Количественная оценка биологического действия ионизирующего излучения. Коэффициент качества излучения. Эквивалентная доза.

Для данного вида излучения биологическое действие обычно тем больше, чем больше доза излучения. Однако различные излучения даже при одной и той же поглощенной дозе оказывают разные воздействия. В дозиметрии принято сравнивать биологические эффекты различных иззучений с соответствующими эффектами, вызванными ренпеновским и у-излучениями. Коэффициент К, покатывающий, во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем рентгеновского или у-излучения, при одинаковой дозе излучения в тканях. яв- ляется коэффициентом качества. В радиобиологии его называют также относительной биологической эффективностью (ОБЭ).Коэффициент качества устанавливают на основе опытных данных Он зависит не только от вида частицы, но и от ее энергии. Приведем приближенные значения К для некоторых излучений (в скобках указана энергия частиц).

	К
Рентгеновское, у- и р-излучения
Тепловые нейтроны (~0.01 эВ)
Нейтроны (5 МэВ)
»(0,5 МэВ)
а-Излучение

Поглощенная доза совместно с коэффициентом качества дает представление о биологическом действии ионизирующего излучения, поэтому произведение DК используют как единую меру этого действия и называют эквивалентной дозой излучения Н:

Н = DK

Так как ы — безразмерный коэффициент, то эквивалентная доза излучения имеет ту же размерность, что и поглощенная доза излучения, но называется зивертом (Зв). Внесистемная единица эквивалентной дозы — бэр; 1 бэр = 10^-2 Зв.

Эквивалентная доза в бэрах равна дозе излучения в радах, умноженной на коэффициент качества.

Естественные радиоактивные источники (космические лучи, радиоактивность недр, воды, радиоактивность ядер, входящих в состав человеческого тела, и др.) создают фон, соответствующий приблизительно эквивалентной дозе 125 мбэр. Предельно допустимой эквивалентной дозой при профессиональном облучении считается 5 бэр в течение года. Минимальная летальная доза от у-излучения около 600 бэр. Эти данные соответствуют облучению всего организма.

59. Первичное действие ионизирующих излучений на организм. Защита от ионизирующих излучений. Ядерные излучения оказывают пагубное воздействие на все живые организмы. При этом интенсивность и характер повреждений зависят от вида частиц и дозы облучения(0-20 отсутствие явных повреждений; 20-50 возможные изменения состава крови; 50-100 изменение состава крови; 100-200 повреждения, возможна потеря трудоспособности; 200-400 нетрудоспособность, возможная смерть; 400 смертность 50%; 600-смертельная доза). Одно и то же облучение по-разному действует на разные органы и организмы. При достаточно большой дозе погибает любой организм. Структуру живого организма можно разделить на 3 уровня: отдельные молекулы; клетки; макроскопические части или системы организма (например, дыхательная система, мышечные ткани). Первичное действие излучения на организм состоит в повреждении молекул. Существуют два механизма повреждения-прямой и косвенный. В прямом механизме ядерная частица действует непосредственно, либо через ядра отдачи или промежуточные электроны на сами макромолекулы. В косвенном механизме под действием излучения происходит радиолиз воды. Продукты радиолиза реагируют с макромолекулами. Радиационное поражение макромолекул проявляется в потере ими биологической активности, в образовании разрывов, сшивок, в радиационном окислении. Иногда в макромолекулах под действием изучения возникают скрытые повреждения, которые, до введения в организм кислорода или нагрева, не мешают ферментативной активности молекул. Методом ЭПР (электронного парамагнитного резонанса) установлено, что в ряде случаев скрытым повреждением макромолекулы является электронное возбуждение, которое сопровождается появлением неспаренного электрона. Эмпирическим путем было установлено, что разрушающее биологическое действие излучений можно существенно ослабить введением в организм до облучения некоторых органических серосодержащих веществ. Защитные вещества являются неэффективными против сильно ионизирующих излучений. Замечательно, что некоторые скрытые повреждения поддаются устранению введением защитных веществ даже после излучения. Ядерные излучения оказывают разрушающее действие на организм человека.Поэтому при работе с любыми источниками радиации необходима защита. Для расчета любой защиты нужно установить предельно допустимую дозу(ПДД), облучение которой безвредно для организма. При установлении ПДД исходят из того, что в естественных условиях облучение человека за счет космических лучей и радиоактивных веществ земной коры составляет около 0,1 бэр в год и является достаточно безвредным. Но, с другой стороны, доза 400-600 бэр смертельна. Принятая сейчас ПДД от внешних источников облучения для лиц, непосредственно работающих с излучением, составляет 5 бэр в год. Ядерные излучения опасны еще и тем, что даже их большие дозы не воспринимаются органами чувств человека. Простейшим методом защиты является удаление от источника излучения на достаточное расстояние R, т.к. даже без учета поглощения в воздухе интенсивность излучения падает как 1/R². В тех случаях, когда удаление от источника на достаточное расстояние невозможно, используют преграды из поглощающих материалов. Наиболее проста защита от -излучения,т.к. -частицы,вылетающие из радиоактивных ядер, имеют ничтожно малые пробеги. При необходимости визуального наблюдения используют окошки из специального содержащего свинец стекла. Лучшими поглотителями тепловых нейтронов являются бор и кадмий. При расчете защиты от тепловых нейтронов необходимо учитывать вторичное -излучение,возникающее при захвате нейтронов. Быстрые нейтроны слабо поглощаются любыми веществами. Поэтому для защиты от быстрых нейтронов их сначала замедляют (обычно водой или графитом), а уже после замедлителя ставят поглотитель. Для защиты от особо мощных источников излучения используется бетон. Толщина иногда достигает нескольких метров.

