Способ облучения живых организмов или растений

 

Использование: сельскохозяйственное производство, а именно средства воздействия на живые организмы и растения для стимуляции их жизнедеятельности. Сущность изобретения: формируют расходящийся поток излучения от гелий-неонового лазера, который направляют на стимулируемый биообъект. При этом, расстояние от центра рассеивания потока оптического излучения от лазера до облучаемого биообъекта определяют из условия наличия фоторезонанса в клетках облучаемого биообъекта в зависимости от величины интенсивности потока оптического излучения и угла рассеивания этого потока. 1 ил.

Изобретение относится к биофизическим способам стимуляции жизнедеятельности живых организмов и может быть использовано в области сельского хозяйства для стимулирования урожайности, повышения всхожести сельскохозяйственных культур, снижения уровня заболеваемости и увеличения привеса животноводческой продукции.

Известно устройство, использующее способ освещения животноводческой продукции сельского хозяйства лампами накаливания.

К недостаткам такого способа можно отнести его ограниченные функциональные возможности, заключающиеся лишь в освещении и отсутствии биостимулирующего влияния.

Известен также, принятый за прототип способ инфракрасного и ультрафиолетового облучения животноводческой продукции, осуществляемый "Облучателем для молодняка сельскохозяйственных животных" и заключающийся в том, что формируют потоки оптического излучения - инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения, в зависимости от видовых и возрастных параметров облучаемых животных определяют режимы облучения, производят облучение сформированными потоками облучения в соответствии с определенными режимами и производят контроль состояния жизнедеятельности животных при выбранных режимах облучения.

К недостаткам способа относятся ограниченность влияния инфракрасного и ультрафиолетового облучения живой клетки, обусловленная определенным диапазоном спектра. Так инфракрасное облучение используется в основном для создания теплового воздействия на организм, ультрафиолетовое - как бактерицидное воздействие. Кроме того, длительное облучение указанными диапазонами спектра может привести к нежелательным изменениям в структуре клетки, что может привести к мутационным явлениям в живом организме.

Настоящее изобретение служит для создания эффективных сельскохозяйственных технологий и основано на использовании маломощного гелий-неонового лазерного излучения для интенсификации жизнедеятельности живых организмов, в частности продукции сельского хозяйства - животных и растений.

Анализ литературных источников показал, что действие низкоинтенсивного лазерного излучения длиной волны 632,8 мм на биофизические и гематологические показатели живых организмов обусловлено как резонансным поглощением специфическими акцепторами в соответствующей области спектра, так и возникновением колебательно-возбужденных состояний. Таким образом, появляется физико-химическая основа для формирования неспецифических клеточных реакций: изменение рН, проницаемость, активность аденилатциклазной и АТФ фазной систем, что в свою очередь приводит к условию биоэнергетических и биосинтетических процессов.

Ряд исследований, изучавших механизм лечебно-стимулирующего действия гелий-неонового лазера обязывает с влиянием его на организм через нервную систему с биоэнергетических позиций и показывает, что управление процессом организма осуществляется не только через рефлекторные пути нервной системы, но и за счет резонансной передачи преобразованной энергии света. Таким образом, энергия квантов красного света активизирует электронные и ионные процессы в соединительной ткани, изменяет в ней тип метаболизма, что приводит к высвобождению накопленной в ней энергии и использованию ее для активизации жизненных процессов организма.

На основании вышеизложенного в настоящем изобретении производится использование излучения гелий-неонового лазера малой мощности и определения режимов этого излучения для повышения иммунной системы животноводческой продукции сельского хозяйства и увеличению всхожести растений.

Цель изобретения - повышение эффективности сельскохозяйственных технологий путем интенсификации жизнедеятельности живых организмов и растений. Указанная цель достигается тем, что в известном оптическом способе облучения продукции сельского хозяйства, заключающемся в формировании оптических потоков излучения, определении режимов облучения живых организмов, облучении живых организмов в соответствии с определенными режимами, и проведении контроля состояния жизнедеятельности живых организмов при выбранных режимах, предварительно выбирают дозу I энергии, необходимую для обеспечения фоторезонанса живой клетки организма или растения, в качестве оптического потока выбирают маломощное излучение гелий-неонового лазера энергии Io, в качестве параметров режима облучения определяют площадь освещаемой поверхности объекта в зависимости от его геометрических параметров и угол Ψ рассеивания сформированного потока излучения гелий-неонового лазера, а для обеспечения получения объектом выбранной дозы энергии I определяют расстояние Н от центра рассеивания до облучаемого живого организма или растения по следующей зависимости: H ≅ ; Патентные исследования показали, что предлагаемое изобретение не известно из общедоступных источников информации, следовательно оно является новым.

Предлагаемое изобретение имеет изобретательский уровень, так как оно явным образом не следует из уровня техники, известным по сведениям, общедоступным в Российской Федерации или зарубежных странах.

