O`zbekiston Respublikasi Oliy va O`rta maxsus ta`lim vazirligigi
Islom Karimov nomidagi Toshkent Davlat Texnika Universiteti
“Elektronika va avtomatika” fakulteti
“Axborotlarga ishlov berish va boshqarish tizimlari” kafedrasi
Mavzu: IONLASHTIRUVCHI NURLAR VA ULARDAN HIMOYALANISH
S30A-19 IAT
Bajardi: Fazlidinov D.X.
Tekshirdi: _____________
Toshkent-2023
IONLASHTIRUVCHI NURLAR VA ULARDAN HIMOYALANISH
Reja
1. Ionlashtiruvchi nurlar haqida umumiy tushuncha, himoyalanish va uning qisqacha tarihi.
2. Ionlashtiruvchi nurlar tarkibiy qismlari
3. Rentgen va radioaktiv nurlarning umumiy xossalari
Tayanch iboralar: radiobiologiya, radiasion biofizika, biokimyo, sitologiya, genetika, ekologiya, gigiyena, mikrobiologiya, ionlovchi nurlar, teshib o‘tuvchi nurlar ionizasiya, flyurossensiya.
1.1 Ionlashtiruvchi nurlar biologiyasi fani, uning qisqacha tarihi.
Ionlashtiruvchi nurlar biologiyasi – ionlovchi nurlarning biologik mavjudotlarga ta’sir mexanizmlari va qonuniyatlarini o‘rganuvchi fandir. Bu fan yadro nurlarini tibbiyotda, qishloq xo‘jaligi va biosanoatda qo‘llanishining poydevori hisoblanadi. Radiobiologiyada ionlovchi nurlardan foydalanish, zararli ta’sirlardan saqlanish nazariyasini ishlab chiqishda alohida o‘rin tutadi.
Radiobiologiyaning dunyoga kelishi - XIX asr oxirida amalga oshgan uch ajoyib kashfiyot bilan bog’liq. Ulardan birinchisi – 1895 yilda nemis olimi V.K.Rentgen tomonidan ko‘zga ko‘rinmaydigan, jismlardan teshib o‘tuvchi, biologik o‘zgarishlar chaqiruvchi, nomi kashfiyotchining ismi bilan atalgan nur – rentgen nurlarining kashf etilishi. Ikkinchisi – 1896 yilda fransuz kimyogari va fizigi A.Bekkerel tomonidan uran moddasining, tashqi ta’sirsiz, o‘z-o‘zidan, rentgen nurlariga o‘xshash nurlar tarqatishining aniqlanishi. Uchinchisi – 1898 yilda er-xotin Mariya Skladovskaya Kyuri va Pyer Kyuri tomonidan kuchli nur tarqatuvchi yangi kimyoviy elementlar - radiy va poloniyni kashf etilishi va ajratib olinishi. M.Kyurining taklifi bilan moddalarning tashqi ta’sirsiz, o‘zidan nur tarqatish xossasi radioaktivlik deb, - bunday moddalar radioaktiv moddalar deb atala boshladi (radio - nur tarqatish demakdir).
