- •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
1.1. 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