Влияние радиации на поведение насекомых

 

В мире происходят разные события, все вокруг изменяется. Это явления природы. Полезными можно считать: грозу, дождь, радугу, яркое солнце. Негативными можно считать: торнадо, смерч, ураган, землетрясение, цунами, наводнение. Эти явления человек может видеть, слышать.

Для этого у человека есть органы чувств. Глаза могут видеть свет, уши — слышать звуки, а нос улавливает запахи. Языком люди пробуют продукты и ощущают вкус: горечь, сладкое, соленое и кислое. Осязание позволяет ощущать колючие, холодные, горячие предметы. Первобытному человеку это помогло выжить: он мог видеть и слышать опасность, добывать пищу и жить.

Человек не может ощущать такие явления как: радиоволны, радиацию, ультразвук, инфракрасное излучение. Эти явления человек обнаруживает и изучает с помощью специальных приборов. У человека нет органов, которые бы чувствовали радиацию, то есть радиация для человека — невидимая опасность. Много современных людей боятся радиации.

У некоторых живых существ есть удивительные органы чувств, у собак лучше развито обоняние и слух. Пчелы воспринимают невидимые людям ультрафиолетовые оттенки. У скатов обнаружены органы, чрезвычайно чувствительные к электрическому току. До сих пор ученые спорят, как птицы ориентируются при дальних перелетах. Животным повезло больше, чем человеку!?

В книге про бионику [3], говорится: «Во время проведения экспериментов с глазом таракана исследователи заметили, что на экране осциллографа появлялся сигнал, несмотря на то, что опыты проводились в полной темноте. Проверили и — оказалось, что всплеск возникал как раз в тот момент, когда в глаз насекомому попадало радиоактивное излучение. Многие факты убедительно говорят о том, что не только тараканы, но и некоторые моллюски и мыши тоже реагируют на появление радиации. Весьма чутко реагируют на радиоактивные излучения лесные муравьи. Попав в зону даже самой слабой радиоактивности, они начинают суетиться, меняют курс и стремятся убежать подальше от опасного места. Вероятно, природа снабдила этих маленьких животных высокочувствительным, ультраминиатюрным «датчиком радиоактивности».

Основная часть

Выдвижение гипотезы.

Если тараканы реагируют на радиацию, то это должно влиять на их поведение. Если поместить некоторое количество тараканов в коробку, то они могут свободно бегать.

Было предположено, что если следовать теории вероятности, то частота появления тараканов в левой и в правой половинах коробки должна быть одинаковой, при одинаковых условиях обитания.

Если поставить источник слабой радиоактивности, то это должно повлиять на их поведение.

Обнаружение радиации и измерение её уровня.

Люди научились обнаруживать радиацию и измерять её уровень. Для этого придумано много приборов.

Например, недавно немецкий дизайнер Ниле Фербер придумал оригинальный дозиметр под названием «тарелка Фукусима».

Разработка представляет собой на первый взгляд обычную тарелку белого цвета. Уникальность ее в том, что в нее встроен небольшой микрочип для измерения радиации. Если пища не радиоактивна, то тарелка остается белоснежной. Если в еде присутствуют следы радиаций, то загораются светодиодные кольца, расположенные по краям посуды.

Новый дозиметр показывает три уровня опасности. Когда горят два внутренних кольца, это означает, что в продуктах радиация хоть и есть, но еще не превысила опасного для человека уровня. Если горит последнее красное кольцо, то пища опасна для жизни. Очень удобно.

Можно измерять экспозиционную дозу радиоактивности с помощью индикатора радиоактивности РАДЭКС РД1503

Измерение мощности экспозиционной дозы с помощью индикатора радиоактивности РАДЭКС РД1503 (Материал из паспорта прибора).

Характеристики прибора

        Диапазон измерения мощности экспозиционной дозы, мкРч…от 5 до 999.

        Диапазон энергий регистрируемого гамма-излучения, МэВ…от 0,1до 1,25

        Время измерения, с…40

        Время индикации показаний…непрерывно

        Время непрерывной работы изделия, не менее, часов… 550**

        Элементы питания типа «ААА», шт.… 2.

