- •В.П. Петров, а.В. Илатовский, е.Г. Сухотерина, д.М. Сухотерин, и.А. Магдич радиобиология
- •Введение
- •Глава 1. Введение в радиобиологию. Основы биологического действия ионизирующих излучений
- •1.1. Медицинская радиобиология: предмет, цели и задачи.
- •1.2. Источники контакта человека с ионизирующими излучениями
- •1.3. Виды ионизирующих излучений и их свойства
- •Свойства электромагнитных ионизирующих излучений
- •1.4. Количественная оценка ионизирующих излучений: основы дозиметрии
- •Редкоионизирующие и плотноионизирующие излучения
- •Основные дозиметрические величины и единицы их измерения
- •1.5. Радиоактивность. Параметры радиоактивного распада
- •1.6. Радиобиологические эффекты: определение, классификация
- •1.7. Стадии действия ионизирующих излучений на организм. Молекулярные механизмы лучевого повреждения биосистем
- •Основные стадии в действии излучений на биологические системы
- •1.8. Реализация радиобиологических эффектов на клеточном уровне: реакции клеток на облучение.
- •1.9. Радиочувствительность органов и тканей. Правило Бергонье и Трибондо
- •Глава 2. Лучевые поражения в результате внешнего общего облучения. Острая лучевая болезнь
- •2.1. Классификация лучевых поражений в результате внешнего облучения в зависимости от вида и условий воздействия
- •2.2. Острая лучевая болезнь
- •2.2.1. Костномозговая форма острой лучевой болезни
- •2.2.2. Кишечная форма острой лучевой болезни
- •2.2.3. Токсемическая (сосудистая) форма острой лучевой болезни
- •2.2.4. Церебральная форма острой лучевой болезни
- •Клинические формы и степени тяжести острой лучевой болезни, вызванной общим внешним относительно равномерным облучением
- •2.3. Особенности поражений нейтронами
- •2.4. Отдаленные последствия общего облучения
- •Глава 3. Поражения в результате внутреннего радиоактивного заражения
- •3.1. Кинетика радионуклидов в организме
- •3.2. Поражения радиоактивными веществами при их попадании внутрь организма
- •3.3. Профилактика поражения радионуклидами. Специальные санитарно-гигиенические и профилактические медицинские мероприятия
- •3.4. Медицинские средства защиты и оказания первой помощи при поражении радиоактивными веществами
- •Глава 4. Комбинированные радиационные поражения
- •Глава 5. Сочетанные радиационные поражения
- •Глава 6. Местные лучевые поражения
- •6.1. Местные лучевые поражения кожи: общая характеристика
- •6.1. Местные лучевые поражения слизистых оболочек
- •Глава 7. Медицинские средства противо - радиационной защиты
- •7.1. Предназначение медицинских противорадиационных средств.
- •7.2. Перечень и характеристика медицинских противорадиационных средств Средства профилактики острой лучевой болезни радиопротекторы
- •7.3. Средства профилактики внутреннего облучения
- •7.4. Средства профилактики и купирования первичной реакции на облучение
- •7.5. Средства профилактики психоэмоционального напряжения
- •7.6. Средства профилактики ранней преходящей недееспособности
- •7.7. Средства раннего (догоспитального) лечения острой лучевой болезни Средства симптоматической терапии
- •7.8. Средства ранней патогенетической терапии
- •7.9. Средства повышения неспецифической резистентности организма
- •7.10. Схема применения медицинских средств защиты от радиационных поражений при ликвидации последствий радиационных аварий в период кратковременной стабилизации обстановки
- •7.11. Средства санитарной обработки
- •Глава 8. Средства и методы радиационной разведки и контроля
- •8.1. Методы измерений ионизирующих излучений
- •8.2. Средства радиационной разведки и радиометрического контроля
- •8.3. Оценка радиационной обстановки
- •Глава 9. Специальная обработка
- •Заключение
- •Список литературы
- •Оглавление
- •Глава I. Введение в радиобиологию. Основы биологического действия
- •Глава 2. Лучевые поражения в результате внешнего общего облучения.
- •Глава 3. Поражения в результате внутреннего радиоактивного заражения………………………………………………………………………………….32
- •Глава 8. Средства и методы радиационной разведки и радиометрического контроля……………………………………………………………………………59
- •Глава 9. Специальная обработка………………………………………………65
1.4. Количественная оценка ионизирующих излучений: основы дозиметрии
Дозиметрия - это совокупность методических подходов, позволяющих выявлять и количественно оценивать уровень ИИ. Для количественной характеристики уровня лучевого воздействия введено понятие дозы излучения. Применяются три основных вида дозы - экспозиционная, поглощённая и эквивалентная.
