17. Коэффициент радиационного риска. Эффективная эквивалентная доза. Естественный радиационный фон. Защита от ионизирующих излучений. Использование радионуклидов и нейтронов в медицине.

Естественный фон – эквивалентная доза

1,25 МЗв/год (125 мбэр/ год).

ЗАЩИТА ОТ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ:

• Различают три вида защиты: защита временем, расстоянием и материалом.

• Защита материалом основывается на различной способности веществ поглощать разные виды ионизирующего излучения.

• Защита от α-излучения проста: достаточно листа бумаги или слоя воздуха толщиной в несколько сантиметров, чтобы полностью поглотить α-частицы. Однако, работая с радиоактивными источниками, следует остерегаться попадания α-частиц внутрь организма при дыхании или приеме пищи.

• Для защиты от β-излучения достаточно пластин из алюминия, плексигласа или стекла толщиной в несколько сантиметров. При взаимодействии β-частиц с веществом может появиться тормозное рентгеновское излучение, а от β⁺-частиц - γ-излучение, возникающее при аннигиляции этих частиц с электронами.

• Наиболее сложна защита от нейтрального излучения: рентгеновское и γ-излучения, нейтроны. Эти излучения с меньшей вероятностью взаимодействуют с частицами вещества и поэтому глубже проникают в вещество.Защита от нейтронов наиболее сложна. Быстрые нейтроны сначала замедляют, уменьшая их скорость в водородсодержащих веществах. Затем другими веществами, например кадмием, поглощают медленные нейтроны.

Методы радиационной медицины

Группа методов основана на применении ионизирующего излучения радионуклидов для биологического действия с лечебной целью. Так, для лечения онкологических заболеваний применяют методы лучевой радиоизотопной терапии. Эти методы используют гамма-излучение с высокой энергией. В лучевой терапии используются также потоки тяжелых заряженных частиц.

Радионуклидная диагностика

Методы радионуклидной диагностики основаны на том, что в кровь, дыхательные пути, пищеварительный тракт человека вводятся вещества, содержащие радионуклиды, являющиеся источниками внутреннего радиоактивного излучения, чаще всего гамма-излучения. Эти вещества избирательно накапливаются в том или другом органе и их называют радиофармпрепаратами.

Радиофармацевтический препарат (РФП) — это химическое соединение, содержащее в своей молекуле радиоактивный нуклид.

Это вещество разрешено для введения человеку с диагностической целью.Радиоактивные изотопы, таким образом, являются «метками», по которым можно судить о наличии тех или иных препаратов в органе.

Радионуклидные диагностические исследования проводятся для достижения двух целей:

• оценки функции органа или системы и ее изменения при заболеваниях;

• получения анатомического изображения органов.

В зависимости от поставленной цели выделяют два способа проведения радиоизотопных исследований:

исследование функционального состояния органа. В этом случае радиоактивные гамма-кванты от радионуклидов, поступающих в течение заданного времени в орган с РФП, регистрируются одним или несколькими счетчиками. Сигналы счетчиков передаются на компьютерное устройство, и на экране монитора фиксируется кинетика поступления РФП в орган —N(t), где N — число гамма-квантов, регистрируемых за 1 секунду,t— время измерения величины N.

Методы радиоизотопной терапии

Гамма-терапия— это метод лечения онкологических заболеваний с помощью гамма-излучения.

Жесткое излучение гамма-фотонов с энергиями до 35 МэВ получают на бетатронах. Такое излучение отдает максимум своей энергии на глубине 6—8 см.

Эта важная особенность действия жесткого электромагнитного излучения позволяет воздействовать на глубоко расположенные структуры без повреждений промежуточной ткани.

Одним из перспективных направлений терапии ионизирующими излучениями является «протонная терапия».

Типичные энергии протонов в пучках, используемых в терапии, составляют 150—250 МэВ. Отдача энергии, т. е. выделение максимальной дозы может быть реализовано на глубине нескольких сантиметров в локальной области 3—5 мм.

Именно это свойство пучков заряженных частиц делает их применение в терапии весьма перспективным и интенсивно развивающимся направлением.

Лечение протонными пучками на сегодняшний день осуществляется более чем в 20 лечебных центрах в мире, в том числе в России (ИТЭФ, ОИЯИ г. Дубна, центр в Гатчине).

Применяют также радоновую терапию:минеральные воды, содержащие²²²Rnи его продукты, используются для воздействия на кожу (радоновые ванны), органы пищеварения (питье), органы дыхания (ингаляция).

Для лечения онкологических заболеваний применяют α-частицы в комбинации с потоками нейтронов. В опухоль вводят элементы, ядра которых под воздействием потока нейтронов вызывают ядерную реакцию с образованиемα-излучения:

Таким образом, α-частицы и ядра отдачи образуются в том месте органа, которое необходимо подвергать воздействию.

18. Природа ультразвука. Электромеханические устройства – генераторы и датчики УЗ. Характеристики УЗ-волны: скорость в различных средах, интенсивность, волновое сопротивление, коэффициент проникновения.

Ультразвуком (УЗ) называют механические колебания и волны, частоты которых более 20 кГц .

Скорость УЗи звука определяется плотностью среды. Зависимость прямая.

Электромеханические излучатели:

1.Основанные на явлении обратного пьезоэлектрического эффекта (высокочастотный УЗ)

2.Основанные на явлении магнитострикции (низкочастотный УЗ)

Плотность потока энергии (интенсивность): Вт/м²

Особенности распространения УЗ:

• Малая длина волны. Направленность. (Применимы законы геометрической оптики)

• Поглощение (ослабление интенсивности при прохождении через вещество)

Коэффициент поглощения - обратная величина того расстояния, на котором амплитуда звуковой волны спадает в «е» раз.

Чем больше коэффициент поглощения, тем сильнее среда поглощает ультразвук.

Глубина полупоглощения – глубина, на которой интенсивность УЗ уменьшается вдвое.