        Габаритные размеры (высота * ширина * толщина), мм,…105 * 60 * 26

        Масса изделия (без элементов питания), кг, не более…0,09

Правила измерения прибором

После включения прибора начинается оценка радиационной обстановки. В течение времени измерения каждый регистрируемый квант излучения сопровождается индикацией на дисплее пиктограммы в виде квадрата, и короткими звуковыми сигналами, если звук включен и отключен порог. Частота появления пиктограммы на дисплее пропорциональна мощности дозы.

Через 10 сек. после включения изделия на дисплее выводится первый результат короткого цикла и пиктограммы.

Второй и третий короткие циклы наблюдения автоматически усредняются. Короткий цикл измерения равен 10 сек. и предназначен для быстрого получения предварительных результатов. Наиболее достоверный результат выводится на дисплей после первого 40 сек. цикла измерения и отображается квадратной пиктограммой.

Через 40 сек. после включения изделия на дисплей выводится первый результат и пиктограмма в виде стороны квадрата, которая отображает количество выполненных измерений.

Первый результат наблюдения выводится на дисплей как среднее значение четырех коротких циклов, второй — как среднее значение двух циклов наблюдения, третий — как среднее значение трех циклов наблюдения и далее каждый последний результат — это среднее значение четырех предыдущих наблюдений.

Измерение мощности экспозиционной дозы

Каждый цикл измерения с помощью прибора выполнялся из 10 измерений с интервалом в 1 минуту. Время измерялось с помощью электронного секундомера. Данные заносились в таблицу, затем определялось среднее значение мощности экспозиционной дозы излучения в мкР/ч. Таким образом, повышалась точность измерения величины.

Измерения проводились в деревянном доме на кухне, около холодильника, в шкафу, на диване, в зале, около компьютера, телевизора, телефона, ноутбука (при печатании). Измерения провел на диване (подушка), (угол). Из продуктов измерения провел с яблоками. Результаты измерений заносил в таблицу. Во всех случаях радиация была в пределах нормы. Прибор показывал значения от 9,4 до 21,1 мкР/ч

Когда прибор поместил рядом с пакетом калия азотнокислого массой 500 г, то среднее значение радиационного фона было 35,4 мкР/ч, что превышает все значения измерений, которые были сделаны раньше.

Для эксперимента использовался этот пакет калия азотнокислого, который был помещен под левой половиной контейнера А.

Пример заполнения таблицы для измерений:

Дата: 08.12.2013		Время измерений: 15:15			Место измерений: п. Северо-Енисейский, ул. Лесная д. 3 Деревянный дом.						Среднее значение Р, мкР/ч
T, мин.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	14,7
Р Мощность экспозиц. дозы излучения мкР/ч	16	13	12	15	16	15	13	16	17	14
Дата: 08.12.2013		Время измерений: 15:15			Место измерений: п. Северо-Енисейский, ул. Лесная д. 3 Деревянный дом. Пакет калия азотнокислого
T, мин.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Р Мощность экспозиц. дозы излучения мкР/ч	23	49	45	41	38	30	27	33	32	36

 

Среднее значение Р 35,4 мкР/ч, калий азотнокислый можно использовать для экспериментов.

Условия эксперимента

В эксперименте приняли участие 16 мраморных тараканов. Они крупные и хорошо видны на цифровых фотографиях.

Рис. 1.

 

Они были помещены в 2 контейнера из-под торта по 8 штук в каждой. Размеры контейнеров 22*22*10 см. Под контейнеры были помещены белые листы бумаги, разделенные пополам черной линией. Один контейнер обозначен буквой А, другой — В. Вдоль черной линии расположено питание: кусочек яблока, крошки хлеба, дафнии (рачки) и опилки. Водой из шприца смачивались кусочки губки. Это всё одинаковые условия эксперимента.

