Лекция 9 Ионизирующее излучение Ростов-на-Дону 2012
Содержание лекции №9 Виды ионизирующего излучения. Рентгеновское излучение. Физические основы применения в медицине. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Дозиметрия ионизирующего излучения. Защита от ионизирующего излучения.
Ионизирующее излучение (ИИ) - это электромагнитные волны и потоки частиц, взаимодействие которых со средой приводит к ионизации ее атомов, то есть Это излучение, способное разрывать химические связи молекул, составляющих живые организмы и тем самым вызывать биологически важные изменения. 1эВ = 1,6•10 -19 Дж 1 кэВ 1 МэВ УФ Ионизир-е изл-е
Виды ИИ Фотонное= э лектромагнитные волны Корпускулярное Рентгеновское излучение гамма - лучи - фотоны α – частицы, электроны, позитроны, протоны, нейтроны е Физические характеристики 1. ν - частота излучения 2. Е = 3. Энергетический спектр Масса Заряд Энергетический спектр
Рентгеновское излучение Рентгеновское излучение (РИ ) - это электромагнитные волны с длиной волны от 80 до 10 -5 нм, 10 -5 нм -80 нм что соответствует энергии квантов от 0,12 кэВ до 1,2 Мэв УФ Видим Мягкое Р.И. – до 0,2 нм Жесткое Р.И. λ < 0,2 нм Рентг.
8 ноября 1895 года Рентген первым из людей посмотрел сквозь твердое непрозрачное тело. История Первый опубликованный рентгеновский снимок – кисть руки жены с двумя кольцами. Вильге́льм Ко́нрад Рентге́н (1845 – 1923) 1901 День рождения Р.И. 22 декабря 1895 г
Рентгеновская трубка – это двухэлектродный электровакуумный прибор, служащий источником рентгеновского излучения, которое возникает при взаимодействии испускаемых катодом электронов с веществом анода (антикатода) Рентгеновская трубка состоит из рентгеновское излучение И.В.Н. – источник высокого напряжения 100 кВ Разогретый катод испускает электроны. 2. В результате их торможения электростати-ческим полем атомов анода возникает тормозное РИ. Вакуумный баллон Анод = Антикатод Всегда наклонный, Высокий порядковый номер Z Подогреваемый катод I - ток трубки
ВОПРОС: КПД рентгеновской трубки? 1% 0,2 % 99,8% - в тепло Охлаждение анода: Стержень из меди Вода, масло, Вращающийся анод Рентгеновская трубка с вращающимся анодом ( 50 Гц ) Рентгеновские трубки
Рентгеновское излучение по способу возбуждения Тормозное Характеристическое
Тормозное РИ Возникает в результате торможения заряженной частицы электростатическим полем атомов анода Механизм С движущимися электронами связано магнитное поле, индукция которого уменьшается при торможении электронов на антикатоде. По теории Максвелла возникает электромагнитная волна. U 1 U 2 Спектр сплошной U 2 U 1 Чем U, тем λ и тем жесткость. ВОПРОС: Протоны? Охотничья дробь?
