Лекция. РАДИОАКТИВТІЛІК. ДОЗА НЕГІЗДЕРІ. РАДИОНУКЛИДТЕРДІ МЕДИЦИНАДА ОЛДАНУ.

 

Лекция жоспары

 

1. Радиоактивтілік туралы тсінік

2. Радиоактивтілікті ыдырау заы.

3. Дозаметрия туралы тсінік.

4. Доза трлері: жтылу,экспозициялы жне эквиваленттік.

5. Доза уаты.

6. Дозаны лшем бірліктері.

7. Радионуклидті медицинада олдану.

 

Лекция масаты:радиоактивтілік былысыны негізін ашып крсету, иондаушы сулелерді серін сипаттауды, оны санды крсеткіштерін талдау, радионуклидтерді медицинада олдануды арстыру.

 

Радиоактивтілік былысын 1896 жылы А.Беккерель ашан. Ол уран тзыны белгісіз сулелер шыаратыдыын байаан, бл былыс радиоактивтілік деп аталады. Радиоактивтілік деп кей атом ядроларыны з бетінше ыдырып (ирап) баса затты ядросына айналуын атаймыз. Бл былысты тере зерттеген Мария мен Пьер Кюрилер радиактивтілік ыдырау кезінде «альфа», «бета» жне «гамма» сулелері шыатындыын, «альфа» сулесі деп гелииді ядросын, «бета» дегеніміз электрон немесе позитрон блшегі екендігін, ал «гамма»- жоары энергиялы электромагниттік толын екендігін анытады.

Кез келген атом ядросы протон жне нейтроннан трады, оларды жалпы трде нуклондар деп атайды. Ядродаы протон саны «р» химиялы элементті реттік нміріне Z сйкес келеді жне затты химиялы асиетін сипаттайды, ал ядродаы нуклондар саны A= p+n затты массалы саны деп аталады, мндаы «n» нейтрон блшегіні саны. Сонда кезкелген атом ядросы мына трде белгіленеді: химиялы элементі белгісіні жоары жаына массалы саны,тменгі жаына реттік саны крсетіледі , мысалы мндаы - 12 кміртегіні атомды салмаы, 6- оны периодты кестедегі реттік саны немесе протон саны.

Атомды нмірлері бірдей, біра массалы саны р трлі болатын заттар кездеседі, оларды изотоптар деп атайды, мысалы траты кміртегі, ал оны изотопы болып келеді.

Радиоактивтілік былысы кезіндегі ядроны ыдырауы (баса зат ядросына айналуы) мына рнек бойынша сипатталады:

N = N0e-lt.

Бл рнек радиоактивтілікті ыдырау заы деп аталады, мндаы N0 - бастапы ядролар саны, N- t уаыттан кейін лі ыдырамаан ядролар саны, l-ыдырау тратысы, ол сан жаыннан бірлік уаыт ішінде ядроларды ыдырау ытималдыына те шама. Сонда ыдыраан ядролар саны dN =N0-N те болады.

Радиоактитілік былысын сипататуда l-ыдырау тратысыны орнына жартылай ыдырау периоды Т деген шаманы олданады. Жартылай ыдырау периоды деп барлы ядроларды те жартысыны ыдырауына кететін Т уаытты атайды. Бл уаыт кей ядролар шін миллиардтаан жылдара созылады, ал кей ядролар шін секундты бір блігіне те. Тмендегі кестеде осындай мліметтер берілген:

 

Радиоактивті изотоптар, массалы саны (табии элементтердегі лес, %) Жартылай ыдырау периоды, Т
Уран- 238 (99,28%) 4,5×109 жыл
Калий -40 (0,012%) 1,3×109 жылы
Йод-131 8 кн
Йод - 132 2,26 саат
Йод -125 60 кн
Торий -232 (100%) 1,4×1010 жылы
Радон- 222 3,8 кн
Кміртегі -14 5570 жыл

 

Жартылай ыдырау периоды Т жне ыдырау тратысы l з ара мына трде байланыста: Т=ln2/l=0.693/l. Осы мліметті олданып радиоактивтілікті ыдырау заын мына трде жазауа болады: N = N0е-0,69t/Т.

Радиоактивті зат ядросыны ыдырау нтижесінде ол баса зата айналады, осындай былысты нтижесінде табиатты ке таралан ураны U-238 ядросы альфа сулесін шыарып 4,47 миллиард жыл кейін Тh-234 айналады, ол з кезегінде бета сулесін шыарып 24,1 кннен кейін Проактиний-234, ол бета сулесін шыарып 1,17 мин. кейін U-234 айналады, бл рдіс 15 рет жаласып, е соында одан ары ыдырамайтын, ядросы траты Pb-208 орасына айналады. Бл тізбекті реакция тменде крсетілген ретпен жреді.

 

 

 


 

 

Затты радиоактивтілік белсенділігін активтілік деген шамамен сипаттайды, ол сан жаынан бірлік уаыт ішінде ыдыраан ядро санына те: А = dN/dt. Активтілік Беккерель (Бк) деген шамамен лшенді, сонымен атар кюри (Ки) деген лшеу бірлігі де олданылады: 1 Ки =3,7×1010 Бк.