Rentgen va radioaktiv nurlarning biologik ta’sirini o‘rganish bu nurlar kashf etilgan dastlabki yillardan boshlangan. Rus olimi I.N.Tarxanov (Tarxinashvili) 1896 yilda rentgen nurlarining asab tizimi (nerv sistemasi) ning faoliyatiga ta’sirini o‘rganib, ionlovchi nurlarning tirik organizmga ta’sirini eksperimental o‘rganishni boshlab berdi. 1898 yilda radiy moddasining xususiyatlarini tinglovchilarga namoyish etish maqsadida olib, kostyum cho‘ntagida bir necha soat saqlagan Bekkerel tasodifan teri quyushining guvohi bo‘ldi. P.Kyuri bilak sohasiga turli muddatga radiyli shisha naycha qo‘yib, nur ta’siridan kelib chiqqan teri o‘zgarishlarini kuzatdi. Rentgen va radioaktiv nurlarning organizmga ta’sirini o‘rganish ko‘pchilik olimlar uchun juda qimmatga tushdi. Rentgenlik nurlari bilan muhofaza vositalarsiz, birinchilar qatorida ish boshlagan ko‘p vrachlar shu nurlar keltirib chiqargan kasalliklardan nobud bo‘ldilar. 1936 yilda Germaniyaning Gamburg shahrida, rentgen instituti qarshisida, shu yerda uzoq yillar davomida ishlagan, nur ta’siridan kelib chiqqan rakdan nobud bo‘lgan rentgenolog, vrach-olim Albers-Shonberg nomiga qo‘yilgan gospital hovlisida,
yodgor marmar ustun o‘rnatildi. Bu ustinning old tomoniga quyidagi so‘zlar yozilgan. «Yodgorlik - xotira, boshqalarning kasalliklariga qarshi kurashda o‘z hayotlarini qurbon qilgan hamma millatlarning rentgenologlari, radiologlari, vrachlar, fiziklar, kimyogarlar, texniklar, laborantlar, hamshiralarga bag’ishlanadi. Ular rentgen va radiy nurlarini tibbiyotda xavfsiz va samarali qo‘llashga qahramonona yo‘l ochdilar. Ular shuhrati o‘lmaydi». Ustunning boshqa tomoniga radiasiya asoratlarida o‘sha paytgacha o‘lgan 169 kishining nomlari o‘yib yozilgan. Keyinchalik memorialga yana ikki xotira taxta o‘rnatib, unga yangi nomlar yozildi. So‘ngra radiasiya qurbonlarining ismlari alohida albomga yozila boshladi.
Rentgen va radiy nurlari ta’sirini eksperimental va klinik tarzda kuzatuvlar yildan-yilga ortib bordi, nurlarning biologik ta’siri haqida dastlabki xulosalar, gipotezalar paydo bo‘la boshladi. Ammo o‘sha davrda rentgen va radioaktiv nurlarning tabiati, ularning moddalar bilan munosabat mexanizmi haqidagi bilimlarning yetarli emasligi, radioaktiv moddalarning noyobligi (faqat bir necha yirik institutlargina radiyga ega bo‘lgan va uning ta’sirini o‘rgangan) radiobiologiyaning
rivojiga to‘sqinlik qildi. Rentgen nurlari, asosan vrachlarni diagnostika nuqtai nazaridan qiziqtirgan, keng doiradagi biologlarning e’tiboridan chetda bo‘lgan. Hatto G.A.Nadson va G.S.Filippovlarning tomonidan 1925 yilda ionlovchi nurlarning mutagen ta’siri aniqlangani, o‘z vaqtida yetarli baholanmagan.
1934 yilda Fridrik Jolio-Kyuri va uning xotini Iren Kyuri sun’iy ravishda radioaktiv moddalar olishga muvaffaq bo‘ldilar, keyinroq 30-yillarning oxiri va 40-yillarda uran atomini parchalash imkoniyati ochildi, atom reaktorlari yaratildi. Uran atomlarining parchalanishi juda ko‘p miqdorda ionlovchi nur tarqalishi bilan kechadi. Parchalanish natijasida radioaktiv xususiyatiga ega bo‘lgan turli izotoplar paydo bo‘ladi. Avval ma’lum bo‘lgan rentgen, alfa, betta va gamma nurlari qatoriga neytron, pozitron va boshqa nurlar ham qo‘shildi. Radioaktiv bo‘lmagan atomlar yadrosiga neytronlar bilan ta’sir etib atom reaktorida ularning radioaktiv moddalarga aylantirish imkoniyati paydo bo‘ldi.
