Қазақстан республиасының
Дәріс № 13 Жоғарғы энергия мен элементар бөлшектер физикасы. Элементар бөлшектер – жоғарғы энергия физикасы
жүктеу/скачать 0,92 Mb.
|
| Дәріс № 13 Жоғарғы энергия мен элементар бөлшектер физикасы. Элементар бөлшектер – жоғарғы энергия физикасы.
Жоғарғы энергия физикасының тәжірибелік әдістері. Жоғарғы энергиялы шоқтарды алудың қазіргі әдістері туралы ұғым. Бөлшектердің жинақтағыштары. Қарсы шоқтар. Релятивистік кинематика элементтері. Бөлшектердің туу және ыдырау құбылыстарын бақылау. Қысқа өмірлі бөлшектерді бақылау әдістері. Тірі ағзаны иондаушы сәулелену ықпалынан қорғау ілімін игеру мақсатында,ең алдымен өсімдік және жануарлар әлемі өкілдерінің радиацияны сезу,оған төтеп бере алу немесе бейімделу сияқты басқа да қабілеттерімен жақын. Ғылым әлемі мен техниканың әртүрлі салаларында иондаушы сәулелену құбылысын қолдану аясы кеңіген сайын,тірі ағзаның радиосезімталдығын арттыру мәселелері туындауда. Осы мақсат талабында,радиосезімталдық қабілетті күшейту жолдарын іздестіру бағытында көптеген іргелі міндеттер тұр. Бұл тарапта адам өмірі үшін аса қажетті шараның бірі-сәулеленуге қарсы қорғаныстық мақсатта қолданылар әдістерді табудың қаншалықты маңызы бар. Жалпы тірі ағза атаулының,оның ішінде өсімдік ағзасын сәулеленуден қорғау мәселесінің шешімін іздеуді ең алдымен олардың қолайсыз жағдайлар (факторлар) әсеріне төтеп бере алу қабілетінің жалпылама биологиялық механизмдерін зерттеумен ұшттастырған жөн. Сәулеленуге қарсы тұраралық ағзаның қорғаныс қабілетті де осындай қасиеттерінің іске асу нәтижесі деп түсінген жөн. Сондықтан да,ағзаның иондаушы сәулеленуден қорғана алар қабілетін тануды сол ағзаның оған бейімделе алу мүмкіндігін арттырар немесе жүзеге атсалысар жағдайлардан, яки әдістерден іздестірген дұрыс болады. Сөйтіп, радиактивті заттармен ластанған қоршаған ортаның әртүрлі қолайсыз жағдайларына төтеп бере алатын ағза табиғатының сырын ашу үшін сан-қилы қимыл-қарекет қажет екендігіне көз жетті. Сол мақсатта,аталмыш мәселенің алғашқы сатыларын белгілеп,анықтау жолында табиғи ортаның әртүрлі саяқтарымен жан-жақты әрі терең ғылыми-зерттеу жұмыстары жүргізілуде. Мамандар қауымына белгілі жайт,тұқымдық кезеңде өсімдік тыныштық қалпында болатындықтан,олардың иондаушы радиация әсеріне және басқа да зақымдаушы әрекеттерге төзімділігі, әлбетте жоғары тұрады. Сол себептен де,өсімдіктермен тығыз айналыса қоймаған мамандар арасында,өсімдіктер радиотөзімділігі жайлы жаңсақ пікірлердің қалыптасуы кездейсоқ емес. Олармен кей тұста келісуге де, келіспеуге де болады. Ылғалды ортаға түскен тұқым көктей бастайды. Тұқымнан топырақ бетіне өскін шығысымен,өсімдіктің радиосезімталдығы күрт артады. Кейінгі даму сатыларында небір өзгеріске түскенімен радиацияға деген сезімталдығы вегетациялық кезеңнің соңына дейін төмендемейтін көрінеді. Мәдени өсімдіктер арасында бұршақтұқымдастардың көптеген өкілдері басымырақ радиосезімталдық қабілеттерімен ерекшелінеді. Ал радиотөзімділікке келер болсақ,астықтұқымдас өсімдіктердің және кейбір көкөністер мен техникалық дақылдардың аталмыш қасиеттері жоғарырақ екен. Иондаушы сәулелену әсерінен өсімдіктер қауымдастығына да біршама өзгерістер болуы ықтимал. Ценоз құрамындағы кейбір радиосезімтал өсімдіктің жойылуына дейін апаратын радиация дозасының әсерінен немесе кейде