- •Радиационная медицина Минск 2009
- •Предисловие
- •Список сокращений
- •Некоторые множители и приставки для образования кратных, дольных единиц и их наименование
- •Соотношение между единицами си и внесистемными единицами в области ионизирующих излучений
- •Глава 1. Основы действия ионизирующих излучений.
- •1.1. Физические основы радиационной медицины.
- •Характеристика основных видов ионизирующего излучения
- •Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения
- •Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы (wt)
- •Соотношение между системными и внесистемными единицами доз
- •1.2. Действие ионизирующих излучений на биологические объекты.
- •Прямое и косвенное действие ионизирующих излучений. Радиолиз воды. Кислородный эффект
- •Действие ионизирующих излучений на белки
- •Действие ионизирующих излучений на нуклеиновые кислоты
- •Действие ионизирующих излучений на липиды
- •Действие ионизирующего излучения на углеводы
- •Реакция клеток на облучение (биологическая стадия)
- •Глава 2. Уровни облучения населения.
- •2.1. Радиационный фон Земли.
- •Средняя доза облучения от естественных источников
- •Содержание урана, тория и радия в породах и почвах
- •Основные источники радона
- •Источники радона в атмосфере Земли и их интенсивность
- •Действие изолирующих покрытий на стенах на уменьшение интенсивности эксгаляции радона
- •Удельный вес источников радона в типичном доме
- •Меры, направленные на снижение концентрации радона в воздухе помещений:
- •Дозы облучения за счет радона
- •Мощность дозы в некоторых органах и тканях при постоянной ингаляции воздуха с концентрацией радона 37 Бк/м3 при дыхании 13,8 л/мин
- •Медицинские последствия облучения радоном
- •Риск возникновения рака легких у населения (число случаев на 1000 человек) в сопоставлении с концентрацией радона
- •Содержание к-40 в окружающей среде
- •Средняя удельная активность k-40 и Rb-87 в органах и тканях взрослого мужчины и создаваемые годовые эквивалентные дозы
- •Техногенно измененный радиационный фон
- •Радиационные нагрузки при медико-диагностических рентгеновских обследованиях
- •Удельная активность Ra-226 и Th-232 в различных стройматериалах (Бк/кг)
- •Сравнительная оценка общего ущерба здоровью от ядерного и угольного топливного циклов (ятц и утц), отнесенная к выработке 1 гВт*год
- •Лучевая нагрузка при профессиональном облучении
- •Годовая подушная эффективная доза в 2000 году от естественных и антропогенных источников
- •2.2. Формирование дозовых нагрузок на население Республики беларусь после катастрофы на Чернобыльской аэс.
- •Динамика ежесуточного выброса радиоактивных веществ в атмосферу из аварийного блока чаэс (без радиоактивных благородных газов)
- •Важнейшие радионуклиды, выброшенные в окружающую среду в результате катастрофы на чаэс
- •Зависимость объемной активности молока от степени поверхностной активности по цезию-137
- •Задержка в легких частиц разной дисперсности
- •Значения коэффициентов всасывания в желудочно-кишечном тракте химических элементов
- •Значения мощности экспозиционной дозы (мР/ч) в некоторых населенных пунктах непосредственно после катастрофы на чаэс
- •Нормируемые величины содержания цезия-137 в некоторых продуктах питания (Бк/кг) в различные периоды после аварии на чаэс
Некоторые множители и приставки для образования кратных, дольных единиц и их наименование
-
Множитель
Приставка
Обозначение
1018
экса
Э
1015
пета
П
1012
тера
Т
109
гига
Г
106
мега
М
103
кило
к
10-3
милли
м
10-6
микро
мк
10–9
нано
н
10–12
пико
п
10–15
фемто
ф
10-18
атто
а
Соотношение между единицами си и внесистемными единицами в области ионизирующих излучений
Величина, символ |
Название и обозначение единицы |
Соотношение единиц | |
Единица СИ |
Внесистемная единица | ||
Активность (А) |
Беккерель (Бк, Bq) |
Кюри (Ки, Ci) |
1 Ки = 3,7∙1010 Бк |
Поглощенная доза (D) |
Грей (Гр, Gy) |
Рад (рад, rad) |
1 рад = 0,01 Гр |
Эквивалентная доза (H) |
Зиверт (Зв, Sv) |
Бэр (бэр, rem) |
1 бэр = 0,01 Зв |
Эффективная доза (E) |
Зиверт (Зв, Sv) |
Бэр (бэр, rem) |
1 бэр = 0,01 Зв |
Глава 1. Основы действия ионизирующих излучений.
