Новосибирск
|
Скачать 5.65 Mb.
|
|
ВВЕДЕНИЕ Комплексной оценки физиовоздействий на человека, его организм и биоткани в современной литературе, в методиках и медицинских технологиях, используемых в лечебных учреждениях, нет. Сделана попытка Чижевского в начале 20-го века оценить зависимость организмов, в том числе человеческого, от факторов солнечного излучения. Но это было больше политическое обсуждение пережитой революции в попытке увязать ее, как событие, с активностью Солнца. Конечно, нужно отдать должное многим интуитивным выводам, сделанным Чижевским, еще не подтвержденным в то время исследованиями. В данной книге осуществлена попытка более широкого взгляда на физиовоздействия на организм человека, его системы и органы, а также биоткани. Ибо очередной этап научно-технической революции, его достижения позволяют при систематизации научных знаний сделать выводы, которые дают новый взгляд на окружающий человека Мир. Незаметный Мир, окружающий человека электромагнитными, магнитными полями гравитации и другими физиовоздействиями, в том числе их сочетаниями, которые через рецепторные системы человека и организмов влияют на его здоровье больше, чем факторы, определяемые наследственностью, питанием, конституциальным характеристикам человека. Как думается авторам, все эти проблемы должны рассматриваться особо с учетом разрозненных трудов многих ученых, изучающих данную проблему в локальных областях медицины. Нами предлагается свести их различные взгляды, выделив это направление в отдельную науку, которую мы назвали КОНТРАКТИВНАЯ БИОЭЛЕКТРОКИНЕТИКА. Это наука о реакциях организма человека на физиовоздействия внешней среды контрактивным электровоздействием, основанная на уравнении баланса энергии, частоты, фазы физиовоздействия окружающей среды, являющихся причиной электробиохимических реакций систем и органов организма, вырабатывающих равный по энергии, частоте, фазе ответный электросигнал в рецепторной системе приложения физиовоздействия или в ряде точек рецепторной системы (биологически активных точек – БАТ или биологически активных зон – БАЗ), единых с этим органом или системой, что в итоге связывает организм человека и окружающую среду в единое целое. Нарушение этого баланса, если источником его является внешнее физиовоздействие, в организме приводит к сдвигам этих соотношений и приводит к накоплению или дефициту веществ и молекул, ионов в той части органа системы или организма в целом, с которым связана конкретная рецепторная система. Что может в итоге привести к излечению при кратковременных изменениях (в случае применения физиотерапии) или к заболеваниям при долговременном дисбалансе. При этом огромную регулирующую роль в этих процессах играет ЦНС, через которую и происходят сравнения физиовоздействий из окружающей среды и выработанных организмом контрответов в виде электрических сигналов, компенсирующих это физиовоздействие. Как обычный скелет человека противостоит внешним воздействиям и нагрузкам, так и контрактивный биоэлектрокинетический «скелет» противостоит внешним физиовоздействиям, что позволяет человеческому организму нормально регулировать работу систем и органов организма без нарушения электролитических процессов, работы кардиосистемы и сбоя циклических механизмов организма в целом. Что нового может дать контрактивная биоэлектрокинетика как наука? Прежде всего, на базе такого подхода, который позволяет создать электрохимическую модель организма человека, являющейся частью структур организма в целом, мы сможем по-новому взглянуть на физиовоздействия вокруг нас, их влияние на системы и органы человека, исключить некоторые белые пятна появления таких массовых заболеваний человека, как кардио- и онко-, позволяет по-новому рассмотреть пределы физиовоздействий при диагностике и лечении и позволяет строить искусственные системы репродукции сигналов в обход пораженных зон, для ускорения заживления ран любого происхождения, исправления сколиозов, осмысленного лечения органов и систем организма с помощью физиовоздействий, искусственно алгоритмированных к конкретной области органа или системы организма человека. Далее более детально рассмотрим физические воздействия на системы и органы организма в целом. Итак, физиовоздействия можно разделить на следующие группы:
