Что такое бэр

Как именно радиация влияет на клетки?

Ряд химических соединений обладает свойством радиационного излучения. Происходит активное деление ядер атомов, что приводит к высвобождению большого количества энергии. Эта сила способна буквально вырывать электроны от атомов клеток вещества. Сам процесс получил название ионизации. Атом, который подвергся такой процедуре, изменяет свои свойства, что приводит к изменению всего строения вещества. За атомами меняются молекулы, за молекулами общие свойства живой ткани. С возрастанием уровня облучения увеличивается и количество измененных клеток, что приводит к более глобальным переменам. В связи с чем и были высчитаны допустимые дозы облучения для человека. Дело в том, что изменения в живых клетках затрагивают и молекулу ДНК. Иммунная система активно восстанавливает ткани и даже способна «починить» поврежденную ДНК. Но в случаях значительного облучения или нарушения защитных сил организма развиваются заболевания.

С точностью предположить вероятность развития болезней, возникающих на клеточном уровне, при обычном поглощении радиации сложно. Если же эффективная доза облучения (это около 20 мЗв в год для работников промышленности) превышает рекомендуемые показатели в сотни раз, общее состояние здоровья значительно снижается. Иммунная система дает сбои, что влечет за собой развитие различных заболеваний.

Огромные дозы радиации, которые могут быть получены вследствие аварии на АЭС или взрыва атомной бомбы, не всегда совместимы с жизнью. Ткани под воздействием измененных клеток погибают в большом количестве и просто не успевают восстановиться, что влечет за собой нарушение жизненно важных функций. Если часть тканей сохранится, то у человека будет шанс на выздоровление.

Кратные и дольные единицы:

Кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Увековечение памяти К. Бэра

Памятник К. Бэру в Тарту

В ноябре 1886 года в Тарту был установлен памятник Бэру работы скульптора А. М. Опекушина.
Памятники Бэру (варианты памятника Опекушина) установлены также у входа в Зоологический музей Зоологического института РАН, в Библиотеке Академии наук (БАН) в Санкт-Петербурге и бюст в Астрахани на Аллее Славы Земли Астраханской.

В 1864 году была утверждена премия имени К. Бэра.

К. Бэр на эстонской банкноте в 2 кроны

Карл фон Бэр был изображён на банкноте достоинством в две эстонские кроны.

В честь Бэра названы:

• остров Бэра в Таймырской губе Карского моря;
• мыс Бэра на Новой Земле;
• гряда холмов в Прикаспийской низменности (Бэровские бугры);
• нырок (Aythya baeri) из семейства утиных;
• улицы в Астрахани, в посёлке Кизань Астраханской области и в Тарту

Литература

• Райков Б. Е. Русские биологи-эволюционисты до Дарвина: материалы к истории эволюционной идеи в России. Т. I. М.—Л.: 1951.
• Биографическая библиотека Ф. Павленкова. ЖЗЛ в 3-х томах ISBN 5-224-03120-6
• Бэр К. М. Автобиография / Ред. акад. Е. Н. Павловского и коммент. проф. Б. Е. Райкова. — Л.: Изд-во АН СССР, 1950.
• Безенгр В. Н. Памяти к. Э. Бэра как антрополога. — М., 1880.
• Вернадский, В. Памяти акад. К. М. Бэра. Л., 1927
• Конференция, посвященная памяти Бэра. Тарту. 1976. 30.09 — 2.10.1976: Тезисы докл. — Тарту: ТГУ, 1976.
• Кузнецов, Иннокентий Дмитриевич. Академик Карл Эрнст (Карл Максимович) фон Бэр, его жизнь и деятельность, преимущественно в области ихтиологии научной и прикладной. СПб, тип. В. Демакова, 1892.
• Овсянников Ф. В. Очерк деятельности К. М. Бэра и значение его трудов. — СПб.: Тип. Акад. наук, 1879.

