Защита от ионизирующего излучения(ИИ)

3 вида защиты: защита временем, расстоянием и материалом.

Проиллюстрируем первые два вида защиты на модели точечного источника -излучения. Преобразуем формулу X = k^t.

Видно, что чем больше время и чем меньше расстояние, тем больше экспозиционная доза. Значит, необходимо находиться под возд-м ИИ минимальное время и на максимально возможном расстоянии от источника излучения.

Защита материалом основывается на различной сп-ти в-в поглощать разные виды ИИ.Защита от а-излучения: достаточно листа бумаги или слоя воздуха толщиной в несколько сантиметров. Но следует остерегаться попадания а-частиц внутрь организма.

Для защиты от B-излучения достаточно пластин из алюминия, плексигласа или стекла толщиной в несколько см. При взаимодействии β-частиц с в-вом может появиться тормозное рентгеновское излучение, а от β⁺-частиц — β⁺-излучение, возникающее при аннигиляции этих частиц с электронами. От «нейтрального» излучения: рентгеновское и -излучения, нейтроны. Эти излучения с меньшей вероятностью взаимодействуют с частицами в-ва и поэтому глубже проникают в в-во. При расчете защиты учитывают закон ослабления,рассеяние фотонов, а также вторичные процессы. Защита от нейтронов наиболее сложна. Быстрые нейтроны сначала замедляют в водородсодержащих веществах. Затем др. веществами(кадмием)поглощают медленные нейтроны.

Основы рентгеновской компьютерной томографии(КТ)

При КТ рентгеновскими лучами экспонируются только тонкие срезы ткани. Отсутствует мешающее наложение или размывание структур, расположенных вне выбранных срезов. Разрешение по контрастности значительно превышает характеристики проекционных рентгеновских технологий.

Несколько поколений КТ.

Номер поколения (1е,2е,3е т.д.) связан с типом конструкции системы "трубка-детектор". Трубка испускает тонкий, веерообразный пучок рентгеновских лучей, перпендикулярный длинной оси тела. Этот пучок может охватывать весь диаметр тела.

Пропускаемый через пациента пучок лучей фиксируется не пленкой, а системой специальных детекторов - кристаллы различных хим. соединений (например, йодид натрия), либо полые камеры, наполненные сжатым ксеноном. Рентгеновские фотоны генерируют в детекторах электрические сигналы.

Чем сильнее интенсивность достигшего детектора первичного луча, тем сильнее электрический сигнал. Фиксируя интенсивность пропущенного излучения можно рассчитать ослабление первичного луча. КТ-детекторы примерно 100 раз чувствительнее рентгеновской пленки при определении различий в интенсивности излучения; таким образом, они точно так же чувствительнее и при определении различий в ослаблении.

В 153

Радиоактивность(Р).Виды распада.

Радиоактивность- самопроизвольный распад неустойчивых ядер с испусканием др. ядер или элементарных частиц. Характерный признак- самопроизвольность процесса.

Естественная и искусственная Р.

Виды: Альфа-распад – сапроизв. превращ. 1го ядра в др. с испусканием -частицы(ядра атома ) → + 

Суммарная масса дочернего ядра и а-частицы меньше массы материнского ядра.

При а-распаде дочернее ядро может обр-ся в возбужденных сост. Энергия возбуждения дочернего ядра выделяется в виде -фотонов. Поэтому а-распад сопровожд.-излучением.

Бета-распад - внутриядерное взаимное превращение нейтрона и протона. 3 вида β-распада.

1. Электронный, или -распад,(вылет из ядра -частицы (электрона).

В 1932 г. В. Паули предположил ,что одновременно с -частицей из ядра вылетает и, нейтральная, с очень малой массой (нейтрино при -распаде, а при -распаде — антинейтрино).

→ + +v,где v —антинейтрино.( +v)

2. Позитронный, или -распад.

→ + +v,где v— обозначение нейтрино(Превращение рубидия в криптон)

3. Электронный(е-захват) Захват ядром 1 из вн.эл-в ато-
ма, в результате протон ядра превращается в нейтрон: ( + →

В зависимости от того, с какой внутренней оболочки захватывается электрон, иногда различают АГ-захват, L-захват и т. д. При электронном захвате освобождаются места в электронной оболочке, поэтому этот вид радиоактивности сопровождается характеристическим рентгеновским излучением. Именно по рентгеновскому излучению и был обнаружен электронный захват. При р-распаде возможно возникновение -излучения.

