой принято зa 1. (По Ophel, 1963; использовано с разрешения Отдела биологии и медицинской физики компании Atomic Energy of Canada Ltd, Чолк-Ривер, Онтарио.)
1.Чем обусловлена различная проникающая способность альфа-,
бета- и гамма –излучения?
2.Возможно ли полностью исключить радиационное
воздействие на человека?
3.Какой вид ионизирующего излучения опаснее при
внешнем положении источников и равной их активности?
4.В чем разница в показаниях дозиметра и радиометра?
5.Какие значения радиационного фона принято считать безопасным?
Неионизирующее электромагнитное излучение
1. Природные источники.
Природные источники электромагнитных полей делят на две группы. Первая - поле Земли - постоянное электрическое и постоянное магнитное поле. Вторая группа - радиоволны, генерируемые космическими источниками (Солнце, звезды и т.д.), атмосферные процессы - разряды молний и т.д. Естественное электрическое поле Земли создается избыточным отрицательным зарядом на поверхности; его напряженность обычно от 100 до 500 В/м. Грозовые облака могут увеличивать напряженность поля до десятков, а то и сотен кВ/м. Вторая группа природных электромагнитных полей характеризуется широким диапазоном частот.
2. Антропогенные источники ЭМП.
Источники низкочастотных излучений.
Эта группа включает в себя все системы производства, передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи, трансформаторные подстанции, электростанции, различные кабельные системы), домашнюю и офисную электро- и электронную технику, в том числе и мониторы ПК, транспорт на электроприводе, ж/д транспорт и его инфраструктуру, а также метро, троллейбусный и трамвайный транспорт. Уже сегодня электромагнитное поле на 18-32% территории городов формируется в результате автомобильного движения. Электромагнитные волны, возникающие при движении транспорта, создают помехи теле- и радиоприему, а также могут оказывать вредное воздействие на организм человека. Транспорт на электроприводе является мощным источником магнитного поля в диапазоне от 0 до 1000 Гц. Железнодорожный транспорт использует переменный ток. Городской транспорт - постоянный. Максимальные значения индукции магнитного поля в пригородном электротранспорте достигают 75 мкТл, средние значения - около 20 мкТл. Средние значения на транспорте с приводом от постоянного тока зафиксированы на уровне 29 мкТл. У трамваев, где обратный провод -рельсы, магнитные поля компенсируют друг друга на гораздо большем расстоянии, чем у проводов троллейбуса, а внутри троллейбуса колебания магнитного поля невелики даже при разгоне. Но самые большие колебания магнитного поля - в метро. При отправлении состава величина магнитного поля на платформе составляет 50-100 мкТл и больше, превышая геомагнитное поле. Даже когда поезд давно исчез в туннеле, магнитное поле не возвращается к прежнему значению. Лишь после того, как состав минует следующую точку подключения к контактному рельсу, магнитное поле вернется к старому значению. Правда, иногда не успевает: к платформе уже приближается следующий поезд и при его торможении магнитное поле снова меняется. В самом вагоне магнитное поле еще сильнее - 150-200 мкТл, то есть в десять раз больше, чем в обычной электричке.
Искусственные ЭМП от линий электропередачи.
Бурное развитие научно-технического прогресса привело к тому, что уровень электромагнитных полей (ЭМ) полей, созданных человеком, в отдельных районах в сотни, раз выше среднего уровня естественных полей естественных диапазонов. В условиях современного города на организм человека оказывают влияние ЭМ, источниками которых являются различные радиопередающие устройства, электрифицированные транспортные линии и линии электропередачи. При этом количество источников ЭП с каждым годом возрастает с каждым годом.
В диапазоне звуковых ЭП токи промышленной частоты (50GZ) являются сильными источниками электромагнитных волн. Измерения напряженности в районах прохождения высоковольтных линий электропередачи показали, что под линией она может достигать несколько тысяч и даже десятков тысяч вольт на метр (когда напряженность магнитного поля Земли 5 Э). Волны этого диапазона сильно поглощаются почвой, поэтому на небольшом удалении от линии (50-100 М) напряженность значительно снижается. Часто высоковольтные линии передач проходят рядом с жилой застройкой и даже пересекают ее.