Научные труды в области эмбриологии (Закон зародышевого сходства)

Карл Эрнст фон Бэр показал, что развитие всех организмов начинается с яйцеклетки. При этом наблюдается следующие закономерности, общие для всех позвоночных: на ранних этапах развития обнаруживается поразительное сходство в строении зародышей животных, относящихся к разным классам (при этом эмбрион высшей формы похож не на взрослую животную форму, а на её эмбрион); у зародышей каждой большой группы животных общие признаки образуются раньше, чем специальные; в процессе эмбрионального развития происходит расхождение признаков от более общих к специальным.

Законы Бэра

Карл Бэр в своих трудах по эмбриологии сформулировал закономерности, которые позднее были названы «законами Бэра»:

1. наиболее общие признаки любой крупной группы животных появляются у зародыша раньше, чем менее общие признаки;
2. после формирования самых общих признаков появляются менее общие и так до появления особых признаков, свойственных данной группе;
3. зародыш любого вида животных по мере развития становится все менее похожим на зародыш других видов и не проходит через поздние стадии их развития;
4. зародыш высокоорганизованного вида может обладать сходством с зародышем более примитивного вида, но никогда не бывает похож на взрослую форму этого вида.

Действие ионизирующей радиации

Под ионизирующим излучением понимают разновидность энергии, которую высвобождают атомы. Эта энергия представляет собой электромагнитные волны двух видов:

• гамма-излучение;
• рентгеновское излучение;
• частицы (в виде альфа-, бета-частиц и нейтронов).

Собственно, радиоактивность — не что иное как результат спонтанного распада атомов. При распаде атомов всегда возникает избыток энергии или форма ионизирующего излучения. Уже упоминалось о нестабильности атомного ядра. Те его элементы, которые являются нестабильными, возникают при ядерном распаде и обладают ионизирующим излучением, получили название радионуклидов. В свою очередь, радионуклиды принято идентифицировать на основании типа излучения, испускаемого ими, его энергии и периода полураспада.

Ежедневно мы подвергаемся как естественному, так и искусственному радиационному излучению. Под естественными источниками следует понимать больше 60 веществ, средой обитания для которых служат почва, воздух и вода. Например, образование газа радона в естественных условиях происходит в горных породах. Каждый день мы получаем определённое количество радионуклидов, которые находятся в пище, воде и воздухе.

Если человек находится на слишком большой высоте, на него начинают воздействовать космические лучи. В целом, около 80% дозы радиации, получаемой нами каждый год — это фоновое излучение в виде наземных и космических источников. Уровни радиации в них различны. Иногда они могут составлять в 100 или 200 раз больше средней величины.

Кроме естественных источников ионизирующего излучения, на нас могут воздействовать и источники искусственного происхождения. Прежде всего, это производство ядерной энергии на атомных электростанциях. Медицинская аппаратура, применяемая в диагностических и лечебных целях, тоже является искусственным радиационным источником.

Степень повреждения живого организма радиационным воздействием определяется полученной дозой облучения либо поглощённой дозой. Её выражают в единицах, называемых греями (Гр). Что касается эффективной дозы, применяемой с целью измерения показателей излучения и уровня его вреда, её измеряют в зивертах (Зв). При этом учитывают тип радиационного воздействия и степень чувствительности того или иного органа либо ткани. Измерение уровня радиации в зивертах помогает определить, насколько серьёзным будет нанесённый ею урон.

Зиверт — большая единица, поэтому в целях измерения часто применяют милли- и микрозиверты. Кроме основного показателя радиации (её дозы), с помощью зивертов обозначают и скорость, с которой эта доза выделяется в окружающую среду (к примеру, микрозиверты в час или год).

Различают:

• внутреннее воздействие излучения;
• внешнее воздействие излучения.

Внутреннее воздействие происходит при вдыхании радионуклидов либо их поглощении любым путём. Например, они могут попасть в организм через рану или инъекцию. Прекращение внутреннего воздействия радионуклидов происходит при их самопроизвольном выведении из организма или в процессе лечения.

