Излучение

20 Февраль 2014 →

Вопрос 1. Основные радиометрические величины и единицы

A=dN/dt (активность р/а источника) – число распадов р/а ядер в единицу времени; единицы измерения: Беккерель (Бк) и Кюри (Ки); 1 Бк=3,7*1010 Бк

φ(, E, ) (дифференциальная пл-ть потока частиц) – кол-во частиц, которые в единицу времени пересекают единичную площадку с центром в точке , ориентированную нормалью вдоль направления движения частиц; движутся в единичном телесном угле вокруг направления ; имеют энергию в единичном энергетическом интервале вокруг значения E; размерность: 1/(см2*с*стер*МэВ)

I(, E, ) =E* φ(, E, ) (дифференциальная пл-ть потока энергии (интенсивность)) – энергия, переносимая частицами, которые в единицу времени пересекают единичную площадку с центром в точке , ориентированную нормалью вдоль направления движения частиц; движутся в единичном телесном угле вокруг направления ; имеют энергию в единичном энергетическом интервале вокруг значения E; размерность: 1/(см2*с*стер)

φ(r) (интегральная пл-ть потока частиц) – кол-во частиц, проникающих в единицу времени внутрь единичной сферы (сферы с единичной площадью поперечного сечения): φ(r)=∫∫ φ(, E, ) dEdΩ; размерность: 1/(см2*с)

I(r) (интегральная пл-ть потока энергии) – кол-во энергии, проникающей в единицу времени внутрь единичной сферы: I(r) =∫∫ E* φ(, E, ) dEdΩ; размерность: МэВ/(см2*с)

FN(, t)= (флюенс частиц) – полное кол-во частиц, вошедших внутрь единичной сферы с центром в точке , за всё время наблюдения t; размерность: 1/см2

FE(, t)= (флюенс энергии) – полное кол-во энергии, вошедшей внутрь единичной сферы с центром в точке , за всё время наблюдения t; размерность: МэВ/см2

Вопрос 2. Передача энергии от излучения веществу

Этапы передачи энергии от нейтр-й частицы (нейтрон, фотон) веществу:

вся энергия сосредоточена в первичной нейтральной частице

в результате фотоэффекта, комптоновского рассеяния, образования е-- е+ пар (для фотона) или упругого/неупругого рассеяния (для нейтрона) создаются одна или несколько первичных заряженных частиц, которые распределяют между собой энергию первичной частицы

при дв ижении в веществе первичные заряженные частицы возбуждают и ионизируют атомы среды. При этом они могут особо быстрые электроны (т.н. δ-электроны), которые сами способны производить ионизацию. В случае малого пробега электрона его трек не может рассматриваться как самостоятельный, а образует кластер ионизированных атомов

вторичные заряженные частицы (δ-электроны) передают свою энергию веществу, образуя ионизированные и возбуждённые атомы среды

энергия, сосредоточенная в возбудённых атомах, перераспределяется между соседними атомами, превращаясь в тепловую энергию вещества.

S=dE/dx (тормозная способность частицы в данной среде) – кол-во энергии, теряемой заряженной частицей на единице длины трека. Зависит от энергии частицы и в-ва. Размерность: кэВ/мкм или (МэВ*см2)/г. Энергия dE расходуется на ионизацию и возбуждение при столкновении с атомами (ионизационные потери) или трансформируется в э/м тормозное излучение частицы (радиац потери): dE=dEион+dEрад. Та доля тормозной способности, которая связана с ионизац потерями, называется линейной передачей энергии (ЛПЭ): ЛПЭ=Sион=dEион/dx. Баланс энергии падающих нейтральных частиц (нейтронов, фотонов) выглядит след. образом: часть энергии преобразуется в энергию первичных заряженных частиц (электронов, протонов, ядер), а вторая часть – покидает вещество в виде нерасс-го или рассеянного первичного излучения. Первичные заряж частицы частично унесут энергию из в-ва, если сумеют вылететь из него. Остальная энергия будет преобразована либо в тормозное излучение, либо на ионизацию. Тормозное излучение практически полностью покидает в-во, и только энергия заряженных частиц, которая была израсходована на ионизацию, перейдёт в тепло, т.е. поглотится в в-ве. Для фотонного излучения вводят линейный коэф-т передачи энергии: μtr=dEtr/(E*dx) – доля энергии фотонного излучения, передаваемой на единице длины первичным заряженным частицам. Также изпользуют линейный коэф-т погл энергии: μen=dEabs/(E*dx). Размерность обеих велечин: 1/см. Массовые коэф-ты передачи и поглощения энергии: μtr, m=dEtr/(E*dxm) и μen, m=dEabs/(E*dxm) – доли энергии, переданной и поглощённой на единице массовой длины. Массовая длина: dxm=dx*ρ. При электронном равновесии (рав-ве между кол-вом энергии, унесённой из объёма образовавшимися заряж частицами, и той энергией, которая привносится в данный объём такими же частицами из окружающего пространства) коэф-ты поглощения и передачи энергии отличаются на долю энергии g, переходящую в тормозное излучение: μen= μtr(1-g)