тіпті аз мөлшерінің ықпалынан –ақ фитоценозда өзгерістер болып жатады. Радиациалы жоғары фон жағдайында фитоценоз құрамындағы радиосезімталдығы күшті өсімдік түрлеріне әжептәуір радиациалық салмақ түседі. Әлгідей зақымданған өсімдіктердің радиациядан қысым көріп,күйзелуі нәтижесінде ценотикалық байланыстар үзіледі. Сөйтіп радиосезімталдығы жоғары өсімдік түрлері бой ала бастайды, яғни фитоценозда олар басымдылыққа ие болуы нәтижесінде,оның құрамына өзгеріс енгізеді. Мұндай жағдайда, фитоценоз үшін созылмалы сәулелену құбылысының орын алуы аса қауіпті. Өйткені, ол өз ықпалын бірнеше ұрпаққа жеткізу арқылы өсімдіктердің радиациядан кейін сақталатын түрлерінде әлгідей ауытқудың жалғаса беруіне себепші болады. Айта кету керек,радиацияның қосынды дозасынан гөрідоза қуатының ықпалы ценозға жасалған сәулелену әсерінің есепке алар көрсеткіші ретінде саналады. Ал өткір Әрі қысқа мерзімді сәулеленуге ұшыраған фитоценоздың біртіндеп қайта қалпына келуі ықтимал. Соныменен, бір түрлердің өсуі мен даму қақынының артуы және екінші түрдің радиация әсерінен күйзелуі нәтежиесінде,фитоценоз құрамында ересен өзгерістер болады. Американдық радиобиолог А.Спэрроу әйгілі Бругхейвен ұлттық лабараториясында өткен ғасырдың 50-60 жылдары тыңғылықты зерттеу жұмыстарын жүргізген. Соның нәтежиесінде,гамма-алаңында орналасқан орманда қылқан жапырақты ағаштардың, оның ішінде әсіресе қарағайдың, радиотөзімділігі өте төмен екендігін дәлелдеген. Сөйтіп,бірнеше жыл бойы сәулелену ықпалынан аралас ағаштар өскен қалың орман орнында қылқады тек селдір тоғай ғана қалған. Қылқан жапырақты ағаштардың,гүлтозаңы адам сенбестей дәрежеде радиосезімтал екен. Соңыменен, фитоценоздағы өзгерістер, негізінен созылмалы сәулелену әсерінен болатындығы белгілі болды. Жануарлар әлемінде белгілі себептермен, сүт қоректілер арасында көптеген өкілдерінің радиосезімталдық қасиеттері жеткілікті дәрежеде терең зерттелген. Негізінен, олардың басым бөлігі ұсақ денелілер, яғни ғылыми тілде айтқанда-«лабораториялық жануар-жәндіктер –тышқандар, егеуқұйрықтар, атжалмандар, үй қояндары, иттер және т.с.с. Жүргізілетін зерттеу жұмыстарының күрделілігі мен қымбатшылығына байланысты ірі денелі жануарлардың-жылқы, сиыр, түйе және т.б. өкілдерінің радиосезімталдығы жайлы ғылыми мәліметтер бүгінгі күні тапшылау. Ал енді жануарлар әлемінің басқа топтары жайлы әңгіме қозғасақ, сүт қоректілермен салыстырғанда,құстар тобы-әлдеқайда жоғары радиотөзімділік қасиетімен әйгіленеді. Олардың басым бөлігі үшін радиацияның жартылай өнім әкелер дозасы 8-25 грей аралығын құрайды. Бұл топтың өкілдері қатарында үй қатарында үй құстары да қамтылады. Құстар әлемін саралап талдайтын болсақ, үй тауықтарының әртүрлі тұқымдары үшін,бұл шама 10-15 грей тербелісін құраса, үйректер үшін 12 грейден 16 грей аралығында екен. Сәулеленуге ұшыраған өсімдіктің радиосезімталдық және радиотөзімділік қасиеттеріне ортаның әртүрлі табиғи физикалық факторларының әсері болуы заңды құбылыстардың қатарына жатады. Соның ішінде табиғи ортада жиі кездесетін екі-үш факторға тоқталайық: 1)Ортаның газдық құрамының ықпалы- Иондаушы сәулеленуге ұшыраған сәтте, атмосфераның газдық құрамы өсімдіктің радиотөзімділік қабілетіне әжептәуір ықпал жасайды. 20 ғасырдың алғашқы ширегінде неміс ғалымы Е.