Коротковолновая граница λ min -это длина волны, на которой энергия фотонов рентгеновского излучения равна энергии бомбардирующих электронов. U 1 U 2 U 1 кВ
Поток тормозного Р.И. Ф прямо пропорционален квадрату напряжения U в трубке между анодом и катодом, силе тока в трубке I и атомному номеру вещества анода Z. K – коэффициент пропорциональности k = 10 -9 В -1 Спектры тормозного РИ при разном накале катода ( U = const) T 2 > T 1 T 2 T 1 Спектры тормозного РИ для различных материалов антикатода Z =13 Z= 20
Характеристическое РИ Механизм возникновения Электроны, ускоренные большим напряжением, проникают вглубь атомов вещества антикатода и выбивают электроны из внутренних слоев. На свободные места переходят электроны с верхних энергетических уровней => излучаются фотоны характеристического РИ. Спектр линейчатый
Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом Основные типы взаимодействия РИ с веществом ( их 3 ) Фотоэффект когерентное некогерентное - Изменяется направление движения фотона Фотон поглощается Рассеяние Когерентное рассеяние Фотоэффект Некогерентное рассеяние
Когерентное рассеяние Происходит когда энергии фотона недостаточно для внутренней ионизации атома ( для выбивания электрона). < А ион А ион = 34 эВ Схема когерентного рассеяния - Изменяется направление движения фотона λ = const
Фотоэффект - Это процесс освобождения связанных электронов под действием фотонов. ≥ А ион Ион ! Е кин = А ион + Фотон поглощается до 100 кэВ
Некогерентное рассеяние или Комптон - эффект Происходит, когда энергия фотона ˃ ˃ А ион до 5 Мэв Е кин Ион ! = А ион + + Схема некогерентного рассеяния λ
Закон ослабления потока рентгеновского излучения веществом μ – линейный коэффициент ослабления, характеризует поглощательную способность вещества. Физический смысл μ : Поток уменьшается в «е» раз на толщине вещества, равной 1 / μ
ВОПРОС: Где свинец, а где вода? 2 1 ОТВЕТ: H 2 О 1- Pb μ =6,3 см -1 2 - H 2 О μ = 0,126 см -1 Свинец- большая поглощающая способность Слой половинного ослабления
μ m – массовый коэффициент ослабления. μ m = μ / ρ μ m = k λ 3 Z 3 Z - атомный номер вещества поглотителя ВОПРОС: Какой из элементов сильнее ослабляет рентгеновское излучение и почему? ПРИМЕР: Ba Z =56 I Z =53 КОНТРАСТ сильнее поглощает Железо, свинец, фосфор, серебро
Физические основы применения рентгеновского излучения в медицине Рентгено скопия Флюоро графия Рентгенотерапия Рентгено графия Рентгеновская томография Рентгеновская компьютерная томография Рентгенодиагностика
I. Диагностические применения Рентгенодиагностика 1905 г. R -диагностика – это метод получения изображений внутренних органов с использованием рентгеновских лучей с энергией фотона 60-120 кэВ Физической основой этих методов является закон ослабления R -излучения в веществе. Приемник От рентгеновской трубки идет однородный поток РИ. В теле человека рентгеновское излучение по-разному поглощается, и поток становится неоднородным. Эта неоднородность может быть изображена на экране, на фотопленке, матрице и т.п.
В основе КОНТРАСТ = k λ 3 Z 3 μ m μ m ( кост ) = 68 μ m ( H 2 O) Если исследуемый орган и окружающие его ткани имеют одинаковое μ m Контраст = 0, то применяют специальные контрастные вещества. Сульфат бария Ba 2 SO 4 Ba Z =56 μ m ( Ba 2 SO 4 )= 354 μ m ( H 2 O)
Рентгеноскопия -это метод R -диагностики, при котором изображение объекта получают на L- экране. Диафрагма Штатив Специалист L - -экран представляет собой картон, покрытый особым химическим составом, который под действием РИ начинает светиться. Это Рентгено L- я Со стороны врача экран покрыт свинцовым стеклом. L - -экран
Интенсивность свечения в каждой точке экрана пропорциональна количеству попавших на него квантов РИ. На L- экране наблюдают позитивное изображение тканей и органов, так как различные ткани ( кость и мягкие ткани) по-разному поглощают РИ. μ m = k λ 3 Z 3 μ m ( кост ) = 68 μ m ( H 2 O) На экране кости …… ТЕМНЫЕ R - скопия проводится в реальном времени Большая лучевая нагрузка на больного и врача по сравнению с другими методиками.