Радиоактивность - спонтанное деление ядер, протонная радиоактивность и др.

157. Спектры α, β и γ- излучений.
При α-распаде дочернее ядро может образоваться не только в нормальном, но и в возбужденном состоянии. Т.к. они принимают дискретные значения, то и значения энергии α-част ицы, вылетающих из разных ядер одного и того же радиоактивного вещества. Энергии β-частиц принимают всевозможные значения от 0 – Е max , спектр энергии сплошной. Спектр энергии γ-частицы - сплошной.

158. Основной закон радиоактивного распада. Активность. Единицы измерения активности.
Радиоактивный распад – статистическое явление.
- основной закон радиоактивного распада: число радиоактивных ядер, которые еще не распались, убывает со временем по экспоненциальному закону. Период полураспада – время – распадается половина радиоактивных ядер.
Активность – скорость распада. . Единица активности – беккерель (Бк), кюри(Ки) 1 Ки=3,7 *1010 Бк=3.7 *1010 с-1., резерфорд(Рд). 1Рд=106 Бк= 106с-1.

159. Методы получения радионуклидов. Использование радионуклидов в медицине.
Использование в мед. : 1. Методы, использующие радиоактивные индикаторы( меченые атомы) с диагностическими и исследовательскими целями, а также с лечебной целью. Метод меченых атомов: в организм вводят радионуклиды и определяют их местонахождение и активности в органах и тканях. Лечение: поток нейтронов против опухоли.
Методы получения радионуклидов: 1. Облучение ядерных атомов α-частицами.(пример: 13АI27+2α4=15Р30+0n1; 2. Облуч. ядерн. атомов дейтонами(изотоп Н2)(5В10+1Н2=6С11+0n1; 3. Облучение ядерных атомов нейтронами ( 27Со59+0n1 = 27Со60)

160. Методы регистрации ионизирующего излучения
Детекторы – устройства, регистр. различные виды ионизирующего излучения. Их работа основана на использовании тех процессов, которые вызывают регистрируемые частицы. 3 группы детекторов: 1. Трековые, 2. Интегральные. 3. Счетчики. Трековые – делают видимым след, оставляемый частицей в веществе. (Камера Вильсона, Пузырьковая камера, метод толстослойных фотопластинок). Интегральные – дают информ. О полном потоке ионизирующего излучения. (ионизационные камеры, фотопленки). Счетчики – для подсчета частиц иониз. излуч. (счетчики Гейера – Мюллера, сцинтилляционные)

161. Дозиметрические и радиометрические приборы.
Дозиметры – для измерения доз иониз. излуч. Содержит в себе детектор излучения и измерительное устройство. Иногда они имеют сигнализацию. Используются: радиометр – для измерения активности или концентрации радиоактивных изотопов; рентгенометр – для измерения экспозиционной дозы.
162. . Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом.
Когерентное рассеяние – рассеяние длинноволновых излучений без изменения длин волн.(энергия фотона меньше энергии ионизации). Некогерентное расс. – с изменением длин волны. .(энергия фотона больше энергии ионизации). Фотоэффект – в результате вылетает электрон, а атом ионизируется. Аннигиляция – при попадании β+частицы в вещество с большой вероятностью происходит такое взаимодействие ее с электроном, в результате которого вместо пары электрон – позитрон образуется 2 γ – фотона.