Петри рентген сәулесімен бидай өскінін сәулелендіру арқылы арнайы тәжірибе жүргізген. Өсімдіктер физиологиясының осы білгірі,зат алмасу белсенділігінің радиосезімталдыққа әсерін бақылау нәтижесінде,көмір қышқыл газдың мөлшері көбейген сайын өсімдіктің радиосезімталдығы әлсірейтіндігін дәлелдеген. Сөйтіп, ол алғашқы болып әлі де талай әңгіме болар, «оттегі тиімділігі»атты құбылыстың көзін ашушы ретінде,ғылыми өз ортада өз бағасыналған ғалым.Ауадағы оттегінің азаюы салдарынан,өсімдік бойындағы метаболизм реакциясының қарқыны біршама баяулайтындығы мамандарға белгілі.Мұндай күйдің қалыптасуы өсімдік радиотөзімділік қабілеттің артуына мүмкіндік туғызады. 20ғасырдың соңғы жылдарында М.Мальдиней және К.Тувинен аттты зерттеушілер рентген сәулесінің аздаған мөлшерімен сәулелендіру арқылы әртүрлі өсімдік тұқымдарының пісіп-жетілу қарқынын күшейту мүмкіндігінің бар екендігін аңғарған. Кейінірек бұл құбылыстың жан-жақты әрі ауқымы өте кең сипатта екендігі дәлелденген. Бір сөзбен айтар болсақ,шектеулі аз ғана өлшемді мөлшерде сәулеленген өсімдіктер мен жануар-жәндіктердің өсу және даму қабілеттерінің артатындығы белгілі болған. Бертін келе,дәлірек айтсақ,өткен ғасырдың 20-30-шы жылдары, радиобиологияның жеке салалық ғылым ретінде танылуына себепкер болған іргелі жаңалықтар мен керемет идеялар дүниеге келе бастады. Көп уақыттар бойы,тіпті бертін келгенге дейін, радиоьиологтадың өз арасында сәулелік зақымданудың алдын алу, сол сияқты оның кері әсерін өзгерту мүмкіндігі тәріздес шараның бары немесе жоғы жайлы ортақ пікір болған емес. Радиобиология ғылымының бастапқы даму кезеңінде, физикалық және химиялық болмысы бар әртүрлі факторлардың көмегімен радиобиологиялық әсердің күші зерттелген. Осы құбылыстың нақты сырын аша алмағанмен, мүмкіндігі сияқты қасиеттердің бар екендігін аңғарған. Бертін келе, иондаушы сәулелену көзі мен биологиялық саяқ арасына қорғасынды немесе цементті құйма сияқты бөгет қою арқылы, оның ағзаға сінер энергиясын біршама азайтуға болатындығы айқындалды. Мұндай әдісті физикалық қорғаныс жолы деп атайды. Ал енді заттың атомы мен молекулаларының иондалуының басты көзі-заттың сәулеленумен әрекеттесу құбылысына тойтарыс беру, тоқтам жасау немесе болдырмау жағдайы мүмкін емес хикаят. Дегенмен, сәулелік зақымданудан сақтану мақсатында, оған қарсы қолданар радиоқорғаныстық әрекеттің қажеттілігі сөзсіз. Бүгінгі күні сәулелік зақымдау ағымын өзгерте алар факторларды негізінене 2 топқа бөледі. Бірінші топ-сәулелік зақымдау дәрежесін азайтуға бағытталған факторларды біріктірсе, екінші топ-оның ықпалын күшейтуші факторларды қамтиды. Азайтушы факторларды бір сөзбен радиоқозғаныстық немесе радиопротекторлар деп атауға болады, ал күшейтуші факторларды- радио-сенсибилизациялаушылар деп атайды. Сондай-ақ физикалық және химиялық жаратылысы бар факторлар топтамалары ажыратылады. Мысалға, физикалық табиғаты бар топта- жоғарыда айтылған температуралық, ылғалдылық, газды орта және т.