2

Вінницький національний медичний університет ім. М.І.Пирогова

курс променевої діагностики й променевої терапії

Радіаційна медицина

(методичні рекомендації)

Вінниця 2009

Затверджено на засіданні ЦМКС Вінницького медуніверситету ім. М.І.Пирогова 20 січня 1999 р. (Протокол №3)

Автори-укладачі:

А.В.Ковальский, кандидат медичних наук, доцент, завідувач курсом променевої діагностики й променевої терапії Вінницького державного медуніверситету

О.Б.Баланюк, асистент

Ю.С.Людвинский, кандидат медичних наук, асистент

С.В.Павловский, асистент

Е.Ф.Якубовская, кандидат медичних наук, асистент

В.В.Ясько, асистент

Рецензенти:

Д.С.Мечев - доктор медичних наук, професор, завідувач кафедрою променевої діагностики й променевої терапії Київської медичної академії післядипломної освіти

В.З.Бебко - завідувач кафедрою екстремальної й військової медицини Вінницького державного медуніверситету

Методичні рекомендації розраховані на студентів і слухачів ФУВ медуніверситету, організаторів і фахівців екстреної медичної допомоги при надзвичайних ситуаціях

Радіоактивність. Дозиметрія іонізуючих випромінювань.

Ціль заняття:

загальна- ознайомитися c гігієнічними аспектами радіаційної медицини, дозиметрією іонізуючого випромінювання і основними регламентованими величинами НРБУ-97,

конкретна - опанувати навичками роботи з радіометрами й дозиметрами.

Основні питання, що підлягають вивченню:

1. Перелічити види й властивості іонізуючого випромінювання.

2. Дати визначення поняття доза іонізуючого випромінювання.

3. Визначення поняття експозиційних, поглинених і еквівалентної доз, їхні одиниці.

4. Методи дозиметрії, будова радіометричної апаратури.

5. Визначення поняття відкриті й закриті джерела іонізуючого випромінювання.

6. Принципи захисту від іонізуючого випромінювання.

7. Групи радіаційно-гігієнічних регламентованих величин (НРБУ-97).

8. Категорії осіб, які піддалися опроміненню.

9. Визначення поняття ліміти доз, їхнє призначення.

10. Похідні, припустимі, контрольні й рекомендовані рівні і їхнє визначення.

11. Рівні втручання й рівні дій, їхнє визначення.

Студент повинен знати:

1. Суть явища радіоактивності.

2. Види радіоактивних розпадів.

3. Види й властивості іонізуючих випромінювань.

4. Методи дозиметрії, типи дозиметрів.

5. Поняття “доза”, одиниці доз.

Студент повинен уміти:

1. Працювати на радіометрах і рентгенометрах.

2. Визначити природний радіаційний фон й оцінити його рівень.

Література.

Основна:

1. Ковальский А.В., Людвинский Ю.С., Чижик В.М. Радиационная медицина.-Винница.-1991,-127 с.

2. Ковальський О.В., Лазар А.Ф., Людвiнський Ю.С. i iн. Радiацiйна медицина.-К.-1993,-222 с.

3. Милько В.И., Лазарь А.Ф., Назимок В.И. Медицинская радиология К.1980, 280 с.

4. Руководство по ядерной медицине. Т.П.Сиваченко, Д.С.Мечев и др.-К.1991, 535 с.

5. Нормы радиационной безопасности (НРБУ-97), К, 1997,-121 с.

6. Козлов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности М. 1979, 192 с.

Додаткова:

1. Кириллов В.Ф., Книжникова В.А., Коденков И.П. Радиационная гигиена М., 1989,- 334 с.

2. Чернобыльская катастрофа под ред. В.Г.Барьяхтара, К. 1995, 559 с.

Радіаційна медицина вивчає вплив іонізуючого випромінювання на організм людини.

Явище радіоактивності відкрив в 1896 р. французький фізик Анрі Беккерель.

В 1911 р. видатний англійський фізик Е.Резерфорд розробив теорію планетарної моделі атома, відповідно до якої усередині атома перебуває позитивно заряджене компактне ядро, а довкола нього по різних орбітах обертаються негативно заряджені електрони. Ядро атома складається із протонів, нейтронів і інших заряджених часток, що втримуються разом завдяки ядерним силам зчеплення, які набагато більші кулонових сил відштовхування однойменно заряджених часток, але діють лише на відстані I ферми (I ферми - 10^-13см). Тому ядра атомів деяких важких елементів піддаються мимовільному розпаду.

Деякі елементарні частки.

ПРОТОН - позитивно заряджена елементарна частка з масою 1,008 атомних одиниць маси (1,6724×10^-24 г) і зарядом +1.

НЕЙТРОН - (Дж. Чедвік, 1932) електронейтральна елементарна частка з масою спокою 1,009 атомних одиниць маси. Нейтрони розпадаються на протони й електрони з періодом напіврозпаду - 12 хв.