Внешнее радиационное воздействие происходит при попадании радиации из воздуха на кожные покровы или предметы одежды. Радионуклиды могут попасть через пылевые частицы, аэрозоль или любую жидкость.

Кроме того, воздействие может быть:

• запланированным, например, в результате применения медицинского оборудования в лечебных или диагностических целях. Также к запланированному воздействию относят применение излучения в сферах промышленности и науки;
• в результате действия уже существующих источников. Это радон, обнаруживаемый в жилых домах, либо фоновое излучение. В таких случаях необходимо принимать соответствующие контрольные меры.

И, наконец, последний тип воздействия — при чрезвычайной ситуации, возникшей в результате непредвиденного события. Такие ситуации требуют безотлагательных и экстренных мероприятий, так как речь может идти о ядерном ЧП либо намеренном действии злоумышленников.

Увековечение памяти К. Бэра

Памятник К. Бэру в Тарту

В ноябре 1886 года в Тарту был установлен памятник Бэру работы скульптора А. М. Опекушина.
Памятники Бэру (варианты памятника Опекушина) установлены также у входа в Зоологический музей Зоологического института РАН, в Библиотеке Академии наук (БАН) в Санкт-Петербурге и бюст в Астрахани на Аллее Славы Земли Астраханской.

В 1864 году была утверждена премия имени К. Бэра.

К. Бэр на эстонской банкноте в 2 кроны

Карл фон Бэр был изображён на банкноте достоинством в две эстонские кроны.

В честь Бэра названы:

• остров Бэра в Таймырской губе Карского моря;
• мыс Бэра на Новой Земле;
• гряда холмов в Прикаспийской низменности (Бэровские бугры);
• нырок (Aythya baeri) из семейства утиных;
• улицы в Астрахани, в посёлке Кизань Астраханской области и в Тарту

Терапия лучевой болезни

Болезнь успешно лечится, если дозовый порог заражения превышен незначительно. Среди основных терапевтических методик можно выделить:

Своевременное оказание первой помощи

Это особенно важно для людей, побывавших в месте сильного радиационного заражения. С пострадавшего снимают всю одежду, так как она накапливает в себе радиацию

Тщательно промывают тело и желудок.
Медикаментозная терапия. Она включает в себя применение седативных, антигистаминных препаратов, антибиотиков, средств для восстановления желудочно-кишечного тракта. Кроме того, проводится лечение, направленное на восстановление иммунной системы. На третьей стадии заболевания прописывают, помимо прочего, антигеморрагические препараты.
Переливание крови.
Физиотерапия. Чаще всего применяется дыхание при помощи кислородной маски.
ЛФК.
В некоторых случаях специалисты проводят пересадку костного мозга.
Правильное питание. В первую очередь организуется оптимальный питьевой режим. В день пострадавший должен выпивать не менее двух литров воды. В его рацион также должны входить соки и чай. При этом пить одновременно с приемом пищи нельзя. К минимуму сводится употребление жирных, жареных и чрезмерно соленых блюд. В день должно быть не менее пяти приемов пищи. Категорически запрещено употребление спиртных напитков.

Только полное соблюдение всех рекомендаций специалистов дает пострадавшему шанс на выздоровление. Критическим считается срок в 12 недель. Если пострадавшему удалось его преодолеть, то, скорее всего, наступит выздоровление.

Научные труды в области эмбриологии (Закон зародышевого сходства)

См. также: Биогенетический закон

Карл Эрнст фон Бэр показал, что развитие всех организмов начинается с яйцеклетки. При этом наблюдается следующие закономерности, общие для всех позвоночных: на ранних этапах развития обнаруживается поразительное сходство в строении зародышей животных, относящихся к разным классам (при этом эмбрион высшей формы похож не на взрослую животную форму, а на её эмбрион); у зародышей каждой большой группы животных общие признаки образуются раньше, чем специальные; в процессе эмбрионального развития происходит расхождение признаков от более общих к специальным.