На чертеже изображен выбор геометрических параметров режима облучения.

Способ осуществляется следующим образом.

На основе экспериментально установленного диапазона энергии 0,01 мВт/см² ≅ I ≅ 0,06 мВт/см² выбирают необходимую для биостимулирующего действия на конкретный организм энергии I лазерного излучения.

Для обеспечения поглощения выбранным объектом - живым организмом или растением - энергии I, используют излучение гелий-неонового лазера с энергией излучения Iо.

В зависимости от физиологических и геометрических параметров облучаемого объекта определяют временные, а также и геометрические режимы облучения. Пусть требуется облучить живой организм площадью S_о. Тогда для обеспечения среднестатической равномерности поглощения энергии рассеянного оптической системой лазерного излучения на облучаемой поверхности необходимо сформировать световое пятно диаметром D ≈ S_o + 0,01 S_о. Такое соотношение определено во-первых, гауссовым распределением энергии потока гелий-неонового лазера, что обуславливает наличие краевого эффекта, т. е. уменьшение величины энергии по краям сформированного светового пятна; а во-вторых, спецификой объекта: если производится облучение растений, живого организмов, то учитывается возможность их перемещения по облучаемой поверхности и способствует среднестатической равномерности поглощаемой ими энергии. Таким образом, заданы следующие параметры облучения: I - энергия, необходимая для фоторезонанса живой клетки; I_o - энергия излучения гелий-неонового лазера; Д - диаметр освещаемой поверхности.

Известно из геометрической оптики соотношение I(ϕ)= dϕ , где ϕ - угол рассеивания лазерного излучения; Н - расстояние от центра рассеивания до облучаемого объекта.

Параметры ϕ и Н однозначно определяют диаметр Д освещаемой поверхности.

Проведем соответствующие преобразования: I(ϕ)= - tg sin ϕ₁- + cos 2 .

Обозначим выражение в фигурных скобках за Ψ. ₃ Тогда H ≅ .

Таким образом, определены геометрические параметры облучения, необходимые для обеспечения получения живым организмом доза энергии I, обуславливающей изменение функциональной активности клетки биологического объекта.

П р и м е р. Предлагаемый способ был осуществлен в ходе экспериментальных исследований применения гелий-неонового лазера для увеличения привеса поросят возросла 0 - 2 месяца.

Проведение экспериментальных работ проводилось с помощью установки, состоящей из следующих основных узлов: лазера гелий-неонового (мощностью 25 мВт), оптической системы, стойки для крепления лазера на подвижной платформе. С помощью установки в соответствии с выбранными режимами проводилось:
- формирование с помощью оптической системы световое пятно (диаметр рассеянного пятна должен находиться в пределах 1,2-1,5 м);
- проверка равномерности распределения интенсивности внутри светового пятна;
- освещение клеток, содержащих контрольные группы поросят, средняя энергия воздействия на поросят составила 0,012 мВт/см².

В ходе эксперимента проводились в соответствии с разработанной методикой контрольные взвешивания облучаемых групп поросят. После окончания облучения поросят, были проведены дополнительные взвешивания. Анализ полученных результатов показал:
- увеличение среднесуточного привеса по всем режимам от 14% до 29% по отношению к предыдущему приросту;
- более активное поведение животных, а именно резкое повышение аппетита;
- облученные поросята имели более здоровый внешний вид;
- в опытных клетках отсутствовал падеж животных, по сравнению с неосвещаемыми клетками, где падеж поросят наблюдался.

Таким образом, предложенный способ подтверждает возможность использования лазерного излучения для интенсификации производства сельскохозяйственной продукции. Осуществление предлагаемого способа подтверждает эффект воздействия лазерного излучения на живой организм, результатом которого является стимуляция энергетических процессов углеводного обмена, а также восстановления функций опорнодвигательного аппарата больных живых организмов.

В результате подтверждается обоснованность применения когерентного лазерного излучения для создания эффективных сельскохозяйственных технологий, а также использование современных промышленных технологий. (56) Бурилков В. К. , Крочик Г. М. Биологическое действие лазерного излучения, Кишинев, Штиинца, 1989 г.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБЛУЧЕНИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ ИЛИ РАСТЕНИЙ, включающий задание для выбранного биообъекта режима облучения, в соответствии с которым формируют оптический поток излучения от гелий-неонового лазера, направляемый на биообъект, отличающийся тем, что расстояние от центра рассеивания оптического потока излучения до облучаемого биообъекта выбирают в соответствии с зависимостью
H= ,
где Ψ= - ·tgsinϕ₁- + 1/4·cos2ϕ₁
2ϕ₁ - угол рассеивания потока оптического излучения;
I - минимально необходимая интенсивность оптического потока излучения гелий-неонового лазера, требуемая для обеспечения фоторезонанса в живой клетке выбранного биообъекта;
I₀ - интенсивность оптического потока излучения используемого гелий-неонового лазера.