Экологияны жалпылама экология жйесіндегі орны.

Лекция №1

Кіріспе. Радияциялы экологияны мні мен масаттары.

 

Сырты сулеленуді дозиметриясын жргізу; тіркеуші ондырылармен жне ралдармен (дозиметрлер, радиометрлер) жмыс жасай білу; оршаан орта сынамаларын (топыра, су, сімдік) сатау жне срыптау; жалпы льфа-, бета жне гамма акгивтілікгерді анытау шін табии объектілерді лгілерін дайындай білу; сулеленуді эффективті дозасын лшей білу. Осы арнайы пнді оыту шін ажет осы пнге дейінгі пндер жиынтыы Бейорганикалы химия.тараулар: атом рылысы, радиоакгивтілік былысы. Аналитикалы химия. тараулар: сандыталдау, осатундыру, хроматография дістрі. Физикалы химия.тараулар: химиялы кинетика, сорбция жне десорбция процесстері. Жалпы физика. тараулар: радиоактивтілік, ионданан сулелену. Жалпы биология. тараулар: топыранпы, сімдікті рлысы. Жалпы экология негіздері: оршаан орта жйе ретінде, экологиялы атер;

Радиациялы экология (радиоэкология, экологиялы радиохимия) пні жне оны міндеттері. Жалпы экология жйесіндегі радиациялы экологияны орны жне ролі. Радиациялы-химиялы зерттеулерді тарихы. Экологияны негізгі тсініктері. Экожйені йымдастыруды дегейі. Радиациялы экологияны физикалы негіздері Радиоакгивтік трленулер. Нуклидтер жне изотоптар. Траты жне радиоактивті ядролар. Ядролы трленулрді типтері: -ыдырау, -трлену, изомерлі ауысу, трленулерді баса трлері. Жылжу ережесі. Ыдырау сызба-нсалары.

Сулеленудізатпен ерекеттесуі. -блшентерді сіірілуі. Зат арылы -сулелену ткн кздегі энергия шыыны. Тежеуіш сулелену -блшектерді максимальды жрісі -блшнтіжрісі мен энергиясы арасындаы байланыс лсіретуді массалы коэффицинті. Радиоактивті трленулерді задары. Радиоактивті ыдырауды негізгі заы. Радиоактивті ыдырау тра тылыы жне жартылай ыдырау периоды. за мір сретін жне ыса мір сретін радионуклидтерді жартылай ыдырау периодын анытау. Ионданан сеулеленуді дозиметриясы.

Дозиметрияны негізгі тсініктері. Сулелену энергиясыны зата берілуі. Сулелену сапасы. Сулеленуді кшті жне созылмалы сері, адамны сулелі ауруы. Аз доза кезіндегі радиобиологиялы серді стохастикалы сипаты. Сулеленуді алшатанан соматикалы зардаптары. Ионданан сулеленуді сімдіктерге жне жануарлара сері.

Радионуклидтерді организмге тсу жолдары.

Адама жне оршаан орта объектісіне радиациялы серді реттеу негіздері. Радиациялы сер кезіндегі атер дегейі. Эквивалентті, тиімді жне тымды доза. Сулелнуді ммкін дегейіні есебі. Радиациялы ауіпсіздік нормалары. Дозиметриялы лшеулер. Дозиметриялы баылау ралдары. Дозаны уаттылыын жне аынны, дозаны, флньенсаны тыыздыын лшеу. оршаан ортадаы табии радионуклидтер. арышты сулелену.

оршаан ортаны жасанды радионуклидтермен ластануыны негізгі кздері. Ядролы жарылыстар жне глобальды радиоактивті ластанулар. Экожйедегі е маызды жасанды радионуклидтерді: цезий-137 жне 134, стронций-90, иод-131,129, плутоний-238,239,240, 241 асиеттері жне сипаты. Брыны Семей ядролы сына полигонындаы азіргі радиоэкологиялы жадай.