Законы Бэра

Карл Бэр в своих трудах по эмбриологии сформулировал закономерности, которые позднее были названы «законами Бэра»:

1. Наиболее общие признаки любой крупной группы животных появляются у зародыша раньше, чем менее общие признаки.
2. После формирования самых общих признаков появляются менее общие и так до появления особых признаков, свойственных данной группе.
3. Зародыш любого вида животных по мере развития становится все менее похожим на зародыш других видов и не проходит через поздние стадии их развития.
4. Зародыш высокоорганизованного вида может обладать сходством с зародышем более примитивного вида, но никогда не бывает похож на взрослую форму этого вида.

Когда развивается лучевая болезнь

Следствием воздействия критической дозы радиации на человека становится развитие лучевой болезни. Она поражает практически все системы организма. В зависимости от дозы излучения может поддаваться лечению или приводить к летальному исходу.

Согласно последним исследованиям, для появления лучевой болезни опасная доза радиации в год составляет 1,5 Зв. Предел допустимой дозы однократного облучения – 0,5 Зв. После этой отметки начинают проявляться признаки поражения.

Выделяют следующие формы лучевой болезни:

1. Лучевая травма. Появляется, если дозировка разового излучения не превышала 1 Зв.
2. Костномозговая форма. Опасные нормы – от 1 до 6 Зв. В половине случаев такая форма болезни приводит к летальному исходу.
3. Желудочно-кишечная форма наблюдается при дозировке излучения от 10 до 20 Зв. Сопровождается внутренними кровотечениями, лихорадочным состоянием, развитием инфекционных поражений.
4. Сосудистая форма. Развивается после облучения в пределах от 20 до 80 Зв. Происходят тяжелые гемодинамические нарушения.
5. Церебральная форма. Наблюдается при облучении свыше 80 Зв. Происходит мгновенный отек мозга и смерть пострадавшего.

В некоторых случаях лучевая болезнь может перерастать в хроническую форму. Период ее формирования может занимать до трех лет. После этого происходит восстановление организма, которое длится еще три года. При правильной терапии результатом становится излечение. Но в некоторых случаях спасти пациента не удается.

Экспозиционная и эквивалентная дозы.

Д_О
–
Экспозиционная
доза излучения
– характеристика ионизационной
способности рентгеновского и -излучения,
измеряемая по ионизации воздуха.

«СИ» — Кулон/кг
(Кл/кг)

Внесистемная —
рентген (Р)

Рентген
– внесистемная единица экспозиционной
дозы рентгеновского и гамма-излучения,
равная 258 мкКл/кг (названа в честь
немецкого физика В.К. Рентгена –
1845-1923).

Д_ЕД
– Эквивалентная
доза излучения
– поглощенная
доза излучения мера Д_п
, умноженная на средний коэффициент k
качества излучения для биологической
ткани стандартного состава и на
модифицирующий фактор N
– произведение коэффициентов, которое
в настоящее время принимается равным
единице:

Д_ЕД
= Д_ПkN
= 
Д_jk_jN_j
,

где j
– индекс вида и энергии излучения.

Единица измерения

3иверт (3в) В «СИ»
— Грей (Гр)

Внесистемная –
бэр (биологический эквивалент рентгена)

1 БЭР = 0,01Гр (3в)

Стандартный состав
мягкой биологической ткани принимается
следующим (по массе): 10,1% водорода, 11,1%
углерода, 2,6% азота, 76,2% кислорода.

Коэффициент
качества излучения kпредназначен
для учета влияния микрораспределения
поглощенной энергии на размер вредного
биологического эффекта. Он является
функцией линейной передачи данного
излучения в воде:

и выбирается на
основе имеющихся значений коэффициента
относительной биологической эффективности
ОБЭ. Однако значения kне соответствуют
ОБЭ по ряду наблюдаемых вредных эффектов,
например стохастическому эффекту при
низком уровне поглощенной дозе и
нестохастическому эффекту при большой
дозе у человека.