Вопрос 3. Дозиметрические величины и единицы

Рассмотрим элементарный объём в-ва и подсчитаем кол-во энергии, поглощённой в нём: dwпог=dw+ – dw- + dwя (суммарная энергия, вошедшая в объём – суммарная энергия покинувших объём частиц + энергия, выделившаяся в результате ядерных превращений). Определим поглощённую дозу как среднее кол-во энергии излучения, поглощённого в единице массы в-ва: D=пог/dm. Размерность: грей (Гр). Устаревшая единица: рад; 1Гр=1 Дж/кг=100 рад. Определим керму как кол-во энергии излучения, преобразованное в энергию первичных заряженных частиц в единице массы в-ва: K=dwtr/dm. Единицы измерения: Гр и рад. Для гамма-излучения до 3 МэВ при электронном равновесии керма и поглощённая доза численно близки друг к другу, т.к. доля тормозного излучения g в общих потерях энергии первичными заряженными частицами составляет несколько процентов. Экспозиционная доза используется только для фотонов с энергией до 3 МэВ. Это отношение суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в воздухе, когда все электроны и позитроны, образованные фотонами в элементарном объёме воздуха массой dm, полностью остановились в воздухе, к массе этого объёма воздуха: X=dQ/dm. Размерность: Кл/кг. Старая единица – ренггент: 1Р=2,58*10-4 Кл/кг. Т.е. при экспозиционной дозе 1 Р в 1 см3 сухого атмосферного воздуха при нормальных условиях, создаётся 2,08*109 пар ионов.

Вопрос 4. Радиологические величины

Для сравнения разных видов излучения по производимым биол эффектам используют относит-ю биол эффективность (ОБЭ) этих видов излучения по отношению к некоторому стандарту. В качестве стандартного принято рентгеновское излучение, создаваемое при напр-и на трубке 200 кВ. ОБЭ – отношение погл- дозы образцового рентгеновского излучения, вызывающего определённый биол- эффект (например, покраснение кожи), к погл дозе данного рассм-го вида излучения, создающего тот же биол- эффект. ОБЭ зависит от вида излучения и привязано к конкретному биологическому эффекту.

Эквив. доза ионизирующего излучения HR – произведение поглощённой дозы DR на средний коэф-т качества излучения WR: HR= DR*WR. Размерность: Зиверт (Зв). Устаревшая единица измерения: биологический эквивалент рада (бэр). WR-это обобщённая по всем биологическим эффектам биологическая эффективность при низких уровнях облучения. Если в формуле поглощённая доза подставляется в [Гр], то эквив. доза получается в [Зв]. Если поглощ. доза в [рад], то эквив. - в [бэр]. Его численные значения:

Гамма-излучение, электроны, мюоны1

Нейтроны:

E<10 кэВ5 E=2-20 МэВ10

E=10-100 кэВ10 E>20 МэВ5

E=0,1-2,0 МэВ20

α-частицы20

При неравномерном облучении разные органы человека получают неодинаковую поглощённую и эквивалентную дозу. Поэтому вводится эффективная доза. Она рассчитывается как сумма эквивалентных доз по всем органам и тканям, умноженных на взвешивающие коэффициенты для этих органов, и отражает суммарный эффект облучения для организма: HE=ΣWTHT. Коэф-ты WT отражают индивидуальную радиочувствительность органа и риск для организма, связанный с облучением данного органа.