Radioaktiv moddalar ilmiy laboratoriyalarda, texnikada, tibbiyotda keng qo‘llana boshladi. Ionlovchi nurlar bilan ishlovchi yoki uning ta’sirida bo‘lganlar soni yildan-yilga ortib bordi. Bu nurlarning tirik organizmga ta’sirini o‘rganishga qiziqish ortdi. Radiobiologiya fanining rivojiga yadro qurolining yaratilishi, Yaponiyaning Xirosima va Nagasaki katta turtki shaharlarining AQSh harbiylari tomonidan atom vositasida bombardimon qilinishi bo‘ldi. Yadro sinovlari o‘tkazilishi, tabiiy muhitning atom parchalanishi mahsulotlari bilan ifloslanishiga olib keldi. XX asrning ikkinchi yarmida rivojlangan mamlakatlarda atom sanoati yuzaga keldi. Uran konlari, uranni to‘yintirish, qayta ishlash fabrikalari ochildi. Atom elektrostansiyalari, sanoat, ilmiy, texnik maqsadlar uchun mo‘ljallangan yadro reaktorlari, atomoxod suv usti va suv osti kemalari yaratildi, uran qoldiqlari va parchalanish mahsulotlari yo‘q qilish (utilizasiya) fabrikalari yaratildi. Atom energiyasidan va boshqa ionlovchi nurlardan xalq xo‘jaligida foydalanish yanada
keng tus oldi. Bu jarayonda millionlab odamlar va hayvonot dunyosining nurlanishiga sabab bo‘lgan avariya va halokatlar ro‘y berdi. Atom sinovlari o‘tkazilgan hududlar va ular atrofidagi radioaktiv ifloslanishlar tug’dirgan muammolarni o‘rganish va hal qilish radiobiologiya faniga ta’lluqlidir.
Radiobiologiya fanining yutuqlari orasida alohida e’tiborga sazovor hisoblanadi: Myuller (1927) tomonidan radiasiyaning naslga ta’sirini o‘rganish, nurning mutagen ta’sirini ochilishi (D.Li, Angliya, 1946), N.V.Timofeyev-Ressovskiy va K. Simmer (Germaniya 30-40 yillar)ning nur ta’sir mexanizmini o‘rganish bo‘yicha olib borgan ilmiy ishlaridir. 1950 yillardan boshlab, atom va termoyadro qurolining sinovlari keltirib chiqargan radiobiologik muammolar, o‘tkir va surunkali nurlanish kasalligi, mahalliy radiasion jarohatlar o‘rganildi. So‘nggi o‘n yilliklarda kichik dozalarda surunkali nurlanishning ta’siri, yadro halokatlari keltirib chiqaruvchi radiobiologik muammolar – bunday nurlanishning asoratlari, ularning oldini olish, davolash, genetik asoratlar ehtimoli va radiasion ekologiya muammolari dolzarb bo‘lib kelmoqda. Quyida, 1-chizmada radiobiologiyaning radiologiya fanlari orasida tutgan o‘rni keltirilgan.
Radiobiologiyaning radiologiya fani tizimida tutgan o‘rni
Bu fanlar o‘zaro bog’liq bo‘lib, radiasion tibbiyot, radiasiyali veterinariya, – gigiyena va ekologiyaga radiobiologiyaga yaqin turadi
Ionlashtiruvchi nurlar biologiyasi fanining tarkibiy qismlari
Radiobiologiya fani quyidagi fanlarni o‘z ichiga oladi yoki ular bilan chambarchas bog’langan.
Radiasion biofizika - tirik organizmda nur ta’sirida ro‘y beradigan birlamchi jarayonlarning fizik-kimyoviy qonuniyatlarini - nur yutilishining dastlabki sekundlarida atom va molekualarning qo‘zg’alishi va ionlanishi, radikallar hosil bo‘lishi, ularning o‘zaro yoki boshqa molekulalar bilan aloqa (reaksiya)larini o‘rganadi.
Radiasion kimyo va biokimyo molekulyar miqyosda radiasion zararlanishning dastlabki etaplari, hujayra mikrostrukturasining o‘zgarishi, funksiyasining buzilishi va metabolik jarayonlarning
o‘zgarishini o‘rganadi. Radiasion biokimyo zamonaviy tadqiqot uslublari ultrasentrofugalash, xromatografiya, elektroforez, elektron paramagnit rezonans, radionuklid indikasiyalash yordamida hujayralarning alohida qismlarida modda almashinishining ilk buzilishlarini ko‘rsatib beradi. Radiasion biofizika va biokimyoni umumlashtirib molekulyar radiobiologiya deb atash mumkin.
Radiasion sitologiya – hujayra va uning alohida organoidlarida ionlovchi nur ta’sirida ro‘y beradigan funksional va morfologik o‘zgarishlarni o‘rganuvchi radiobiologiyaning bir qismi. Radiasion sitologiyaning o‘rganish obyekti turli xil hujayralar, mikroorganizmlar o‘simlik, hayvon, odam hujayralari hisoblanadi. Ko‘p hollarda, sut emizuvchilarning tirik hujayralari bilan olib boriladigan eksperimentlar hujayralar kulturasini in vitro sharoitida (vitrium –shisha) idishda o‘stirib amalga oshiriladi.