163. 1Количественная хар-ка взаимодействия ИИ с в-вом.Для данного вида излучения биолог. действие обычно тем больше, чем больше доза излучения. Но разные излучения даже при одной и той же поглощенной дозе оказывают разные воздействия. В дозиметрии принято сравнивать био-лог. эффекты различных излучений с соответствующими эффектами, вызванными рентгеновским и гамма-излучения-ми. Коэффициент К, показывающий, во сколько раз эффек-тивность биолог. действия данного вида излучения больше, чем рентгеновского и гамма-излучения, при одинаковой до-зе излучения в тканях"коэффициент качества. В радио-биологии его называют относительной биолог. эффектив-ностью. Коэффициент качества устанавливают на основе опытных данных. Он зависит не только от вида частицы, но и от ее энергии. Поглощенная доза совместно с коэффици-ентом качества дает представление о биолог. действии ИИ, поэтому произведение DK используют как единую меру этого действия и называют эквивалентной дозой излучения Н: H=DK. Эквивалентная доза в бэрах равна дозе излучения в радах, умноженной на коэффициент качества.

164.64. Особенности взаимодействия с веществом α-, β-, γ-излучений и нейтронов. Физические принципы защиты от ИИ.Заряж. частицы и γ-фотоны, распрост. в в-ве, взаим-вуют с ē и ядрами →изменяется сост. в-ва и частиц. Основным механизмом потерь энергии заряж. частицы (αи β) при прохожд. через в-во явл. ионизационное тормож. Взаим-вие ч-цы с в-вом кол-венно оцен. линейными ρ ионизации, тормозной способн. в-ва и средн. пробегом ч-цы. Линейная плотн. ионизации i - отношение числа dnионов одного знака, образован. заряж. ионизир. ч-цей на элементарном пути dl, к этому пути: i= dn/dl. Линейная тормозная способн. в-ва S - отношение энергии dE, теряемой заряж. ионизир. ч-цей при прохожд. элементарного пути dlв в-ве, к длине этого пути: S = dE/dl. Средний линейным пробег R – средн. знач. расстояния между нач. и конц. пробега заряж. ионизир. ч-цы в данном в-ве. График завис-ти линейной плотности ионизации от пути х,проходимого α-частицей в среде (воздух). По мере продвиж. ч-цы в среде ↓ее энергия и скорость, линейная плотность ионизации ↑ и при заверш. пробега ч-цы резко убывает. ↑ iобусловлено тем, что при меньшей скорости α-ч-ца больше времени проводит вблизи атома и ↑ вероятность ионизации атома. Линейная плотность ионизации α-частиц при норм. давлении сост. i=(2+8) • 10⁶ пар ионов/м. Бета-частицы могут рассеиваться на ē в-ва, и их пути сильно искривляются в нем. Если ē движ. в среде со скор. > фазовой скор. распространения света в этой среде, то возник. характерное черепковское излуч. (излуч. Черепкова—Вавилова). При попад. β⁺-частицы (позитрона) в в-во происходит взаим-вие ее с ē и пара электрон-позитрон превращ. в 2 γ-фотона. Этот процесс аннигиляция. Одна из характеристик поглощ. β-излучения в-вом - слой половинного ослабления, при прохожд. через кот. интенсивн. β-частиц ↓ вдвое. При попад. γ-излучения в в-во наряду с процессами когерентного рассеяния, эффекта Комптона, фотоэффект, возник. образование пары электрон-позитрон и фотоядерные р-ции, кот. возник. при взаим-вии γ-фотонов больших энергий с атомными ядрами. В результ. различн. процессов под действием γ-излуч. образуются заряж. ч-цы; значит, γ-излуч. явл. ионизирующим. Поток нейтронов тоже явл. ионизир. излуч., т.к. при взаим-вии нейтронов с ядрами атомов образ. заряж. ч-цы и γ-излуч.

1. деление ядер при захвате ими нейтронов: образование радиоактивных осколков, γ-излуч. и заряж. ч-ц;

2. образование α-частиц, например: Al + n = Na + α;

3. образование протонов, например: N + n = С + p.

3 вида защиты от ионизир. излуч.: временем, расстоянием и материалом.

Временем: чем ↓ время пребыв. вблизи источника радиации, тем ↓ получ. доза облучения. Расстоянием: излуч. ↓ с удалением от компактного источника. Веществом: необходимо стремиться, чтобы между объектом и источником радиации было как можно больше в-в: чем его больше и чем оно плотнее, тем большую часть радиации оно поглотит. Защита от α-излучения: достаточно листа бумаги или слоя воздуха в несколько сантиметров, чтобы поглотить ч-цы. Следует остерег. Попад. α-частиц внутрь орг-ма при дых или приеме пищи. Защита от β-излуч. достаточно пластин из алюминия, плексигласа или стекла толщиной в несколько сантиметров. Ослабление пучка рентген. и γ-излуч.: коэффициент ослабления зависит от порядк. номера элемента в-ва поглотителя и от энергии γ-фотонов. Защита от нейтронов наиболее сложна. Быстрые нейтроны сначала замедляют, уменьшая ихскорость в водородсодерж. в-вах. Затем кадмием, поглощают медленные нейтроны.