Половые железы 0,20 Пищевод0,05

Красный костный мозг 0,12 Печень0,05

Толстый кишечник0,12 Щитовидная железа0,05

Лёгкие 0,12 Кожа 0,01

Желудок 0,12 Поверхность кости0,01

Мочевой пузырь 0,05 Остальное0,05

Молочные железы0,05

Для оценки риска для человеческого сообщества вводится коллективная эффективная доза: HN=*HEdHE, где производная dN/dH показывает, какое кол-во людей получили эффективную дозу в единичном интервале доз вокруг HE. HN измеряется в человеко-зивертах. Средняя по популяции E>=HN/NΣ.Производная дозы по времени называется мощностью дозы. Она показывает, какую дозу получает в-во в единицу времени. =dD/dt [Гр/с], =dK/dt [Гр/с], =dX/dt [Кл/(кг*с) или Р/ч], R=dHR/dt [Зв/с], E=dHE/dt [Зв/с].

Вопрос 5. Связь между радиометрическими и дозовыми величинами при внешнем облучении

Для фотонного излучения с произвольным спектром: =μen,m(E)dE. Для моноэнергетического спектра: =E*φ*μen,m(E)

Если необходимо определить мощность дозы от радионуклидного источника фотонов, можно использовать специальные константы – гамма-постоянные (ГСИ), заданные для каждого радионуклида. ГСИ численно равна мощности поглощённой дозы в воздухе, создаваемой источником активностью 1 Бк на расстоянии 1 м: ГСИ=возд (A=1 Бк, R=1м). Размерность: (Гр*м2)/(Бк*с). Для источника произвольной активности А на произвольном расстоянии R от него мощность дозы в воздухе будет равна: возд(A,R)= (ГСИ*А)/R2.

Для дозы в любом X-веществе Dx будет справедливо: Dx/ Dвозд = μen,m(E,X)/ μen,m(E, воздух). Если в качестве X-вещества берётся биологическая ткань, то для неё отношение равно 1,09. Поэтому без учёта ослабления мощность эквивалентной дозы равна: ={(ГСИ*А)/R2}*1,09*WR. Взвешивающий фактор качества гамма-излучения WR(γ)=1 Зв/Гр.

Для определения эквивалентной дозы нейтронного излучения используют удельную эквивалентную дозу, равную максимальной эквив. дозе, создаваемой единичным флюенсом (или же максимальной мощности дозы, создаваемой единичной плотностью потока): δH=H/FN=/φ. Удельная эквив. доза зависит от энергии и имеет размерность Зв/м2.

Электроны и β-частицы МэВных энергий несколько мм в биоткани и несколько м в воздухе, поэтому могут создать при внешнем облучении дозу на внутр. слои кожи и ткани непосредственно под кожей. В этом случае связь выглядит след. образом: =ʃ φ(E)*Sион, mdE, где Sион, m – кол-во энергии, передаваемой в-ву на единице массовой длины: Sион, m=dEион/dxm

Определение эффективной дозы всего тела человека при внешнем облучении является сложной задачей и, если нет точных данных об угловом распределении внешнего гамма-излучения, то рекомендуется в качестве оценки использовать величину: E=возд*K, где коэф-т K связи между дозой в воздухе и эффективной дозой берётся равным 0,7.

Вопрос 6. Общая схема метаболизма инкорпорированных радионуклидов

Инкорпорированные радионуклиды – нуклиды, попавшие в организма через лёгкие (ингаляционное поступление); через ЖКТ с пищей и водой (пероральное поступление); и через кожу при непосредственном контакте с р/а в-вами (резорбтивное поступление). Лёгкие, ЖКТ и кожа – это не только пути поступления радионуклидов, но и входные депо, т.к. некоторое время содержат в себе нуклиды, часть из которых затем переходит в кровь. Доля нуклидов входного депо, которая попала в кровь, наз-ся коэф-том всасывания: f1кровьвход. Он зависит от 1) хим. формулы радионуклида и особенно от растворимости: чем она выше, тем лучше нуклид всасывается в кровь 2) от времени нахождения нуклида в депо: с увеличением времени f1 растёт 3) от насыщенности организма химическим аналогом данного нуклида. Схема поглощения и выведения нуклидов выглядит след. образом.