Radiasion genetika – ionlovchi nur chiqaradigan genetik effektlar, uning natijasida
ro‘y beradigan radiasion mutasiyalar, nasliy o‘zgarishlar, asoratlarni o‘rganuvchi fandir. Hujayra yadro apparatining nurga ta’sirchanligining yuqoriligi sababli radiasiyaning genetik effektlari keng va chuqur o‘rganilgan. Radiasion genetika, jinsiy hujayra nurlanishining naslga ta’sir qonuniyatlarini o‘rganish bilan cheklanmay, somatik hujayralarida nurlanish keltirib chiqargan saraton kasalligi (radioindusirovannыy rak), genetik o‘zgarishlarni o‘rganish va zararsiz nur miqdorining me’yoriy ko‘rsatkichlari (dopustimыye urovni oblucheniya)ni belgilash bilan shug’ullanadi.
Umumiy radiobiologiya-odam va hayvonlarning murakkab organizmida hujayralar, to‘qimalar, organlar va ular tizimida ro‘y beruvchi integrasiyalangan radiasion nurlangan keyngi o‘zgarishlarni o‘rganadi. Masalan: umumiy nurlanishda markaziy asab tizimi tashqi va ichki reseptorlardan kelayotgan impulslarning katta oqimidan ta’sirlanadi. Natijada unda funksional o‘zgarishlar ro‘y beradi, bu esa o‘z navbatida boshqa organlar faoliyatining boshqarilishining o‘zgarishiga olib keladi; yoki nurga ta’sirchanligi yuqori bo‘lgan qon ishlab chiqarish tizimi, oshqozon-ichak yo‘li, immunitetning radiasiya ta’sirida zararlanishi butun organizmda ko‘p tarmoqli o‘zgarishlar chiqaradi. Umumiy radiobiologiya, shular kabi organlar tizimi yoki butun organizmda nur ta’sirida ro‘y beradigan o‘zgarishlarni o‘rganish bilan shug’ullanadi.
Radiasion ekologiya – insoniyatni o‘rab turuvchi muhitning radiaktivligi, uning o‘zgarishlari, radioaktiv moddalar migrasiyasi va turli darajadagi radiaktivligining tabiiy biologik hamjamiyatlar – biogeosenozlarga ta’sirini o‘rganadi. Tabiiy radiasion muhit, geologik va geografik muhitlarga bog’liq va u turli regionlarda turlicha. Bu muhit insoniyatning faoliyati tufayli tinimsiz o‘zgarib turadi. Yadro sinovlari olib borilgan yillarda portlashlardan hosil bo‘lgan radioaktiv moddalar butun planetaga tarqalib, o‘simliklar, hayvon va odamlar organizmiga tushgan. Shunga o‘xshash boshqa yadro halokatlarida (M.Chernobыl AES avariyasi) ro‘y bergan radioaktiv ifloslanishlar odam va hayvonlar organizmining uzoq yillar davomida nurlanishiga sabab bo‘ladi. Radioekologiya radioaktiv izotoplarning muhitda tarqalishi, ularning biosferaning turli qismlariga ko‘chishi (masalan: tuproq-o‘simliklar-hayvonot-odamzot; yoki dengiz suvi – dengiz maxluqlari – odamzot sistemasi bo‘ylab ko‘chishi) tabiatning radioaktiv muhitdan tozalanish imkoniyatlarini o‘rganadi.