Наибольшая напряженность поля наблюдается в месте максимального провисания проводов, в точке проекции крайних проводов на землю и в 5 м от нее снаружи от продольной оси трассы: для ЛЭП 330кВ-3.5-5.0 кВ/м, для ЛЭП 500 кВ/м и для ЛЭП 750 кВ -10.0- 15.0 кВ/м. При удалении от проекции крайнего провода на землю напряженность ЭП заметно снижается.
Деревья, высокие кустарники и строительные конструкции существенно изменяют картину поля, оказывают экранирующий эффект. Рельеф местности, где проходит трасса, также может влиять на интенсивность ЭМП. Повышение уровня местности по отношению к условной прямой, соединяющей основание двух соседних опор, приводит к приближению к поверхности земли токонесущих проводов и увеличению напряженности поля, понижение уровня местности- к снижению напряженности поля.
Таким образом, изучение характера распространения ЭП, создаваемого ЛЭП 330, 500 и 750 кВ, позволяет заключить, что высоковольтные ЛЭП служат линейным источником ЭП промышленной частоты в населенных пунктах. Напряженность поля под линией и вблизи нее зависит от напряжения на ней, а также от расстояния между проводами и точкой измерения.
Под влиянием ЭП, создаваемого ЛЭП, систематически находится определенная часть населения. Экспериментальное изучение биологического этого фактора внешней среды показало, что он обладает биологической активностью. Его неблагоприятное действие на организм может появиться при напряженности ЭП, равной 1000 В/м. Наиболее чувствительна к такому воздействию нервная система, функциональное изменение которой влечет за собой напряжение других систем организма, в частности эндокринного аппарата, а также обменных процессов. Поэтому ЭП промышленной частоты в условиях населенных мест как биологически действующий фактор подлежит всестороннему гигиеническому изучению и нормированию с разработкой гигиенических рекомендаций по защите населения от его влияния.
Источники высокочастотных излучений (3 кГц до 300 ГГц).
К этой группе относятся функциональные передатчики - источники электромагнитного поля в целях передачи или получения информации. Это коммерческие передатчики (радио, телевидение), радиотелефоны (авто-, радиотелефоны, радио СВ, любительские радиопередатчики, производственные радиотелефоны), направленная радиосвязь (спутниковая радиосвязь, наземные релейные станции), навигация (воздушное сообщение, судоходство, радиоточка), локаторы (воздушное сообщение, судоходство, транспортные локаторы, контроль за воздушным транспортом). Сюда же относится различное технологическое оборудование, использующее СВЧ-излучение, переменные (50 Гц - 1 МГц) и импульсные поля, бытовое оборудование (СВЧ-печи), средства визуального отображения информации на электронно-лучевых трубках (мониторы ПК, телевизоры и пр.) . Для научных исследований в медицине применяют токи ультравысокой частоты. Возникающие при использовании таких токов электромагнитные поля представляют определенную профессиональную вредность, поэтому необходимо принимать меры защиты от их воздействия на организм.
З.Воздействие ЭМП на организм человека.
Степень биологического воздействия электромагнитных полей на организм человека зависит от частоты колебаний, напряженности и интенсивности поля, режима его генерации (импульсное, непрерывное), длительности воздействия. Биологическое воздействие полей разных диапазонов неодинаково. Чем короче длина волны, тем большей энергией она обладает. Высокочастотные излучения могут ионизировать атомы или молекулы в соматических клетках - и т.о. нарушать идущие в них процессы.
А электромагнитные колебания длинноволнового спектра хоть и не выбивают электроны из внешних оболочек атомов и молекул, но способны нагревать органику, приводить молекулы в тепловое движение. Причем тепло это внутреннее - находящиеся на коже чувствительные датчики его не регистрируют. Чем меньше тело, тем лучше оно воспринимает коротковолновое излучение, чем больше - тем лучше воспринимает длинноволновое.
