К 2023 году существует множество областей применения такой науки как ядерная физика. Технологии, обязанные своим существованием исследованиям физики атомного ядра и явления радиоактивности, активно используются в таких сферах как: производство электроэнергии, тяжёлое машиностроение, производство композитных материалов, медицина, фармакология, геология и многие другие.
Конечно, использование радиоактивных веществ несёт в себе определённый риск, как для окружающей среды, так и для нашего здоровья. При выбросах радиоактивных отходов, которые часто сопровождают аварии на химических комбинатах и атомных электростанциях, огромные территории оказываются на долгое время загрязнены опасными радионуклидами, вынуждая ограничить хозяйственное использование заражённых радиацией земель. И последствия атомных взрывов до сих пор напоминают о себе опасной для жизни мощностью излучения на месте их проведения.
В то же время, никакая другая отрасль промышленности не может дать такой же дешёвой в производстве электроэнергии, какую получают из энергии распада радиоактивных изотопов урана и тория на атомных электростанциях по всему миру. Радиоизотопные термоэлектрические электрогенераторы снабжают электроэнергией космические аппараты вдали от Земли и Солнца - там, где нет никаких других источников энергии. Рентген и компьютерная томография, являясь источниками ионизирующего излучения, приносят намного больше пользы чем вреда, позволяя выявлять и диагностировать различные патологии, невидимые для других исследовательских инструментов. Лучевая терапия и радиоактивные медицинские препараты являются одними из самых исследованных методов лечения онкологических заболеваний, что обуславливает их высокую эффективность.
Существует ряд проблем, которые только предстоит разрешить. Например, утилизация радиоактивных отходов и отработанного ядерного топлива;рекультивация загрязнённых радиоизотопами земель, восстановление экосистем и ликвидация других экологических последствий радиационного загрязнения; защита людей от космической радиации во время продолжительных космических полётов и колонизации других планет и другие. При решении этих задач необходимо учитывать воздействие ионизирующего излучения на живые организмы и человека. Необходимость дальнейших исследований для развития новых технологий в этой области и обуславливает актуальность данной работы.
В рамках данной исследовательской работы были поставлены следующие цели и задачи:
1. Выяснить природу возникновения, определить источники ионизирующего излучения окружающей среды;
2. Изучить особенности источников и природы ионизирующего излучения антропогенного происхождения;
3. Определить механизмы воздействия ионизирующего излучения на вещество и живые клетки;
4. Оценить комплексное воздействие высокоэнергетического излучения на живые организмы;
5. Изучить механизмы противодействия воздействию радиации,
протекающие в живых клетках, тканях и организмах;
6. Изучить существующие методы повышения сопротивляемости
ионизирующему излучению;
7. Изучить методы лечения онкологических заболеваний,
индуцированных воздействием радиации.
Подводя итоги данной научно-исследовательской работы, можно утверждать, что все поставленные цели и задачи были выполнены в полном объёме.
Были определены естественные источники ионизирующего излучения, вносящие свой вклад в природный радиационный фон. Ими являются изотопы урана-235 и 238, торий-232 и калий-40, а также продукты их распада. Было оценено изменение мощности энерговыделения этих источников (рисунок 6).
Были изучены пути возникновения техногенных источников радиации, а также особенности антропогенного излучения, такие как небольшой изотопный состав и локальное влияние на ПРФ. Характерными, и, при этом, значимыми для живых организмов изотопами техногенных выбросов являются стронций-90, йод-131 и цезий-137.
В ходе работы определены механизмы воздействия
высокоэнергетического излучения на живые клетки, отдельно был изучен механизм воздействия техногенных радионуклидов. Радиация ионизирует атомы и молекулы в клетках, образованные «свободные радикалы» нарушают нормальное течение внутриклеточных процессов, приводя к мутациям и смерти клеток.
Был рассмотрен результат комплексного влияния радиации и долгосрочные последствия воздействия ионизирующего излучения на живые организмы, которые проявляются в виде стохастического эффекта облучения.
Был изучен процесс восстановления клеток и тканей при их повреждении ионизирующим излучением. Определено, что апоптоз - процесс запрограммированного самоуничтожения клетки, играет значимую роль в ходе предохранения от появления мутантных клеток.
Изучены существующие методы повышения сопротивляемости ионизирующему излучению, применяющиеся в экстренных случаях для уменьшения эффектов отрицательного воздействия радиации.
Были изучены современные методы лечения онкологии, появление которой является закономерным результатом проявления последствий радиационного облучения. На данный момент существует несколько способов борьбы с онкологией, основными из которых являются радио и химиотерапия, а также разрабатывается множество методов повышения их эффективности и безопасности.
Обобщая, можно сказать, что в данный момент ведутся исследования в области воздействия ИИ на живые организмы и окружающую среду. Однако разработки в этой области часто имеют стратегически важное значение для государства, в котором проводятся исследования, поэтому уменьшается количество международных исследований и снижается их общая эффективность.