Radiasion gigiyena – odam organizmini radiasiya ta’siridan muhofaza qilish tadbirlari, nurlanishning me’yoriy ko‘rsatkichlarini belgilash va nazorat qilish bilan shug’ullanuvchi fandir. Radiasion gigiyenaning ikki turi - kommunal va professional radiasion gigiyenaga bo‘linadi. Radiasion gegiyena, ionlovchi nur manbalari o‘rnatilgan binolar, ishchi xodimlar, bemorlar va atrofda joylashgan xonalarning sanitariya – gigiyena me’yoriy ko‘rsatkichlari, muhofaza vositalarining nazorati, radioaktiv fon, qurilish materiallari, mineral o‘g’itlar kabi radiaktivligi yuqori moddalarning texnogen radioaktiv foni, suv, oziq-mahsulotlar radiaktivligi, professional nurlanishning individual normativlari, radioaktiv chiqindilarni to‘plash, saqlash, (ko‘mish), energetik yadro qurilmalari - atomoxodlar, AES-lari chiqindilarini utilizasiyasi bilan shug’ullanadi. Radiasion gigiyenaning asosiy me’yoriy hujjati «Sanitarnыye pravila i normы pri rabote s
radioaktivnыmi izotopami», «Normы radiasionnoy bezopasnosti - NRB-96» hisoblanadi.
Radiasion immunologiya – Radiasiyaning immunitetga ta’siri va shu orqali immunologik faktorlar, ularning mexanizmlarini o‘rganish bilan shug’ullanuvchi fandir.
Radiasion mikrobiologiya – ionlovchi nurlarning mikrobiologik obyektlarga ta’siri, mikroblarda radiasion mutasiya, sterilizasiya, mikrob o‘zgarishlari vositasida turli radiobilogik jarayonlarni o‘rganish bilan shug’ullanuvchi fandir.
Yer shari bir necha 10 km qalinlikka ega atmosfera qatlami bilan o‘ralgan. Bu qatlam fazodan kelayotgan kuchli nur oqimini yutadi. Yerga kosmik nurlarining kichik bir ulushigina yetib keladi. Yer yuzasidan yuqoriga ko‘tarilgan sari bu nurlarning miqdori ortib boradi, uzoq vaqt davomida 80-100 km va undan balandlikda bo‘lish hayot uchun xavfli. Yer atrofidagi radiasiya, yerning magnit belbog’lari sohasida ayniqsa kuchli.
Fan va texnikaning rivoji tufayli XX asrning ikkinchi yarmida kosmik parvozlar va sayohatlar erasi boshlandi. Bu yangi muammolarni tug’dirdi. Parvozlar jarayonida radiasiyaning turli jonzodlar, birinchi navbatda odam organizmiga ta’sirini o‘rganish va kosmonavtlarni fazo radiasiyasidan saqlash bilan shug’ullanuvchi radiobiologiyaning yangi bir sohasi - kosmik radiobiologiya yuzaga keldi. Bu fan sayyoralararo sayohatlarda kosmonavtlar organizmiga nur ta’siri va undan muhofazalash muammolari bilan shug’ullanadi.
Hozirgi paytda kosmik sayohatlarni ta’minlovchi yadro energetik qurilmalari yaratilgan. Bu kosmanavtlarni fazo radiasiyasidan saqlashdan tashqari, kosmik kemaning atom dvigateli nurlaridan saqlash muammosini ham yuzaga keltiradi. Umuman, radiobiologiya fani xalq xo‘jaligining turli tarmoqlarida, tobora keng qo‘llanib borayotgan ionlovchi nurlarning jonli tabiatga ta’sirini o‘rganuvchi, to‘xtovsiz rivojlanib borayotgan fandir.
3 Rentgen va radioaktiv nurlarning umumiy xossalari
Bu xossalar quyidagilardan iborat:
1.Nur ta’sirining sezilmasligi. Bu xususiyatning ijobiy va salbiy tomoni bor. Ijobiy tomoni - nurlashdan iborat diagnostik yoki davolash mulojasi bemorni bezovta qilmay amalga oshiriladi. Salbiy tomoni - nurlanishning sezilmasligi nurdan saqlanishga undaydigan motivasiyani uyg’otmaydi.