Современный вариант R - скопии: Рентгенотелевидение R-TV : К монитору идет рентгенотелевизионный сигнал от усилителя рентгеновского изображения ( ЭОП, УРИ). Здесь на TV экране сочетание черного, белого и 26 оттенков серого. Резко лучевая нагрузка на врача ! яркость изображения появилась возможность видеозаписи результатов обследования
Рентгенография - это метод рентгенодиагностики, при котором изображение объекта получают на специальной пленке, чувствительной к рентгеновскому излучению. Пациент располагается между рентгеновской трубкой и пленкой. Снимки проводятся в 2-х взаимно перпендикулярных проекциях : прямая и боковая. НЕГАТИВ. Кости светлые
НЕГАТИВ. Кости светлые На рентгенограмме виден кишечник, заворачивающийся петлей в грудную клетку. Диагноз: левосторонняя диафрагмальная грыжа. Чувстительность 1-2% Рентгенограмма черепа при компактной остеоме теменной
В некоторых случаях перед обследованием вводят специальное контрастное вещество Хроническая язва Разрешение 2% Малое время облучения Практически полная безопасность для врача Статичность изображения: объект нельзя проследить в динамике Рентгенологическое обследование почек желудок
Флюорография -это метод рентгенодиагностики, заключающийся в фотографировании изображения, полученного на экране, на фотопленку небольшого формата Применяют для массовых обследований населения
= послойная запись Рентгеновская томография - это метод рентгенографии отдельных слоев ! тела человека. фотопленка излучатель Эффект томографии (= различные ткани в изображении не затеняют друг друга) достигается посредством непрерывного движения излучателя(рентгеновской трубки) и пленки во взаимно противоположных направлениях.
Рентгеновская компьютерная томография ( КТ ) Компьютерная томография (КТ) – это метод рентгенодиагностики, позволяющий получить изображение поперечного слоя сечения тела человека толщиной несколько мм. При этом заданное сечение многократно просвечивается под разными углами, и каждое отдельное изображение фиксируется в памяти компьютера. Затем осуществляется компьютерная реконструкция, и появляется изображение сканируемого слоя. Разрешение 0,1% Кормак и Хаунсфилд 1979 КТ-скан грудной клетки
применяется для разрушения злокачественных опухолей. Опухоль является «мишенью», а ИИ оказывает биологическое действие: вызывает изменения ! в клетках, тканях и органах. Нарушает жизнедеятельность клеток. Рентгенотерапия Используется только для облучения поверхностно ! лежащих новообразований. В глубине доза резко падает. Большое рассеяние в здоровых тканях: на глубине 3 см остается 10% от поверхностной дозы. Рентгенотерапия
Распределение поглощенной энергии в тканях организма при воздействии разных видов излучения опухоль Рент. Гамма излучение излучение поток протонов с энергией 160 МэВ.
Радиоактивность. Закон радиоактивного распада – постоянная распада Физический смысл : Это величина, обратная времени, в течение которого число нераспавшихся ядер уменьшается в «е» раз Радиоактивность – это процесс самопроизвольного распада неустойчивых ядер с испусканием других ядер или элементарных частиц. N t N 0 N – число еще нераспавшихся ядер N 0 - исходное число ядер Т – период полураспада- это время, в течение которого количество ядер уменьшается в два раза =
Активность – это скорость распада А= А= N Измеряется в беккерелях. 1 Бк – это 1 распад в 1 секунду. Внесистемная единица: это кюри 1 Ки = 3,7•10 10 Бк Мария Склодовская Кюри 1867 - 1934
Взаимодействие α -, β -, и γ - излучений с веществом γ -излучение – частицы β - – электроны е α -частицы Тормозное рентгеновское излучение 2. Излучение Вавилова - Черенкова 3.Аннигиляция Фотоэффект Некогерентное рассеяние Образование пар электрон-позитрон Фотоядерные реакции ВОПРОС: Сколько механизмов взаимодействия с веществом у фотонного излучения? ОТВЕТ: Их 5. Еще и когерентное рассеяние, характерное только для рентгеновского излучения.