Кожа

Кожа

Лёгкие

Лёгкие

ЖКТ

ЖКТ

Радионуклиды распределяются по организмунеравномерно – многие имеют свои излюблен-

Выход

Выход

Почки

Почки

Органы

Органы

Кровь

Кровь

ные места, в которых и накапливаются. Скелет:

Sr, Ra, Pu, Am и др. Щитовидная железа: I.

Печень: Ce, Pu, Am и др. Равномерно по всем

мягким тканям: Cs, Ru, Co,3H и др. Количественно данную избирательность характеризуют коэф-том распределения, равным отношению активности в конкретном органе к суммарной активности данного нуклида в организме: f2органΣ.

Доля активности, оставшейся во всём организме к опред. времени, описывается ф-ей ретенции: RSYS=f2кр*+(1- f2кр)*i(t), где f2кр – доля нуклида, оставшаяся в крови, суммирование ведётся по всем органам и Ri(t) – ф-я ретенции отдельного i-го органа. Скорость выведения из крови λкр можно считать одинаковой для всех нуклидов: 0,693/0,25 сут. Выведение из отдельного органа описывается суммой медленного и быстрого компонентов: Ri(t)= fiм*+ fiб*, причём λ< λiб.

Кинетическое камерное ур-е описывает процесс рециркуляции и непрерывного поступления радионуклидов в организм: i = -λ*qi +ji *qj +Qi ), где λ – константа р/а распада, суммирование ведётся по всем камерам; ji – доля активности j-й камеры, поступающая в единицу времени в i-ю камеру; Qi – кол-во активности, поступающее в ед. времени в i-ю камеру извне, qi – активность в камере.

Вопрос 7. Расчёт дозы внутреннего облучения

Если содержание радионуклида в каждом из органов известно, может быть рассчитана мощность дозы внутреннего облучения. Для этого определяется удельная эффективная поглощённая энергия: SEE(ST, t)=MT -1(t)*i *Yi *Ei *AFi (ST, t)), равная кол-ву энергии, поглощённой в ед. массы органа-мишени T в результате одного распада нуклида в органе-источнике S. Обозначения: t – возраст организма; MT -1 – масса органа-мишени в возрасте t; i – линия излучения радионуклида; Qi – взвешивающий коэф-т качества излучения данной линии; Yi – выход линии на распад; Ei – энергия частиц i-линии; AFi (ST, t) – доля испущенной органом-источником энергии данной линии, которая была поглощена органом-мишенью.

Вопрос 8. Особенности метаболизма основных дозообразующих радионуклидов

3H: встречается в форме газа, воды и органических соед-ий. Для организма тяжёлая вода неотличима от лёгкой и коэф-т всасывания f1=1. Равномерно распределяется по всему организму. Обладает двухкомпонентной ф-ей ретенции: Ri(t)= fiм*+ fiб* с долей быстрого 10-дневного (λб=0,693/10 сут.) компонента fб=0,97 и медленного 40-дневного (λм=0,693/40 сут.) fм=0,03.

90Sr: по хим. св-вам подобен Ca. Для растворимых соед-ий f1=0.3, однако при попадании через ЖКТ коэф-т всасывания колеблется от 0,15 до 0,45 в зависимости от потребности организма в Ca. Распределяется между мягкими тканями и скелетом. Ф-я ретенции трёхкомпонентна:

80% остаётся в мягких тканях и выводится с полупериодом 2 дня (λм.т.=0,693/2 дня)

15% находится на поверхности костей и выводится с λп=0,963/30 сут

Остальные 5% выводится из объёма костей с полупериодом 200 дней.

137, 134Cs: по хим. св-вам подобен K. Обладает хорошей всасываемостью (f1=1) и равномерно распределяется по всему телу. Выводится по двухкомпонентной модели: быстрый компонент (10%) – за 2 дня, а медленный (90%) – за 110 дней.

