Атом энергиясы, радиация және оның түрлері
лектромагниттік сәулелену және корпускулярлық сәулелену.
Электромагниттік сәулеленуге рентген және гамма — сәулелері жатады, ал корпускулярлық сәулеленуге әр түрлі ядролық бөлшектер жатады. Күн – рентген сәулелерін шығарып отыратын бұлақ. Бұл сәулелер Жердің үстіңгі қабатындағы атмосферада ұсталынып тұратындығынан тірі жәндіктерге, жануарларға және адамдарға оның зиянды әсері жетпейді.
Гамма – кванты ядролық реакциялар жүргенде және көпшілік радиоактивтік заттар ыдырауға түскен кезде бөлініп отырады.
Рентген сәулелерінің және гамма – квантының физикалық қасиеттері ұқсас (заттардан өту қабілеті анағұрлым жоғары), сондықтан тірі организмге олардың биологиялық әсерлері бірдей.
Корпускулярлық сәулеленуге ядролық бөлшектерден тұратын иондық радиацияның барлық түрлері жатады: бета бөлшегі (электрондар), протондар (сутегінің ядросы), альфа бөлшегі (гелийдің ядросы). Нейтрондар тікелей емес жолмен бөлшектерді иондандыра алатын болғандықтан, олар өздері зарядталмаған болса да сәулеленудің осы тобына жатады.
Зарядталған ядролық бөлшектер сәулеленген заттан өткенде өзінің энергиясын жұмсап, энергиясы таусылғанша сол заттың атомдарын және молекулаларын ионды түрге айналдыра береді.
Сәулелену ядро бөлшектерін тек ионды түрге айналдырып қана қоймайды, ол сәулеленуге түскен заттың атомдарын және молекулаларын өзінің энергиясын соларға беру арқылы қоздырады. Сөйтіп, иондану және қозу — сәулеленген зарядтан өтетін иондық радиациясының энергиясын жұмсайтын негізгі құбылыс. Бета – бөлшегі өзінің физикалық жағынан атомдардың қабығындағы электрондардан айырмашылығы жоқ. Электрондар сияқты олар теріс зарядталған. Бета – бөлшегі атом ядросының радиоактивтік ыдырау кезінде пайда болады да, сәуле түрінде одан өте жылдам бөлінеді.
Альфа – бөлшегі бета – бөлшегіне қарағанда 7300 есе ауыр. Альфа – бөлшегі атомдық номері үлкен кейбір элементтерден радиоактивті ыдырау кезінде бөлінеді. Мысалы, радий элементінің ыдырауында:
88 Ra226 — альфа бөлшегі +86 Rn222
Альфа бөлшегінің ұшып шығуына байланысты атомдық номері екіге, ал атомдық салмағы төртке кемиді.
Радиоактивтік элемент сәулеленгенде ол басқа элементке айналады.
2.4.Тіршіліктің пайда болуының алғашқы кезеңінде сәулеленудің маңызы
Тіршілік пайда болғаннан бұрын Жер үстіндегі атмосферада түрлі құбылыстар өтіп, жай қарапайым заттар күрделене бастаған, яғни жөнделу құбылыстары басым болған.
Жердің даму тарихының алғашқы кезеңіндегі атмосфера сутегінен, оттегінен, көміртегінен және азоттан құралған. Соған байланысты онда су, көмірқышқыл газ, метан, сутегі, аммиак сияқты молекулалар болған. Күннің күлгін сәулелерінің, ғарыштық сәулелердің, радиоактивтік минералдың, атмосфераның қозғалысқа келу әсерінен электрлік құбылыстар жиі болып тұрған. Осылардың әсерінен С – Н, Н – О, H – N, Н – Н байланыстары үзілген және энергияға бай ортаарлық заттар түзілген. Заттар өзара әрекеттенуінен синил қышқылы, құмырысқа қышқылы, формальдегид, гликоль альдегиді,сірке қышқылы секілді молекулалары құрылған. Жоғары энергия квантының әсерінен органикалық қосылыстар молекуласы күрделі түрге айналған. Энергияның үлкен мөлшерінің одан әрі қарай әсер ете беруі анағұрлым күрделі молекулалардың пайда болуына әкеп жеткізген. Мысалы, амин қышқылдары: глицин, аланин, аспарагин қышқылы.