1. Фотоэффект ≥ А ион = А ион + Ион ! Е кин Фотон поглощается до 100 кэВ Взаимодействие γ - излучения с веществом Основные механизмы (Их 4) Фотоэффект Некогерентное рассеяние Образование пар электрон-позитрон Фотоядерные реакции γ -излучение это очень короткие электромагнитные волны с длиной волны λ‹ 0,1 нм
2. Некогерентное рассеяние или Комптон - эффект Происходит, когда энергия фотона А ион до 5 Мэв Ион ! λ = А ион + Е кин
3. Образование пар электрон-позитрон При энергии γ кванта 1,02 МэВ суммарной энергии покоя позитрона-электрона, взаимодействие γ -излучения с атомами вещества приводит к появлению пары электрон-позитрон > 2 mc 2 mc 2 =0,5 1 МэВ При соударении фотона с ядром образуется пара электрон-позитрон Позитрон- античастица электрона Рождение пары +
4. Фотоядерные реакции – поглощение атомными ядрами γ -квантов с испусканием протонов, нейтронов или более сложных частиц. Наблюдается редко при связи / нуклон Ионизирующая способность γ -излучения самая низкая В воздухе: 1 пара ионов на 1см Проникающая способность: очень высокая В воздухе: 100 м В биоткани : десятки см, насквозь Защита : Свинец, толстые слои земли, бетона.
Взаимодействие потока заряженных частиц Заряженные частицы представляют собой источники электрического поля, которые перемещаются среди атомов и молекул вещества. В зависимости от знака заряда при пролете частицы она испытывает электростатическое взаимодействие: притягивается или отталкивается от положительно заряженных ядер. В результате частица полностью растрачивает свою энергию и тормозится веществом. α – частицы, электроны, позитроны, протоны, е Воздействие ИИ на живые организмы связано с ионизацией, которую она вызывает в тканях.
Заряд и масса наибольшие Особенности: Движение тяжелых частиц сопровождается обширной ионизацией, возникающей в результате кулоновского взаимодействия с атомами поглощающего вещества. Эта ионизация неравномерная вдоль трека частицы. Она возрастает в сотни раз в конце пробега, образуя « пик Брегга ». α -частицы Объяснение : замедляясь, «тяжелые» частицы взаимодействуют с веществом со значительно большей вероятностью. α - частицы Взаимодействие α - излучений с веществом = ядра гелия
Несколько цифр Большая ионизирующая способность В воздухе: (2-8)•10 6 пар ионов / м В биоткани : 3•10 5 пар ионов Малая проникающая способность: альфа излучение задерживается листом бумаги. Пробег в воздухе : несколько см В биоткани 10-100 мкм Альфа- частицы
е Поток электронов Механизмы взаимодействия с веществом ( их 3) Тормозное рентгеновское излучение Рентгенограмма пальца руки при разматывании скотча Тормозное рентгеновское излучение 2. Излучение Вавилова - Черенкова 3.Аннигиляция Взаимодействие β - излучений с веществом
2. Излучение Вавилова - Черенкова Возникает при движении электрона со скоростью большей, чем скорость света в этой среде Излучение Вавилова-Черенкова ( синее свечение) в охлаждающей жидкости реактора
-это явление, при котором вместо пары электрон-позитрон образуются 2 γ – кванта с энергией не менее 0,51 МэВ 3. Аннигиляция уничтожение
Бета-частицы - Ионизирующая способность 10 6 пар ионов / м Проникающая способность: В биоткани 10 мм Защита : AL, оргстекло Электроны или позитроны
Механизмы действия ионизирующих излучений на организм человека « Радиация по самой своей природе вредна для жизни ». Зубр Это поражающее действие.
Радиационное поражение имеет 4 стадии Физическая стадия. Длится 10 -13 с Происходит поглощение энергии молекулами структур клетки. Образуются ионизированные и возбужденные молекулы = активные центры. 2. Физико-химическая стадия действия излучения. Длится 10 -9 с Это различного рода реакции. Происходит разрушение биологических молекул, их конформационная перестройка, образование свободных радикалов, обладающих высокой химической активностью.
3. Биохимическая стадия действия излучения Длится до 1 с Происходят реакции химически активных веществ с различными биоструктурами. Отмечается деструктуризация и образование новых соединений, не свойственных облучаемому организму. Нарушение обмена веществ с изменением соответствующих функций ПРИМЕР: Нарушение синтеза белков, АТФ. 4. Биологическая стадия = клиническая стадия. Длится от нескольких секунд до нескольких десятилетий. На этой стадии возникают видимые радиационные поражения.