129, 131I: щитовидная железа человека содержит около 10-2 г стабильного йода, поэтому радиойод полностью всасывается, особенно при недостатке йода в оганизме. Из поступившего в кровь йода 30% со скоросью λкровь=0,693/0,25 сут. Переходит в щитовидную железу, остальное выводится с мочой. Йод из щитовидки со скоростью λщ.ж.=0,693/80 сут. переходит в другие органы тела, откуда опять попадает в кровь. Период полууменьшения йода в организме составляет 91 день

239, 238Pu: Из-за малой растворимости плохо всасывается организмом: f1=10-3. Оказавшись в крови, поступает в скелет (50%) и печень (30%), а остальное выводится с мочой. Период полувыведения из скелета – 50 лет, а из печени – 20 лет.

Вопрос 9. Радиочувствительность организмов

Радиочувствительность – мера чувствительности биологического вида к действию ионизирующей радиации. Степень радиочувствительности сильно варьируется в пределах одного вида, а для определённого индивидуума зависит также от возраста и пола. Даже в одном организме различные клетки и ткани очень сильно различаются по радиочувствительности. Дозы излучения, приводящие к гибели разных объектов, также различаются в очень широких пределах:

Биологический вид

D50, Гр

Человек

2,5-4,0

Собаки

2,5-4,0

Обезьяны

2,5-6,0

Крысы

7-9

Кролик

9-10

Птицы, рыбы, змеи

8-20

Насекомые

10-100

Растения

10-1500

Дрожжи

300-500

Простейшие

1000-3000

D50 – доза фотонного излучения, вызывающая 50%-ную гибель различных организмов в облучённой популяции

Вопрос 10. Механизм биологического действия ионизирующих излучений

Вопрос 11. Прямое и непрямое действие ионизирующих излучений

Вопрос 12. Реакция клеток на облучение

Действие ИИ разделяется на прямое и косвенное. Прямое – такое действие, при котором данная молекула испытывает изменения (ионизацию, возбуждение) непосредственно при взаимодействии с излучением. Косвенное – такое действие, при котором молекула непосредственно не поглощает энергию ИИ, а получает её путём передачи от другой молекулы. К косвенному действию относится, например, радиолиз воды. Прямое действие можно разделить а следующие стадии:

1) физическая (возникновение возбуждённых и ионизированных молекул) длится 10-16-10-13 с;

2) физико-хим. стадия (перераспределение поглощённой энергии, образование ионов и свободных радикалов) длится 10-13-10-10 с;

3) хим. стадия (ионы и радикалы взаимодействуют друг с другом и с окружающими молекулами, образуя хим. соединения, не характерные для нормальных условий функционирования клетки);

4) биологическая стадия (изменение клеточных структур и т.д.) длится от 1 с до многих лет. Реакция клеток на облучение:

От временной задержки роста и размножения до полной деградации

Для быстроделящихся клеток – задержка вступления в митоз. Задержка тем больше, чем больше доза облучения

Неделящиеся клетки погибают практически сразу

Апоптоз – форма клеточной гибели, при которой внешние повреждения или внутренние сигналы дают клетке импульс к самоуничтожению

Некроз – остановка клеточного метаболизма вследствие внешнего повреждения клетки и утрата способности поддерживать ионный гомеостаз.

Вопрос 13. Детерминистские и стохастические эффекты.

Если вредные эффекты облучения выявляются, начиная с какого-то определённого порогового значения дозы, то их называют нестохастическими или пороговыми. Для этих эффектов частота их возникновения и степень тяжести возрастают с увеличением дозы. Тяжесть эффекта может возрастать более круто у лиц с более высокой радиочувствительностью. К таким эффектам относится помутнение хрусталика глаза, некоторые повреждения кожи и т.д. Последствия облучения человека, вероятность возникновения которых существует при сколь угодно малых дозах облучения, и возрастает с дозой, называют стохастическими или беспороговыми. Основные стохастические эффекты – канцерогенные (лейкемия и др. формы злокачественных образований) и генетические эффекты. Стохастические эффекты обычно обнаруживаются через длительное время после облучения и лишь при длительном наблюдении за большими группами населения в десятки и сотни тысяч человек.

