Активность радиоактивного ве-ва. Единицы радиоактивности.

⇐ ПредыдущаяСтр 17 из 21Следующая ⇒

Активностью препарата -интенсивность самопроизвольного распада атомных ядер в радиоактивном препарате определяется числом радиоактивных распадов в единицу времени и называется

Активность, отнесенная к единице массы вещества, называется удельной

Активностью

Единица активности в СИ – беккерель (ф) соответствует одному акту распада ядра радиоизотопа в 1 секунду. Кроме того, в ядерной физике и дозиметрии используется внесистемная единица активности – кюри ( : .

Удельная активность измеряется числом распадов в единице массы радиоактивного вещества в единицу времени ( ).

Воздействие ионизирующего излучения на вещество характеризуют дозой ионизирующего излучения. Различают следующие дозы излучения:

Поглощенная доза излучения .Единица поглощенной дозы излучения −грей (Гр): 1 Гр=1 Дж/кг — доза излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия любого ионизирующего излучения 1 Дж.

Экспозиционная доза излучения .Единица экспозиционной дозы излучения − кулон на килограмм (Кл/кг); внесистемной единицей является рентген (Р): 1 Р = 2,58·10^-4 Кл/кг.

Биологическая доза.Единица биологической дозы − биологический эквивалент рентгена 1 бэр − доза любого вида ионизирующего излучения, производящая такое же биологическое действие, как и доза рентгеновского или g-излучения в 1 P (1 бэр=10^-2 Дж/кг).

Мощность дозы излучения − величина, равная отношению дозы излучения к времени облучения. Различают:

1) мощность поглощенной дозы (единица −грей на секунду (Гр/с));

2) мощность экспозиционной дозы(единица − ампер на килограмм /кг)).

Биологическое действие ионизирующего излучения. Радиационная безопасность.

В реакции организма на облучение можно выделить четыре фазы. Длительность первых трех быстрых фаз не превышает единиц микросекунд, в течение которых происходят различные молекулярные изменения. В четвертой медленной фазе эти изменения переходят в функциональные и структурные нарушения в клетках, органах и организме в целом.

Первая, физическая фаза ионизации и возбуждения атомов длится ~10^-13 с. Вo второй, химико-физической фазе, протекающей ~ 10^-10 с, образуются высокоактивные в химическом отношении радикалы, которые, взаимодействуя с различными соединениями, дают начало вторичным радикалам, имеющим значительно большие по сравнению с первичными сроки жизни. В третьей, химической фазе, длящейся ~ 10^-6 с, образовавшиеся радикалы вступают в реакции с органическими молекулами клеток, что приводит к изменению биологических свойств молекул.

В четвертой, биологической фазе химические изменения молекул преобразуются в клеточные изменения. Наиболее чувствительным к облучению является ядро клетки, а наибольшие последствия вызывает повреждение ДНК. В результате облучения в зависимости от величины поглощенной дозы клетка гибнет или становится неполноценной в функциональном отношении. Время протекания четвертой фазы очень различно и в зависимости от условий может растянуться на годы или даже на всю жизнь.

Альфа-излучение имеет малую длину пробега и не может проникнуть сквозь кожные покровы. Но альфа-излучающие нуклиды представляют большую опасность при поступлении внутрь организма через органы дыхания и пищеварения, через открытые раны и ожоговые поверхности.

Бета-излучение обладает большей проникающей способностью. Пробег бета-частиц в воздухе может достигать нескольких метров, а в биологической ткани нескольких сантиметров. Так пробег электронов с энергией 4 МэВ в воздухе составляет 17.8 м, а в биологической ткани 2.6 см.

Гамма-излучение имеет еще более высокую проникающую способность. Под его действием происходит облучение всего организма.

При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза H рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы D_i на специальный коэффициент — взвешивающий коэффициент K_i для излучения i-го типа (табл.23.2):

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани .1 Зв = 100 бэр.

Радиация различно воздействует на жизненно важные органы человека. Для оценки ущерба его здоровью в условиях равномерного облучения всего тела введено понятие эффективной эквивалентной дозы Е_эфф.

Эффективная доза E _эфф − величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы H_i во всех органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты r_i для органов или тканей, т.е. E_эфф = .

Биологическое действие ионизирующих излучений. Различают два вида эффекта воздействия на организм ионизирующих излучений: соматический и генетический.