К первой группе относятся естественные факторы физических воздействий, такие как изменения магнитного поля Земли, влияние Луны, влияние солнечной активности, планет солнечной системы, их динамика и система взаимной координации в космическом пространстве. К естественным физиовоздействиям следует отнести и различные излучения, приходящие на Землю из Космоса, как первичные, так и вторичные, обусловливаемые состоянием атмосферы, озоновой защиты, ее структурой в данной географической координате. Ко второй группе относится вся техника, которая окружает человека в его деятельности. Максимальное количество физиовоздействий и их разновидностей касаются людей, проживающих в больших городах. При этом необходимо отметить, что насыщение города источниками различных физиовоздействий приводит к возникновению пучностей электромагнитных и других излучений и их гармонии в определенных, но не учитываемых никем пространственных точках города. По амплитуде эти физиовоздействия превосходят средний уровень излучений в десятки раз. Особо необходимо сказать о физиовоздействиях в космическом пространстве. Это и радиационный пояс вокруг Земли, и открытость перед всеми излучениями и влияниями солнечной активности. В связи с тем, что микрокосмос изучается в основном на поверхности Земли, то и возможно неизвестные частицы и излучения, которые имеют малое взаимодействие с физическими объектами известной атомарной структуры, изученной человеком, могут иметь эпидемикокритические последствия на жизни на самой Земле. К третьей группе необходимо отнести последствия от изменения экологии, то есть параметров воды, ее чистоты, структуры молекул самой воды, структуры потребляемой пищи, так как все это может привести к изменению электросопротивляемости полей организма человека, а значит и к большему влиянию на человеческий организм физиовоздействий от естественных до искусственных из-за изменения электролитических и осмотических механизмов в органах и системах. Рассмотрев первые группы физиовоздействий, нужно остановиться на четвертой группе, которая сегодня вторглась в жизнь любого человека. Это лечение физиовоздействиями, как в прямом смысле, под которым подразумевается сегодня понятие – физиотерапия, так и в диагностике ЯМР-томографии, рентгеновской, электрозвуковой, и лечении от хирургического: электрохирургические аппараты, лазеры, ультразвуковые аппараты, до аппаратуры контроля в реанимации и интенсивной терапии, например, фадинамической терапии, радиологии и т.д. К пятой группе физиовоздействий относятся информационные, или, как их иногда называют, информационно-резонансные физиовоздействия, которые при их использовании в малых энергетических дозах из-за того, что организм имеет большой запас электролитической (химической) энергии и находится в предпороговом состоянии, могут запускать механизм лечения заболеваний. То есть информационные воздействия являются толчком для запуска этих механизмов и могут быть электромагнитного, магнитного, зрительного характера (образные), а также в виде аудиовербальных квазислуховых образов. Если вспомнить Евангелие от Марка (глава 5), в котором упоминается исцеление женщины от прикосновения к одежде Иисуса Христа, после чего «… Иисус почувствовал Сам в Себе, что вышла из Него сила, обратился в народ и сказал: кто прикоснулся к Моей одежде? … Женщина подошла к нему и сказала Ему истину». Можно предполагать, что Иисус Христос в своей жизни на земле являл собой источник определенной Силы, которая передавалась, возможно, информационными электромагнитными полями, о составе и мощности которых говорить сложно, если, конечно, вспомнить еще и отображение на платке, которым он вытерся, и плащаницу, на которой после погребения и Воскрешения был обнаружен силуэт его Тела… Далее, оценивая роль тех или иных физиовоздействий в жизни человека, его организма, нужно сказать, что в этом есть элемент случайности для каждого индивидуума в отдельности. В каких условиях человек живет, в том числе, учитывая экологию, сколько раз он обращался к врачу и получал дозы облучения рентгена или магнитного индуктора, был ли в зоне Чернобыля, имеет ли он защитные механизмы противостояния физиовоздействиям и т.д. Пожалуй, единственная область физиовоздействий, где можно упорядочить дозы, получаемые человеком, – это медицина. В медицине используются почти все возможные виды физиовоздействий природные, а также искусственные, под которые природа не подготовила еще соответствующую ответную реакцию. Проводя лечение таким образом, не думают о последствиях, которые могут дать отрицательный отдаленный эффект на состояние здоровья человека, через много лет или на здоровье его потомства. Пришло время задуматься о необходимости многих физиовоздействий, определить их на вредность, и если лечить, то дозируя эти физические факторы физиовоздействий, разумно сочетая их при различных лечебных манипуляциях. Обо всем этом, суммируя сегодняшние исследования, в том числе о возможности использования физиовоздействий в лечебной практике, авторы пытались написать в этой книге, обобщив опыт многих ученых и добавив некоторые собственные взгляды по различным аспектам физиовоздействий на организм человека, его системы и органы, а также последствий этих воздействий. Немаловажно отметить, что контрответ органов и систем организма, отраженный в рецепторных системах при патологиях этих органов и систем в виде электросигналов в БАТ и БАЗ, позволяет в перспективе дать стабильные характеристики для диагностики. Конечно, это требует более высокой точности измерения этих сигналов. Хотя уже сегодня известны работы по измерению импеданса биотканей и определяющие по его изменениям многие патологии в организме человека. Работая над этой книгой, авторы хотели, чтобы она стала малой энциклопедией по физиовоздействиям на организм человека и помогла ученым, прочитавшим ее (а это лучшая награда авторам), провести новые исследования и дать развитие наукам о человеке, потенциал которых неисчерпаем, как сам Человек. Глава 1. ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ ФИЗИОВОЗДЕЙСТВИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Физические факторы внешней среды и физические факторы внутренней среды человека в нормальных условиях имеют примерно равные параметры, но с разным знаком, а кожные тканевые структуры вместе с рецепторными системами – есть граница между ними. Так, давлению воздуха и составляющим его газам противоположно давление внутренней среды организма человека. Электрическим воздействиям окружающей среды противостоит электрическое поле человека, которое создается различными системами человека, течением крови, работой сердца, нервной деятельностью и т.д. (уровни, частоты, фазы внешних воздействий компенсируются этими полями, вызванными физическим и химическим противодействием). В связи с этим выделим ряд принципов, на которых, на наш взгляд, строится система ауторегуляции организма:
В совокупности все изложенные выше принципы позволяют говорить о теле человека, как об электрической системе с различными уровнями регуляции жизненно важных параметров организма человека в соответствии с внешними факторами физиовоздействий. Окружающий человека Мир: Земля, Солнце, Луна, планеты, кометы и звезды оказывают на системы человека физиовоздействия, каждому из которых соответствует наработанный в течение веков контрответ со стороны организма человека. Определим естественные и искусственные факторы, воздействующие на организм современного человека. ЕСТЕСТВЕННЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЧЕЛОВЕКА
Вследствие относительной широты исследований, природа естественных физических факторов не требует пояснений, кроме, пожалуй, диапазона величин этих физиовоздействий, которые могут быть взяты из любого справочника по физике. На некоторых из них мы остановимся подробнее (в их числе магнитные и гравитационные поля, а также радиоактивность атмосферы, горных пород, величины космических излучений, проникающих через атмосферу, оказывающие прямое и опосредованное воздействие на человеческий организм). Атмосфера Земли. Структура. Состав. Свойства Современная атмосфера имеет азотно-кислородный состав: 78,1% – азота, 20,9% – кислорода. В ней также содержится от 0,3 до 3% паров воды, 0,9% аргона и 0,03% углекислого газа. Среди примесей присутствуют неон, криптон, водород, метан и другие газы. Такой состав атмосфера имеет до высоты 100 – 120 км при общей толщине газовой оболочки 1800 – 2000 км. Атмосфера имеет стратифицированное строение. До высоты 100 – 120 км вследствие активных турбулентных процессов, вызванных температурными контрастами между экватором и полюсами, неравномерным нагреванием земной поверхности солнечным теплом, происходит интенсивное перемешивание воздушных масс. Выше указанной границы происходит гравитационное разделение газов по удельному весу. От 120 до 400 км преобладают молекулярный азот и атомарный кислород. Выше (до высоты 700 км) преобладает атомарный кислород. Внешняя часть атмосферы (до 1000 – 1500 км) имеет преимущественно гелиево-водородный состав. Легкие водород и гелий как бы всплывают над более тяжелой молекулярной оболочкой. Выделяются четыре основных слоя: тропосфера, стратосфера, мезосфера и термосфера (ионосфера). Приземный слой атмосферы, простирающийся до высоты 12 – 18 км, называется тропосферой. В нем содержится до 80% массы всей атмосферы, водяной пар и частицы пыли антропогенного и естественного происхождения (вулканизм, пыльные бури и т.д.). На уровне моря атмосферное давление равно 760 мм ртутного столба, или 1013,32 гПа. С высотой давление падает и на верхней границе тропосферы не превышает 0,026 атм (26 гПа). Тропосфера пронизывается двумя видами солнечной энергии – световой и тепловой. Потоки света и тепла частично рассеиваются облаками и частицами пыли и газов тропосферы, но в основном достигают земной поверхности, нагревая ее до 20 – 40С. Нагреваясь, Земля переизлучает тепло в атмосферу, но в более длинноволновом диапазоне – инфракрасном. Это тепло поглощается парами воды и углекислого газа. Происходит прогревание тропосферы снизу. Поэтому с высотой температура тропосферы падает в среднем на 6 градусов на километр. Благодаря наклону земной оси к плоскости орбиты и сферичности Земли, количество тепла, получаемое земной поверхностью по долготе – от экватора до полюсов, – сильно меняется. На его распределение