Органикалық молекулалардың көбейіп, топтасуы түрлі құбылыстардың болуына себеп жасап, полисахаридтердің, ДНК, белоктардың, және тағы басқа заттардың пайда болуына жеткізді. Бұлар өмірдің негізгі сипаттамасы – энергия және информация қасиетін тасымалдайтын құрамдар.
Органикалық молекулалардың абиогендік түзілуіне және өмірдің пайда болуында ядролық энергия маңызды роль атқарған. Зертханалық тәжірибелерде ерекше жағдай жасағанда (әр түрлі үлкен мөлшерде энергия, иондық сәулелену, электр зарядтары әсерінен) органикалық молекулалардың аса қарапайым заттардан пайда болатынын А.И. опарин және тағы басқа оқымыстылар көрсеткен. Мысалы, амин қышқылдары, нуклеотидтер, үш фосфорлы аденозин қышқылы /АТФ/ және тағы басқа тәжірибеде алынған.
2.5. Органикалық эволюцияға радиация мөлшерінің әсері
Радиация мөлшері тіршілікке екі бағытта әсер еткен:
- тіршіліктің пайда болуына әсері;
- тірі жануарлардың Жер бетінен жойылып кетуіне себеп болғаны. Тірі организмнің өлі табиғаттан дамуы радиация әсерінен болған деген ғылыми қорытындылар бар. Жер үстінде қазіргі кезде жоқ ерекше жағдай – жоғары энергия әсерінен табиғи құбылыстар өткен. Бұл құбылыстардың негізгісі – ұзаққа созылған химиялық эволюция нәтижесінде органикалық қосылыстар пайда болып, күрделі молекулалар түзілген. Содан кейін биологиялық эволюция басталған.
Табиғи радиация мөлшері аса үлкен болған кезеңдері эволюцияның даму жылдамдығына әсерін тигізіп отырған. Бор дәуірінің соңғы кезінде Күн маңайындағы жаңа жұлдыздардың біреуінің жарқылдануынан ғарыштық сәулелену деңгейі ұзақ уақыт аса жоғары деңгейде болғаны өте ірі динозаврлардың жаппай қырылуына себеп болған. Палеозой дәуірінің аяқ кезінде Мезозой дәуірінің басында Жер үстінде бауырымен жорғалаушылар өте көп болған. Бор дәуірінде олар кенет азайып, түрлері кеміп, денелері ықшамдалған. Бұл қорытындыларға дәлелдемелер осы кезде аз болмас. Солардың ішінде мынаған көңіл аударайық. Мұнай және газ қойнауын зерттеуде табылған ірі тістерді, сүйектерді осы күнгі жануарлармен салыстырғанда уранның көп болуынан радиоактивтілік өте жоғары екені байқалады (әрине уақыт мерзіміне байланысты сүйек қалдықтары жердегі уранмен кірленуі мүмкін).