165..Основные биологические эффекты при действии ИИ. Рас-сматривая первичные физико-хим. процессы в организме при действии ИИ, следует учитывать 2е возможности взаимодействия: с молекулами воды и с молекулами орган. соед. Под действием ИИ происходят хим. превращения в-ва"радиолиз. Наиболее реакционноспособными явля-ются 3 типа радикалов, образующиеся при радиолизе воды: . Взаимодействие орган. молекул с этими радикалами может привести к образованию радикалов орган. молекул. Взаимодействие молекул ор-ган. соед. непосредственно с ИИ может образовать возбужденные моле-кулы, ионы, радикалы и перекиси. Общие закономерности, хар-ные для биолог. действия ИИ: 1.значительные биолог.нарушения вызываются ничтожно малыми кол-ми поглощаемой энергии излучения; 2. ИИ действует не только на биолог. объекты, но и на последующие поколения через наследственный аппарат клеток. 3. Разные части клеток по- разному чувствительны к одной и той же дозе ИИ; 4. При больших дозах может наступить смерть, при меньших – возникают различные заболевания.

166.

167. Использование ИИ в медицине.Электромагнитные волны и радиоактивное излучение сегодня широко исполь-зуется в медицине для диагностики и терапии. Радиоволны применяются в аппаратах УВЧ и СВЧ- физиотерапии. Действие УВЧ и СВЧ-радиоволн на ткани организма сопро-вождается их нагревом за счет теплоты,выделяемой при по-ляризации и протекании электрического тока. Видимый диапазон ЭМ волн используются в светолечении, лазерной терапии, а также в люминесцентных методах диагностики. УФ- излучение применяется при проведении процедур светолечения, искусственного загара и в люминесцентных методах диагностики. Рентгеновское излучение широко используется в практической медицине как один из мощнейших и широко доступных методов диагностики. Рентгеновское излучение используется в терапии для подавления опухолей. Радиоактивные излучения широко используются в диагностике и в терапии заболеваний. Метод меченых атомов используются для определения заболеваний щитовидной железы. Этот метод также позволяет изучить распределение крови и других биолог. жидкостей, диагностировать заболевания сердца и ряда других органов.

168. Естественный радиационный фон.Техногенный фон.Естественный радиационный фон формируется космичес-ким излучением и естественными радионуклидами. Косми-ческое излучение состоит из первичного потока высоко-энергетических частиц. Внешнему облучению человек под-вергается также и за счет естественных радионуклидов земного происхождения, т.е. радионуклидов рядов урана и тория, находящихся в горных породах и почве. В породах вулканического происхождения концентрация активности обычно выше, чем в осадочных породах, однако активность некоторых осадочных пород, например, сланцев и фосфо-ритов, бывает достаточно высокой. Внутреннее облучение человека естественными радионуклидами происходит в ре-зультате накопления их в организме при поступлении с воз-духом, питьевой водой и пищевыми продуктами. Под техногенным облучением обычно понимается облучение, обусловленное естественными радионуклидами, которые концентрируются в продуктах человеческой деятельности, например, строительных материалах, минеральных удобрениях, выбросах тепловых электростанций и др., т.е. техногенно измененный естественный фон. Вода и природ-ный газ являются источниками радона и торона, которые поступают в воздух помещений. В воде поверхностных источников водоснабжения и газе их концентрации низки и практически не влияют на уровни облучения. Исключение может составить вода из артезианских скважин, в которой в зависимости от геологической структуры водоносных пород концентрация радона может быть достаточно высо-кой. Но как популяционный фактор и этот источник не является существенным.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 389; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 10 11 12 13 1415

Мы поможем в написании ваших работ!