Радиоактивті алдытар, оларды ндеу, сатау жне кму. Радиоактивті алдытарды радиоактивтілігі жне химиялы рамы, агрегатты кйі бойынша классификациялау. азакстандаы радиоакгивті алдытар туралы проблемалар. Радиациялы баылау. Радиациялы баылауды міндеттері. Радиациялы баылау жйелері жне дістері. оршаан ортаны орау жне халыгы ауіпсіздігі туралы азастанны занды жне нормативті кжаттары.

Бл арнайы курсты негізгі масаты студенттерді тменде берілген сипаттамалармен таныстыру жне кзарастарын кеейту: экожйелерде радионукпидтер зияндылытарын, радиациялы ластануды экологиялы салдарларын зерттейтін ылым ретінде радиациялы экология пені мен оны міндеттері туралы; радиация зардаптарын шеккен азакстан Республикасыны радиациялы жадайы туралы жне радионукпидтермен ластанан айматарды экологиялы экономикалы жне леуметтік айта алпына келтіру бойынша олданылатын шаралар туралы;

Пнді оытуды міндеттері ойылан масаттара сйкес осы арнайы курсты негізгі міндеттері: студенттерді радиоактивтілік жне радиация кубылыстарымен жне оларды лшемдерімен таныстыру; радиометриялык жне радиохимиялык экспертизаларды йымдастыру жне жргізу принциптері мен, радиациялы атерді азайтуды практикалык шараларымен;

-табии жадайлардагы негізгі дозатузуци радионуклидтерді сері жне экожйеде оларды кешужолдары (трофикалы тізбек); радиацияны тірі организмге жне адам денсаулыына медициналы-биологиялы сері;

-радиациялы бакылауды мiндеттері жне радиациялы ауіпсіздігі негіздері.

Бл пнні дамуы радиоактивті ластану бойынша айылыжне бай тжірибесі бар азастан мемлекеті шін ерекше мні бар.

Аталан мамандану бойынша пракгикалы сабатар Р лтты ядролы орталыыны ядролы физика институтыны зерттеу базасында жургізілді.

Осы курс "Химиялы, криминалистік жне экологиялы сараптау" мамандыыны студенттері шін жасалан жне лекциялы, практикалы сабатар енгізілген.

Бкіл дние жзі халы жаында жаа асыра - ядролы, радиоактивтті энергия асырына аябасты. Бл жаратылыстануда, техникада жне технологияда радиациялы деп аталатын жаа ашылулар негізін райды. Ядролы зерттеулер жне технология жаратылыстану ылымдарыны дамуына лкен лес осады. Ядролы технология жне ядролы зерттеулер жаратылыстану ылымдарыны дамуына лес осатыны жне ылымда пнаралы жаа баытты мысалы, радиациялы экология, туындауына келетін тсіндіру. Бл оршаан ортаны ксіби, техногенді жне жасанды радионукпидтермен ластануымен жне оларды адам денсаулыына жне тірі организмдерге серінен туындаан проблемалара байланысты пайда болан, жалпы экологиядаы жаа баыт.Дние жзінде азастан сияты ешбір мемлекет атом ядросы энергиясын пайдалануды кepi жаын, янизардаптарын айындап беру.

Радияциялы радиоактивтілік, радияциялы алдытар зияндылыын адаалау жне німдеріні экспертизасы пнін оыту студенттерді физика, математика, органикалы химия, аналитикалы химия жне экологиялы химия мен оршаан ортаны орау пндерінен алан білімдері негізінде тередетіліп оытылады.

Аталан пнді ту барысында студент:

- азіргі заманы зерттеу дістеріні, соны ішінде лазерлік техниканы, хроматографияны жне рентгенструктуралы талдауды негізінде жатан былыстарды теориялы негіздерін;

- ажетті талдау дістерін тадау дістемесін жне оны жргізу барысын;

- Алуан трлі физикалы дістер кмегімен трлі аналитикалы сратарды шешу амалдарымен танысады.

 

Лекция №2

Экологияны жалпылама экология жйесіндегі орны.