оказывают влияние также рельеф, океанические и морские бассейны. От верхней границы тропосферы до высоты 50 – 55 км температура мало меняется и составляет около 220 К. Вследствие вымерзания паров воды в верхних слоях тропосферы, в стратосфере почти не происходит поглощения инфракрасного излучения, поступающего снизу. Лучистая теплопроводность же стратосферы значительно выше, чем тропосферы. Этим объясняется наблюдаемая стабильность ее температуры. Давление на верхней границе снижается до 3·10-3 атм (3 гПа). Температура несколько повышается до 270 К (около 0С). Это повышение температуры обусловлено фотохимической реакцией разложения молекулы озона О3, сопровождающейся выделением тепла. Реакция идет за счет поглощения озоном ультрафиолетового излучения с длиной волны 288,4 нм. Озоновый слой располагается на высоте 20 – 30 км и является последним щитом на пути губительного для биосферы ультрафиолетового излучения. Поэтому указанная высота может рассматриваться как верхняя граница биосферной оболочки. В промежутке высот 50 – 85 км располагается слой низких температур атмосферы, получивший название «мезосфера». Температура здесь падает до минус 100 – 130С. В эту область газовой оболочки уже не поступает теплое инфракрасное излучение от земной поверхности. Давление здесь падает до 7·10-5 атм (7 Па). Над мезосферой выше 85 км зона атмосферы называется термосферой, температура начинает расти и на уровне примерно 400 км достигает максимального значения 1000 К. В период солнечной активности она может увеличиваться до 1800 К. Выше 400 км температура не меняется. Термосферу иногда называют ионосферой. Термосфера простирается до высоты 1200 км и далее до 20000 км переходит в протоносферу – водородную корону Земли. Протоносфера почти полностью состоит из ионизованного водорода с незначительной примесью гелия. Плотность газа здесь ничтожно мала, а давление уменьшается до 10-14 атм (10-9 Па). [59] Не менее существенным фактором, по сравнению с описанными физическими факторами (газовый состав, температура, давление), свойственными атмосфере, является ее радиоактивность. Итак, радиоактивность атмосферы обусловлена присутствием в атмосфере радиоактивных газов и аэрозолей, попадающих в неё в результате процессов, происходящих в природе (естественные), и деятельности человека (антропогенные и искусственные). Естественные радиоактивные газы являются изотопами радона: 222Rn – радон, 220Rn – торон, 219Rn – актинон, и образуются вследствие радиоактивного распада 238U, 232Th и 235U. Они поступают в атмосферу с почвенным воздухом при обмене его с атмосферным (эксхаляция) или путём диффузии. При радиоактивном распаде изотопов Rn образуются аэрозольные продукты их распада, т.к. возникающие при этом химические элементы относятся к металлам и не летучи при обычных условиях. При этом 232Rn (период полураспада T1/2 = 3,8 сут) распространяется в пределах тропосферы, а его долгоживущие продукты распада 210Pb (RaD), 210Bi (RaE), 210Po (RaF) обнаружены в стратосфере. Содержание 222Rn в воздухе над океанами на 2 порядка ниже, чем над материками, а концентрация над земной поверхностью уменьшается примерно вдвое на каждый километр высоты. Торон и актинон вследствие малого значения T1/2 (54 сек и 3,9 сек) присутствуют только у земной поверхности. Продукт распада торона 212Pb (ThB) с T1/2 =10,6 ч обнаруживается в нижней тропосфере. В воздухе над океанами 220Rn, 210Rn и их продукты распада практически отсутствуют. Основная масса естественных радиоактивных изотопов 7Be, 10Be, 35S, 32P, 33P, 22Na, 14C, 3H), возникающих при взаимодействии космического излучения с ядрами атомов химических элементов, входящих в состав воздуха, образуется в стратосфере, где и отмечаются наибольшие их концентрации. Искусственные радиоактивные аэрозоли образуются при ядерных взрывах. Через несколько десятков секунд после взрыва они содержат ~ 100 различных радиоактивных изотопов; наиболее токсичными из них считаются 90Sr, 137Cs, 14C, 131I. Высота заброса в атмосферу радиоактивных аэрозолей зависит от мощности и высоты ядерного взрыва, а характер их распространения – от размеров частиц и от высоты заброса их в атмосферу. Наиболее крупные частицы (сотни мкм и выше) быстро выпадают из атмосферы, распространяясь всего на сотни километров от места взрыва (локальные выпадения). Однако в случае взрывов мощных ядерных бомб (эквивалентных десяткам мегатонн тринитротолуола) они попадают в стратосферу и, прежде чем выпадут на поверхность Земли, могут пройти в атмосфере тысячи километров. Мелкие аэрозоли (размером не более нескольких мкм), попавшие при взрыве в верхнюю тропосферу, обычно распространяются вдоль зонального пояса широт с запада на восток, а заброшенные в стратосферу выпадают на поверхность Земли в пределах всего полушария, а в некоторых случаях – в обоих полушариях (глобальные выпадения). Основной механизм очищения атмосферы