2.6. Радиоактивтілік сағат оқымыстыларға тамаша көмек көрсетті
Радиоактивтілік – ерекше сағат бола алады. Радиоактивтік заттардың және олардың айналымынан пайда болған құрамдарды алу арқылы дүниедегі заттардың қай уақытта пайда болғанын (яғни жасын) табуға болады. Бұл үшін радиоактивтік заттардың жартылай ыдырау уақытын білу қажет. Олар қысқа уақыт өмір сүретін радиоактивтік элементтер. Солармен қатар ыдырауына ұзақ уақыт қажет ететін радиоактивтік заттардың (бұларды ұзақ уақыт өмір сүретін дейді) мерзімін білу қажет. Мысалы, белгілі бір өсімдіктің радиоактивтігін өлшегенде онда одан пайда болған жер астындағы көмірдің қай дәуірге жататынын (яғни жасын) табуға болады. Осы сияқты қысқа өмір сүретін радиоактивтік элементтер арқылы Сибирде мәңгілік тоң аймағында табылған мамонт сүйегінің қалыңдығы оның 12 млн. жыл бұрын өмір сүргенін айқын көрсете алады. Ұзақ өмір сүретін радиоактивтік заттардың ыдырау мерзімі бойынша тау жыныстарының жасын анықтауға болады. Ең ескі тау жынысының жасы 5 миллиард жылдан аспайды екен. Осы арқылы Жердің жасын анықтауға болады (ол 5 миллиард жыл). Бұл бағытта белгілі тәсілдерді қолдану көп нәтиже береді. Мысалы мынандай тәсіл қолданылады. Өсімдіктер пайдаланатын көмірқышқыл газының құрамында С12 және радиоактивті С14 бар. Өсімдік тіршілігін жойғаннан соң (ағаш кесіледі, шөп орылады, егін жиналады және тағы басқа) олардың құрамындағы С14 біртіндеп ыдырайды. 15700 жылда оның мөлшері 2 есе азаяды. 11400 жылда тағы екі есеге (бастапқыдан 4 есе) азаяды. Осылайша оның радиоактивтілігі де төмендей береді.
2.7. Сәулеленудің генетикалық әсері
Сәулелену ағзаның гентикалық жағдайына пайдалы және зиянды әсерін тигізеді.
Пайдалы әсері. Сәулеленуді биологиялық зерзаттарға қолданғандағы негізгі мақсат – жаңа қасиеті бар тірі организмдердің түрін шығарып, оларды сұрыптау және оның неғұрлым пайдалысын таңдау үшін маңызды жағдай етіп қолдану.
- Рентген және күлгін сәулелер химиялық заттар әсері арқылы антибиотиктер түзетін саңырауқұлақтардың табиғи қасиетін өзгерту үшін зерттеулер жүргізу.
- Тіршілік ету жағдайында антибиотиктер және В12 дәруменін түзетін микроорганизмдердің жоғары активті штампаларын шығару және тағы басқа.
- Сәулелену әсерінен пайда болған тұқым қуалау қасиетін жібек құрттарының өнімін, сапасын арттыру үшін сақтап, өндірісте кең пайдалану.
- Жануарлар және өсімдіктер тұқымын жақсартуда және өнімін өсіруде сәулелену қолданылады (радиациялық селекция тәсілі – метод радационной селекций).
Адам өміріне қажет, маңызды ферменттер, органикалық қышқылдарды, саңырауқұлақтарды және микробтарды сәулелендіру нәтижесінде алады (генетика және радиобиология бірлесуінен радиациялық гентика ғылым саласы адамның практикалық іс — әрекетінде талай пайдалы табыстарға жеткізуде).
Зиянды әсері. Табиғи сәулелену, кейбір химиялық құрылымдар және сыртқы ортаның температурасы тұқым қуалау қасиетінің құрылымына әсер ету нәтижесінде ұрпақтарға таралатын табиғи мутацияға келтіреді.
- Табиғи сәулелену (ғарыштық сәулелер және жердің минералдарының сәулеленуі) ядролық сынақпен қатар келгенде тіршілікке үлкен қатерлі жағдай тудырады. Яғни, Жер үстіндегі тіршілікті жойып жібереді.
- Табиғи сәулелену, кейбір химиялық құрылымдар, сыртқы ортаның температурасы және ядролық сынақ әсерлерінен өмір сүру ортасына қарай ұрпақтарда 500-ден астам түрлі аурулар пай
| |  скачать работу |
Атом энергиясы, радиация және оның түрлері | 