Основные механизмы радиационных поражений 1. Теория «мишени» В живой клетке имеется определенный чувствительный объем – мишень. Это может быть ядро, ядрышко или ген. Попадание в мишень вызывает гибель клетки. 2. Теория косвенного действия Косвенное действие – это изменение молекул в растворе, вызванные продуктами радиолиза ( повреждение) воды, а не энергией излучения, поглощенной самими исследуемыми молекулами. • мишень мишень
3. Теория прямого действия Причиной поражающего действия ИИ является прямое воздействие на органические ! молекулы живого субстрата: нуклеиновые кислоты, белки, липиды и др. Изменения возникают в результате поглощения энергии излучения самими исследуемыми молекулами-мишенями, что приводит к нарушению целостности структуры клетки. Возникают свободные радикалы органических молекул. Они не свойственны организму в норме и поэтому резко изменяют нормальный метаболизм. • Органическая молекула
4. Теория цепных процессов При тотальном облучении всего организма при воздействии свободных радикалов окисление фосфолипидов может приобрести цепной характер. Среди продуктов распада фосфолипидов появляются новые свободные радикалы, которые поддерживают биохимические реакции и после окончания облучения. Свободные радикалы в теле человека представлены активными формами кислорода, являются побочными продуктами процессов, протекающих в митохондриях.
I. Диагностика II. Терапия Гамма-топограф Радоновая Позитрон-эмиссионная томография Авторадиография Ионная медицинская радиография Биофизические основы использования радионуклидов в медицине
Радионуклидная диагностика = метод меченых атомов 1885-1966 1943 г Дьердь де Хевеши Радионуклидная диагностика - это способ лучевого исследования функционального и морфологического состояния органов с помощью соединений, меченых радионуклидами. Эти соединения, используемые для медицинских целей, называют радиофармацевтическими препаратами Молекула этого вещества содержит и радионуклид и химическое вещество, которое разрешено для введения человеку с диагностической целью.
Терминология: радионуклиды – это нестабильные радиоактивные атомы с малым периодом полураспада. Они спонтанно распадаются с выделением энергии. В природе их нет, поэтому их получают искусственно в ускорителях. Радионуклид должен обеспечивать минимальное облучение и отображать состояние исследуемого органа. Концентрируется в щитовидной железе
Суть радионуклидной диагностики in vivo : В организм больного вводят радионуклиды, которые избирательно накапливаются отдельными органами. Там они распадаются ! и испускают ИИ, которое надо зарегистрировать = визуализировать = обнаружить области их концентрации по ИИ = создать картину пространственного распределения введенного радионуклида в организм. Возможность изучения физиологических функций параллельно с определением топографо-анатомических параметров Кроме этого проводят тесты in vitro : измеряют радиоактивность проб жидкостей и тканей человеческого организма- это кусочки тканей, кровь и выделения больного.
Гамма-топограф= сцинтиграф Гамма-топограф – это сканирующий счетчик (сцинтилляционный детектор), движущийся над телом и фиксирующий в каждой точке интенсивность излучения, введенного в организм пациента радиофармацевтического препарата + ФЭУ, куда поступают электрические импульсы.
Результаты измерения, показывающие содержание радиоактивного элемента в объекте, получают в виде кривых или наглядного изображения. Радиоактивный йод дают натощак и через сутки проводят сцинтиграфию. Метастазы в костных тканях
Сцинтиграфия миокарда с помощью таллия хлорида основана на том, что таллий накапливается,в основном, в здоровом миокарде. Таллий вводят внутривенно и при нормальном коронарном кровоснабжении миокард захватывает до 90% таллия. Если же кровоток нарушен, то уровень таллия на этом участке заметно снижен.
