Номер 2, страница 250 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 50. Ионизирующее излучение и его биологическое действие. Вопросы - номер 2, страница 250.

Условие.

2. Каково биологическое действие радиоактивных излучений?

Решение.

2. Каково биологическое действие радиоактивных излучений?

Биологическое действие радиоактивных излучений на живые организмы заключается в ионизации атомов и молекул, из которых состоят клетки. Проходя через живую ткань, ионизирующее излучение (альфа-, бета-частицы, гамма-кванты) передает свою энергию клеткам, выбивая электроны из атомов и нарушая нормальное протекание физико-химических процессов.

Основной механизм действия заключается в том, что ионизация молекул воды, составляющей большую часть клетки, приводит к образованию химически активных свободных радикалов. Эти радикалы повреждают важнейшие органические молекулы: белки, липиды и, что наиболее опасно, молекулы ДНК. Повреждение ДНК может вызывать разрывы ее цепей и приводить к мутациям – стойким изменениям в генетическом коде.

В зависимости от дозы облучения и степени повреждений, клетка может либо полностью восстановиться, либо утратить способность к делению, либо мутировать (что может стать причиной ракового перерождения), либо погибнуть. На уровне целого организма последствия облучения могут быть соматическими (проявляющимися у самого облученного индивида, например, лучевая болезнь, онкологические заболевания, катаракта) и генетическими (мутации в половых клетках, приводящие к наследственным заболеваниям у потомства).

Степень биологического эффекта зависит от величины дозы, вида излучения (например, альфа-частицы при внутреннем облучении гораздо опаснее гамма-квантов), а также от того, какие органы были облучены (наиболее чувствительны к радиации быстро делящиеся клетки костного мозга, эпителия кишечника и половых желез).

Ответ: Биологическое действие радиоактивных излучений основано на ионизации атомов и молекул живой ткани, что приводит к повреждению клеточных структур, в первую очередь ДНК. Это может вызвать гибель клеток, мутации, развитие лучевой болезни, онкологических заболеваний и генетических дефектов у потомства.

3. Что такое доза излучения?

Доза излучения – это физическая величина, используемая для оценки степени воздействия ионизирующего излучения на вещество, в том числе на живые организмы. Существует несколько видов доз, основными из которых являются поглощенная и эквивалентная.

Поглощенная доза ($\text{D}$) – это энергия ионизирующего излучения, поглощенная единицей массы облучаемого вещества. Она показывает, сколько энергии было передано веществу. Поглощенная доза рассчитывается по формуле: $D = \frac{E}{m}$, где $\text{E}$ – поглощенная энергия, а $\text{m}$ – масса вещества. Единицей измерения поглощенной дозы в системе СИ является грэй (Гр). 1 Гр равен 1 джоулю на килограмм (1 Гр = 1 Дж/кг).

Эквивалентная доза ($\text{H}$) – это величина, которая учитывает, что разные виды излучения при одинаковой поглощенной дозе вызывают разный биологический эффект. Например, альфа-излучение оказывает более разрушительное действие на ткани, чем гамма-излучение. Для расчета эквивалентной дозы поглощенную дозу умножают на специальный взвешивающий коэффициент для данного вида излучения $W_R$ (ранее назывался коэффициентом качества): $H = D \cdot W_R$. Коэффициент $W_R$ для рентгеновского, гамма- и бета-излучения равен 1, для альфа-частиц – 20, а для нейтронов он зависит от их энергии. Единицей измерения эквивалентной дозы в системе СИ является зиверт (Зв). Если поглощенная доза в 1 Гр создана гамма-излучением, то эквивалентная доза равна 1 Зв. Если же она создана альфа-излучением, то эквивалентная доза составит 20 Зв.

Также существует эффективная доза, которая учитывает разную чувствительность различных органов и тканей организма к облучению и позволяет оценить общий риск для здоровья. Она также измеряется в зивертах.

Ответ: Доза излучения – это мера воздействия ионизирующего излучения на вещество. Основные виды доз: поглощенная доза (энергия, поглощенная единицей массы, измеряется в грэях, Гр) и эквивалентная доза (учитывает биологическую опасность разных видов излучения, измеряется в зивертах, Зв).