60. Лучевая болезнь, ее виды. Периоды и симптомы острой лучевой болезни. ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ - заболевание, возникающее в результате воздействия на организм человека ионизирующих излучений в дозах, превышающих допустимые. Виды лучевой болезни: 1) острая-возникает в результате однократного или ряда последовательных воздействий ионизирующих излучений в больших дозах; 2) хроническая-возникает при длительном (в течение многих месяцев) облучении в малых дозах. Острая лучевая болезнь делится на 4 периода: первичной реакции, скрытый, период разгара и период восстановления. Первичные реакции возникают сразу после облучения. При этом отмечается возбуждение, или, наоборот, состояние апатии, вялость, слабость, головокружение, тошнота, а в тяжелых случаях рвота и понос. Расстраивается сон, нарушается аппетит. Возможна временная потеря сознания. Пульс и артериальное давление становятся неустойчивыми. В крови выявляются характерные изменения преимущественно со стороны белых кровяных телец. Эти явления по прошествии нескольких часов могут сгладиться или исчезнуть вовсе. После этого наступает скрытый период заболевания. При этом заметно улучшается общее состояние организма. Однако, несмотря на кажущееся благополучие, болезнь неуклонно прогрессирует. Спустя некоторое время (от нескольких дней до двух, трех недель) наступает период разгара болезни, который начинается с резкого ухудшения общего состояния, сопровождающегося повышением температуры тела, рвотой и поносом, часто с примесью крови. Появляется кровоточивость десен и других слизистых оболочек, образуются язвы, под кожей возникают характерные кровоизлияния. Через 2-3 недели начинают выпадать волосы. Все это сопровождается развитием малокровия и нервными расстройствами. Резко падает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям. При благоприятном течении и в результате своевременного лечения лучевая болезнь может вступить в фазу восстановления. Состояние больного постепенно начинает улучшаться, нормализуется температура, постепенно исчезают признаки нарушения функций ЦНС, восстанавливается нормальный состав крови. У некоторых больных, перенесших острую лучевую болезнь, могут наблюдаться остаточные явления в виде слабости, быстрой утомляемости, головных болей, предрасположенности к инфекционным заболеваниям, а также нерезко выраженное малокровие.

17. Основные понятия и определения колебательных процессов. Механические колебания. Гармонические колебания. Незатухающие колебания. Колебанияминазываются любые процессы, более или менее точно повторяющиеся через равные промежутки времени, называемые периодом колебания. В зависимости от физической природы процесса различают колебания механические, электрические и т.д. Но все колебания подчиняются общим закономерностям. При смещении тела из устойчивого положения равновесия возникает внутренняя возвращающая сила F_воз, пропорциональная смещению S тела и противодействующая ему: F_воз= – ks, где k – коэффициент пропорциональности. Такая сила называется упругой силой. Для колебаний используют следующие характеристики: период колебаний Т, равный времени, в течение которого совершается одно полное колебание; частота колебаний , равная числу колебаний ,совершаемых за одну секунду ( = 1/Т); амплитуда колебаний А, равная максимальному смещению от положения равновесия. Наиболее простой формой колебаний являются гармонические колебания. Это колебания, которые уже установились и происходят без потерь на трение, т.е. с неизменной амплитудой (незатухающие). Важнейшим признаком гармонических колебаний является изменение смещения во времени по закону синуса или косинуса.

, где х – смещение тела в момент времени t; А – амплитуда колебаний, равная максимальному смещению; – круговая частота колебаний (число колебаний, совершаемых за 2секунд), связанная с частотой колебаний соотношением. Графиком гармонического колебания является синусоида.

Свободные или собственные – это колебания, которые происходят в системе, предоставленной самой себе, после того как она была выведена из положения равновесия. Примером могут служить колебания шарика, подвешенного на нити. Для того чтобы вызвать колебания, нужно либо толкнуть шарик, либо, отведя в сторону, отпустить его. Свободные колебания могут быть незатухающими только при отсутствии силы трения. В противном случае первоначальный запас энергии будет расходоваться на ее преодоление, и размах колебаний будет уменьшаться