Авторадиография Пленка с чувствительной к радиоактивному излучению фотоэмульсией накладывается на поверхность или срез объекта, содержащего радиоактивные метки. Радиоактивные вещества, содержащиеся в объекте, как бы сами себя фотографируют (отсюда название). После проявления места затемнения на пленке соответствуют локализации радиоактивных частиц. Авторадиография - это выявление радиоактивно меченых молекул(ДНК, РНК или белков), основанный на их способности воздействовать на фотопленку. фотопленка Биоткань • • • Радиоактивные метки Следы от радиоактивного излучения
Ионная медицинская радиография Суть : пробег тяжелых заряженных частиц ( альфа, протонов) зависит от плотности вещества. Регистрируют поток до и после прохождения объекта и получают сведения о средней плотности мягких тканей вещества ПЭТ=позитронно-эмиссионный томограф В основе ПЭТ : регистрация двух противоположно направленных гамма - квантов, одинаковых энергий, возникших в результате аннигиляции. В организм пациента вводят позитронноизлучающий радионуклид 11 С Т=20,4 мин е е
ПЭТ Рак Оценка распространения рака и наличия метастазов В постинфарктном периоде можно отличить живые участки миокарда от необратимых изменений Оценка функциональных изменений головного мозга при сосудистых заболеваниях. Оценка эффективности химиотерапии
Радоновая терапия Радоновая терапия = альфа -терапия метод лечения с применением радона и радоновых вод. 222 86 Инертный газ радон без цвета, вкуса и запаха используют для Поверхностного воздействия на кожу (ванна) Органы пищеварения (питье) Дыхания (ингаляции) Выход радоновых вод на поверхность Действующий фактор: растворенный в воде инертный газ радон, распад которого сопровождается альфа-излучением. Период полураспада 3,825 суток.
Железноводск Пятигорск Активность радона в используемой минеральной воде должна быть больше 37 Бк / л. Стимулирует функцию коркового слоя надпочечников. Изменяет проницаемость гематоэнцефалического барьера Усиливает процессы торможения !
54% дозы облучения каждого жителя Земли дает радон.
Дозиметрия ионизирующего излучения Дозиметрия – это раздел ядерной физики, в которой изучаются величины, характеризующие действие ИИ на вещество, а также методы и приборы для их измерения. Дозиметрия возникла из необходимости количественной оценки действия ИИ.
Поглощенная, экспозиционная и э квивалентная дозы Доза Поглощенная Грей англ. радиолог 1901-1965 - отношение энергии, поглощенной облучаемым веществу к массе вещества в этом объеме. Экспозиционная - мера ионизации воздуха рентгеновскими или γ - лучами. Только для фотонного излучения рентген Кл кг Р грей Кл кг 1рад = 10 -2 Гр
-это физическая величина, равная отношению суммарного заряда q всех ионов одного знака, созданных в воздухе при нормальных условиях к массе воздуха m в этом объеме. Экспозиционная доза Х Внесистемная единица рентген: При экспозиционной дозе в 1 Р в 1 см 3 сухого воздуха при нормальных условиях в результате полной ионизации образуется 2,08•10 9 пар ионов Связь между поглощенной и экспозиционной дозами f –переходной коэффициент f = 36,8 f = 1 рад рентген Для воды и мягких тканей Дж Кл рад Р
Эффект действия радиоактивных излучений на организм человека зависит от: Величины поглощенной энергии на 1 кг, то есть от поглощенной дозы D Вида действующего излучения Принято сравнивать биологические эффекты, вызываемые любыми ИИ с эффектами от фотонного излучения (рентгеновского и гамма) с энергией 200 кэВ
Эквивалентная доза Это доза, полученная живым объектом с учетом коэффициента качества данного конкретного вида излучения. Эквивалентная доза H – это произведение поглощенной дозы D на коэффициент качества K. = зиверт Внесистемная единица бэр (биологический эквивалент рада): Дж кг Зв 1 бэр = 10 -2 Зв
Коэффициент качества или ОБЭ – относительная биологическая эффективность излучения Он характеризует способность данного вида излучения повреждать ткани организма, те есть характеризует способность ИИ к ионизации. Величина безразмерная. Вид излучения К Рентгеновское, γ - и β -излучения Тепловые нейтроны ( ~ 0,01 эВ) Нейтроны Протоны α -излучение 1 3 7 10 20
Физический смысл коэффициента качества ионизирующего излучения Коэффициент качества ИИ показывает, во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем действие фотонного излучения ( рентгеновского или γ ) при одинаковой поглощенной дозе ВОПРОС: Что означает коэффициент качества альфа- излучения равен 20? Это означает, что при одинаковой поглощенной дозе α – излучение в 20 раз радиационно более опаснее, чем рентгеновское или γ
Защита от ионизирующего излучения Защита от ИИ – это совокупность мер, обеспечивающих защиту от негативных последствий излучения и некоторых способах уменьшения дозы облучения. Различают три вида защиты : Временем Расстоянием Материалом k γ – гамма - постоянная радионуклида Необходимо находиться как можно дальше от источника излучения и по возможности меньшее время. Защита материалом основана на различной способности веществ поглощать ИИ.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) Задача СИЗ : предотвратить попадание радиоактивных веществ на кожу, в органы дыхания ( используется респиратор) и пищеварения И, следовательно, свести к минимуму дозу облучения.