2.Jismlarni teshib o‘tish xususiyati. Rentgen va radioaktiv nurlar muhitdan uning tiniq-tiniqmasligidan qat’iy nazar teshib o‘tadi. Bu xususiyat bir tomondan - nurning turi va energiyasiga bog’liq; ionlovchi nurlar orasida rentgen, gamma va neytron nurlarini o‘tuvchanligi katta, alfa va beta nurlarining o‘tuvchanligi kichik. Nur energiyasi ortib borishi uning o‘tuvchanligini ham oshiradi. Ikkinchi
tomondan - o‘tuvchanlik muhitning xususiyatlariga bog’liq. Muhitning zichligi, qalinligi va uni tashkil etuvchi atomlar massasi (tartib raqami, elektronlar zichligi)ning ortib borishi nurning ko‘proq yutilishiga olib keladi. Nur, muhitda atomlar elektroniga to‘qnash kelib, ularni orbitadan urib chiqaradi va bunga o‘z energiyasini sarflab yutiladi. Masofa birligida elektronlar miqdorining ortishi bilan nur yutilishi ham ortadi. Elektronlarning soni atomning tartib nomeriga mos.
Tog’ay to‘qimasi qattiq, ammo kimyoviy tarkibi va zichligi, qon va yumshoq to‘qimalarga o‘xshash, shu sababdan ularda radiasiyaning yutilishi ham bir xil. Suyak to‘qimasi zichligi tog’aydan deyarli farq qilmaydi, ammo u kalsiy, fosfor va boshqa og’ir atomlarga boy (o‘rtacha atom massasi 14) shu sababdan suyak radiasiyani ko‘p yutadi.
Radioaktiv bo‘lmagan kimyoviy elementlar orasida atom massasi eng og’irlaridan biri qo‘rg’oshin- 207Rb. Bu moddada nur ko‘p yutiladi. Shu sababli nurdan saqlovchi muhofaza vositalarida qo‘rg’oshin keng qo‘llaniladi. Ko‘p nur yutish qobiliyati boshqa og’ir elementlar - Bi, Ag, Au, Pt, Fe uchun ham xos, ammo ularning ko‘pchiligi ma’lum sabablariga ko‘ra, bunday maqsadlarda ishlatilmaydi.
3.Ionlash xususiyati. Radioaktiv nurlar, atomlar elektronlari bilan to‘qnashtirib, ularni orbitadan urib chiqaradi va ionlar jufti hosil qiladi. Bu jarayonda nurlar o‘z energiyasini yo‘qotadi va yutiladi. Ionlash xususiyati har xil nurlar uchun turlicha. Masalan: alfa nurlari masofa birligida zich ionlar hosil qiladi, tez yutiladi va kichik masofaga o‘tadi; beta va gamma nurlari siyrak ionlar hosil qiladi, uzoqroq masofaga o‘tadi. Elektronlar radiasiya ta’sirida o‘z orbitasidan yuqoriroqqa ko‘chsa, ammo atom chegarasidan chiqib ketmasa - kimyoviy aktivligi ortgan,
qo‘zg’algan atomlar hosil bo‘ladi.
4.Flyurossensiya chaqirishi. Ionlovchi nurlar ba’zi minerallarda sho‘’lalanib nur chiqaradi. Bu xususiyatdan dozimetriya va rentgenoskopiya – rentgen tasvir olish, gammatopografiya – gamma nurlovchi radioaktiv moddalarning to‘planish kartasi va gamma defektoskopiyada qo‘llanadi.
5.Kimyoviy o‘zgarishlar keltirib chiqarish (fotokimyoviy) xususiyati – nur ta’sirida atom va molekulalarning ionlanishi va qo‘zg’alishi ularning kimyoviy aktivligini oshiradi va odatda uchramaydigan reaksiyalarni yuzaga keltiradi. Nur ta’siridan o‘zgarmaydigan kimyoviy moddalar yo‘q deyish mumkin. Ba’zi kimyoviy birikmalar nur ta’sirida tez parchalanadi. M: kumushning galloid birikmasi AgBr ning nur ta’siridan parchalanishi. Bu modda parchalanishi fragmentlardan biri kumush, kislorodli muhitda kumush oksidi Ag2O-ga aylanadi va kumush bromid surtilgan plenkaning qorayishiga olib keladi. Bu hodisadan rentgenologik surat olish (rentgenografiya) va fotokimyoviy dozimetriyada qo‘llaniladi.
6.Biologik o‘zgarishlar chaqirish xususiyati. Bu o‘zgarishlar xilma-xil bo‘lib, radiobiologiya fani o‘rganadigan asosiy masala hisoblanadi.
Ionlashtiruvchi nurlanish
|