Енді радиоактивті ыдырау трлерін талдайы. здеріізге белгілі радиоактівтілік кезінде ядродан a, b жне g блшектері шып шыатын. Зерттеулер a блшегі гелий ядросы екендігін крсетті. Ол ыдырайтын радиоактивті зат ядросы рамындаы протон блшегі, олай болса a ыдырауы нтижесінде жаадан пайда болатын зат мына реакация бойынша аныталынады: , мндаы X- бастапы зат ядросы, Y ыдырау нтижесінде жаадан пайда болан ядро, ал гелий ядросы. Жаадан пайда болан ядро озан кйде болады, сондытан оны негізгі кйге кшуі g сулесін шыарумен атар жреді, жалпы барлы ыдырау трлері g сулесін шыарумен ерекшеленеді. Альфа сулесіні энергиясы 4-9 МэВ те.

Радиоактивтілік кезінде блінетін b сулесі е- электрон немесе оан арама арсы е+ позитрон (антиэлектрон) блшегі екен. здеріізге белгілі ядрода рамында мндай блшектер кездеспейді, бл блшектер ыдырайтын зат ядросы рамындаы протон немесе нейтрон блшектеріні радиоактивтілік кезінде баса блшектерге айналуы кезінде пайда болады жне мндай ыдыраулар гамма сулесін шыарумен абаттасып жреді. b- ыдырау екі трде кездеседі.

1. Электронды b- ыдырау. Бл ядродаы нейтрон блшегіні протон жне электрона айналуы кезінде орын алады: мндаы -антинейтрино блшегі.

2. Позитронды b+ ыдырау. Бл ядродаы протон блшегіні нейтрон жне позитрона айналуы кезінде орын алады: мндаы -нейтрино блшегі.

Радиоактивтілікті электронды е-армау деген трі де кездеседі. Бл былыс ядроны ішкі абаттарды бірінен электронды армап алып, нтижесінде ядродаы бір протонны нейтрона айналуы кезінде байалады: Бл былыс тікелей иондаушы(гамма) сулесін шыарумен абаттасып жрмегенмен, былыс нтижесінде гамма сулесі пайда болады. Электрон абаттындаы босаан орынан сырты абаттан электрон ауысан кезде рентген сулесі пайда болады.

 

ДОЗАМЕТРИЯ НЕГІЗДЕРІ

Кей сулелерді (ультраклгін, рентген, гамма) немесе оларды блшектеріні (фотондарыны) энергиясы те жоары болып келеді, соны нтижесінде олар сер еткен денелерді атомдары мен молекулары бзылады, яни ионданады. Сол себепті мндай сулелерді иондаушы сулелер деп аталады. Бл былыс сірсе биологиялы рылымдарды жеке блімдеріне лкен заым келтіреді, соны нтижесінде оларда мутациялы былыстар орын алуы ммкін. Иондаушы сулелерді трлі серлерін сипатушы шін доза деген шама олданылааы.

Жтылу дозасы деп дене элементі жтан иондаушы суле энергиясыны dE сол дене массасына dm атынасына те шаманы атайды: D= dE/dm. Жтылу дозасы СИ лшеу жйесінде грей (Гр) деген шамамен лшенеді, сонымен атар рад деген лшеу бірлігі де олданылады 1 рад= 10-2 Гр те.

Жтылу дозасы иондаушы сулелерді денеге тигізетін трлі радиациялы серлерін толы сипаттай алмайды. Осы олылыты жою шін иондаушы сулені серін сапа коэффициенті деген шамамен сипаттайды. Сапа коэффициенті сан жаынан дозалары бірдей, иондаушы сулені биологиялы серін рентген немесе гамма сулесіне салыстыранда аншалыты жоары немесе кем екендігін крсететін шамаа те. Иондаушы сулені биологиялы сері ретінде сулені серінен денеде орын алатын былысты атайды. Мысалы, иондаушы сулені серінен заымдалан жасуша саны, немесе денеде пайда болан зарядталан блшектерді саны жне т.б. мліметтерді атауа болады.

№1 кесте

Иондаушы суле трі Сапа коэффициенті, К
Гамма немесе рентген сулесі
Бета сулесі
Энергиясы 2 МэВ протондар
Альфа сулесі

 

Кестеден сулесі шін сапа коэффициенті 20 те. Мны алай тсіну керек, бл сулесіні биологиялы сері рентген сулесіне салыстыранда 20 есе кп дегенді білдіреді.

Сапа коэффицентін ескере отырып аныталан дозаны эквиваленті доза деп атайды, ол мына рнекпен аныталынады: H =K×D. Эквиваленті доза зиберт (Зв) деген шамамен лшенеді, сонымен атар бэр(биологический эквивалент рентгена) деген лшеу бірлігі де олданылады 1 бэр= 10-2 Эв те.

Иондаушы сулелерді ауаны иондау абілетін ескеріп, экспозициялы доза деген шама енгізілген. Ол сан жаынан ауаны бірлік массасы клемінде пайда болан барлы о иондарды шамысына X =Q/m те. Экспозициялы доза Кулон/кг лшенеді, біра бл те лкен шама боландытан, практикада одан кп кіші рентген-Р деген шама олданылады 1Р = 2,58 10-4 Кл/кг.

Жтылу жне экспозициялы доза арасында мына трде з ара байланыс бар: D=fX, мндаы f-тпелі коэфициент деп аталады. Жмса лпалар шін f=1 те, сондытан «рад» аныталан жтылу дозасы «рентегнмен» аныталан экспозициялы дозаа сан жаынан те болады.

Доза уаты деп доза шамасыны сол дозаны абылдаан уаыта атынасымен аныталынатын шаманы атайды: ND = D/t NX=X/t NH=H/t.

Жтылу дозасыны уаты Гр/ мин; Гр/са экспозициялы доза уаты микрР/са; милР/са; Р/са жне т.б. лшенеді. Эквивалентті доза Зв/мин; Зв/са; Зв/жыл; бэр/ мин; бэр/са. лшенеді.