Используются радиопротекторы - это вещества, ослабляющие воздействие на организм радиоактивного излучения. В состав радиопротекторов входят соединения, вызывающие гипоксию. Они блокируют свободные радикалы, возникающие в процессе облучения. При недостатке кислорода в тканях (гипоксии) поражающее действие ИИ Наиболее эффективны радиопротекторы, содержащие серу ( один класс ) и биогенные амины ( другой класс ), а также витамины, коферменты, нуклеиновые кислоты и т.п.
Биологические протекторы : Женьшень, Китайский лимонник, Яды змей
Мощность дозы N – это доза, полученная объектом за единицу времени Повторение Дж кг Гр рад Р Кл кг Гр с рад с кг Вт Р с кг А
Связь мощности экспозиционной дозы и активности Активность радиоактивного элемента = скорость распада = =число распадов в единицу времени. Повторение Единицы активности : беккерель [ Бк ], 1Бк = 1с -1 кюри [ К u], 1К u = 3,7 • 10 10 Бк Мощность эксп.дозы Для точечного источника излучения мощность экспозиционной дозы прямо пропорциональна активности А радионуклида и обратно пропорциональна квадрату расстояния r от источника до точки облучения. k γ – гамма - постоянная радионуклида
Естественный фон – эквивалентная доза 1,25 мЗв / год ( 125 мбэр / год ). Предельно допустимая доза ПДД при профессиональном облучении 0,05 Зв ( 5 бэр в год). ПДД – это наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при котором равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Несколько цифр: Для сравнения: В Японии 0,14 мкЗв (1мкЗв – это миллионная часть зиверта ) Делаем рентгенограмму – 100 мкЗв Летальная доза от γ – излучения: 6 Зв (600 бэр). Допустимая доза облучения с целью диагностики - 15мЗв / год
Средние годовые эффективные эквивалентные дозы облучения от естественных и техногенных источников радиации мЗв мЗв мЗв мЗв
Летальные дозы Летальная доза - это доза, при которой организм мгновенно погибает, хотя энергия, поглощенная при этих дозах очень мала и вызовет нагрев только на 0,001 0 С Для человека – 6 Гр или 600 Р Для мышей 650 Р Для змей 20 кР 100 кР биообъекты, которые появились на Земле раньше других, выдерживают более высокие дозы радиации, чем высокоорганизованные Вывод:
Радиорезистентные ткани = наиболее устойчивые к радиации Нервная ткань – самая устойчивая Хрящевая ткань до 70 Гр Костная ткань Мышечная Соединительная Почки Легкие Печень Кожа
Радио не устойчивые = наиболее чувствительные к действию радиации 1. Костный мозг - кроветворные органы При дозе 0,5 Гр через сутки сокращается число лимфоцитов, через 2 недели – число эритроцитов 2. Половые железы Семенники 0,1 Гр – временная стерильность 2 Гр – постоянная стерильность 3. Хрусталик 4. Детский организм