Под контейнером А на левой половине помещен пакет с 500 г калиевой селитры. Это самое важное неодинаковое условие эксперимента, для испытуемой группы.

Контейнеры из-под торта были помещены в железные ячейки размеры, которых 30*30*35 см. они были закрыты листами фанеры с отверстием диаметром 25 мм. Для тараканов были созданы опять одинаковые внешние условия фото 2.

Рис. 2.

 

Для определения частоты появления тараканов делались цифровые фотографии так, чтобы не испугать насекомых. Фотоизображения выводились на экран компьютера, и было удобно считать тараканов.

Ход эксперимента.

Срок проведения эксперимента: с 1 декабря 2013 г. по 20 марта 2014 г. Для контейнера А было сделано 212 фотографий, и для контейнера В тоже 212 фотографий. Всего было сделано 424 фотографии. На фото 3 хорошо видно, сколько мраморных тараканов находится на правой и левой половине контейнера.

Рис. 3.

Результаты работы

Частота появления тараканов в левой и правой части контейнеров

№ листа	Контейнер А		Контейнер В
	Левая	Правая	Левая	Правая
1	4,645	3,354	5,129	2,870
2	2	6	2,387	4,612
3	2,645	5,096	3,548	4,451
4	4,129	3,870	6,258	2,064
5	0,771	7,225	3,548	4,451
6	3,612	4,387	5,290	2,709
7	1,935	4,774	4,806	1,903
Сумма	19,737	34,319	30,966	23,06
Среднее значение	2,819	4,902	4,423	3,294

 

Из таблицы видно, что частота появления тараканов в левой половине контейнера А меньше, чем в правой половине контейнера А. Это означает что тараканы избегают места с повышенной радиацией.

На миллиметровой бумаге была сделана диаграмма частоты появления тараканов в левой и правой части контейнеров.

Жизнь тараканов:

Было замечено, что при низкой температуре в помещении (15 оС) тараканы ведут себя неподвижно, собираются кучками. Возможно, они собирались, чтобы согреть друг друга. Возможно, низкая температура влияла на ход эксперимента.

Для тараканов было предусмотрено питание. В питании использовались: кусочки яблока и хлеба, дафнии (рачки), вода. Тараканам давали пищу каждый день. Для чистоты эксперимента нужно было меньше шуметь, так как тараканы очень боятся шума. Освещение в контейнерах было одинаковое, потому что использовались листы фанеры с отверстиями одинакового диаметра (в нашем случае это 25 миллиметров) и в контейнерах не было источника света. Во время эксперимента 7 тараканов линяли. Хитиновый покров, который сошел с тараканов, был очень похож на самих тараканов, что усложняло анализ фотографий. После линьки таракан становился светло-коричневым, а через сутки становился темно-коричневым фото 4.

Фото 4.

 

Тараканы размножались во время эксперимента. Было замечено, что в контрольной группе размножение происходило 3 раза, а в испытуемой группе ни одного раза.

Выводы:

          Слабый источник радиации влияет на поведение тараканов.

          Частота появления тараканов в левой части контейнера А меньше чем в правой половине.

          В контейнере А тараканы не размножались, возможно, это влияние калийной селитры.

Перспективы работы:

Работа может быть продолжена с муравьями в естественных условиях. Рядом с домом находится муравейник.

 

Литература:

 

1. В.Азерников Великие открытия. Физика. М. ОЛМА-ПРЕСС, 2000.
2. Лельевр А. В. Атомный орех. М. «Детская литература», 1979.
3. Литенецкий И. Б. Бионика. М. «Просвещение», 1976.
4. С. Е. Мансурова, Г. Н. Кокуев. Следим за окружающей средой нашего города. Школьный практикум. М.ВЛАДОС, 2001.
5. Н. И. Павленко Краткий справочник по физике за курс средней школы. Москва. Школьная Пресса.2005.
6. Насекомые. Полная энциклопедия. М. Издательство «Эксмо», 2011.
7. Материалы Интернет http://www.aes.bezkz.su/RSafety/P01–01.htm