Действие радиоактивности на организм.
Ионизирующее излучение распространяется во все стороны от источника радиационной опасности. Область пространства в которой распространяется ионизирующее излучение называется полем излучения.
Если организм находится в поле излучения это назыв-ся внешним облучение м
Если источник попадает внутрь организма и образует поле изл-я это наз-ся внутренним облуч-е м. Поле изл-я при внутр облчении зависит от хим природы рад-го в-ва. При этом различают 4 группы рад-х эл-в (радионуклидов):
1 – распределяющиеся равномерно по органам и тканям (К-40, Na-24, Cs-137).
2 – аккум-ся в скелете (Sr-89, 90, Ra-226, P-32),
3- аккум-ся в паренхиматозных органах (Се-114, I- 129, 131)
4- смешанного типа (плутоний Pu–239 скелет и печень)
- Альфа - частицы при взаимод-и с в-вом производят неупруго е столкновение с оболочками орбитальных электронов.
Обладая большой массой, размерами и эл зарядом альфа-частицы имеют очень низкую проникающую способность: в воздухе 2.5м, в биол тканях до 30мкм. Однако обладая большой массой и энергией (4 МэВ) эти частицы проявляют высокую иониз-ю способность. Удельная ионизация а -частицы составляет 4 . 104 катионов / см пробега.
- Бета -частицы при взмд-и с в-вом производят как упруго е, так и неупруго е столкновение с орбитальными электронами в-ва. В результате неупругого столкновения образуются вторичные бета-электроны, которые могут вызывать вторичную ионизацию. Удельная ионизация б -частицы с энергией 1 МэВ составляет 65 катионов / см пробега.
|
|
|
При упругом столкновении б -частицы теряют до 5% своей энергии на волновое излучение.
При взаим-и с в-вом б -частицы теряют часть своей энергии на возбуждение орбитальных электронов в-ва. которые переходят в возбужденное состояние на более высокоэнерг-е орбитали (триплетное, синглетное состояние). Такое взд-е называют тормозное электронное излучени е.
Чем больше атомная масса химических элементов вещества-мишени, тем большую часть энергии теряется б -частицей на тормозное электронное излучени е. В свинце б -частицы теряют до 50% своей энергии на тормозное электронное излучени е.
Энергия б -частиц сильно варъирует от 100 эВ до 7 МэВ. Чем больше энергия б -частицы, тем длиннее ее пробег в в-ве и может достигать 4м – в воздухе, 0,4м – в воде.
- Гамм а-излучени е при взаимод-и с ве-ом имеет место 3 типа процессов:
фотоэффект, к омптон-эффект, э ффект образования пар
фотоэффект – представляет собой образование свободного орбитального электрона ве-ва, поглотившего квант волновой энергии гамма-излучения равного от 1 до 500 кэВ. Если энергия кванта г-излучения выше в пределах до 1 МэВ, то имеет место комптон-эффект.
комптон-эффект – при таком типе вз-я с в-вом происходит рассеивание энергии подобно тормозному электронному излучению бета-частиц.
|
|
|
э ффект образования пар – имеет место при взимод-и с в-вом г –лучей с более высокой энергией чем 1 МэВ. При таком типе вз-я с в-вом вся энергия кванта г-лучей расходуется на образование свободной пары частиц электрона и позитрона, высвобождающихся из ве-ва. Это античастицы но они обладают высокой кинетической энергией и поэтому не взаимодействуют др с др. Однако позитрон вз-т с каким либо др-м орбит-м электроном ве-ва и в результате их взаимной аннигиляции выделяется два новых гамма-кванта волновой энергии по 511эВ * 2. Поскольку энергия этих лучей меньше чем 1МэВ, то цепная реакция «эффекта образ-я пар» обрывается.
Биол дей-е ион-х изл- й. В процессе биологического действия иониз-х излучений выделяют 3 этапа:
1- этап первичных потенциальных повреждений, вероятность которых рассчитывают на единицу дозы излучения и в зависимости от величины эффективного обьема обьекта. Эти параметры зависят от биологических особенностей обьекта и от внешних условий, факторов среды.
2- реализации первичных повреждений. Организм способен восстанавливаться от повреждений, поэтому реализуется лишь часть первичных потенциальных повреждений. Этот этап характеризуется показателем частоты реализованных повреждений и продолжительностью восст-я, которые зависят от характера повреждения и дозы облучения.
|
|
|
3- этап вторичных отклонений от норм протекания биол проц-в, вызванных реализацией повреждений.
Первичные пострадиационные эффекты представляют собой изменения пораженных молекул различных клеточных структур в результате процессов ионизации, разрыва хим связей, образования свободных радикалов, внутримолекулярных перестроек (изомеризации, таутомеризации, обераций, дефишенций, делеций ДНК), что приводит к нарушению деления клеток.
Характерными отдаленными последствиями являтся нарушение гемопоэза, катаракта зрения, канцерогенез, нарушение функций эндокринной сист. Наиболее чувствит кроветворн сист (уменш-е обьема костного мозга). В рез-те уменьшается морф состав крови.
Щитовидная железа является наиболее поражаемым органом при попадании радионуклидов внутрь организма.
Наиболее уязвимым и чувств-м к радиации является детский организм.
Геморрагический синдро м является одним из ярких проявлений острой лучевой болезни. Он проявляется в форме мелких и крупных кровоизлияний под кожу, видимых слизистых оболочек, кишечника, кровотечения из носа, в форме кожных кровоточащих изьязвлений.
|
|
|
4. Дозиметрия иониз-х излучени й
Дозиметрия - это методы определения и расчета эффективных доз для различных полей излучени я.
