Физика ответы на экзаменационные вопросы стомат

Ответы на экзаменационные вопросы

V V n0 nиссл. где

V0 - объем введенного меченого раствора;

nиссл. – активность крови взятой в том же количестве.

При контроле работы сердца в вену вводят эритроциты, меченые Сr 31 и измеряют радиоактивность в аорте.

27. Дозиметрия ионизирующего излучения. Поглощённая и экспозиционная дозы. Мощность дозы. Коэффициент качества. Эквивалентная доза облучения.

Основные дозиметрические характеристики ионизирующего излучения:

1.Средняя удельная ионизация ( S )

2.Линейная передача энергии (ЛПЭ)

3.Средняя линия свободного пробега ( R )

Удельная ионизация характеризует ионизирующую способность излучения и определяется средним значением количества пар ионов, образованных на 1 см пробега частицы в данной среде (см-1).

В процессе ионизации атомов и молекул энергия излучения передается облученному веществу. ЛПЭ определяет величину средней энергии, переданной веществу на единицы длины пути частицы.

ЛПЭ dEdl (Дж/м)

В результате взаимодействия ИИ с веществом энергия ионизирующих частиц уменьшается до тех пор, пока она не станет соизмеримой с энергией теплового движения молекул. При этом частицы проходят определенный путь в веществе, с которым они взаимодействуют. Этот путь характеризуется средней длиной свободного пробега в данном веществе (м).

Все эти величины связаны между собой (чем больше S , тем больше

величина ЛПЭ и тем меньше R ). Они зависят от массы частицы, ее заряда и первоначальной энергии.

Поглощенная доза – отношение энергии, переданной ИИ веществу к массе этого вещества.

28. Закон ослабления интенсивности узкого пучка фотонного моноэнергетического излучения. Вероятностный смысл линейного коэффициента ослабления. Ослабление немоноэнергетического излучения, понятие об эффективном линейном коэффициенте ослабления. Коэффициент однородности.

В клинической дозиметрии, наряду с основной задачей поражения опухоли, необходимо обеспечить щадящую лучевую нагрузку на окружающие здоровые органы и ткани (особенно на жизненно важные органы). Это требует соответствующего плана лучевого лечения. Для решения этой задачи необходимо знать пространственное распределение доз (дозное поле) – D (X,Y,Z). Это очень сложная задача для таких гетерогенных объектов, как тело человека. Решение ее выходит за рамки данного курса.

Однако при допущении, что пучок является узким и моноэргическим (hν=const), эта задача может быть решена достаточно просто. В этом случае закон ослабления ИИ описывается тем же соотношением, что и закон Бугера-Ламберта-Бера для электромагнитного излучения видимой области спектра.

Выведем этот закон. Пусть N число фотонов в приблизительно выбранной точке X в поглотителе, N – изменение их числа при прохождении слоя поглотителя толщиной X.

Очевидно, что N≈N и N≈ΔX.

Объединив эти закономерности, получим, что N≈N X, переходя к

знаку равенства, запишем:

N N X ,где

– коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом линейного ослабления, величина которого зависит от свойств ве-

щества (Z) и энергии фотонов h . Величина коэффициента линейного ослабления может быть определена из полученного выражения:

N 1 N X

Из теории вероятности известно, что отношение N при больших

N

значениях N является вероятностью некоторого события. Следовательно, линейный коэффициент ослабления характеризует вероятность для каждого фотона вступать во взаимодействие с определенным поглощающим веществом единичной толщины. Он показывает, какая часть фотонов от их общего числа выводится из пучка после прохождения

слоя данного поглотителя толщиной 1 см. Если =0,12 см-1 , то из это-

го следует, что 0,12 (или12%) всех фотонов вступили во взаимодействие при прохождении 1 см данного поглотителя.

Поглотитель толщиной X уменьшает число фотонов в пучке в результате взаимодействия с атомами и электронами вещества. Если бы

104

Ответы на экзаменационные вопросы

удалось сжать этот слой наполовину (соответственно в 2 раза возрастает плотность), то он имел бы тоже число электронов и поглотил бы ту же часть излучения, но его линейный коэффициент ослабления был бы в два раза большего, чем ранее. Следовательно, линейный коэффициент ослабления зависит от плотности вещества, чтобы исключить эту зави-

симость, вводят понятие массового коэффициента ослабления, кото-

рый равен линейному коэффициенту, деленному на плотность поглотителя:

m ;

Тогда, dN NdX

Решив уравнение, получим, N Ce x

Зададим начальные условия: при x=0 N=No, тогда

N No e x

учитывая, интенсивность моноэргического излучения I EN

I Io e x

Так как величина дозы (и экспозиционной, и поглощенной) пропорциональна интенсивности, то изменение дозы излучения с глубиной поглотителя также описывается экспоненциальным законом

D Do e x

Слой половинного ослабления.

Проникающую способность вещества принято характеризовать величиной слоя половинного поглощения 1/2

1/2 – это толщина поглотителя, уменьшающая интенсивность или дозу излучения в 2 раза.

Итак, при X= 1/2 D Do / 2

D20 Do e 1/ 2

Прологарифмируем, ln 12 1/ 2

Полученное соотношение I Io e x справедливо только для моно-

эргического излучения.

Для тормозного излучения это выражение применимо только для плотности интенсивности I(E),

I (E) Io (E)e ( Е ) x , где μ(E) – коэффициент линейного ослабления для фотонов с энергией Е.

105

Ответы на экзаменационные вопросы

Характеристикой степени однородности тормозного излучения яв-

ляется коэффициент однородности (Ко)

1/2 - слой половинного ослабления

1/4 - слой, ослабляющий излучение в 4 раза

29.Основные механизмы радиационных поражений (теория мишени, теории прямого и косвенного действия, теория цеп-

ных процессов).

Стадии воздействия:

1.Физическая (длительность 10 16 10 12 сек) – ионизация вещества

2.Физико-химическая (длительность10 12 10 6 сек) – образование активных химических реагентов (свободных радикалов, ионов и тд.)

3.Биохимическая (длительность10 6 10 3 сек) – взаимодействие активных реагентов с органическими соединениями клетки.

4.Клиническая (длительность от 10 3 сек до выздоровления или смерти) – симптомы лучевой болезни.

Правило Бергонь и Трибандо: р адиа цио нна я чувс твите л ь -

но с ть кле то к тем выше , чем чаще о ни де лятс я и чем м е н ьше их диффере нциро вка

.

Основные механизмы радиационных поражений.

1 . Теория мишени .

В пользу этой теории говорит то, что ионизирующее излучение воздействует на малую, но значительную часть клетки.

107

100%

D

Одно попадание

100%

D

2-3 попадания

Рис. 42. Кривые дозы смертности.

«Против»: Явление отдаленной гибели клеток.

2.Теория прямо го воздейст вия . Эта теория предполагает, что ионизирующее излучение воздействует на органические вещества внутри клеток, но клетка в основном состоит из воды, что приводит к

3.Теории косвенного воздействия . Ионизирующее излучение действует на молекулы воды. Клетка отравляется продуктами радио-

лиза воды (Н2О2).

«За» - гипоксия уменьшает воздействие ионизирующего излучения «Против» - клиническая картина отравления Н2О2 не совпадает с

клинической картиной лучевой болезни.

4.Теория цепных процессов . Ионизирующее излучение разрушает липиды клеточной мембраны с образованием свободных радикалов, которые в свою очередь разрушает липиды клеточной мембраны с образованием новых свободных радикалов и тд.

108