 |
Мед. Радиобиология как наука: предмет,цели,задачи,методы. Источники контакта человека с ионизирующим излучением
|
|
|
|
Предмет - изучение общих механизмов биологического действия ионизирующего излучения на организм человека.
Цель: обоснование системы медицинских противорадиационных мероприятий, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья и профессиональной работоспособности отдельного человека и населения в целом в условиях контакта с ионизирующими излучениями и при чрезвычайных ситуациях, сопровождающихся сверхнормативным воздействием факторов радиационной природы.
Основные задачи:
-познание закономерностей биологического действия ионизирующих излучений на организм человека:
-прогнозирование последствий для человека и популяции;
нормирование радиационных воздействий;
-обоснование и разработка противорадиационных защитных;
-разработка средств и методов медикаментозной профилактики радиационных;
-обоснование неотложных мероприятий первой помощи и последующего лечения при радиационных поражениях;
-обоснование и разработка рациональных режимов диагностического и терапевтического использования облучения и др.
Возможные источники контакта человека с ионизирующими излучениями: атомные (ядерные) энергетические установки;объекты ядерной промышленности: заводы по обогащению и переработке радиоактивного сырья, объекты длительного хранения радиоактивных отходов и проч.;источники ионизирующих излучений, используемые в промышленности и в научных исследованиях: дефектоскопы, радиоизотопные элементы и проч., источники ионизирующего излучения, используемые в медицинской практике: рентгендиагностические установки, томографические установки, радиоизотопные лаборатории и т.д.; ядерное оружие как потенциальная угроза.
|
|
|
Особенности взаимодействия с веществом корпускулярных излучений(упругое, неупругое взаимодействие). особенности биологического действия нейтронов
К корпускулярному излучению относят: a-излучение, электронное, протонное, нейтронное, мезонное излучения. Частицы корпускулярного излучения или фотоны принято называть ионизирующими частицами. Смешанным ИИ называют излучение, состоящее из частиц различного вида или частиц и фотонов.
Нейтроны являются одними из частиц, находящихся в ядрах атомов и могут быть испущены при их делении или при ядерных реакциях. Все свободные нейтроны начинают жизнь как быстрые нейтроны, с энергиями больше 0.10 МэВ. Быстрые нейтроны замедляются, и их энергия уменьшается при столкновениях с ядрами атомов поглотителя. Затем нейтроны переопределяются как промежуточные (диапазон энергий от 0.025 эВ до 0.10 МэВ) или тепловые (ниже 0.025 эВ).
Нейтроны взаимодействую с веществом тремя способами:
Упругое рассеяние
Неупругое рассеяние
Поглощение нейтронов
Упругое и неупругое рассеяние являются процессами, в ходе которых быстрые и промежуточные нейтроны замедляются. Когда нейтроны достигают тепловых энергий, они поглощаются в процессе нейтронного захвата.
6.1 Упругое рассеяние
Упругое рассеяние – это название процесса, посредством которого быстрые или промежуточные нейтроны испытывают упругие столкновения на ядрах атомов поглотителя и нейтрон отклоняется или рассеивается. Упругое столкновение является столкновением, при котором суммарная кинетическая энергия частиц сохраняется, то есть она одинакова после и перед соударением. При упругом столкновении быстрый или промежуточный нейтрон соударяется с ядром поглотителя и теряет часть своей первоначальной энергии. Эта энергия передается ядру-мишени в виде кинетической энергии и ядро-мишень как бы отскакивает. Затем нейтрон отклоняется или рассеивается (смотрите Рисунок 9). Отметим, что направление, в котором отскакивает бомбардируемая частица, и величина рассеивания нейтрона зависит от переданной энергии.
|
|
|
Наиболее эффективный путь, по которому кинетическая энергия нейтрона передается поглотителю, – взаимодействие с частицей с такой же массой, например, другим нейтроном или протоном. Если нейтрон ударяется о ядро атома мишени, масса которого намного больше, чем он сам, он отскакивает от мишени, как мячик для крикета отскочивший рикошетом от чего-либо, и теряет очень мало энергии. Аналогично, если нейтрон сталкивается с мишенью, которая меньше, чем он сам, мишень будет вытолкнута, как мячик для крикета отталкивает мячик для настольного тенниса, и очень малая часть энергии теряется нейтроном. Однако, если нейтрон соударяется с протоном или нейтроном, энергия падающего нейтрона делиться между частицей-мишенью и нейтроном. На практике, это означает, что материалы, обогащенные водородом (такие как вода, бетон и парафин) являются лучшими материалами для защиты от нейтронов, так как протон атомов водорода позволяет рассеять энергию падающих нейтронов относительно быстро.
Важно помнить, что отскакивающие в результате упругого рассеяния нейтронов ядра являются тяжелой заряженной частицей. Они теряют свою энергию с высокой скоростью, взаимодействуя с атомами среды таким же образом, как альфа-частицы и, следовательно, классифицируются как ионизирующее излучение с высокой ионизирующей способностью. По этой причине, учитывая, что упругое рассеяние является наиболее вероятным взаимодействием для быстрых нейтронов в биологической ткани, нейтроны могут быть особенно опасны при облучении тела человека.
6.2 Неупругое рассеяние
Более сложное взаимодействие может иметь место, когда быстрые или промежуточные нейтроны сталкиваются с мишенью, которая намного больше, чем они сами, и не отскакивает (как в случае упругого рассеяния), а временно поглощается ядром-мишенью. После короткого времени нейтрон переиспускается с уменьшенной энергией, а ядро-мишень остается в возбужденном состоянии. Затем ядро снимает возбуждение путем испускания гамма-излучения. Поскольку суммарная кинетическая энергия не сохраняется при этом столкновении (потому что часть энергии идет на образование гамма-излучения), этот тип столкновения называется неупругим столкновением. А сам тип взаимодействия называется неупругим рассеянием
|
|
|
Вероятность неупругого рассеяния зависит от энергии нейтрона, возрастая по мере роста энергии нейтрона. Там, где возможен этот тип взаимодействия, при защите от нейтронов следует принимать во внимание испускание гамма-излучения.
|
|
|
