53.Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

Заряженная частица при прохождении через вещество теряет свою энергию вследствие ионизационного торможения. Ионизационное торможение – это механизм потерь энергии заряженной частицы вследствие возбуждения и ионизации атомов среды, в которой она пролетает.

Для количественной характеристики взаимодействия заряженной частицы с веществом используют следующие величины: 1.Линейная плотность ионизации ( i ) – число пар ионов, образующихся на единицу пути пробега частицы. 2. Линейная тормозная способность ( S ) – энергия, теряемая заряженной частицей на единицу пути пробега. 3. Средний линейный пробег зараженной ионизирующей частицы ( R ) – это расстояние между началом и концом пробега частицы в данном веществе. Рассмотрим некоторые характерные особенности взаимодействия различных видов излучения с веществом. а) α – лучи – по мере движения α – частицы в среде вызываемая ею линейная плотность ионизации меняется. С уменьшением скорости ее движения она сначала быстро растет, а потом резко падает до нуля при завершении пробега (х=R ).Возрастание «i» обусловлено тем, что при меньшей скорости α - частица больше времени проводит вблизи молекулы (атома) среды, что увеличивает вероятность его ионизации. После того, как энергия α – частицы станет сравнима с энергией молекулярно-теплового движения, она захватывает 2 электрона в веществе и превращается в атом гелия ²⁴ Не. Кроме первичных процессов ионизации и возбуждения атомов могут проявляться вторичные процессы. 1.Увеличение скорости молекулярно-теплового движения молекул. 2.Характеристическое рентгеновское излучение. 3.Радиолюминисценция. 4.Специфические химические процессы. б) β – лучи – кроме ионизации и возбуждения вызывают и другие процессы. При торможении электронов возникает тормозное «R – излучение», β – частицы рассеиваются на электронах вещества и при этом их траектории сильно искривляются. Вторичный процесс, который может возникнуть – это характерное Черенковское излучение, когда скорость движения электрона в среде превышает скорость света в среде. в) γ – излучение– при попадании на вещество вызывает процессы: 1.Незначительная первичная ионизация ( из-за отсутствия заряда ). 2.Когерентное и некогерентное рассеяние, фотоэффект, приводящие к ионизации. 3.Образование пары электрон + позитрон (-10е ++10е). Суть: γ – квант с энергией не менее 1,02 МэВ может превратиться в пару (-10е ++10е ) и γ – квант при этом исчезает. 4.Фотоядерные реакции при взаимодействии с ядром. γ – лучи поглощаются веществом постепенно, следуя экспоненциальному закону. При их поглощении нельзя указать определенную длину пробега. Указанные процессы приводят к тому, что полный ионизационный эффект от γ – излучения получается значительным

54.Методы радиационной медицины. Радионуклидная диагностика.

Медицинские приложения явления радиоактивного распада можно представить двумя группами:

Одна группа – это методы, использующие радиоактивные индикаторы с диагностическими и исследовательскими целями. Различные радионуклиды вводятся в организм вместе с фармприпоратами, где они становятся внутренними источниками гамма - излучений.

Другим важнейшим методом диагностики является томография, использующая различные ядерные физические явления. Томографы позволяют получать послойное изображение фрагмента отдельного органа, органа в целом и даже всего организма. Вторая группа методов основана на применении ионизирующего излучения радионуклидов для биологического действия с лечебной целью. Так, для лечения онкологических заболеваний применяют методы лучевой радиоизотопной терапии. 2. 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: 1)оценки функции органа или системы и ее изменения при заболеваниях; 2)получения анатомического изображения органов. Благодаря большому разнообразию радионуклидов и «меченых» ими препаратов в настоящее время можно изучать практически любую физиологическую и морфологическую системы организма человека.