1. Рентгенотерапия

2. Радиационная терапия

   1. Гамма-излучение

   2. Альфа-излучение

   3. электроны

   4. протоны

При действии на вещество ионизирующее излучение ионизирует его, в нём происходит образование высоко активированных продуктов, что ведёт к разрушению тканей.

В основном рентгенотерапия применяется для удаления злокачественных опухолей, расположенных глубоко. Наружные ткани не повреждаются (повреждаются в меньшей степени).

Альфа-терапия – введение альфа-частиц внутрь организма. Например, радоновая терапия – лечение минеральными волами, содержащими радиоактивные изотопы радона и его дочерние продукты. В данном случае воздействие может быть различным: на кожу (ванны), на органы пищеварения (питьё), на органы дыхания (ингаляции).

Возможно также введение лекарственного препарата непосредственно внутрь органа, и образование там альфа-частиц при облучении нейтронами.

Электроны и протоны разгоняются в специальных ускорителях и повреждают ткани глубинных опухолей.

Элементы квантовой биофизики.

Квантовая биофизика рассматривает на молекулярном уровне процессы, протекающие в живых организмах при взаимодействии с электромагнитном излучением. Теоретическая основа квантовой биофизики – квантовая механика (наука о движении микрочастиц). Начало квантовой механики – идея Планка (1900 год) о прерывистости излучения и распространения света. Развитие этой идеи – постулаты Бора, фундамент современной квантовой механики.

Излучение и поглощение света атомами и молекулами.

Внутренняя энергия атома и молекулы дискретна, или квантуется, т.е. она может принимать лишь определённые значения, или уровни. Энергетический уровень с наименьшей энергией – основной. Остальные энергетические уровни – возбуждённые.

Каждому энергетическому уровню соответствует определённое стационарное состояние частицы. В стационарном состоянии частицы её энергия не меняется. При переходе из одного стационарного состояния в другое (в системе энергетических уровней) её энергия изменяется на строго определённую величину – квант:

, где - постоянная Планка (универсальная постоянная излучения).

Энергетические уровни атома. Квантовые числа.

Состояние атома можно охарактеризовать через состояние его электронов. Электрон – движущаяся заряженная частица, поэтому для его характеристики необходимы четыре величины: два механических момента импульса и два магнитных момента.

Орбитальный момент импульса и орбитальный магнитный момент обусловлены вращением электрона вокруг ядра.

Собственный момент импульса (спин) и спиновой магнитный момент обусловлены вращением электрона вокруг собственной оси.

С моментами связаны квантовые числа. Их также четыре:

1. Главное квантовое число: n = 1, 2, 3,… (числа натурального ряда). Характеризует местонахождение электрона в атоме, его удалённость от ядра. В модели Резерфорда-Бора определяет радиусы круговых орбит вращения электронов вокруг ядра. Радиусы должны удовлетворять условию квантования (орбитальный момент импульса электрона кратен постоянной Планка):

, где

m – масса электрона,

v_n – скорость электрона на данной орбите,

r_n – радиус орбиты.

Чем больше n, тем дальше от ядра орбита, больше скорость и энергия электрона на этой орбите и энергия атома в целом.

Боровская модель атома – удобное приближение, однако на самом деле невозможно точно указать одновременно энергию электрона и его местонахождение.

Электронная орбита – лишь наиболее вероятная область локализации электрона в атоме.

Совокупность всех электронов с одинаковым квантовым числом n – электронный слой. Изменение n – переход из одного электронного слоя в другой.

2. Орбитальное квантовое число: l = 0, 1, 2, …, n-1 (целые числа от нуля до «n-1»). В рамках Боровской модели характеризует форму электронной орбиты.

3. Магнитное квантовое число: m_l = 0, 1, 2, … n. Характеризует пространственное расположение орбиты, определяет проекцию орбитального магнитного момента электрона на вектор напряжённости внешнего магнитного поля.

4. Спиновое квантовое число: m_s = ½. Определяет проекцию спинового магнитного момента электрона на вектор напряжённости внешнего магнитного поля.

При изменении любого из четырёх квантовых чисел меняется энергетическое состояние как электрона, так и атома в целом.

Система энергетических уровней и подуровней молекулы.

Внутренняя энергия молекулы включает следующие составляющие:

1. Энергия движения электронов в атомах (E_эл)

2. Энергия колебательного движения атомов в молекуле (Е_кол)

3. Энергия вращательного движения самой молекулы как целого (Е_вр)

Е_м = Е_эл + Е_кол + Е_вр

Энергия колебательного и вращательного движения тоже квантуется, следовательно, у молекулы появляются дополнительные энергетические подуровни:

вр.

кол.

эл.

кол.

вр.

Кванты уменьшаются в ряду: Е_эл → Е_кол → Е_вр. Поэтому радиоволны СВЧ-диапазона и дальний ИК-свет возбуждают лишь переходы между вращательными уровнями. Близкий ИК-свет – переходы между колебательными и вращательными уровнями. В области видимого и УФ-света – все три вида переходов (между электронными, колебательными и вращательными уровнями).