радиационная медицина лекция 1
.pdf
Направления РМ и РГ:
•дозиметрическое
изучение источников и уровней облучения
•радиобиологическое
в эксперименте и эпидемиологическим методом изучают эффекты и последствия воздействия ИИ на здоровье
С.П. Ярмоненко, А.А. Вайнсон 33Радиобиология человека и
животных, 2004 г.
Самуил Петрович Ярмоненко11
Направления РМ и РГ:
• клиническое
противолучевая защита и терапия радиационных поражений
Барак 2-го терапевтического отделения, построенный в Челябинске-40 (ныне г. Озёрск)
в1953 году -первое в мире отделения лучевой патологии
•профилактическое
обоснование и разработка санитарногигиенических регламентов и мер защиты населения, методическое обеспечение санитарноорганизационных мероприятий,
контроль обеспечения радиационной
безопасности Первые врачи, начавшие борьбу с лучевой болезнью, -
научные сотрудники филиала Института биофизики в Челябинске-40: В. И. Кирюшкин, В. Н. Дощенко, А. К. Гуськова, Г. Д. Байсоголов12 ,
Е. А. Еманова
Основные методы РМ и РГ:
•экспериментальный
•клинический
•эпидемиологический
•санитарной экспертизы и гигиенической регламентации
13
Нуклеосинтез –
образование ядер химических элементов из более легких ядер в ходе цепочки ядерных реакций
Этапы нуклеосинтеза
1. Большой взрыв Big Bang
2.Эпоха Инфляции (расширение и остывание), итог – элемент Н
3.Первичный нуклеосинтез, итог – элемент Не (протон-
протонный цикл, 2 вида pp-каналов: ppI и ppII).
4.Звёздный (CNO)-цикл, образования элементов тяжелее водорода внутри звёзд; итог - элементы до Z=26 (Fe, “железный пик” ).
Процессы ядерного синтеза, дающие энергию излучения звезд, называют ядерным «горением»
5.Образование элементов тяжелее железа
А) до Z=83 (Bi) – медленный захват нейтронов
Б) тяжёлые элементы – быстрый захв. нейтронов
Нуклеосинтез
Основные стадии:
1)Большой Взрыв - Возникновение Вселенной
•13,7 ± 0,2 миллиарда лет назад
•Спустя 10-42 с после Взрыва плотность вещества и температура составляют 1094 г/см3 и 1032 К соответственно (чудовищные величины!)
– доминируют кванты энергии; |
|
- «объединенные силы взаимодействия» |
|
Из первоначально чрезвычайно плотного и |
|
горячего состояния наш мир начал |
|
расширяться и остывать |
16 |
2) Эпоха инфляции: (inflatio – лат. раздувание)
с 10-36 с по 10-32 с – стремительное расширение Вселенной по экспоненциальному закону в 1030 раз и остывание до t, при которой энергия кванта меньше массы покоя частиц
-выделились четыре вида фундаментальных взаимодействий частиц – гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое ядерные
3)эпоха кварков: началась с 10-12 с
4)образование адронов (частиц, в которые связываются кварки силами сильного взаимодействия) - возникли протон и нейтрон, состоящие из трех кварков .
Появление протонов знаменовало приход ядер атомов первого химического элемента – водорода.
17
5)При температурах порядка 1010–109 К становится возможным протекание ядерных реакций первичного
нуклеосинтеза – образование из протонов ядер атомов более тяжелых элементов.
Эпоха первичного нуклеосинтеза длилась примерно с 3 по 20 мин после Большого Взрыва. В это время была заложена основная особенность химического состава Вселенной в целом – преобладание в ней водорода и гелия в соотношении H/He = 3/1.
- при столкновении нейтронов и протонов образовались ядра дейтерия – тяжелого водорода:
n + p → 2Н + γ
- в следующих ядерных реакциях образовались ядра гелия:
2Н + p → 3He + γ,
2 3He → 4He + 2He + γ,
18
•6) протон-протонный цикл
•Процессы ядерного синтеза, дающие энергию излучения звезд, называют ядерным «горением»: ядерное горение водорода, гелия, углерода, кислорода, неона и т.д.
•На протяжении большей части жизни звезд водород в их недрах превращается в гелий. Это напоминает процессы первичного нуклеосинтеза в первые минуты существования Вселенной за одним исключением. В звездах первого поколения почти не было свободных нейтронов.
•Нейтрон – частица нестабильная и распадается по реакции:
n → p + e- + ν
•Период полураспада - около 10 мин.
•В звездах первого поколения, как и в современных звездах с массой, равной или меньшей массы нашего Солнца, ядерный синтез гелия из протонов идет по протонпротонному или рр-циклу
р+ р → 2He + е+ + ν + 0.42 МэВ
19
•Суммарное уравнение реакций цикла ррI: 4 р → 4He + 2 е+ + 2ν + 2γ + 24,68 МэВ
•образующиеся при столкновении протонов античастицы – позитроны тут же аннигилируют с электронами звездного вещества:
е- + е+ → 2γ + 1,02 МэВ
•суммарный энергетический эффект протонпротонного цикла:
4р + 2 е- → 4He + 2ν + 4γ + 26,72 МэВ
•Ядерная реакция превращения водорода в гелий является основным источником энергии Солнца
20