Биология / Лекции Щербатюк Т.Г / 24. Ионизирующее излучение(самоподготовка)
.pdf
ИВАН РОМАНОВИЧ ТАРХАНОВ (ТАРХАНИШВИЛИ) (1846-1908)
провел первые исследования на лягушках и насекомых, облученных лучами Рентгена, и пришел к выводу, что « Х-лучами можно не только фотографировать, но и влиять на ход жизненных функций»
ЕФИМ СЕМЕНОВИЧ ЛОНДОН
(1868-1939)
в 1896 г. начал многолетние широкие исследования по рентгено-радиологии
и экспериментальной радиобиологии
« Радий в биологии и медицине»
(1911) — 1 в мире монография по радиобиологии
Герман Меллер,1927
рентгеновские лучи вызывают повышенную частоту появления мутантных потомков у дрозофил, родителей которых подвергали облучению
|
механизмов действия |
|
(1890 –1967) |
мутагенных факторов |
|
до 1945-ФундИссл |
||
|
В 1918 г. в Петербурге был открыт первый в стране радиобиологический Гос. институт рентгенологии и радиологии, организатором стал рентгенолог М.И. Неменов.
НУКЛИД- атомное ядро, характеризующееся, 1) некоторым нуклонным составом
(количеством протонов и нейтронов) и, 2) определенным энергетическим состоянием.
Ядра, имеющие одинаковый нуклонный состав, но разные энергетические состояния - ядерные изомеры
Ядра, сохраняющие нуклонный состав и энергетическое состояние
втечение неограниченно долгого времени, называются стабильными;
впротивном случае речь идет о радиоактивных нуклидах, о радионуклидах.
РАДИОАКТИВНОСТЬ –
свойство некоторых радионуклидов изменять со временем свой нуклонный состав
и(или) энергетическое состояние
собразованием новых нуклидов
(стабильных или опять-таки радиоактивных)
ииспусканием ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
сбольшей или меньшей ПРОНИКАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ.
Эти излучения и называются в обиходе радиацией.
Основные единицы измерения радиоактивности 1. (В СИСТЕМЕ «СИ»):
Беккерель (Бк) - единица активности нуклида в радиоактивном источнике. 1Бк соответствует одному распаду в секунду для любого радионуклида.
килобеккерель (1 кБк = 103 Бк); мегабеккерель (1 МБк = 106 Бк); гигабеккерель (1ГБк = 109 Бк).
Грей (Гр) - единица поглощенной дозы, т.е. количество энергии поглощенной единицей массы. 1Гр = 1Дж/1кг.
Зиверт (Зв) - единица эквивалентной дозы, т.е. поглощенная доза, умноженная на коэффициент, отражающий способность данного вида излучения повреждать ткань организма.
2. ВНЕСИСТЕМНЫЕ ЕДИНИЦЫ:
Кюри (Ки) - соответствует радиоактивности одного грамма радия.
1Ки = 3,7×1010Бк. |
|
Рад (рад) - единица поглощенной дозы облучения. |
|
1 рад = 0,01 Гр. |
|
Бэр (бэр) - единица эквивалентной дозы облучения. |
|
1 Бэр = 0,01 Зв. Иногда используют Рентген (Р); |
1Р = 1рад. |
Ионизирующие излучениялишь такие, энергия которых способна вызвать ионизацию.
Например, электромагнитное излучение в диапазоне радиоволн или видимого света ионизирующим излучением не является.
ТИПЫ ЯДЕРНЫХ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ:
Альфа (a)-излучение. - испускание ядерных частиц, каждая из которых состоит из 2 протонов и 2 нейтронов (ядро гелия).
Оно возникает при распаде атомных ядер тяжелей свинца (например, урана, тория, радия, плутония), а также во многих ядерных реакциях. Поступление альфа-излучателя внутрь организма может вызвать биологические поражения его клеток, т.к. альфа-частица несет
большое количество энергии и ее ионизирующая способность очень велика. Бета (b)-излучение. - испускание электронов и позитронов,
движущихся с очень высокими скоростями. Оно возникает в основном в результате радиоактивного распада. Ионизирующая способность существенно ниже, чем у a-излучения. Однако бета-частицы опасны при попадании и
на поверхность тела, и внутрь организма.
Гамма (g)-излучение - самое коротковолновое электромагнитное излучение высокой энергии и обладает наибольшей проникающей способностью.
Соответственно, защита от внешнего гамма-излучения представляет наибольшие проблемы.
Проникающая способность излучения определяет состав и толщину эффективнопоглощающего его материала.
a-излучение - наименее проникающее.
Оно эффективно поглощается слоем воздуха толщиной несколько сантиметров, слоем воды толщиной около 0,1 мм или, например, листом бумаги.
b-излучение обладает существенно большей проникающей способностью; чтобы его задержать, нужен, например, слой алюминия толщиной в несколько миллиметров, а пробег b-частиц в биологической ткани достигает нескольких сантиметров.
Для g-излучения все эти преграды почти прозрачны. Чтобы его задержать, нужен очень толстый (десятки сантиметров и даже метры) слой вещества, при этом обладающего как можно большим атомным номером (например, свинца).
Проникающая способность ионизирующего излучения.
Альфа-излучение |
Бета-излучение |
Гамма-излучение |
поглощается листом |
поглощается |
ослабляется стенами |
бумаги. |
верхней одеждой. |
домов, металлическими |
Пробег α -частицы в |
β - частицы имеют |
конструкциями. |
воздухе 11см., |
разную энергию, |
γ - излучение обладает |
в мягких тканях |
поэтому пробег их в |
большой проникающей |
человека несколько |
веществе не одинаков. |
способностью, |
микрон. |
В воздухе от |
изменяющейся в |
|
нескольких метров до |
широких пределах. |
|
сантиметра. |
|
Ионизирующая способность излучения в порядке убывания.
Максимальная |
Средняя |
Минимальная |
способность |
способность |
способность |
ионизации |
ионизации |
ионизации |
вещества. вещества. вещества.
α |
β |
γ |
НАБЛЮДАЕТСЯ ПРОСТАЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЬ:
чем выше ионизирующая способность излучения,
тем ниже способность проникающая.
При взаимодействии этих излучений с веществом основная часть энергии расходуется именно на ионизацию.
МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ В БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ:
*прямое действие, -молекула испытывает изменения непосредственно
от излучения при прохождении через нее фотона или заряженной частицы,
-поражающее действие связано с актом возбуждения и ионизации атомов и макромолекул;
-*непрямое или косвенное, -молекула получает энергию, приводящую к ее изменениям, вызванные продуктами радиолиза воды или растворенных веществ,
а не энергией излучения поглощенной самими молекулами.