МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей гигиены, экологии и радиационной медицины

Тема 1 Основы действия ионизирующих излучений. Методы регистрации ионизирующих излучений.

Учебно-методическое пособие по «Радиационной и экологической медицине» для студентов лечебного факультета

Гомель 2010

МОТИВАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕМЫ

Знание основных характеристик ионизирующего излучения, особенностей взаимодействия с веществом различных видов излучения необходимо для понимания механизмов и закономерностей формирования лучевых повреждений организма человека и выбора метода защиты от действия ионизирующего излучения.

ОБЩЕЕ ВРЕМЯ ЗАНЯТИЙ: 4 часов

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ

Усвоить характеристику основных видов ионизирующих излучений и базовую терминологию, особенности формирования лучевых повреждений человека и принципы дозиметрии.

ЗАДАЧИ ЗАНЯТИЯ

1. рассмотреть значение радиационной медицины в деятельности врача в связи со сложившейся в Республике Беларусь радиационной обстановкой;

2. закрепить знания по основам ядерной физики;

3. усвоить методы регистрации ионизирующих излучений;

4. усвоить особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическими структурами;

5. усвоить основные принципы дозиметрии и радиометрии;

6. овладеть практическими навыками расчета прогнозируемого в разное время после радиационной аварии количества радионуклидов и оценки полученных результатов.

ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНОМУ УРОВНЮ ЗНАНИЙ

Для полного освоения темы занятия необходимо знание основ физики и общей химии, адекватное представление о планетарной модели строения атома, понятиях «ионизирующие излучения», «нуклон», «атом», «изотоп», «радионуклид» и их основных характеристиках.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ

1. Содержание предмета «радиационная медицина». Цели, задачи, методы радиационной медицины. Значение радиационной медицины в процессе формирования врачебных кадров для нужд профилактического здравоохранения республики.

2. Радиоактивность: понятие, суть явления, системная и традиционная единицы радиоактивности, их соотношение. Закон радиоактивного распада, его практическое использование для обоснования мероприятий по защите населения при авариях на ядерно-физических установках.

3. Типы радиоактивных превращений ядер: альфа-, бета-, гамма-превращения ядер. Примеры элементов, претерпевающих соответствующие типы радиоактивных превращений.

4. Характеристика корпускулярных видов излучения (альфа-, бета-частиц); их взаимодействие с веществом. Понятие о линейной передаче энергии.

5. Особенности взаимодействия с веществом нейтронов разных энергий. Явление наведенной радиоактивности.

6. Характеристика электромагнитных видов ионизирующего излучения (рентгеновского и гамма-излучения), их взаимодействие с веществом.

7. Методы регистрации ионизирующих излучений, их характеристика, используемые детекторы и приборы.

8. Общая и индивидуальная дозиметрия. Дозы: экспозиционная, поглощённая, эквивалентная, эффективная; системные и внесистемные (традиционные) единицы доз, соотношение между ними. Коллективные дозы.

9. Биологическая дозиметрия. Реконструкция полученных человеком доз.

УЧЕБНЫЙ МАТЕРИАЛ

Радиационная медицина — наука, изучающая особенности воздействия ионизирующего излучения на организм человека, принципы лечения лучевых повреждений и профилактики возможных последствий облучения населения.

Ионизирующее излучение – излучение, которое создается при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков

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.

Радиоактивность — самопроизвольное превращение ядер одних элементов в другие, при котором ядро переходит в более устойчивое состояние. Процесс сопровождается испусканием ионизирующих излучений (корпускулярных либо электромагнитных).

За единицы радиоактивности приняты:

а) системная — Беккерель (Бк, Bq). 1 Бк равен активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1 с происходит 1 акт распада (1 Бк = 1 расп/сек ). Единица названа в 1975 г. в честь французского ученого А. Беккереля (A. Becquerel, 1852–1908 г.).

б) традиционная (внесистемная) — Кюри ( Ки, Ci). Единица названа в честь французских ученых П. Кюри и М. Складовской-Кюри и введена в 1910 г. С 1956 г. означает такое количество радиоактивного вещества, которое распадается с интенсивностью 3,7∙10¹⁰ распадов в 1 секунду, т. е. 1 Ки = 3,7∙10¹⁰ Бк, 1 Бк = 2,703∙10^–11 Ки.

Дозиметрия — это измерение дозы или ее мощности (т. е. дозы в единицу времени).

В настоящее время различают следующие дозы:

Экспозиционная доза (X) — количественная характеристика поля источника ионизирующего излучения (гамма или рентгеновского), характеризующая величину ионизации сухого воздуха при атмосферном давлении.

Традиционная (внесистемная) единица экспозиционной дозы — рентген (Р, R).

Системная единица — кулон на килограмм (Кл/кг, C/kg). 1 Кл/кг равен экспозиционной дозе фотонного излучения, при которой сумма электрических зарядов всех ионов одного знака, созданных электронами, освобожденными в облученном воздухе массой 1 кг, при полном использовании ионизирующей способности всех электронов, равна 1 Кл.

Соотношение единиц: 1 Р = 2,58∙10^–4 Кл/кг (точно);

1 Кл/кг = 3,88∙10³ Р (приблизительно).

Часто пользуются понятием мощность экспозиционной дозы — величиной, выраженной в мР/ч или мкР/ч. Обычные фоновые показатели мощности экспозиционной дозы для Беларуси — до 18–20 мкР/ч.

Поглощенная доза (D), представляющая количество энергии, поглощаемое единицей массы облучаемого вещества.

Единицей СИ поглощенной дозы является джоуль на килограмм (Дж/кг) со специальным наименованием грей (Гр, Gy). 1 Гр = 1 Дж/кг.

Эквивалентная доза (Н) есть мера выраженности эффекта облучения. Эквивалентная доза H_TR в органе или ткани T, созданная излучением R, определяется соотношением:

г де D_TR — средняя поглощенная доза от излучения R в ткани или органе T; W_R — взвешивающий коэффициент для излучения R.

Так как W_R — безразмерный множитель, единица СИ для эквивалентной дозы та же, что и для поглощенной дозы — Дж/кг, со специальным названием зиверт (Зв, Sv), введена в 1979 г.; до этого использовали внесистемную единицу — бэр (rem), равную 0,01 Зв

Эффективная доза (E) представляет собой сумму произведений эквивалентных доз в тканях и органах тела на соответствующие взвешивающие коэффициенты и выражается соотношением: ,

где H_T — эквивалентная доза в ткани или органе T; W_T — взвешивающий коэффициент для органа или ткани T.

Системная единица эффективной дозы — зиверт (Зв, Sv); внесистемная единица — бэр. Один Зв равен 100 бэр