4. Властивості іонізуючого випромінення

Основні властивості іонізуючого випромінення: проникаюча здатність, лінійна передача енергії, відносна біологічна ефективність.

Проникаюча здатність– здатність випромінення проникати на певну глибину в живі тканини. Залежить, з одного боку, від природи випромінення, заряду частинок, що його складають і енергії. З другого боку, - від складу і густини опроміненої речовини.

α – випромінення мають найменшу проникаючу здатність, затримується листком паперу і практично не здатні проникати через зовнішній шкірний покрив. Тому є небезпечним з того часу, коли радіоактивна речовина, що виділяє α частинки, потрапляє всередину організму через відкриту рану, з водою чи повітрям.

β – випромінення володіє великою проникаючою здатністю – в тканини організму проходять на глибину 1-2 см.

γ – промені поширюються з швидкістю світла, мають найвищу проникаючу здатність і можуть затримуватись лише бетонною чи свинцевою плитою.

Відносна біологічна ефективність (ВБЕ)- здатність певного виду випромінення пошкоджувати тканини. Цей показник називається щекоефіцієнтом якостіабо коефіцієнтом ВБЕ – відносна біологічна ефективність. Для β,γ – променів складає 1. Для протонів – 5, нейтронів – 5, α-променів – 20.

ЛПЕ – лінійне передавання енергії– це кількість енергії, що була передана в актах взаємодії випромінення і речовини на одиницю довжини треку. Під треком розуміють слід з іонізуючих молекул, що залишається в речовині з обох боків від траєкторії проходження заряджених частинок. Фотони самі не формують іонних треків, але внаслідок їх зіткнення з атомами виникають заряжені частинки – електрони високих енергій, δ – електрони, які спричиняють формування треку.

В залежності від треку виділяють густоіонізуюче (α) та рідкоінізуюче випромінення (β,γ – промені) .

5. Дозиметрія (вимірювання величини опромінення)

Дозу опромінення можна оцінити, перетворюючи його в теплоту і виміряючи викликане нею підвищення температури. Але при дозах, що при використовуються в радіобіології, кількість тепла мізерна, тому його вимір – складне завдання.

Тому для оцінки доз застосовують певні фізичні і хімічні методи:

1. Іонізаційні камери, що вимірюють електричний струм, що виникає внаслідок іонізації газу, що містися в камерах .

2. Хімічні системи, що враховують вихід речовин в процесі радіолізу.

3. Прилади, що оцінюють зміну фізико – хімічних властивостей матеріалів.

6. Дози випромінення, одиниці радіоактивності

На основі вимірів розраховують основні показники:

Експозиційна доза, що дає загальне уявлення про кількість енергії, що потрапляє на об’єкт за час опромінення: відношення сумарного заряду іонів одного знаку, що виникли в повітрі певного об’єму до маси повітря в цьому об’ємі. Визначається в кулонах, поділених на кг: Кл/кг. Несистемна одиниця вимірювання – рентген (р). Експозиційна доза не дає точних уявлень про ступінь пошкодження об’єкту, оскільки не зрозуміло, яка частина енергії поглинулась. Тому визначають поглинуту дозу.

Поглинута доза– середня енергія, що передається випроміненням речовині в певному обємі, поділена на масу речовини в цьому об’ємі

Визначається в греях – 1 Гр=1 Дж/кг. Гр – системна одиниця, несистемна рад. 1Гр = 100 рад.

Інтегральна доза– енергія, що сумарно поглинута всім об’єктом. Вимірюється в джоулях. 1 Дж = 1 Гр*кг. Використовують у променевій терапії.

Показники поглинутої дози не враховують того, що при поглинутій дозі α – випромінення небезпечніше, від β і γ – випромінення. Тому для порівняльної оцінки біологічної дії різних видів випромінення та змішаних або не ідентифікованих потоків використовують еквівалентну дозу.

Еквівалентна доза – добуток поглинутої дози на коефіцієнт якості випромінення, що відображає здатність даного виду випромінення пошкоджувати тканини. Цей показник називається коефіцієнтом якості або коефіцієнтом ВБЕ – відносна біологічна ефективність. Спеціальні одиниці: бери (несистемна) та зіверти (Зв – системна) 1 Зв = 100 бер.

Ефективна еквівалентна доза– добуток еквівалентної дози на коефіцієнт чутливості тканин до опромінення. Визначається ефективна доза в зівертах і берах.

Слід врахувати також, що одні частини тіла (органи, тканини) більш чутливі, ніж інші. Наприклад, при однаковій еквівалентній дозі опромінення виникнення пухлин в легенях імовірніше, ніж в щитовидній залозі. Тому дози опромінення органів і тканин враховують з різними коефіцієнтами. Коефіцієнти розраховуються не лише за чутливістю тканини, але й об’ємом, який вона займає у організмі.

Для оцінки ефективності дії радіоактивних іонів крім поглинутих доз вимірюють їх активність. Активність радіонукліду– інтенсивність ядерних перетворень. Системна одиниця виміру – беккерель (Бк) – одне ядерне перетворення за 1 сек. Несистемна – кюрі (Кі, Кu).

Для характеристики розподілу поглинутої дози в часі використовують показник потужність поглинутої дози, або інтенсивність опромінення, тобто кількість енергії випромінення, поглинутої за одиницю часу одиницею маси речовини. (Гр/с – рад/с; Гр/хв. – рад/хв).

Класифікація потужностей:

Надвисокі(10¹²– 10⁹Гр/хв) – коли доза передається організму за частки секунди.

Високі(1 – 10⁴Гр/хв) – коли доза передається за кілька хвилин.

Опромінення, що відповідає надвисоким і високим отужностям, називається гостреопромінення.

Низькі (10³– 1 Гр/хв) – коли доза передається протягом багатьох годин або днів (пролонгованеопромінення).

Дуже низька(до 10³ Гр/хв) – коли передавання дози триває тижні, місяці, роки (хронічне опромінення).

Отже, гостревипромінення – короткочасне опромінення при високій потужності дози (децигрей в хв. і більше).

Буває гостре одноразове і гостре фракціоноване. Якщо доза поділена на однакові порції – еквівалентне фракціоноване, якщо на різні – нееквівалентне.

Пролонговане– опромінення низькою потужністю дози (доля грея за год і нижче). Теж буває безперервне і фракціоноване.

Хронічне опромінення– проводиться дуже тривало і в малих дозах. (на протязі усього життя).

Потужність дози при хронічному опроміненні може бути постійною або змінюватись. Дозу, що отримав організм за хронічного опромінення, називають довічною.