Экспозиционная доза (X) -количество ИИ, “падающего” на поверхность облучаемого объекта (тела). Физическим смыслом экспозиционной дозы является суммарный заряд ионов одного знака, образующихся при облучении воздуха в его единичной массе:
X = dQ/dm,
где dQ - суммарный заряд всех ионов одного знака, возникающих в воздухе, dm - масса воздуха в этом объёме.
В системе СИ единицей экспозиционной дозы является кулон, делённый на килограмм (Кл/кг). В повседневно практике чаще применяется внесистемная единица экспозиционной дозы рентген (Р), соответствующая образованию 2,1 • 109 пар ионов в 1 см3 сухого воздуха при нормальных условиях. 1Кл\кг = 3876 Р; 1Р = 2,58 х 10 -4 Кл/кг.
Следует понимать, что изменения, вызываемые излучением в воздухе и в других средах, например в органах и тканях организма, качественно и количественно различны. Это противоречие можно частично преодолеть через параметр “поглощенная доза”.
Поглощенная доза (D) - количество ИИ, поглощенного объектом (органом, телом). Физический смысл поглощённой дозы - количество энергии, передаваемой излучением единичной массе вещества:
D = dE/dm,
где dE - энергия излучения, поглощённая малой массой вещества dm.
В системе СИ поглощённую дозу выражают в греях (Гр). 1Гр = 1Дж/кг. Часто пользуются внесистемной единицей поглощённой дозы - рад (аббревиатура “radiation absorbed dose”). 1 Гр равен 100 рад.
Непосредственно измерить биологически значимые величины поглощённых доз для разных тканей и органов практически не возможно.
Так, при общем облучении человека массой 70 кг в смертельной дозе 4 Гр его телу сообщается энергия 300 Дж. Этой энергии достаточно для нагревания стакана воды на 1 °С, а температура тела увеличится лишь на 0,001°С.
Методическим подходом для определения поглощенной дозы выступает расчетный метод. Непосредственно измеряется экспозиционная доза ИИ, а поглощённая доза рассчитывается с учётом свойств облучаемой среды, который находит свое отражение в эмпирически установленном коэффициенте поглощения. В воздухе 1 рентген соответствует 0,89 рад, а в тканях организма, в среднем 0,95 рад.
Редко - и плотноионизирующие излучения
Различные ИИ вызывают в биосистемах количественно различные эффекты даже при одинаковой поглощённой дозе. Изменения молекул сводятся к ионизации или возбуждению и определяют биологический эффект ИИ. Однако при одном и том же количестве энергии, микропространственное распределение этой энергии в облучённом объёме различно. Это различие определяется проникающей способностью различных видов ИИ. Косвенно проникающая способность может быть оценена через параметр “линейная передача энергии (ЛПЭ)” - количеством энергии, передаваемой частицей веществу в среднем на единицу длины пройденного в нём пути:
ЛПЭ = dE/dx,
где Е - энергия частицы (эВ); х - путь частицы (мкм).
В зависимости от величины ЛПЭ, все ионизирующие излучения делят на редко - и плотноионизирующие.
Редкоионизирующие излучения отличаются сравнительно высокой проникающей способностью, и, в силу этого, их энергия распределяется в объёме облучаемых тел более равномерно, чем в случае воздействия плотноионизирующих ИИ. С величиной ЛПЭ прямо связана и относительная биологическая эффективность (ОБЭ) излучения в отношении микроскопичесих биообъектов.
При воздействии на вещество нейтронов образуются ядра отдачи, величина ЛПЭ которых велика. Поэтому и нейтроны относят к плотноионизирующим ИИ. Вместе с тем, нейтроны обладают и большой проникающей способностью; образующиеся при их действии плотноионизирующие частицы возникают на разной глубине в толще облучаемого объекта.
Для малоразмерных биологических объектов (например, для клеток), при воздействии на них излучения с большим ЛПЭ (малой проникающей способностью) возникает большее число актов ионизации и возбуждения в пределах конкретного биообъекта (клетки). Соответственно, большим оказывается и повреждающий эффект плотноионизирующих излучений в отношении клетки и ее структур. Данное различие выражается величиной относительной биологической эффективности (ОБЭ). Для рентгеновского и γ-излучения её принимают равной 1. Для каждого из остальных ИИ значение ОБЭ рассчитывают как отношение поглощённой дозы рассматриваемого ИИ к поглощенной дозе рентгеновского при равном биологическом эффекте этих излучений. Значения ОБЭ для некоторых видов ИИ: альфа -излучение - 20, бета-излучение - 1, нейтроны быстрые - 10, нейтроны медленные - 3. Это значит, что при равных дозах α - излучение в 20 раз “опаснее” для клетки, чем рентгеновское излучение.
Таблица 2