 

Атом рлысы.Д.И. Менделеевті перилдты жйесіндегі барлы элементтеді тек бір атомнан тратыны белгілі. Сондытан атом рлысын талдайдын болса, олар здеріні периодты жйедегі орнына сйкес протон, нейтрон жне электрондардан трады. Атом рлысын сипаттайтын негізгі квант сандары. Бас квант саны, орбиталь квант саны, магнит квант саны, спин квант саны. Трлі дегейде ткізілетін химиялы конференциялара дайындау кезінде азылы ету тжірибемізден байаанымыз – студенттерге «Атом рылысы», «Табии жне жасанды радиоактивтілік» таырыптары бойынша берілетін санды есептерді шыару иынды тудырады. Сондытан тменде осы таырыптар бойынша берілетін есептерді шыару дістері арастырылады.

1. Атомды райтын блшектерді санын анытау

Атом электробейтарап болуына байланысты оны рамындаы элек-трон саны мен ядро заряды бірдей болады. Ал ядро заряды мен ондаы электрондарды жалпы саны элемент атомыны реттік нмірімен аныталады. Бл шама бойынша ядродаы протон санын анытап, элемент атомыны массалы санынан (салыстырмалы атомды массасы) протондар саныны айырымы арылы нейтрондар санын табуа болады.

1-мысал. Тменде келтірілген атомдарды рамдас бліктеріні санын анытаыз: ⁵⁵ ₂₅ Mn.

Периодты жйедегі орны бойынша Z = 25, Аг = 55.

Z = 25 n(¹₁p)= 25 n (e) = 25

у(£п) = Аг - у(ір) - 55 - 25 = 30 Жауабы: у(\р) = 25; (ё) = 25; уЦп) = 30.

2. Элемент атомыны орташа салыстырмалы атомды массасын анытау

2-мысал. Таллий (ТІ), (ТІ) изотоптарыны табиатта таралуыны массалы лестері 31%, 69% болса, оны орташа атомды массасы андай боланы?

 

Берілгені:

со(^2ОЗТІ) = 31% ю(²⁰⁵ТІ) = 69%

Шешуі:

Аг (ТІ) = 203 х 0,31 + 205 * 0,69 = 204,38

 

Аг(ТІ) - ?

Жауабы: Аг = 204,38.

3-мысал. Хлорды орташа салыстырмалы атомды массасы 35,5, оны табии изотоптарыны (³⁷ ₁₇СІ, ³⁷₁₇СІ) таралуыны массалы лестерін анытаыз.

Берілгені:

Аг(СІ) = 35,5

Шешуі:

х + у = 1

со(³⁵СІ) - ? ю(³⁷СІ) - ?

35 х х + 37 х у = 35,5

х = 0,75; у = 0,25

Жауабы: 75% (³⁵СІ); 25% (³⁷СІ).

3. Радиоактивтік ыдырауа байланысты есептер

4-мысал. ²³²₀Т изотопы радиоактивтік ыдырау барысында бойынан 6(3, 7а блшегін блгенде пайда болан элемент атомыны валенттік электрондарыны формуласын жазып, валенттігін анытап, оксидтеріні формуласын жазып, соы электронын сипаттайтын квант сандарыны мндерін жазыыз.

Шешуі. Бл есеп зат массасы мен блшек зарядтарыны саталу заы бойынша шешіледі.

²³₉²Т 7⁴₂а + бр + X

Ыдырау нтижесінде 7а блшегі блінуіне байланысты ядро заряды 14-ке кемісе, 6р блшегі блінуіне байланысты 6-а артады, сонда тзілетін атомны ядро заряды: 90 - 14 + 6 = 82, ал салыстырмалы атомды массасы 28-ге кемиді, олай болса X - ²⁰₈⁴₂РЬ, валенттік элек-трондарыны формуласы: 6з² 6р²,

п = 6 1 = 1 т = 0 5 = + 1/2

валенттілік II, IV

РЬО, РЬО_?

Жауабы: ²⁰₈⁴РЬ.