от радиоактивных аэрозолей – выпадение осадков. Среднее время пребывания радиоактивного аэрозоля в нижней тропосфере (до момента его выпадения на земную поверхность) порядка нескольких суток, а в верхней тропосфере от 20 до 40 суток. В случаях, когда радиоактивные аэрозоли попадают в нижние слои стратосферы, время нахождения в атмосфере может оказаться порядка года и дольше. Величина растет с увеличением высоты заброса в стратосферу. Обычно большая часть этих радиоактивных продуктов деления остаётся в пределах того полушария, где проведён взрыв ядерной бомбы. Концентрация продуктов деления в тропосфере растет с высотой. Особенно большой рост отмечается при переходе через тропопазу. В стратосфере максимум концентрации продуктов деления по измерениям до осени 1961 отмечался на высоте 19 – 23 км (примерно на той же высоте, что и слой максимальной концентрации нерадиоактивного аэрозоля). Радиоактивное загрязнение атмосферы от предприятий атомной промышленности имеет чаще всего локальный характер, однако 85Kr распределён по всей тропосфере. Изучение распространения в атмосфере естественных радиоактивных аэрозолей, а также продуктов ядерных взрывов позволило получить некоторые характеристики физики атмосферы: скорость вымывания аэрозолей из атмосферы, оценку коэффициента макротурбулентной диффузии и скорости обмена между атмосферами полушарий, а также между стратосферой и тропосферой и т.д. [52, 44, 41] Различные физико-химические свойства атмосферы определяют различия в ее электрических характеристиках на различной высоте. Электрические параметры атмосферы. Распространение электромагнитных волн Схема строения атмосферы изображена на рис. 1.1, где показаны основные области атмосферы, отличающиеся своими электрическими свойствами: нейтросфера, состоящая из тропосферы (до 12 – 18 км от поверхности Земли) и стратосферы (от верхней границы тропосферы до 60 км), и ионосфера (от 60 км до верхней границы атмосферы, достигающей примерно 20 000 км). Границы между областями атмосферы изменяются по высоте в зависимости от времени года, времени суток, географического района и других факторов. Как уже было обозначено, состав газа в тропосфере и стратосфере такой же, как у поверхности Земли: азот занимает примерно 78% объема, молекулярный кислород – 21%, аргон – 0,33%, углекислый газ – 0,03%, водород, метан и другие газы содержатся в еще меньших количествах. В тропосфере содержится также водяной пар, процентное содержание которого убывает с высотой и зависит от метеорологических условий, меняясь в пределах от 0 до 4% по объему. В этой области атмосферы происходит интенсивное перемешивание газов благодаря господствующим здесь воздушным течениям. В ионосфере под действием солнечной радиации происходит диссоциация кислорода и азота и появляются атомарные составляющие этих газов, газы не перемешиваются и располагаются слоями в соответствии с их молекулярным весом. Кроме того, начиная с высоты примерно 60 км, газы ионизированы, за счет чего здесь имеется значительное количество свободных электронов и ионов. Плотность атмосферы на разных высотах над уровнем моря иллюстрируется рис. 1.1.  Рис. 1.1. Состав и плотность атмосферы в различных ее полях На этом же рисунке показана зависимость температуры воздуха от высоты над поверхностью Земли. [51] Электрические параметры тропосферы определяются давлением, температурой и влажностью в равной степени. В тропосфере помимо регулярных сезонных и суточных изменений параметров происходят непрерывные случайные изменения, вызванные непрерывным перемещением воздуха как вертикальными, так и горизонтальными потоками. Электрические параметры стратосферы определяются теми же факторами, что и параметры тропосферы, но, поскольку плотность газа в стратосфере существенно меньше, эта область оказывает меньшее влияние на распространение радиоволн, чем тропосфера. Являясь контактной средой для человека, тропосфера и частично стратосфера оказывают наибольшее влияние (прямое) на организм человека, в том числе и будучи проводящей средой для физических естественных и искусственных факторов неатмосферной природы. Наряду с радиоактивностью наиболее распространенным видом физических факторов в атмосфере являются радиоволны, в том числе те, источники которых находятся за пределами Земли. При распространении в тропосфере поле сантиметровых и более коротких радиоволн испытывает затухание, связанное с частичным преобразованием электромагнитной энергии в другие виды энергии с рассеянием. Наибольшее затухание радиоволны испытывают во время дождя и тумана. Поле проходящей радиоволны наводит в каждой капле ток поляризации, который, во-первых, вызывает тепловые потери в капле воды и, во-вторых, является источником вторичного излучения, что приводит к рассеянию энергии радиоволны. Затухание возрастает с уменьшением длины волны, увеличением размера капель и интенсивности