При соматическом эффекте последствия проявляются непосредственно у облучаемого, при генетическом – у его потомства.

Поглощённая доза излучения –физ.величина, равная отношению энергии излучения, к массе облучаемого вещества.

Экспозиционная доза – физ.величина, равная отношению суммы электричиских зарядов всех ионов одного знака, созданных электронами, освобожденных в облученном воздухе к массе этого воздуха.

Биологическая доза-величина, определяющая воздействие излучения на организм.

Радиационная безопасность.

В органах и тканях биологических объектов как и в любой среде при облучении в результате поглощения энергии идут процессы ионизации и возбуждения атомов. Эти процессы лежат в основе биологического действия излучений. Его мерой служит количество поглощенной в организме энергии.

Первая, физическая фаза ионизации и возбуждения атомов длится

~10^-13 с. Вo второй, химико-физической фазе, протекающей ~ 10^-10 с, образуются высокоактивные в химическом отношении радикалы, которые, взаимодействуя с различными соединениями, дают начало вторичным радикалам, имеющим значительно большие по сравнению с первичными сроки жизни. В третьей, химической фазе, длящейся ~ 10^-6 с, образовавшиеся радикалы вступают в реакции с органическими молекулами клеток, что приводит к изменению биологических свойств молекул.

Наиболее чувствительным к облучению является ядро клетки, а наибольшие последствия вызывает повреждение ДНК, содержащей наследственную информацию. В результате облучения в зависимости от величины поглощенной дозы клетка гибнет или становится неполноценной в функциональном отношении. Время протекания четвертой фазы очень различно и в зависимости от условий может растянуться на годы или даже на всю жизнь.

Различные виды излучений характеризуются различной биологической эффективностью, что связано с отличиями в их проникающей способности (рис. 23.7) и характером передачи энергии органам и тканям живого объекта, состоящего в основном из легких элементов (табл.23.1).

Рис 23.1

Альфа-излучение имеет малую длину пробега и не может проникнуть сквозь кожные покровы. Пробег альфа-частиц с энергией 4 Мэв в воздухе составляет 2.5 см, а в биологической ткани лишь 31 мкм. Но альфа-излучающие нуклиды представляют большую опасность при поступлении внутрь организма через органы дыхания и пищеварения, через открытые раны и ожоговые поверхности.

Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая. При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы.

Одни органы и ткани человека более чувствительны к действию радиации, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения разных органов и тканей следует учитывать с разным коэффициентом, который называется взвешивающим коэффициентом r _i для i-го органа или ткани (табл.23. 3). Умножив значение эквивалентной дозы на соответствующий взвешивающийкоэффициент для i-го органа или ткани и просуммировав по всем тканям и органам, получим эффективную дозу, отражающую суммарный эффект для организма:

E_эфф = .

Единицей измерения эффективной дозы в СИ является зиверт (Зв).

Различают два вида эффекта воздействия на организм ионизирующих излучений: соматический и генетический.

При соматическом эффекте последствия проявляются непосредственно у облучаемого, при генетическом – у его потомства. Соматические эффекты могут быть ранними или отдалёнными. Ранние возникают в период от нескольких минут до 30–60 суток после облучения. К ним относят покраснение и шелушение кожи, помутнение хрусталика глаза, поражение кроветворной системы, лучевая болезнь.

Острая лучевая болезнь(. Острая лучевая болезнь легкой степени тяжести, острая лучевая болезнь средней степени тяжести, острая лучевая болезнь тяжёлой степени ) развивается при кратковременном облучении всего организма, при получении им дозы от 1 до 100 и более грей (Гр) за 1–3 дня. Летальным исходом, как правило, заканчиваются случаи, в которых организм получил более 10 Гр за 1–3 дня.

Таким образом, радиоактивное излучение всех видов оказывает очень сильное биологическое воздействие на живые организмы, вызывая возбуждение и ионизацию атомов и молекул, входящих в состав живых клеток. Под действием ионизирующей радиации разрушаются сложные молекулы и клеточные структуры, что приводит к лучевому поражению организма. Поэтому при работе с любым источником радиации необходимо принимать всевозможные меры по радиационной защите людей, которые могут попасть в зону действия излучения.

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 247; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12 13 14 15 161718 19 20 21 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!