Номер 5, страница 250 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

5. Какое воздействие оказывает радиационное излучение на организм человека?

Радиационное излучение, также известное как ионизирующее излучение, оказывает на организм человека комплексное, преимущественно повреждающее биологическое воздействие. Механизм этого воздействия начинается на молекулярном уровне и может приводить к последствиям для всего организма.

Механизм действия
Основной физический процесс, лежащий в основе биологического действия радиации, — это ионизация атомов и молекул живой ткани. Проходя через клетки, частицы или кванты излучения (альфа-частицы, бета-частицы, гамма-кванты, нейтроны) передают свою энергию клеточным структурам. Эта энергия достаточна для того, чтобы выбивать электроны из атомов, превращая их в ионы. Этот процесс имеет два основных пути воздействия:
1. Прямое действие: ионизирующая частица напрямую попадает в критически важную макромолекулу (например, ДНК, белок) и повреждает ее.
2. Непрямое действие: ионизация молекул воды, которая составляет около 70% массы клетки. Этот процесс, называемый радиолизом воды, приводит к образованию высокоактивных свободных радикалов (например, гидрокcильный радикал $OH\cdot$, атом водорода $H\cdot$) и других окислителей (например, пероксид водорода $H_2O_2$). Эти химически агрессивные частицы диффундируют в клетке и вступают в реакции с важнейшими органическими молекулами, повреждая их. Непрямое действие вносит основной вклад в радиационное поражение клетки.
Наиболее опасным является повреждение молекул ДНК, так как оно может привести к разрывам цепей, изменению оснований, что влечет за собой либо гибель клетки (апоптоз или некроз), либо нарушение ее способности к делению, либо к мутациям, которые могут стать причиной развития рака.

Виды биологических эффектов
Последствия облучения для организма человека классифицируют по нескольким признакам. По времени проявления их делят на ранние (от нескольких часов до нескольких недель) и отдаленные (месяцы, годы и даже десятилетия после облучения). По характеру воздействия на здоровье выделяют две главные категории эффектов:
- Детерминированные (пороговые) эффекты: Это эффекты, которые гарантированно проявляются при превышении определенной пороговой дозы облучения. Тяжесть этих эффектов напрямую зависит от величины полученной дозы. К ним относятся: острая и хроническая лучевая болезнь, лучевые ожоги кожи, лучевая катаракта (помутнение хрусталика), подавление кроветворения, стерильность.
- Стохастические (вероятностные) эффекты: Это эффекты, для которых не существует безопасного порога дозы. Любая, даже минимальная, доза облучения увеличивает вероятность их возникновения. Однако тяжесть самого заболевания (например, стадия рака) от дозы не зависит. К стохастическим эффектам относятся: злокачественные новообразования (рак, лейкоз) и генетические (наследственные) эффекты.
Генетические эффекты возникают в результате повреждения ДНК в половых клетках (сперматозоидах и яйцеклетках) и могут проявиться у потомства облученного человека в виде наследственных болезней и врожденных аномалий развития.

Чувствительность органов и тканей
Различные органы и ткани организма обладают разной радиочувствительностью. Это определяется в основном скоростью обновления (деления) клеток в ткани (закон Бергонье и Трибондо). Наиболее чувствительными к облучению являются:
- Красный костный мозг и лимфоидная ткань (система кроветворения)
- Эпителий желудочно-кишечного тракта
- Половые железы (гонады)
- Кожа и волосяные фолликулы
- Хрусталик глаза
К радиорезистентным (устойчивым) тканям относят зрелую костную, хрящевую, мышечную и нервную ткани, так как их клетки делятся очень медленно или не делятся вовсе.

Факторы, определяющие степень поражения, включают поглощенную дозу, мощность дозы (однократная большая доза опаснее той же дозы, полученной фракционно в течение долгого времени), вид излучения (альфа-излучение при попадании внутрь организма намного опаснее гамма-излучения), размер облучаемой области (общее облучение всего тела опаснее локального) и индивидуальные особенности организма (возраст, пол, состояние иммунной системы).

Ответ: Радиационное излучение оказывает на организм человека повреждающее действие, которое начинается с ионизации атомов и молекул в клетках. Это приводит к химическим изменениям, в первую очередь к повреждению ДНК, что вызывает гибель клеток, нарушение их функций или злокачественные мутации. Последствия облучения делятся на детерминированные (например, лучевая болезнь, ожоги), которые имеют дозовый порог и зависят от величины дозы, и стохастические (рак, генетические мутации), которые являются беспороговыми и вероятностными. Наиболее уязвимы к радиации быстроделящиеся клетки и ткани, такие как костный мозг, эпителий кишечника и половые железы.