осадков. Кроме рассмотренных видов поглощения, миллиметровые волны испытывают добавочное поглощение в молекулах водяного пара и кислорода. Это поглощение связано с тем, что молекулы H2O обладают постоянными электрическими моментами, а молекулы O2 – магнитными моментами. Электромагнитное поле проходящей волны приводит в колебание молекулы, причем, когда частота волны совпадает с собственной частотой колебаний молекул, возникают резонансные явления и энергия волны переходит во внутримолекулярную энергию. Это приводит к селективному поглощению волн определенной длины. Для учета влияния ослабления в формулы, выражающие зависимость амплитуды напряженности поля от расстояния, вводится экспоненциальный множитель E = E0 exp (трR), (1.1) где E0 напряженность поля без учета поглощения; тр – коэффициент поглощения радиоволн в тропосфере. Коэффициент поглощения радиоволн (в децибелах) Гтр, связанный с тр, является суммой коэффициента затухания (поглощения и рассеяния) в каплях воды (Гтр) и коэффициента селективного поглощения (Гтр): Гтр = Гтр + Гтр. (1.2) Расчетная зависимость Гтр от длины волны при прохождении радиоволн в дожде и тумане различной интенсивности (количество осадков указано в миллиметрах на час) представлена на рисунке 1.2(а). Из графиков видно, что поглощение резко уменьшается с увеличением длины волны и становится ничтожно малым для волн длиннее 10 см. Зависимость коэффициента селективного поглощения Гтр от длины волны представлена на рисунке 1.2(б), из которого видно, что интенсивное поглощение происходит на волнах 0,25 и 0,5 см для O2 и на волнах 0,18 и 1,35 см для водяного пара.  Рис. 1.2. Зависимость коэффициента поглощения радиоволн в тропосфере: а) изменение коэффициента затухания энергии радиоволн в каплях атмосферной воды в зависимости от длины волны излучения; б) изменение коэффициента селективного поглощения энергии радиоволн в каплях атмосферной воды в зависимости от длины волны излучения Электрические параметры ионосферы определяются присутствием электронов и ионов. Число электронов, содержащихся в единице объема воздуха, называется электронной плотностью (NЭ). Плотности положительных и отрицательных ионов обозначаются N и+ и N и (на рис. 1.3). Ионосфера в целом является квазинейтральной, т.е. число имеющихся в ней положительных зарядов равно числу отрицательных зарядов. Для того, чтобы произошла ионизация газа, должна быть произведена некоторая работа, называемая работой ионизации. Основным источником, дающим энергию для ионизации атмосферы, является Солнце, которое излучает широкий спектр электромагнитных колебаний, а также потоки заряженных частиц. Кроме того, источником ионизирующего излучения являются звезды, а также метеоры, вторгающиеся в земную атмосферу со скоростями 11 – 73 км/с, создающие на высоте 80 – 100 км местную ионизацию; за метеором образуется столб ионизированного газа, который быстро расширяется и рассеивается, существуя в атмосфере от одной до нескольких секунд. Одновременно с появлением новых электронов в ионосфере часть имеющихся электронов рекомбинирует с положительными ионами, а также присоединяется к нейтральным молекулам. После прекращения действия источника ионизации (с заходом Солнца) электронная плотность атмосферы снова переходит в относительно устойчивое состояние. В результате экспериментальных исследований ионосферы получены сведения о ее строении. На высоте 250 – 400 км имеется основной максимум ионизации, называемый слоем F2. Область ионосферы ниже основного максимума называют внутренней ионосферой, а область выше этого максимума – внешней ионосферой. Наиболее изучена внутренняя ионосфера. Здесь имеется несколько неярко выраженных максимумов ионизации, обозначаемых буквами D, E, F1, F2 (рис. 1.3). Ионосферные слои характеризуются электронной плотностью в максимуме ионизации N э макс, высотой нижней границы слоя h0, числом соударений (v) электрона с тяжелыми частицами за 1 с, происходящих в процессе движения электрона под воздействием внешних излучений.  102 103 104 Nэ, эл/см2 Рис. 1.3. Распределение электронной плотности ионосферы Многолетние астрономические наблюдения за Солнцем показали, что его активность периодически меняется, причем длительность цикла составляет примерно 11 лет. При изменении солнечной активности существенно меняется интенсивность ультрафиолетового излучения Солнца. Как уже отмечалось, источником подавляющего количества ионизированных частиц, оказывающихся в ионосфере Земли, является Солнце. Ионизированные частицы движутся в радиальных направлениях от Солнца, причем средняя электронная плотность убывает с увеличением расстояния от Солнца по квадратичному закону. Вблизи поверхности Земли, на расстоянии примерно 150 млн. км от Солнца, электронная плотность межпланетного газа составляет N э = 60 эл./см3, чему соответствует f0 70 кГц. Неоднородности межпланетного газа, движущиеся