Особенно чувствительны к неблагоприятному воздействию электромагнетизма эмбрионы и дети. Человек, создав такой вид излучения, не успел выработать к нему защиты. Первичным проявлением действия электромагнитной энергии является нагрев, который может привести к изменениям и даже к повреждениям тканей и органов. Механизм поглощения энергии достаточно сложен. Наиболее чувствительными к действию электромагнитных полей являются центральная нервная система (субъективные ощущения при этом - повышенная утомляемость, головные боли и т. п) и нейроэндокринная система. С нарушением нейроэндокринной регуляции связывают эффект со стороны сердечно-сосудистой системы, системы крови, иммунитета, обменных процессов, воспроизводительной функции и др. Влияние на иммунную систему выражается в снижении фагоцитарной активности нейтрофилов, изменениях комплиментарной активности сыворотки крови, нарушении белкового обмена, угнетении Т-лимфоцитов. Возможны также изменение частоты пульса, сосудистых реакций. Описаны изменения кроветворения, нарушения со стороны эндокринной системы, метаболических процессов, заболевания органов зрения. Было установлено, что клинические проявления воздействия радиоволн наиболее часто характеризуются астеническими, астеновегетативными и гипоталамическими синдромами :
Астенический синдром. Этот синдром, как правило, наблюдаетсяв начальных стадиях заболевания и проявляется жалобами на головнуюболь, повышенную утомляемость, раздражительность, нарушения сна, пери- периодически возникающие боли в области сердца. Астеновегетативный или синдром нейроциркулярнойдистонии. Этот синдром характеризуется ваготонической направленностьюреакций (гипотония, брадикардия и др.).
Гипоталамический синдром. Больные повышенно возбудимы,эмоционально лабильны, в отдельных случаях обнаруживаются признаки раннего атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни.
Поля сверхвысоких частот могут оказывать воздействие на глаза, приводящее к возникновению катаракты (помутнению хрусталика), а умеренных - к изменению сетчатки глаза по типу ангиопатии. В результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступают преждевременная утомляемость, сонливость или нарушение сна, появляются частые головные боли, наступает расстройство нервной системы и др. Многократные повторные облучения малой интенсивности могут приводить к стойким функциональным расстройствам центральной нервной системы, стойким нервно-психическим заболеваниям, изменению кровяного давления, замедлению пульса, трофическим явлениям (выпадению волос, ломкости ногтей и т. п.).
Аналогичное воздействие на организм человека оказывает электромагнитноеполе промышленной частоты в электроустановках сверхвысокогонапряжения. Интенсивные электромагнитные поля вызывают у работающихнарушение функционального состояния центральной нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной системы, страдает нейрогуморальная реакция,половая функция, ухудшается развитие эмбрионов (увеличиваетсявероятность развития врожденных уродств). Также наблюдаютсяповышенная утомляемость, вялость, снижение точности движений,изменение кровяного давления и пульса, возникновение болей в сердце(обычно сопровождается аритмией), головные боли. В условиях длительногопрофессионального облучения с периодическим превышением предельнодопустимых уровней у части людей отмечали функциональные перемены ворганах пищеварения, выражающиеся в изменении секреции и кислотностижелудочного сока, а также в явлениях дискинезии кишечника. Такжевыявлены функциональные сдвиги со стороны эндокринной системы:повышение функциональной активности щитовидной железы, изменениехарактера сахарной кривой и т.д. Предполагается, что нарушение регуляциифизиологических функций организма обусловлено воздействием поля наразличные отделы нервной системы. При этом повышение возбудимостицентральной нервной системы происходит за счет рефлекторного действияполя, а тормозной эффект - за счет прямого воздействия поля на структурыголовного и спинного мозга. Считается, что кора головного мозга, а такжепромежуточный мозг особенно чувствительны к воздействию поля. Впоследние годы появляются сообщения о возможности индукции ЭМИзлокачественных заболеваний. Еще немногочисленные данные все жеговорят, что наибольшее число случаев приходится на опухоликроветворных тканей и на лейкоз в частности. Это становится общейзакономерностью канцерогенного эффекта при воздействии на организмчеловека и животных физических факторов различной природы и в рядедругих случаев.