Коэффициент ОБЭ
– отношение поглощенной дозы Д
образцового излучения , вызывающей
определенный биологический эффект, к
поглощенной дозе Д рассматриваемого
излучения, вызывающей тот же самый
биологический эффект.

В качестве
образцового излучения используют
рентгеновское излучение с напряжением
генерирования 180 – 250 кВ и со средней
ЛПЭ, равной 3 кэВ/мкм воды.

Интегральная
доза излучения
– общая доза ионизирующего излучения,
поглощенная всей массой облучаемого
тела или среды.

«СИ» — Джоуль (Дж),
Кулон (Кл)

Внесистемные –
грамм·рад (г·рад), грамм·рентген (г·Р).

Р

Соответственно
единицей мощности дозы является: для
поглощения – Вт/кг и рад/с; для
экспозиционной дозы – А/кг, Р/час или
мкР/с.

Между поглощенными
и экспозиционными дозами существует
следующая связь:

Д_n=fД_о,

где f
– переходный коэффициент, зависящий
от облучаемого вещества и энергии
фотонов. Для воздуха f=0,88
и мало зависит от энергии фотонов.

Д_n=f_возд.Д_о=0,88Д_о

Для воды и мягких
тканей тела человека f=1,
следовательно, поглощенная доза в рядах
численно равна соответствующей дозе в
рентгенах. Это и обуславливает удобство
и использования внесистемных единиц –
рад и рентген. Для костной ткани f
уменьшается с увеличением энергии
фотонов ~ от 4,5 до 1.

Коллективная
эквивалентная доза

Коллективная
эквивалентная доза — сумма индивидуальных
Д_i
эквивалентных доз у данной группы
людей: S=
Д_iР_I
где Р_I
— число лиц в данной группе , получивших
эквивалентную дозу Д_i
. Может быть определена также так :

где
Р(D)dD
– число лиц в данной группе , получивших
эквивалентную дозуна все тело или на
отдельный орга в диапазоне дозы от D
до dD.

Фон
за счет естественных радиоактивных
источников (космические лучи,
радиоактивность недр, воды, радиоактивность
ядер, входящих в состав человеческого
тела и др.) соответствует приблизительно
дозе 125 мбэр. Предельно допустимой
эквивалентной дозой при профессиональном
облучении является 5 бэр за год. Летальной
дозой от -излучений
считается 600 бэр.

Применение:

Зиверт применяется для измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения.

При определении эффективной дозы учитывается вклад различных органов и тканей в общий ущерб, наносимый здоровью человека ионизирующим излучением. Эффективная доза равна эквивалентной дозе, умноженной на взвешивающий тканевый коэффициент, зависящий от вклада того или иного органа в ущерб, наносимый при облучении отдельных органов или тканей организму в целом.

Эквивалентная доза имеет большое значение для радиобиологии, в то время как эффективная доза является одной из основных величин, применяемых для гигиенического нормирования уровня радиационного воздействия.

Научные труды в области эмбриологии (Закон зародышевого сходства)

См. также: Биогенетический закон

Карл Эрнст фон Бэр показал, что развитие всех организмов начинается с яйцеклетки. При этом наблюдается следующие закономерности, общие для всех позвоночных: на ранних этапах развития обнаруживается поразительное сходство в строении зародышей животных, относящихся к разным классам (при этом эмбрион высшей формы похож не на взрослую животную форму, а на её эмбрион); у зародышей каждой большой группы животных общие признаки образуются раньше, чем специальные; в процессе эмбрионального развития происходит расхождение признаков от более общих к специальным.