со скоростью 300 – 800 км/с, вызывают флуктуации амплитуды, фазы, угла падения и спектральной плотности радиоволн. [51] Регулярная слоистая структура ионосферы временами нарушается, особенно часто в годы максимума солнечной активности. Когда происходит нерегулярное изменение интенсивности потока заряженных частиц, испускаемых Солнцем, плотность потока иногда сильно возрастает и заряженные частицы, попадающие в атмосферу Земли, двигаясь по спиралям в направлении силовых линий земного магнитного поля к полярным районам, нарушают нормальное состояние ионизированных слоев, вызывая так называемые ионосферно-магнитные бури. Ионосферные бури могут продолжаться от нескольких часов до двух суток и особенно часты в приполярных районах. Временами на Солнце происходят вспышки интенсивного ультрафиолетового излучения, которое обладает большой проникающей способностью, так как содержит волны короче 0,1 мкм и вызывает повышенную ионизацию слоя D ионосферы, которая может продолжаться от минуты до нескольких часов. Помимо регулярных слоев, в ионосфере на высоте 90 – 110 км время от времени образуется спорадический (нерегулярный) слой, представляющий собой скопление ионизированного газа гораздо большей электронной плотности, чем плотность окружающей среды на той же высоте. Этот слой появляется над сравнительно небольшой территорией (примерно 100 100 км2) и может перемещаться под действием господствующих в ионосфере ветров. Ионосфера неоднородна по своему строению, и в горизонтальном направлении (в пределах одного слоя) она содержит слабые объемные неоднородности, образующиеся в результате непрерывного сгущения и разрежения плотности ионизации, нерегулярного как во времени, так и в пространстве. Неоднородности представляются некоторыми областями с электронной плотностью, отличной от среднего значения электронной плотности на данной высоте ионосферы. Размеры неоднородностей лежат в очень широких пределах – от нескольких метров до нескольких километров. На высотах 60 – 80 км в слое D преобладают мелкие неоднородности размером до десятка метров, в слое E – неоднородности размером 200 – 300 м, а в слое F – неоднородности размером до нескольких километров, имеющие продолговатую форму и вытянутые вдоль силовых линий магнитного поля Земли. [51] На организм человека в каждый момент времени оказывает влияние несколько физических факторов, проходящих через определенную среду или набор сред. Воздействие ряда факторов на организм человека могут происходить в косвенной форме в том случае, если один из них изменяет параметры и свойства другого. Физические факторы, возникающие на поверхности Земли и в ее глубинных структурах При описании естественных физических факторов, определяемых Землей как физическим телом и как планетой Солнечной системы, будем двигаться от ее поверхности к центру в зависимости от предполагаемого расположения источников этих физических факторов. Рассмотрим поверхность Земли, в первую очередь остановимся на описании радиоактивных составляющих общего геогенного физического воздействия, исходящего из земных недр и присутствующего на поверхности Земли. Наличие в горных породах радиоактивных элементов – членов радиоактивных рядов  ,  ,  и радиоактивного изотопа  – определяет их радиоактивность. Содержание других радиоактивных изотопов ( ,  и др.) существенно не влияет на общую картину, так как скорость их радиоактивного распада крайне мала. Среднее содержание обоих изотопов урана в земной коре (до глубины 16 км) составляет около 2,510-4% (весовых), тория 1,310-3%, радиоактивного изотопа калия 0,029%. Кроме того, в горных породах присутствуют продукты распада радиоактивных элементов, которые иногда мигрируют в окружающие породы и образуют в земной коре струи подземных газов (Не, Ar и т.д.). В почвах накапливается Rn, имеющий радиогенное происхождение.Среди изверженных горных пород наибольшей радиоактивностью обладают кислые (U – 3,5 104; Th – 1,8103), наименьшей – ультраосновные породы (U – 3107; Th – 5107). В кристаллических горных породах радиоактивные элементы частично входят в состав акцессорных минералов, ортита, циркона, монацита, апатита, сфена и других, а также частично присутствуют в форме окислов, химически не связанных с определёнными минералами. Содержание радиоактивных элементов в осадочных горных породах (U – 3,2104; Th – 1,1103) определяется их происхождением; максимальные концентрации в органогенных осадках обусловлены присутствием углерода органического происхождения, фосфатов и других веществ, являющихся важными осадителями урана (напротив, хемогенные осадки – гипс, каменная соль – отличаются низкой радиоактивностью). В почвах отношение Th к U значительно выше, чем в коренных (массивных) породах, что связано с накоплением Th в неразрушаемых остатках пород и миграцией легкоподвижного U. В молодых глубоководных морских отложениях наблюдается значительное накопление иония (изотопа Th, члена радиоактивного ряда ), в десятки раз большее по сравнению с равновесным его содержанием в уране. Это обусловлено химическими особенностями иония, благоприятствующими выпадению его из воды с осадками, в отличие от U, удерживающегося в растворе.