Исследователи США и Швеции установили факт возникновения опухолей у детей при воздействии на них магнитных полей частоты 60 Гц и напряженностью 2-3 мГс в течение нескольких дней или даже часов. Такие поля излучаются телевизором, персональной ЭВМ. Наблюдения за людьми, которые регулярно пользовались электродрелями, показали неблагоприятное для здоровья действие низкочастотных электромагнитных полей частотой 50- 60 Гц: ночью у большинства испытуемых повышался в крови уровень мелатонина - гормона шишковидной железы, или эпифиза. Эпифиз играет роль основного "ритмоводителя" функций организма Нарушение этого ритма может повлечь за собой серьёзные заболевания, в частности, образование опухоли.
В конце 1995 года было опубликовано 14 работ по исследованию возможного развития рака молочной железы у лиц, имеющих контакт с электромагнитным полем в производственных условиях или в быту. В Варшаве проводилось исследование, которое показало, что у лиц, облучавшихся электромагнитным полем, вероятность развития рака лимфатической системы и кроветворных органов была больше в 6,7 раза, рака щитовидной железы - в 4,3раза, наиболее обычен рак легкого при действии микроволнового излучения.
1.Биологическое действие ЭМП.
а) Влияние на нервную и эндокринную систему.
Результаты исследований по изучению действия ЭМП на условно-рефлекторную деятельность и регистрации электрической активности мозга кроликов позволили выявить следующие общие особенности реакции: нарушение подвижности нервных процессов в сторону повышения возбудимости в начале облучения и ослабление активного торможения; в дальнейшем -- угнетение условно-рефлекторной деятельности и нарастание коркового торможения. Об этом свидетельствовало увеличение количества запаздывающих реакций, выпадение условных рефлексов и полное отсутствие двигательной деятельности животных.
По данным Ю. Д. Думанского, процесс изменения условно-рефлекторной деятельности у крыс под влиянием ЭМП сводился к следующему. Первый период- повышение корковой возбудимости выражался в значительном сокращении латентного периода на сильный раздражитель, увеличении силы двигательной реакции. Длительность периода составляла три- десять дней, причем уже в это время наблюдались явления охранительного торможения ( полусонное состояние животного, наступление наркотической фазы). Второй период- нарастание коркового торможения, распространяющегося и на подкорку характеризовался значительным увеличением длительности латентного периода условных рефлексов на все раздражители...
б) Влияние на сердечно сосудистую систему.
Изменения со стороны нервной и эндокринной систем приводят к нарушениям сердечно- сосудистой системы. По данным Ю.Д. Думанского, УВЧ-поле вызывает заметные сдвиги в деятельности сердца. Начальное воздействие поля напряженностью б-ЗВ/м приводило к значительному повышению частоты пульса. В более поздние сроки облучения наблюдалось снижение частоты сердечных сокращений. ЭМП напряженностью 1 и 0,5 В/м вызывало замедление ритма сердца, а дальнейшие изменения носили фазовый характер. Экспериментальные данные по изучению действия ЭМП СВ-диапазона различной интенсивности на сердечно-сосудистую систему свидетельствуют о том что электромагнитная энергия малой интенсивности при длительном воздействии неблагоприятно влияет на вегетативную нервную и сердечно-сосудистую системы.
В группах животных, облучавшихся полем напряженностью 140 и 35 В/м, показатели гемодинамики изменялись больше, чем при напряженности поля 20 В/м; при 10 и 5 В/м они совсем не изменились.
в) Влияние на морфологический состав крови.