Основной целью дозиметрии является установление нормативов радиационной безопасности для лиц разных категорий.
Выделяют следующие категории лиц, подвергающихся действию и/изл-й
Категория А – персонал, занятых хозяйственной деят-ю с источниками радиац-й опасности. Кат Б – население, которое проживает в условиях воздействия источников облучения, Кат В – гражданское население административных регионов.
Установление нормативов радиационной безопасности осуществляется для индивидуальной максимальной эквивалентной дозы в критическом органе в человеческом организме. Выделяют три группы критических органов: 1 -группа: все тело, гонады, красный костный мозг.
2 -группа: мышцы, щитовидная железа, печень, почки, селезенка
3 - группа кожа, кости, кисти и предплечье рук, стопы и голень ног.
Доза иониз-х излучени й – количество поглощенной объектом энергии действующего ионизирующего излучения за определенный промежуток времени облучения. Это интегральная величина.
Для измерения дозы и.и. необходимо учесть массу в-ва объекта, энергетические характеристики излучения, время экспозиции, факторы среды внешних условий.
В зависимости от степени учета всех этих условий приняты различные
способы оценки дозы: Экспозиционная доза, Поглощенная доза, Эквивалентная доза, Эффективная эквивалентная доза, Мощность дозы.
Экспозиционная доза (Х) – это кол-во энергии в виде эл потенциала суммы ионизированных частиц воздуха, образующихся при действии квантов ион-х изл-й волновой природ ы (ренген-го, гамма излучения)
Э.д определяется по кол-ву зарядов обоих знаков, ионизированным данным кол-вом волнового излучения в единице массы воздуха.
Э.д определяется только для ренген- и гамма-излучений.
Единицей измерения э. д является один кулон эл заряда, возникающего в 1кг воздуха под действием волнового излучения. 1 Кл / кг.
Э.д измеряется также в несистемной единице рентге н (Р). 1 Кл = 3876 Р.
1 Р – это такое кол-во волновой энергии и.и, при котором в 1 см3 воздуха образуется 4,16 . 109 ионов. 1Р = 0.114эрг (за промежуток времени - мР/сек)
Э.д характеризует величину потенциальной опасности проникающей радиации, как фактора условий окружающей среды.
Поглощенная доза - зто энергия и.и, переданная единице массы
облучаемого ве-в а. П. д определяется, как энергия и/излучений всех типов, поглощающаяся в любой среде.
Для оценки воздействия на среду косвенных и/излучений используют понятие «керма»= П д (К, от англ Кинетик Енеджи Релизд ин Матириал) - это отношение суммы первоначальных кинетических энергий всех заряженных ионизированных частиц, образованных под действием косвенно ионизирующего изл-я в элементарном объеме в-ва к массе (dm) в-ва в этом объеме. К= dWk / dm
В общем смысле «керма» это международное понятие «поглощенной дозы»
Единицей измерения п. д – является Гре й (Гр), кот соответствует поглощению 1Дж энергии в 1 кг ве-ва. 1Гр = 1Дж / 1кг.
Для измерения п.д применяется также несистемная единица Ра д кот соответствует поглощению энергии равной 100 эрг в 1г ве-ва. 1 Гр = 100 рад.
Грей – это системная (международная) единица измерения кермы.
Рад - это несистемная единица кермы.
При экспозиционной дозе окр среды 1 Р поглощ-я доза воздуха составляет 0.88 рад., п.д мягких биол тканей в этих условиях равна 0.93 рад.
Для измерения п.д человеческим организмом используют специальные тканеэквивалентные детекторы, моделирующие по физ-хим составу биоткани – фантом ы.
Эквивалентная доза - расчетная дозиметрическая величина, предназначенная для сравнения биологического действия различных видов и/излучени й. При этом, биол действие како-либо вида и/излучения сравнивается с гамма-излучением.
Единицей измерения э. д является зивер т (Зв). При эквивалентной дозе какого-либо вида и/изл-я равной 1 Зв в живой биол ткани будет вызван такой же биол эффект, как и при поглощении этой тканью энергии в 1 Гр гамма-лучей.
Для пересчета поглощенной дозы в эквивалентную дозу необходимо ее умножить на коэффициент качеств а (К). Это экспериментально установленная величина для каждого вида и/излучений:
для Альфа-лучей с энергией частиц менее 10 МэВ К = 20
для Бета-лучей К = 1
для Протонных-лучей менее 10 МэВ К = 10,
для Нейтронного-излуч-я менее 20 кэВ К = 3, менее 10МэВ К = 10.
Несистемной единицей измерения э. д является бэр (биологический эквивалент рада).
1 Зв = 100 бэр, 1 бэр = 0,01 Дж/кг
Эффективная э квивалентная доза - дозиметрическая величина радиационного риска поражения организма, представляющая собой сумму эквивалентных доз для разных по радиационной чувствительности биологических органов и тканей.
Учет радиационной чувствительности осуществляется с помощью экспериментально установленных коэффициентов радиационного риска (КР) для разных органов и тканей. Измеряется в зивертах (Зв).
Мощность дозы облучения – количество энергии и/излучения, поглощаемое объектом в единицу времени (Р). Это скорость поглощения радиоактивной энергии. Р = dД /dt.
М. экспозиционной, поглощенной и эквивалентной дозы выражается соответственно, в Кл / сек, Гр / сек, Зв / сек или в несистемных единицах -
мР / с, рад / с, бэр/с.
Дата добавления: 2015-12-19; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!