б. факторлар жатады. Мамандар қауымына танымал себептермен, небір радио-сенсибилизаторлардың практикалық істері қолданылу аясы барынша шағын екендігі де белгілі. Оларды иондаушы сәулелену құбылысының ағзаға тигізер әсерін күшейту қажеттілігі сияқты өте сирек мақсатта, негізінен медицина саласында қолданады. Түсініктірек болу үшін мысалмен айта кетейік: адам денесіндегі қатерлі ісікті радиациялық терапия әдісімен емдеу кезінде дененің сау мүшелеріне радиациялық салмақ түсірмеу мақсатында дененің тек сәулеленетін бөлігіне ғана радиосенсибилизациятор енгізіледі. Айта кеткен дұрыс болар, радиациялы жоғары фон жағдайында жалпы фитоценозды тұтасатай сәулелік зақымданудан қорғаудың бүгінгі таңдағы қол жеткізген шарасының бірі-радиотөзімділігі жоғары,жасанды екпе өсімдіктер жиынтығын қалыптастыру болар деген де пікір бар. Радиотөзімділігі мықты кеміргіштер өкілдері қоректенетін өсімдік түрлерінің жоғары радиоқорғаныстық қасиеттері бар деген жорамалдар бар. Өсімдіктердің иондаушы радиациядан қорғану қабілетін зерттеудің маңызы өте зор,әсіресе қолданбалы ғылым салаларында алар орны ерекше. Мысалы иондаушы радиация құбылысының биология мен ауыл шаруашылығы салаларында атқарар қызметінің ауқымы мен орнын пайымдау ісінде,бірінші кезекте,өсімдіктің сәулеленуден қорғану қабілетінің сырын толығымен аша білу қажет. Сәулелік зақымданудың даму қарқыны көптеген факторларға тәуелді және оның пәрменділігі ағза құрылымының әр деңгейінде әрқилы байқалады, мысалға: -молекулалық деңгейде-радиолиз өнімдерінің жоғары молекулярлық қосылыстарымен өзара қарым-қатынасына бөгет боларлық жағдай жасаумен аңғарылады; -торшалық деңгейде-проллиферативтық белсенділік дәрежесімен немесе торша айналымының сатылық күйімен бағаланады; Радиациялық қауіптілік бар аймақта қалай өмір сүруіміз керек. Осыған тоқтала кетсек,ең алдымен,радиациялық деңгей жайлы дерек болуы керек. Жоғарыда айтқанымыздай,адам баласы радиациядан сырттай және іштей сәуле нәтижесінде зардап шегуі мүмкін. Олардан келер зардаптың ауқымы біркелкі емес және ол көптеген факторлармен байланысты. Радиактивті заттар тағамдық өнімдерге топырақ –өсімдік-өнім нан,ет,сүт тағамдары және т.б. тізбегі арқылы тасымалданатындығы жайлы хабардар етті. Сондықтан ең алдымен жоқ дегенде,басты тағамдық өнімдердің радионуклидтық құрамын анықтауға назар аудару қажет. Енді иондаушы радиацияның кейбір түрлерінен қорғану үшін қажетті бірер мәліметтермен қысқаша таныстыра өтейік: -Нейтрондық сәулелену ағынынан қорғануда судың(әсіресе тұзды судың), көміртегінің, темірдің, бетонныңбіршама көмектері бар. Жалпы, нейтрондық сәулеленуден сақтануда құрамында суттегі бар заттар жақсы қорған бола алады; -Гамма-сәулеленуінен жоғары үлес-салмақты материалдардың көмегімен қорғануға болады. Мысалы,қорғасын, цементті құйма және т.с.с Жер бетінде жатқан гамма-сәулесінің көздерін тікұшақтың немесе ұшақ көмегі арқылы тіркеуге болады; -Альфа-сәулеленуі адам денесінің тері қабатына сырттай сәуле түсу жолымен сіңіріледі және тағаммен, сумен, ауамен адам ағзасына кіріктірілуі мүмкін. Альфа-бөлшектерінің жүгірісі қысқа болғандықтан, олардың ағынан қорғану мәселесі үлкен қиындық туғызбайды. Жұқа фольга, шыны немесе пластикат, хирургиялық қолғаптар мен киімдер, тіпті 10 сантиметрлік ауа қабаты альфа-бөлшектерін экрандауға қабілеті жетеді. -Бета-бөлшектерінің өтімділік қабілеті альфа-бөлшектерінің мүмкіндігімен салыстырғанда жоғары болғанымен, олардың ағынынан қорғану мәселесі шешілетін жағдай. Бета-сәулеленуінен бірнеше милиметрлік қалыңдығы бар алюминий қаңылтырынан басқа, плекасиглас немесе шынының, арнайы киімдерінің қорғау мүмкіндігі жеткілікті. жүктеу/скачать 0,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|