Вопрос 14. Лучевая болезнь человека

Лучевая болезнь – самые разнообразные проявления поражающего действия ИИ на организм. Многообразие этих проявлений зависит от вида облучения, временного фактора, равномерности поля облучения и т.п.

D, Гр

Заболевание

Проявления

Последствия

<0,25

Отсутствует

Отсутствует

-

0,25-0,5

Реакции со стороны отдельных систем организма

Временное изменение состава крови

Благополучные, состав крови быстро нормализуется

0,5-1

Чувство усталости, иногда рвота, умеренные изменения состава крови

Благополучные, состояние здоровья нормализуется

1-2

ОЛБ лёгкой степени

Уменьшение лейкоцитов в крови, иногда рвота в первые сутки

Благополучные, смертельные исходы отсутствуют

2-4

ОЛБ средней степени

Тошнота, рвота в первые сутки, сильное уменьшение лейкоцитов, подкожные кровоизлияния

В 20% возможен смертельный исход через 2-6 недель после облучения

4-6

ОЛБ тяжёлой степени

Тошнота, рвота, сильное уменьшение лейкоцитов, подкожные кровоизлияния

В 50% возможен смертельный исход в течение месяца после облучения

>6

ОЛБ крайне тяжёлой степени

Тошнота и рвота через 1-2 ч после облучения, почти исчезают лейкоциты в крови, подкожные кровоизлияния

В 100% случаев наступает смерть от инфекционных заболеваний или кровоизлияний

Вопрос 15. Отдаленные последствия облучения человека.

После облучения в «выздоровевшем» организме возникают различные изменения.

1) сокращение продолжительности жизни (радиационное старение)

2) возникновение лейкозов, злокачественных новообразований и катаракт.

3) генетические эффекты

Эти последствия имеют клеточную природу. Вероятность отдалённых последствий не исключена у людей, подвергавшихся облучению в малых дозах, когда детерминистические эффекты вообще не отмечались.

Продолжительность жизни определяется старением. Вопрос о влиянии радиации на продолжительность жизни выяснен недостаточно. Хотя экспериментальные данные не подтверждают эффект «радиационного старения» у человека, его наличие у животных заставляет продолжать дальнейшие исследования.

Радиационный канцерогенез относится к стохастическим эффектам, возникающим в соматических клетках и проявляющимся спустя значительное время после облучения.

Основные свойства, отличающие злокачественные новообразования от нормальных тканей:1) способность злокач. клеток к неорганическому размножению 2) снижение межклеточных контактов 3)утрата раковыми клетками функций 4) прорастание опухоли в окружающие ткани и их разрушение 5) кровь распространяет злокач. клетки в другие органы.

С радиационным фактором, включая естественный и техногенно измененный радиац. фон, связывают лишь от 1 до 4% всех злокачественных опухолей.

Сложность в том, что1) нет данных о масштабе воздействия (все тело или его части), 2)дозиметрические данные имеют большие неопределенности,3) должно проходить регулярные обследования, 4)необходимо иметь конкретную группу людей.

Вопрос 16. Генетические эффекты при облучении.

Генетические последствия облучения – возникающие под влиянием облучения различные повреждения генетического аппарата в половых клетках, наследуемые потоками облученных частиц. Это отличает генетические эффекты от соматических.

Существует 2 типа генетических нарушений:1) хромосомные абберации – изменение числа и структуры хромосом 2) мутации – изменения в самих генах.

Для того чтобы оценить ожидаемыве генетические эффекты в первом поколении после воздействия излучения используют подходы, основанные на применении методов удваивающей дозы – основан на определении дозы, вызывающей такой же генетический эффект, какой наблюдается в результате естественного мутационного процесса.

При малых дозах хронического облучаения удваивающая доза составляет около 1 Гр за 30 лет.

Генетические последствия облучения имеют много общего и отличного от радиационно-индуцированного рака: 1) обе относятся к стохастическим последствиям облучения (имеют вероятностную природу 2) оба не отличаются от спонтанных эффектов, возникающих по другим причинам 3) полное выявление всех наследственных дефектов в отличие от рака происходит лишь на протяжении многих поколений. Статистически достоверных данных об увеличении генетических нарушений под воздействием ИИ нет.

