III. Дозиметрия ионизирующего излучения. Основные понятия дозиметрии (сокращенный вариант)

Дозиметрия – раздел радиационной медицины, физики и измерительной техники, который изучает действие ионизирующего излучения на живые и неживые объекты, а также методы и приборы измерения излучений.

Особенности:

1. Используется комплекс преимущественно физических методов.

2. Имеет большое прикладное значение в медицине (клиническая дозиметрия)

3. В медицине имеет дело с источниками очень малых и очень больших интенсивностей.

4. В медицинской дозиметрии используются единые принципы и понятия.

Основные понятия дозиметрии.

1. Поглощенная энергия (Е_погл) – это энергия излучения, которая поглощена в облучаемой среде и преобразована в ней в другие виды энергии.

2. Доза (Д) – это количественная характеристика действия излучения по выбранному критерию (физическому и биологическому).

По видам доз различают три основные группы:

1 группа – дозовые характеристики поглощения

а) Поглощенная доза (Д_погл) - это отношение энергии поглощения к массе поглощающего вещества.

Внесистемные единицы: [рад] – радиационная абсорбированная доза

1 Гр = 100 рад

б) Мощность поглощенной дозы (N_погл).

–это доза, отнесенная к единице времени.

2 группа – Дозовые ионизационные характеристики ( экспозиционные дозы)

Они вводятся потому, что значение поглощенной дозы для конкретного вещества зависит от вида и состава вещества.

а) Экспозиционная доза для рентгеновского и γ – излучения (Д_экс) – это энергетическая характеристика излучения, оцениваемая по эффекту ионизации сухого атмосферного воздуха.

Q – суммарный электрический заряд ионов.

Внесистемные единицы: [рентген Р]

1 = 3880 [Р]

Пример : Д_экс > 500 Р – опасно для человека.

При пассивном лечении (без пересадки костного мозга) такая доза дает 50% смертность.

б) Мощность экспозиционной дозы для R – γ – излучения (N_экс)

Внесистемные единицы:

3 группа – Биологические дозовые характеристики.

Они используются для оценки биологического действия излучения. Основной из этих характеристик является эквивалентная доза (Д_эк).

Это такая доза, которая создает биологический эффект, аналогичный при облучении эталонным излучением.

Системные единицы измерения - это единица эквивалентной дозы любого излучения, дающего биологическим тканям тот же биологический эффект, что и доза в 1[Гр] стандартного биологического излучения.

Внесистемные единицы измерения: [бэр] – биологический эквивалент рентгена

Помимо эквивалентной дозы Д_эк биологическое действие зависит от энергии отдельных частиц. Так, одинаковые дозы γ – лучей, рентгеновских лучей и нейтронов неодинаково опасны.

IV. Общие закономерности биологического действия ионизирующего излучения.

Ионизирующее излучение при своем воздействии на человека всегда вызывает скрытые или явные изменения. Всего различают четыре фазы действия.

1. Физическое – самое короткое (t = 10^-16c) вызывает возбуждение и ионизацию атомов или молекул.

2. Физико-химическое – время протекания t = 10^-6 c ионы и возбужденные молекулы реагируют с другими молекулами, образуя продукты второй фазы - гидроксильные ионы, свободные радикалы, способные легко преобразовываться.

3. Химическая – время протекания от нескольких секунд до нескольких минут, при этом продукты второй фазы вступают в химическую реакцию с органическими молекулами внутри клеток и тканей и вызывают изменения их свойств.

4. Биологическая – это фаза клеточно-тканевых изменений, время протекания – несколько минут, часов, суток. Для этой фазы характерен скрытый период. При малой поглощенной энергии могту происходить большие нарушения, т.к. происходит действие на последующие поколения через наследственный аппарат клетки. Разные части клеток по разному чувствительны к излучению. Прежде всего поражаются делящиеся клетки, что особенно опасно для детей.

При биологическом действии ионизирующего излучения на человека различают:

а) Соматические изменения – проявляются только у данного облученного человека. При этом изменяются:

• кроветворная и лимфаткани (лейкоз);

• половые железы мужчин и женщин (бесплодие);

• эпителии слизистых оболочек и кишечника (рак);

• кожа, легкие, мышечные ткани, костная и хрящевая ткани, нервная ткань.

б) Генетические изменения - это изменения в последующих поколениях людей и животных. Они проявляются в виде хромосомных и генных мутаций, т.е. увеличивается частота рождаемости лиц, страдающих слабоумием и различными патологиями.

При систематическом облучении людям не рекомендуется иметь потомство.