ЕЛЕКТРОН - (Дж. Томпсон, 1897) - елементарна частка з масою спокою 1/1836 частини маси протона й зарядом -1.

ПОЗИТРОН - (К. Андерсон, 1932) - елементарна частка, маса якої дорівнює масі електрона, а заряд +1.

У цей час відомо біля ста різних короткоживучих елементарних часток (гіперони, мезони, нейтрино, антинейтрино й т.п.).

Число протонів у ядрі відповідає кількості електронів на орбітах, і в цілому атом електронейтральний. Якщо з атома видалити електрон, він перетворюється в позитивно заряджений іон. Якщо електрону надати енергію, недостатню для його вибивання за межі атома, він переходить на більше високий енергетичний рівень і такий атом стає збудженим.

Число протонів у ядрі й відповідне їм число електронів у нейтральному атомі характерно для даного хімічного елемента й відповідає його порядковому номеру в періодичній системі. Кількість нейтронів у ядрі атома становить різницю між масою й кількістю протонів. Число нейтронів у ядрі даного елемента може бути різним. Такі різновиди атомів того ж елемента, що відрізняються по кількості нейтронів, називаються радіонуклідами.

Радіоактивні перетворення. Радіоактивність (термін узвичаїла М.Кюрі) - мимовільне перетворення ядер атомів одних елементів в інші, які супроводжуються виділенням іонізуючого випромінювання. Природні радіоактивні речовини існують у природі, штучні – набули свою радіоактивність штучно.

Розрізняють наступні види радіоактивних перетворень:

1. Альфа-розпад - виражається у викиданні з ядра природних радіоактивних елементів

₄

альфа-частинок (₂) - ядра атома гелію:

_{226 4 222}

₈₈Ra  ₂He + ₈₆Rn

2. Електронний бета-розпад - викидання із природних або штучних радіоактивних елементів електрона:

_{40 40}

₁₉K  e^-1 + ₂₀Ca + 

3. Позитронний бета-розпад - викидання з ядра деяких штучних радіонуклідів позитрона:

_{64 64}

₃₀Zn  e⁺¹ + ₂₉Cu + 

4. К-захоплення (захоплення орбітального електрона ядром) - ядерний протон захоплює електрон з найближчого до ядра К-шару й перетворюється в нейтрон. Порядковий номер елемента зменшується на одиницю. На місце, що звільнилося в К-шарі, переходить електрон з іншого шару, що супроводжується виділенням кванта характеристичного випромінювання:

_{64 64}

₂₉Cu + e^-1  ₂₈Ni + 

5. Мимовільний поділ ядер спостерігається в радіоактивних елементів з вищим атомним номером (²³⁵U, ²³⁹Pu і ін.) при захопленні їхніми ядрами повільних нейтронів. Ті ж самі ядра при поділі утворюють різні пари осколків, які являють собою ядра нових елементів:

_{235 1 90 140 1}

₉₂ U + ₀n  ₃₆Kr + ₅₆Ba + 5 ₀n

Поділ ядер супроводжується виділенням ядерної енергії. Якщо при розподілі одного ядра нейтрони, що виникають, знову викликають поділ інших ядер, то реакція стає ланцюговою. Умови для регулювання ланцюговою реакцією створюються в атомних реакторах. При наростанні ланцюгової реакції на протязі короткого проміжку часу виникає вибух.

6. Термоядерні реакції (синтез ядер) протікають при температурі, що досягає декількох мільйонів градусів. За цих умов ядра легких елементів, рухаючись із великою кінетичною енергієб, будуть зближуватися на малі відстані й поєднуватися в ядро більш важких елементів:

_{2 3 4 1}

₁Д + ₁Т  ₂He + ₀п + E (17,57 Мев)

Закон сталості радіоактивного розпаду: у рівні проміжки часу має місце ядерне перетворення рівних часток активних атомів радіоактивної речовини:

N_t = N₀e^-t

де N₀ - кількість активних атомів у початковий момент (t=0); Nt- кількість радіоактивних атомів, які залишилися по закінченню часу t; λ- постійна розпаду, що визначається часткою атомів за одиницю часу.

Частка ядер атомів, що розпадаються, для кожного радіонукліда є величина постійна й називається постійної розпаду (λ):

0,693

λ= ______

Т

де T - період напіврозпаду - час, протягом якого розпадається половина активних ядер атомів даної радіоактивної речовини.

Активність радіоактивної речовини - число ядерних перетворень за одиницю часу. За одиницю активності прийнятий беккерель (Бк) - одне перетворення в секунду; МБк = 10⁶ Бк, ГБк = 10⁹ Бк, ТБк = 10¹² Бк.

Позасистемна одиниця активності кюрі (Ки). 1 Ки=3,7×10¹⁰ Бк, похідні одиниці: мілікюри (мКи) = 3,7×10⁷ Бк; мікрокюрі (мкКи) =3,7×10⁴ Бк;