Используется 2 подхода: 1) определение непосредственно эффекта облучения в данной дозе 2) оценка частоты появление потомков с теми или иными нарушениями.

Оценки:

1) за счет естественного фона у человека возникает не более 5% общего числа спонтанных мутаций

2)есть зависимость естественного радиац.-генетического эффекта от мощности дозы излучения. По мере её снижения число мутаций, вызываемых одной и той же дозой, сильно уменьшается

3) величина дозы, удваивающей число возникновения мутаций при действии на человека ИИ, зависит от типа мутаций, от стадии зародышевых клеток, от вида ИИ и мощности дозы

4) удваивающая доза – 0,2-2,5Зв

5) облучение каждого поколения в дозе 0,01 Зв на протяжении бесконечного времени увеличит частоту самопроизвольных мутаций на 1%.

Основные выводы:

1) облучение с низкой мощностью дозы оказывается весьма малым мутагеном

2) уменьшение генетических эффектов со снижением мощности дозы снимает предположение об их накоплении на протяжении длительного времени.

Вопрос 17. Малые дозы и проблема порога.

Особенности исследований малых доз ИИ заключаются в зависимости результатов от конкретных условий, трудности вопроизведения результатов. Эти особенности обусловлены: 1) флуктуации естественного радиационного фона на Земле находятся в пределах двух порядков величины – от n*10-1 до n*10 мЗв/г. 2)ожидаемая частота радиац. эффекта значительно меньше спонтанной частоты эффектов, характерной для человеческой популяции.

Получить прямые свидетельства значимых для здоровья радиац. эффектов трудно. Поэтому прибегают к прогнозам. За малые дозы принимают такие, которые не вызывают заметных нарушений жизнедеятельности, для животных < 50 cГр, для людей <20 cГр.

Малая доза – доза, при которой в критической мишени реализуется в среднем не более одного радиац. события (Doc). Doc=16Sион*l/V. Где Sион – линейная передача энергии излучения кэВ/мкм, l – средняя длина пути частицы в чувствительном объёме V.

Для сферы l=2/3 диаметра.

Расчет V проводится в условиях:1)основная мишень – ДНК 2) повреждающие ДНК факторы – прямое действие радиации и продукты радиолиза воды (ОН). 3)масса распределена по объему равномерно 4)объём (ядро клетки) представляет собой сферу.

Для гамма-излучения 60Со (ЛПЭ=0.41 кэВ/мкм) Doc=0.23 cГр. Для рентгеновского (E=160 кэВ, ЛПЭ=2кэВ/мкм) Doc=1.13 cГр. Для альфа – несколько десятков сГр.

Ущерб. Применимо к человеческой популяции говорят об общественном здоровье, когда выявленный ущерб является социально приемлемым.

С точки зрения отдельного человека важно индивидуальное здоровье.

Вред индивидуальному здоровью очевиден, когда имеют место детерминистические эффекты, т.е. проявляемые клинически. При низких уровнях доз таких эффектов быть не может.

Проблема порога заключается в том, что до некоторого определённого значения дозы эффекты не выявляются. Продолжительность порога – индивидуальна, и зависит от: продолжительности, вида и способа облучения.

Принцип ALARA – завышенный уровень оценки вредности ИИ в массовом создании по сравнению с другими факторами вредности в окр. среде.

Вопрос 18. Естественный радиационный фон.

Источники естественного радиационного фона:

1) внешние (внеземного происх-я – космическое излучение, земного происх-я – радионуклиды земной коры) 0.4мЗв/год

2) внутренние (радионуклиды, содержащиеся в живых организмах). 0.3мЗв/год

Внешнее облучение. Космическое излучение состоит из галактического и солнечного. ГКИ: Е=10^5МэВ, в основном из протонов, альфа-частиц, ядер и т.д. Практически полностью поглощается атмосферой. Образуются космогенные радионукиды – 3H, 7Be,10Be,11C, 22Na,24Na.

СКИ: Е=10^4МэВ и более тяжёлые элементы чем в ГКИ.

Мощность дозы на различных высотах над уровнем моря:

Высота,км

Уровень моря

4

12

20



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | Следующая → | Последняя | Одной страницей


See also:
Для студента
Похожие записи

Комментарии закрыты.