1.1. Физические основы радиационной медицины.
Радиационная медицина — наука, изучающая особенности воздействия ионизирующего излучения на организм человека, принципы лечения лучевых повреждений и профилактики возможных последствий облучения населения.
Радиационная медицина изучает широкий круг вопросов и тесно связана с радиобиологией, ядерной физикой и биофизикой, биоорганической и биологической химией, клиническими дисциплинами, эпидемиологией. Большой раздел радиационной медицины — радиационная гигиена, которая выделена как самостоятельная гигиеническая наука.
Термин «ионизирующие излучения» используется для описания переноса через пространство энергии в виде электромагнитных волн либо субатомных частиц. Ионизирующее излучение – излучение, которое создается при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков (Закон Республики Беларусь № 122-3 от 05.01.1998 «О радиационной безопасности населения»).
По природе ионизирующие излучения делятся на два основных вида:
а) корпускулярные, например, альфа, бета;
б) электромагнитные, например, гамма и рентгеновское.
Основой характеристики (табл. 1-1) ионизирующих излучений являются:
для корпускулярных излучений — заряд частицы, ее масса, а также энергия;
для электромагнитных излучений — энергия.
Эти параметры определяют особенности взаимодействия ионизирующих излучений с веществом и, соответственно, степень и вероятность их повреждающего действия.
Характеристика основных видов излучения:
1) альфа-частицы (ядра гелия) имеют заряд +2, массу 4 а.е.м., энергия альфа-частиц при выходе из ядра составляет 3 – 11 МэВ (эВ – электронвольт – внесистемная единица энергии: 1 эВ = 1,610–19 Дж); обладают высокой ионизационной способностью; имеют незначительную проникающую способность: в зависимости от энергии альфа-частиц длина их пробега в воздухе может достигать 11 см, а в биологической ткани — десятков микрометров;
2) бета-частицы — это электроны и позитроны, имеющие пренебрежимо малую массу и заряд –1, или +1 соответственно; энергия чаще измеряется в кэВ; удельная плотность ионизации, создаваемая бета-частицами, примерно в 1000 раз меньше, чем у альфа-частиц той же энергии; проникающая способность у бета-частиц больше, чем у альфа-частиц: пробег в воздухе составляет метры, в биологической ткани — сантиметры;
3)нейтроны имеют массу, равную 1 а.е.м., заряд 0; нейтрон может иметь энергию от 0,025 эВ до 300 МэВ и более. По энергии выделяют медленные и быстрые нейтроны, граница между ними лежит примерно в области 1 МэВ. Энергия нейтрона определяет характер его взаимодействия с веществом;
Рис. 1-1. Проникающая способность разных видов ионизирующего излучения
4) гамма-излучение образуется при ядерных превращениях и имеет длину волны 10–10–10–14 м; обладает высокой проникающей способностью, длина пробега в воздухе достигает сотен метров;
5) рентгеновское излучение имеет длину волны 10–9–10–12 м. Различают характеристическое рентгеновское излучение и тормозное. Характеристическое рентгеновское излучение образуется за счет изменения энергетического состояния электрона при его переходе на энергетически более выгодную орбиталь. Тормозное излучение образуется при столкновении заряженных частиц с частицами вещества, через которое они проходят. Чем меньше длина волны, тем выше энергия излучения и больше его проникающая способность (рис. 1-1).
С понятием «ионизирующие излучения» тесно связано понятие «радиоактивность». Исторически радиоактивность является первым ядерным процессом, обнаруженным человеком (А. Беккерель, 1896 г.). В изучение данного процесса большой вклад внесли Мария Складовская-Кюри и Пьер Кюри.
Радиоактивность — самопроизвольное превращение ядер одних элементов в другие, при котором ядро переходит в более устойчивое состояние. Процесс сопровождается испусканием ионизирующих излучений (корпускулярных либо электромагнитных).
Таблица 1-1