4. Радиоактивтік ыдырауды санды жаынан рнектеуге арналан есептер

Осы есептерді шыару барысында мынадай формулаларды олдануа болады:

5-мысал. Радиоактивті натрий изотопы ²²Ыа-ді жартылай ыдырау периоды 3 жыл болса, массасы 1 г изотоптан 18 жылдан кейін анша алады?

Берілгені: Шешуі:

т,„(?,№) = 3 жыл п = -^- = 4" = ⁶

4/2 °

т₀ = 1 г

х = 18 жыл Х-^- =1 ХрТ т 0.0156 г

т_х = ? Жауабы: 0,0156 г.

6-мысал. Радийді жартылай ыдырау периоды 1617 жыл, радий изотопыны ыдырау константасы андай?

Берілгені: Шешуі:

0 693 х ₂(Ва) = 1617 жыл К = —; 1 жыл = 311 х 10⁵ секунд. ^Т1/2

т_1/2= 1617 х 311 х Ю⁵ = 5,03 х Ю¹⁰ сек.

^К= 5,О°3⁶К⁹Ш^¹'^{38 х10}'^11сек"-Жауабы: 1,38 х Ю"¹¹ сек"¹.

7-мысал. Фосфор изотопыны ыдырау константасы 5,622 х Ю"⁷ болса, оны орташа мір сру уаыты мен жартылай ыдырау периодын есептеіз.

Берілгені: Шешуі:

(«Р) = 5,622 х Ю-⁷сек-' V = -°|??_{= 5} б^^⁰'!^ ^{= 1}>^{233 х 1}°⁶

т, т_1/2 - ? і 1 ай = 2592 х ю^з секунд

1 233 ^х 10⁶ V = 2592 х Іб³" ^{= 4}'^{76 х 10}"^{4 х 1}°^{6 х 1}°^{3 =} °'^{476 и} °'^{5 ай}

1 1 1 78 ^х10⁶

* ⁼ І< ⁼ 5,622 хіо-7 = 1.78 х Ю« сек. = _{2592 х 10}з = 0,687 ай.

Жауабы: 0,5; 0,7 ай.

1. Рубидийді орташа салыстырмалы атомды массасы 85,47, ал оны табии изотоптарыны салыстырмалы атомды массалары 84,212 жне 86,909 болса, оларды табии оспадаы массалы лестері андай?

Жауабы: 72; 28%.

2. Мына ядролы реакциялар кезінде тзілетін элемент изотопта-рын анытаыз:

²³⁸ІІ -> 8а + 8Р + ? ²³⁵ІІ -> 7а + 7(3 + ? ²⁶⁴Ки -> 2а + 3(3 + ?

3. Радиоизотопты ²³⁸ІІ ыдырау константасы 4,88 х Ю~¹⁸ сек~¹, сжы жартылай ыдырау периоды мен орташа мір сру уаытын есептеіз.

Жауабы: 4,5 х ю⁹; 6,5 х ю⁹ жыл.

4. Изотоп ⁵⁹е-ді жартылай ыдырау периоды 47,1 тулік. Массасы 1 г темір анша туліктен кейін 0,05 г болады? Темір р ыдырауа тседі деп оны ядролы реакциясыны тедеуін жазып, пайда болан изо-топты валенттік электрондарыны формуласын жазып, осылыстарын-да крсететін валенттіктерін анытаыздар.

Жауабы: 203,5 тулік.

5. Радийді халыаралы лгісі 1911 жылы Мария Кюри зірлеген, оны массасы 16,74 х Ю"³ г (^22І5Па) болан. Егер оны жартылай ыдырау периоды 1617 жыл болса, 1980 жылы оны массасы андай болды?

Жауабы: 16,25 х 1О~³ г.

6. Табии изотоптарыны Си - 63, Си - 65-ті табиаттаы таралуы 71,87 жне 28,13% (масса бойынша) болса, мысты орташа салыстыр-малы атомды массасы андай?

Жауабы: 63,55.

Берілген мысалдарда жне осы типтес есептерді шыару оушы-ларды білімін тередетіп жне алан білімдерін бекітуге кмегі кп.

Лекция №3