Номер 1, страница 87 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Самостоятельные работы. СР-66. Биологическое действие радиации. Вариант 1 - номер 1, страница 87.

Условие.

1. Почему радиоактивное излучение при определённых условиях представляет опасность для здоровья живых организмов?

Решение.

Радиоактивное излучение представляет опасность для живых организмов, потому что оно является ионизирующим. Это означает, что частицы (альфа, бета) или кванты (гамма) излучения обладают достаточной энергией, чтобы выбивать электроны из атомов и молекул, из которых состоят ткани организма, превращая их в ионы.

Этот процесс ионизации запускает в клетках цепь разрушительных событий. Существует два основных механизма повреждения:

Прямое действие: частица излучения может напрямую столкнуться с жизненно важной молекулой, например, с ДНК, и повредить её структуру. Наиболее опасны разрывы обеих цепей ДНК, так как они трудно восстанавливаются и могут привести к необратимым изменениям в генетическом коде (мутациям) или к гибели клетки.

Косвенное действие: так как живые организмы в основном состоят из воды ($H_2O$), излучение чаще всего взаимодействует с её молекулами. В результате радиолиза воды образуются химически агрессивные частицы — свободные радикалы (например, гидроксильный радикал $OH^\cdot$). Эти радикалы очень активны и могут повредить любые близлежащие молекулы, включая ДНК, белки и клеточные мембраны. Именно косвенное действие вносит основной вклад в радиационное поражение.

В зависимости от степени повреждения, клетка может либо восстановиться, либо погибнуть (через апоптоз или некроз), либо выжить, но с измененной генетической информацией (мутацией). Мутации в соматических клетках могут привести к развитию онкологических заболеваний (рака) спустя годы после облучения. Мутации в половых клетках могут привести к наследственным заболеваниям у потомства.

Выраженность последствий зависит от "определённых условий", упомянутых в вопросе. Ключевыми факторами являются: поглощенная доза излучения (чем она выше, тем тяжелее последствия), мощность дозы (быстрое облучение опаснее растянутого во времени), тип излучения (альфа-частицы очень опасны при попадании внутрь организма, а гамма-лучи — при внешнем облучении из-за высокой проникающей способности) и радиочувствительность тканей (наиболее уязвимы активно делящиеся клетки, например, клетки костного мозга).

Таким образом, опасность радиоактивного излучения кроется в его способности на клеточном и молекулярном уровне повреждать структуру живой материи, что приводит к широкому спектру негативных последствий, от лучевой болезни при больших дозах до повышенного риска рака и генетических дефектов при малых.

Ответ: Радиоактивное излучение является ионизирующим, то есть оно способно выбивать электроны из атомов и молекул живой ткани. Это приводит к образованию свободных радикалов и прямому повреждению жизненно важных макромолекул, в первую очередь ДНК. Повреждение ДНК может вызывать мутации, которые ведут к развитию рака, нарушению функций клеток, их гибели, и, при высоких дозах облучения, к лучевой болезни и смерти организма.