62 Радиоактивный распад как источник ионизирующего излучения. Активность.

Радиоактивность - самопроизвольный распад неустойчивых ядер с испусканием других ядер или элементарных частиц.

Естественная радиоактивность встречается у неустойчивых ядер, существующих в природных условиях.

Искусственная радиоактивность ядер, образованная в результате различных ядерных реакций.

Типы радиоактивного распада:

1)Альфа - распад - самопроизвольное превращение ядра с испусканием альфа – частицы

Правило смещения:

Z - порядковый номер распадающегося ядра.

А - атомная масса

А-4 - атомная масса вновь образованного ядра

Z-2 – его заряд

2) Бета распад - внутриядерное взаимное превращение нейрона и протона: нейтрино

- частица = (электрон)

3) Гамма – распад - излучение электромагнитных волн с длиной волны меньше рентгеновской. Лямбда<10^-14м.

Радиоактивностью является также удаление ядер – протонная радиоактивность и др.

Радиоактивный распад - это статистическое явление. Невозможно предсказать когда распадается нестабильное ядро.

При несамопроизврольном распаде распадаются нестабильные ядра N0; через t:N. Число уменьшается по экспоненциальному закону – з-ну радиоактивного распада:

Лямда – постоянная, численно равная обратному времени, в течение которого кол-во нестабильных ядер уменьшается в е раз.

Часто закон записывают через период полураспада (T c индексом ½):

=>

63. Биофизические основы действия ионизирующего излучения на организм. Использование ионизирующего излучения и радионуклеотидов в медицине.

1) При взаимодействии вода ионизируется => образуются хим. активные радикалы => образуется H2O2, OH- - химически активные радикалы и ионы, вступают в химическую реакцию с веществом клетки => серъёзные заболевания.

Изотопы, излучающие излучение – радионуклеотиды. Одни изотопы стабильны, другие нет. Химически они неразличимы, а физически – да.

Использование в медицине: Фиксируют нестабильные изотопы. Для определения заболеваний щитовидной железы человеку вводят радиоактивный J и наблюдают за активностью щитовидной железы. Аналогично наблюдают за работой почек.

2) Лечение – локальное воздействие на опухоли. Воздействие ионизирующим излучением радионуклеотидов Co. Важно, что альфа-частица хорошо взаимодействует с веществом, у бета – меньше заряд и масса => взаимодействие с веществом в меньшей степени. Гамма – излучение – э/м волна => степень ионизации различна. Всё ионизирующее вещество переносит ограниченную E.

64. Поглощенная и экспозиционная дозы, единицы их измерения. Мощность дозы. Эквивалентная доза.

Доза излучения (поглощенная доза излучения) - D-независимо от природы ионизирующего излучения - это отношение энергии переданной телу к массе этого тела !D = W/m! Единицы измерения [D]=Дж/кг=Гр (Грей).

!P = D/t! – мощность дозы излучения. [P]=Гр/сек. 1рад=10^2 Дж/кг - внесистемная единица дозы

Экспозиционная доза излучения.

X – мера ионизации воздуха рентгеновскими и гамма-лучами. [X]=Кл/кг; 1р (ренген) = 2.58*10^-4 (Кл/кг). 1р – доза, при которой в результате полной ионизации 1 куб. см сухого воздуха при н.у. образуется 1 ед. СГСq, т.е. 2,08*10в9 пар ионов в 0,001293 грамм сухого воздуха.

[P]x = dx/dt = Кл/кг*сек = заряду ионов, образовавшихся в 1 кг сухого воздуха за 1 секунду. P/c – единицы мощности экспозиционной дозы.

D = f*x – связь дозы излучения с экспозиционной дозой; f – зависит от рода облучаемого вещества энергии фотонов.

!Х/t = Kгамма*A/r^2! – мощность экспозиционной дозы, где

А – активность препарата,

r – расстояние до облучаемого тела от радиоактивного препарата.

Kгамма – константа, характерная для данного радионуклида.

Различные излучения (альфа, бета и гамма) даже при одной и той же поглощенной дозе оказывают разное воздействие.

Принято сравнивать биологические эффекты различных излучений с соответствующими эффектами гамма – и рентгеновского излучения. Коэффициент К - показывающий во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем рентгеновского или гамма - при одинаковой дозе излучения в тканях

называется (ОБЭ) -относительной биологической активностью К=ОБЭ установлена на основе опытных данных: рентгеновские и гамма – 1, медленные нейтроны - З, быстрые нейтроны -7, протоны - 10, альфа –излучение – 20.

!Н=К*D! – эквивалентная доза, [Н] – Зв(зиверт); 1БЭР = 10 ^-2 Зв.

65 Детекторы ионизирующего излучения, дозиметрические приборы. Защита от ионизирующего излучения.

Детекторы ионизирующего излучения – преобразуют в сигнал, удобный для регистрации.

Детекторы ионизирующего излучения:

1. Счётчики

2. Трековые датчики («следовые»)

1.Счётчики – счётчик Гейгеля-Мюллера. Ионизирующее излучение, попадая внутрь счётчика, ионизирует, возникает импульс тока, которые его фиксирует.

2. Трековые датчики – в них используют метод неустойчивых состояний или толстослойных эмульсий – степень почернения бумаг:

а) Камера Вильсона – пересыщенные пары

б) Пузырьковая камера – перегретая жидкость

в) Искровая камера – напряжение довольно высоко, препробойно

При попадании частицы, возникает её путь – роса, искра и тп = фото

Дозиметры-устройства для измерения доз ионизирующего излучения или величин, связанных с дозами.

Дозиметры состоят из

1) детектора ионизирующих излучений

2)измерительного устройства.

Обычно они проградуированы в единицах дозы или мощности дозы. В зависимости от использованного детектора различают: ионизационные, полупроводниковые, фотодозиметры и др, Они могут быть рассчитаны на измерение доз какого-либо определенного вида излучения или регистрацию смешанного излучения.

Дозиметры для измерения экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучения или ее мощности называются рентгенометрами.

В качестве детектора у них обычно применяется ионизационная камера. Заряд, возникающий в цепи камеры, пропорционален экспозиционной дозе, а сила тока - мощности дозы. Состав газа ионизационной камеры, а также вещество стенок из которых они состоят, подбирают так, чтобы осуществлялись тождественные условия с поглощением энергии в биологических тканях.

Существуют дозиметры, детекторами которых являются газоразрядные счетчики.

Для измерения, активности или концентрации радиоактивных изотопов применяют радиометры. Различают 3 вида защиты от излучений:

!х = Кгамма*А/r^2*t!

1) защита временем - чем больше время нахождения человека в дозе облучения, тем большую дозу он получит

2) расстоянием - но чем больше расстояние до радиоактивного источника, тем меньше х

3) материалом - защита материалом основана на различной способности поглощать разные виды излучений.