По данным экспериментальных исследований Ю.Д. Думанского, ЭМП вызывало изменения (в пределах физиологической нормы) в количественном составе эритроцитов, лейкоцитов, ретикулоцитов и тромбоцитов. По мнению автора, снижение количества лейкоцитов и ретикулоцитов в первые периоды облучения связано нервно- рефлекторной реакцией организма на действие радиоволн, а в последующие- с возникшими изменениями в миелоидной, лимфоидной и ретикулоэндотелиальной ткани.
г) Влияние на обмен веществ.
ЭМП оказывают также влияние на обмен веществ и, в частности, на обмен нуклеиновых кислот, которые играют важную роль в жизнедеятельности организма. ЭМП вызывает выраженные изменения в количественном содержании РНК и ДНК, уменьшение их в головном мозге (количество ДНК снижалось более резко) и повышение в селезенке и печени, что, по-видимому, связано со стремлением организма к восстановлению нормальной функции органов. На это указывают признаки морфологической регенерации этих органов -- увеличение размера и массы, гиперпластические изменения фолликулов селезенки.
ЭМП вызывает изменение минерального обмена. Н. Г. Лазакович обнаружил, что под влиянием СВЧ- поля происходит значительное перераспределение жизненно важных микроэлементов (меди, цинка, железа и кобальта) и изменение их количественного содержания в отдельных органах и тканях. Автор расценивает это как проявление защитной реакции организма на воздействие ЭМП. Изменение содержания микроэлементов, участвующих в биологическом окислении, существенно сказывается на состоянии окислительно-восстановительных процессов в организме.
Наряду с функциональными изменениями под влиянием ЭМП происходят и морфологические изменения в органах и тканях организма. При хроническом воздействии радиочастотных ЭМП малой интенсивности в органах подопытных животных, подвергавшихся облучению отмечались дистрофические изменения, расстройства кровообращения и в отдельных случаях воспалительные явления. Степень распространенности и интенсивности изменений была несколько больше у животных, подвергавшихся воздействию ЭМП УВЧ- диапазона. Паренхиматозная дистрофия наблюдалась в миокарде, печени, почках; в спинном и головном мозге обнаруживались дистрофические изменения отдельных групп нервных клеток. Явления, свидетельствующие о нарушении кровообращения, отмечались во всех внутренних органах (венозное полнокров
www.ronl.ru
План.
8. Список использованной литературы……………………………..13
Международная система единиц, система единиц физических величин, принятая 11-й Генеральной конференцией по мерам и весам (1960). Сокращённое обозначение системы SI (в русской транскрипции СИ). М. с. е. разработана с целью замены сложной совокупности систем единиц и отдельных внесистемных единиц, сложившейся на основе метрической системы мер, и упрощения пользования единицами. Достоинствами М. с. е. являются её универсальность и когерентность, то есть согласованность производных единиц, которые образуются по уравнениям, не содержащим коэффициент пропорциональности. Благодаря этому при расчётах, если выражать значения всех величин в единицах М. с. е., в формулы не требуется вводить коэффициенты, зависящие от выбора единиц.
Система СИ основана на метрической системе мер, которая была создана французскими учеными и впервые была широко внедрена после Великой Французской революции. До введения метрической системы, единицы выбирались случайно и независимо друг от друга. Поэтому пересчет из одной единицы в другую был сложным. К тому же в разных местах применялись разные единицы, иногда с одинаковыми названиями. Метрическая система должна была стать удобной и единой системой мер и весов.
В 1799 г. были утверждены два эталона для единицы длины (метр) и для единицы веса (килограмм).
В 1874 г. была введена система СГС, основанная на трех единицах сантиметр, грамм и секунда. Были также введены десятичные приставки от микро до мега.
