РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ
В роботі було використане метрологічно атестоване сучасне технологічне обладнання та комп'ютерні програми для статистичної обробки результатів вимірів.
На відміну від більшості наших попередників ми визначали не інтенсивність опромінення, а питому поглинену дозу (ППД) радіації, що визнається більш інформативним. З цією метою була розроблена окрема методика, яка описана нижче.
Ще однією особливістю нашої роботи є вибір саме холоднокровних піддослідних тварин, що давало можливість оперувати більш високими дозами опромінення без загрози теплового перегріву організму. Наші попередники працювали переважно з теплокровними тваринами, тому мали проблеми з виокремленням чисто радіаційного ефекту, оскільки навіть невелике нагрівання призводило до неоднозначності тлумачення результатів. Більш того, ми мали змогу проводити експерименти з попереднім охолодженням об'єкта досліджень.
2.1. Характеристика приладів
Експериментальна установка по дослідженню життєздатності гідробіонтних організмів після їх опромінення електромагнітною радіацією включала в себе джерело ЕМП, вимірювальні електроприлади та різного типу мікроскопи. Вимірювання температури, за величиною якої визначалася доза поглиненої радіації, проводилося за допомогою попередньо проградуйованої диференційної хромель-копелевої термопари у комбінації з мікро- чи мілівольтметром. У випадках, коли вимагалась висока точність вимірів температури (±0.1°С), використовувався комбінований цифровий прилад типу Щ 301-3. При цьому за 0°С приймалася температура суміші "вода-лід" з дистильованої води. Особливості інших приладів описано нижче.
2.1.1. Будова і особливості роботи джерела мікрохвильового випромінювання
Як джерело мікрохвильового випромінювання у експериментах було використано магнетрон стандартної побутової мікрохвильової печі з частотою генерації ? = 2450?50 МГц, що приблизно відповідає довжині хвилі випромінювання ? ? 12 см.
Сучасний пристрій для створення і випромінювання радіохвиль будь-якої довжини складається у загальних рисах із чотирьох основних елементів [13]:
1. Замкнений коливальний контур, у якому збуджуються електромагнітні коливання.
2. Електронна лампа, що поповнює енергію, яка витрачається в контурі і тим самим підтримує у ньому коливання.
Ці два елементи складають генератор електромагнітних коливань.
3. Ланцюги, по яких електромагнітна енергія передається від генератора до пристрію, що випромінює - антени.
4. Антена, що випромінює електромагнітну енергію у простір у вигляді хвиль.
Основні технічні вимоги, які повинні задовольняти генератори дециметрового діапазону стосовно до досліджень дії ЕМП на біологічні об'єкти:
1) діапазон частот 0.3-1 ГГц;
2) стабільність частоти - не гірше 0.1 %;
3) максимальна вихідна потужність - не менше 50 Вт;
4) лінійна модуляція вихідної потужності зовнішнім сигналом з глибиною модуляції не менше 80 % у смузі частот 0?104 Гц;
5) коефіцієнт нелінійних викривлень - не більше 10 %;
6) частота надходження імпульсів - 0?105 Гц;
7) тривалість імпульсів - 10 -6?102 с.
У діапазоні НВЧ довжина хвилі стає співвимірною до розмірів елементів ланцюгів - провідників, елементів зв'язку і передачі, ламп і т.д. Відповідно, зі зменшенням довжини хвилі енергія швидкозмінних струмів у провідниках усе інтенсивніше випромінюється в навколишнє середовище у вигляді електромагнітних хвиль. На НВЧ діапазоні конструкції елементів схем та електронних приладів мають бути виконані так, щоб їх електромагнітні поля повністю знаходилися всередині замкнених провідних (металічних) об'ємів [13].
НВЧ нагрів діелектричних матеріалів знаходить усе більше застосування у різноманітних областях життя і діяльності людини в силу своїх особливостей порівняно з традиційними способами нагріву. Однією із основних його особливостей є відносна однорідність нагріву по всьому об'єму об'єкта, що обробляється. Для поліпшення однорідності нагріву у НВЧ печі забезпечується багатомодовий режим роботи робочої камери. Для цього генератор печі працює не на фіксованій частоті, а на частоті, що змінюється в часі у деякому діапазоні. Крім того, при НВЧ нагріві джерелом тепла є кожна точка об'єкта, що знаходиться у полі і перетворює електромагнітну енергію в теплову за рахунок діелектричних втрат [71].
2.1.2. Камера Горяєва
Контроль за темпом росту і розмноження водоростей у культурі можна здійснити на основі підрахунків їх чисельності. На сьогодні у практиці гідробіологічних досліджень фітопланктону широко використовуються різноманітні камери. Вибір камери відіграє важливу роль у визначенні вірогідності отриманої інформації. Для підрахунку фітопланктона найпридатнішими є камери меншого об'єму, що вимагають меншої затрати часу і дають у результаті підрахунку мінімальні помилки; можуть використовуватися камери, призначені для підрахунку форменних елементів крові - у даному випадку була використана камера Горяєва [72].
Лічильна камера Горяєва - це товсте предметне скло, в середній частині якого є чотири жолобки, між якими утворюються вузькі площини. Рівень середньої площини, яка в свою чергу поділена навпіл поперечним жолобком, нижчий за рівні бокових на 0.1 мм. По обидва боки від цього жолобка нанесені лічильні сітки. Лічильна сітка камери Горяєва складається із 225 великих квадратів. Кожен третій квадрат поділений взаємно перпендикулярними лініями на 16 маленьких. Відповідно, якщо загальна сума клітин у 25 великих квадратах дорівнює m, то в одному маленькому квадратику число клітин буде відповідно: n=m/16*25.
Сторона кожного маленького квадрата дорівнює 1/20 мм, отже його площа становить 1/400 мм2. Відстань від поверхні сітки до покривного скла 0.1 мм, тому об'єм культури над маленьким квадратом складає 1/4000 мм3 [73].
Оскільки перерахунок ведеться на кількість клітин у 1 см3 суспензії, то виражаємо знайдений об'єм у см3:
1/4000 м