Законы Бэра

Карл Бэр в своих трудах по эмбриологии сформулировал закономерности, которые позднее были названы «законами Бэра»:

1. наиболее общие признаки любой крупной группы животных появляются у зародыша раньше, чем менее общие признаки;
2. после формирования самых общих признаков появляются менее общие и так до появления особых признаков, свойственных данной группе;
3. зародыш любого вида животных по мере развития становится все менее похожим на зародыш других видов и не проходит через поздние стадии их развития;
4. зародыш высокоорганизованного вида может обладать сходством с зародышем более примитивного вида, но никогда не бывает похож на взрослую форму этого вида.

Нормы для человека

За длительные годы исследования радиации были определены безопасные и максимальные дозы. К сожалению, не только опытным путём, но и на практике. Такие события, как Хиросима и Чернобыль не прошли даром для планеты. Годы наблюдений за излучением показали, что превышение допустимой дозы радиации оставляет отпечаток на всех последующих поколениях.

Физические величины в которых измеряется радиация

Радиационный фон

С момента зарождения земли прошло 4,5 миллиарда лет, за это время радиоактивность, которая во время её формирования была просто гигантской, сошла почти на нет. Существующий естественный фон, который в нашей стране составляет 4–15 мкР в час, складывается из нескольких составляющих. Это:

• Природный, до 83%. Остаточная радиация от природных источников — газов, минералов.
• Космическое излучение — 14%. Мощнейшим источником излучения является солнце. При уменьшении магнитного поля земли общий фон увеличится, что может привести к увеличению раковых заболеваний и мутаций. Второй фактор, снижающий излучение – это атмосфера. Летающие на самолётах и альпинисты получают повышенную дозу.
• Техногенное – от 3 до 13%. С первого атомного взрыва прошло 75 лет. За время испытаний атомного оружия в атмосферу было выброшено огромное количество радиоактивных веществ. Кроме этого, техногенные аварии — Чернобыль, Фукусима. Добыча и транспортировка таких веществ, а также работающие АЭС. Всё вносит вклад в общий фон.

Доза радиации которую получает человек в течении года

Норма радиационного фона является значение до 0,20 мкЗв/час или 20 мкР/час. Допустимый фон считается уровень до 60 мкР/час или 0,6 мЗв. Для каждой страны он устанавливается свой, например, в Бразилии безопасный радиоактивный фон составляет 100 мкР в час.

Безопасная доза

Безопасной дозой радиации для человека является уровень, при котором можно жить и работать без последствий для организма. Этот уровень определён до 30 мкР/ч (0,3 мкЗв/час).

Допустимая доза

Допустимая доза радиации несколько больше безопасной и показывает уровень, при котором на организм оказывается воздействие радиации, но без негативных последствий для здоровья.

Допустимый уровень в год предполагает до 1 мЗв. Если это значение поделить на часы, то получим 0,57 мкЗв/ч.

Эта доза применяется и для расчёта среднего значения полученного излучения за несколько лет. Например, человек за 5 лет подряд должен получить 5 мЗв, но работая на вредном производстве, получил годовую в 3 мЗв. Следующие 4 года он не должен получить более 1 мЗв, чтобы выровнять значения и уменьшить риск заработать лучевую болезнь.

При полётах на высоте выше 10 км уровень излучения будет до 3 мкЗв/ч, что превышает норму в 10 раз. Получается, что за 4 часа можно получить максимальную, суммарную дозу до 12 мкЗв.

Излучение которое можно полечить в полёте

Смертельный уровень облучения

Опасной дозой можно принять уровень в 0,75 Зв. При таком значении происходит изменение в крови человека и хоть не бывает смертельных исходов сразу, но в будущем вероятность раковых заболеваний довольно высока.

Как уже было замечено выше органы (печень, лёгкие, желудок, кожа) неравномерно воспринимают излучение. Лучевая болезнь начинается с дозы в 1–2 Зиверт и для некоторых это уже смертельная доза. Другие с лёгкостью перенесут заражение и выздоровеют.

Если исходить из статистики, то смертельной будет доза выше 7 Зиверт или 700 рентген.