1881 г. - На первом Международном конгрессе электриков были приняты Система единиц механических (измерений) СГС. Система единиц электрических (измерений) СГСЭ (была неудобна в практическом использовании), (охватывает только раздел электростатики). Система единиц магнитных (измерений) СГСМ (была неудобна в практическом использовании). Система абсолютная практическая единиц электрических (была удобна в практическом использовании) (в этой системе были получены следующие практические единицы: Ом, Вольт, Ампер, Фарада)
1882 г. - На втором Международном конгрессе электриков Был дополнен список практических единиц: Джоулем, Ваттом, Генри
В 1889 г. 1-ая Генеральная конференция по мерам и весам приняла систему мер, сходную с СГС, но основанную на метре, килограмме и секунде, т. к. эти единицы были признаны более удобными для практического использования. В последующем были введены базовые единицы для физических величин в области электричества и оптики.
В 1960 XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла стандарт, который впервые получил название "Международная система единиц (СИ)".
В 1971 IV Генеральная конференция по мерам и весам внесла изменения в СИ, добавив, в частности, единицу количества вещества (моль). В настоящее время СИ принята в качестве законной системы единиц большинством стран мира и почти всегда используется в области науки (даже в тех странах, которые не приняли СИ).
1901 г. - Инженер итальянский Д. Джорджи предложил систему единиц механических измерений МКС. Данная система, в отличие от системы СГС, связывала механические единицы из системы МКС и электрические единицы из практической абсолютной системы электрических единиц без особых усилий, ввиду того, что единица работы (джоуль) и мощности (ватт) в этих системах совпадали.
1913 г. - Генеральная конференция по мерам и весам поручила Международному комитету мер и весов создать Международную систему единиц на основе МКС.
1954 г. - Х Генеральная конференция по мерам и весам приняла в качестве основных единиц Международной системы единиц: метр, килограмм, секунду, ампер (единица силы тока), градус Кельвина (единица термодинамической температуры), свеча (единица силы света).
1958 г. Международный комитет законодательной метрологии присоединился к решениям Международного комитета мер и весов об установлении Международной системы единиц. Международная организация по стандартизации (ИСО) (см. ISO) и Международная электротехническая комиссии признали Международную систему единиц.
1960 г. - ХI Генеральная конференция по мерам и весам завершила подготовительную работу по введению Международной системы единиц присвоила системе единиц сокращенное название SI (СИ).
И не случайно, что разработкой единиц измерений и их систем занимались самые выдающиеся и проницательные ученые мира. Первым из них следует назвать великого немецкого математика, физика, астронома и топографа К.Гаусса. В 1832 году он опубликовал работу «Напряжение земной магнитной силы, приведенное к абсолютной мере», в которой показал, что, выбрав независимые друг от друга единицы измерений нескольких основных физических величин, можно с помощью физических законов установить единицы измерений всех физических величин, входящих в тот или иной раздел физики. Совокупность единиц, образованных таким путем, получила название «системы единиц», и первой из них стала предложенная Гауссом система СГС, в которой в качестве основных фигурировали единицы длины, массы и времени. Потребности античного мира легко удовлетворялись считанными единицами – угла, длины, веса, времени, площади, объема, скорости. А в наши дни Международная система единиц измерений, помимо семи основных, содержит две дополнительные и около 200 производных, используемых в механике, термодинамике, электромагнетизме, акустике, оптике. Хотя с 1963 года Международная система является предметом законодательных актов во многих странах, среди ученых продолжаются споры о наиболее обоснованном выборе числа и вида основных единиц. В самом деле, почему в свое время Гаусс принял в качестве основных именно три единицы, а, скажем, не пять или одну? Почему их число впоследствии пришлось увеличить до семи? Есть гарантии, что в будущем не придется расширять этот список дальше? Имеется ли строгое обоснование у всех существующих систем, или в основе их лежат не поддающиеся строгому определению соображения удобства пользования? Мысль о том, что для построения всей системы единиц измерений достаточно всего двух величин – длины и времени, – не нова; в 1873 году об этом говорил Дж. Максвелл, а с 1941 года ее пропагандировал и отстаивал английский ученый Б.Браун. В 1965 году опубликовал свою первую работу в этой области известный советский авиаконструктор Р. ди Бартини совместно с кандидатом химических наук П.Кузнецовым.