По сравнению с Землей, кристаллические породы Луны (базальты, анортозиты) заметно обеднены радиоактивными элементами (U – 0,24104, Th – 1,14104), а породы Венеры характеризуются соотношениями U (2,2104) и Th (6,5104), близкими земным (каменные метеориты соответственно содержат U – 1,5106 и Th – 4106). Английский геолог Дж. Джоли впервые (1905) обратил внимание на то, что радиоактивные свойства горных пород имеют важное значение, как источник тепловой энергии Земли. Из этого следовал вывод, что все радиоактивные элементы сосредоточены только в верхней зоне земной коры. Такое предположение получило частичное подтверждение в 1970-е гг. после измерения концентрации U и Th (106%) в образцах пород из мантии, извлечённых со дна океанов. Норвежский учёный В. М. Гольдшмидт показал (1923 – 1927), что содержание радиоактивных элементов в основном в верхней (гранитной) оболочке Земли связано с химическими особенностями силикатов (изоморфным вхождением U и Th в их структуру). Выплавление силикатной земной коры из мантии по принципу зонного плавления неизбежно приводит к обогащению коры U, Th и щелочными элементами. В начальную стадию развития Земли выделение радиогенного тепла, по расчётным данным советского геофизика Е. А. Любимовой, было в 5 раз больше, чем в современную эпоху. Это было связано с большей радиоактивностью горных пород вследствие более высокого содержания радиоактивных элементов (главным образом и), а также, вероятно, полностью исчезнувших трансурановых элементов. [50, 7, 97]Радиоактивность вод обусловлена присутствием в них радиоактивных веществ, поступающих из атмосферы и вымываемых из почв и горных пород. В водах присутствуют радиоактивные изотопы как естественного происхождения (40K, 222Rn, 226Ra, 238U и др.), так и искусственного происхождения (в основном 90Sr, 90Y и 137Cs), возникшие вследствие ядерных взрывов. Содержание естественных радиоактивных веществ в водах в зависимости от их происхождения колеблется в значительной степени (см. табл. 1.1). Т а б л и ц а 1.1 |
Похожие:
 |
Тема выпуска М. Н. Вольф (Новосибирск), В. П. Горан (Новосибирск), Джон Диллон (Дублин), С. В. Месяц (Москва), Е. В. Орлов (Новосибирск), В. Б.... |
|
Тема номера М. Н. Вольф (Новосибирск), В. П. Горан (Новосибирск), Джон Диллон (Дублин), С. В. Месяц (Москва), Е. В. Орлов (Новосибирск), В. Б.... |
|
Е. В. Афонасин Ответственный секретарь М. Н. Вольф (Новосибирск), В. П. Горан (Новосибирск), Джон Диллон (Дублин), С. В. Месяц (Москва), Е. В. Орлов (Новосибирск), В. Б.... |
 |
Философское антиковедение и классическая традиция М. Н. Вольф (Новосибирск), В. П. Горан (Новосибирск), Джон Диллон (Дублин), С. В. Месяц (Москва), Е. В. Орлов (Новосибирск), В. Б.... |
|
Руководство по эксплуатации Новосибирск Ооо «Русская Телефонная Компания», Россия, г. Новосибирск Управляемый Ethernet коммутатор ртк. 48. 3 |
|
Договор обеспечения заправки воздушных судов авиатопливом Закрытое акционерное общество «Газпромнефть-Аэро Новосибирск» (зао «Газпромнефть-Аэро Новосибирск») |
|
Методическое пособие Новосибирск 2003 Диагностика творческого развития личности: Методическое пособие для слушателей курсов повышения квалификации работников образования... |
|
Программа исследования адаптации операторов азс 3 разряда в ОАО «Газпромнефть-Новосибирск» На тему: «Совершенствование технологии адаптации персонала (на примере операторов ОАО «Газпромнефть – Новосибирск»)» |
|
630007, Новосибирская область, город Новосибирск, Пристанский переулок,... Адрес эмитента: 630007, Новосибирская область, город Новосибирск, Пристанский переулок, 5 |
|
Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания «СервисДом» Юридический адрес: 630106, г. Новосибирск, ул. Зорге, 90, тел/факс: 204-89-05, Фактический адрес: 630106, г. Новосибирск, ул. Зорге,... |
|
Инструкция по участию в открытом Отборе №3-7399-016-13 организации,... Новосибирск» в ответ на Информационное письмо о проведении Отбора (далее «Информационное письмо»), на основании и в соответствии... |
|
Альманах студенческих работ Аналитические работы по курсу «Теория... Аналитические работы по курсу «Теория и практика рекламных коммуникаций». Вып. 1 [Электронный ресурс] : альм студент работ / под... |
|
Правила нахождения и ведения коммерческой деятельности на территории... Настоящие Правила устанавливают порядок нахождения, обеспечения и ведения коммерческой деятельности на территории аэропорта Новосибирск... |
|
20 г. Оао «Газпромнефть-Новосибирск» |
|
630082, г. Новосибирск, улица Северная, 33 |
|
Инструкция по применению и техническому обслуживанию огнетушителей новосибирск |