3. Единицы величин
В Российской Федерации в установленном порядке допускаются к применению единицы величин Международной системы единиц, принятой Генеральной конференцией по мерам и весам, рекомендованные Международной организацией законодательной метрологии.
Наименования, обозначения и правила написания единиц величин, а также правила их применения на территории Российской Федерации устанавливает Правительство Российской Федерации, за исключением случаев, предусмотренных актами законодательства Российской Федерации.
Правительством Российской Федерации могут быть допущены к применению наравне с единицами величин Международной системы единиц внесистемные единицы величин.
Характеристики и параметры продукции, поставляемой на экспорт, в том числе средств измерений, могут быть выражены в единицах величин, установленных заказчиком.
3.1 Государственные эталоны единиц величин.
Государственные эталоны единиц величин используются в качестве исходных для воспроизведения и хранения единиц величин с целью передачи их размеров всем средствам измерений данных величин на территории Российской Федерации.
Государственные эталоны единиц величин являются исключительной федеральной собственностью, подлежат утверждению Госстандартом России и находятся в его ведении.
3.2 Основные единицы.
Основные единицы измерения Международной системы единиц СИ. Всего их семь:
3.3 Производные единицы.
Производные единицы могут быть выражены через основные с помощью математических операций умножения и деления. Некоторым из производных единиц, для удобства, присвоены собственные названия, такие единицы тоже можно использовать в математических выражениях для образования других производных единиц. Математическое выражение для производной единицы измерения вытекает из физического закона, с помощью которого эта единица измерения определяется или определения физической величины, для которой она вводится. Например, скорость это расстояние, которое тело проходит в единицу времени; соответственно, единица измерения скорости м/с (метр в секунду).
Часто одна и та же единица может быть записана по-разному, с помощью разного набора основных и производных единиц. Однако, на практике, используются установленные выражения, которые наилучшим образом отражают физический смысл величины.
Примеры несистемных единиц:
Плоский угол (радиан), телесный угол (стерадиан), температура по шкале Цельсия (градус Цельсия), частота (герц), сила (ньютон), Энергия (джоуль), мощность (ватт), ддавление (Паскаль), световой поток (люмен), освещённость (люкс), электрический заряд (кулон), разница потенциалов (вольт), сопротивление (ом), ёмкость (фарад), магнитный поток (Вебер), магнитная индукция (тесла), индуктивность (генри), электрическая проводимость (Сименс), Радиоактивность (Беккерель), поглощённая доза ионизирующего излучения (грей), эффективная доза ионизирующего излучения (зиверт), активность катализатора (катал).
3.4 Единицы, не входящие в СИ.
Некоторые единицы, не входящие в СИ, по решению Генеральной конференции по мерам и весам "допускаются для использования совместно с СИ".
Например: Минута (60 с), час(3600 с), сутки (86 400 с), градус (1/180 рад), угловая минута(1/10 800 рад), угловая секунда(1/648 000), литр(1 дм3), тонна(1000 кг), Непер (бел), электрон-вольт(1,6*10-19 Дж), атомная единица массы(1,6605402*10-27 кг), астрономическая единица(1,495978706911011 м), морская миля(1852 м), узел(1852/3600 м/с), ар(102 м2), гектар(104 м2), бар(105 Па), ангстрем(8722.10 м), барн(8722;28 м2).
Кроме того, ГОСТ 8.417-2002 разрешает применение следующих единиц: град, световой год, парсек, диоптрия, киловатт-час, вольт-ампер, вар, ампер-час, карат, текс, гал, оборот в секунду, оборот в минуту. Разрешается применять единицы относительных и логарифмических величин, такие как процент, промилле, миллионная доля, фон, октава, декада. Допускается также применять единицы времени, получившие широкое распространение, например неделя, месяц, год, век, тысячелетие. Другие единицы применять не разрешается.
turboreferat.ru
