İonlaşdırıcı şüalanma ultrabənövşəyi şüaları ehtiva edir. Radiasiya və ionlaşdırıcı şüalanmanın maneələrdən keçməsi
Tibbi radiologiyada istifadə olunan bütün radiasiya iki böyük qrupa bölünür: qeyri-ionlaşdırıcı və ionlaşdırıcı. ion adlanan əks yüklü hissəciklərə parçalanır.
Qeyri-ionlaşdırıcı şüalanmalar arasında istilik (infraqırmızı) şüalanmaya və yüksək tezlikli impulsların təsiri altında sabit maqnit sahəsində yerləşdirilmiş obyektdə (insan orqanizmində) baş verən rezonans şüalanmasına aiddir. Bundan əlavə, mühitin elastik vibrasiyası olan ultrasəs dalğaları şərti olaraq qeyri-ionlaşdırıcı şüalanma adlanır.
ionlaşdırıcı şüalanma
atomları ionlaşdırmaq qabiliyyəti ilə xarakterizə olunur mühit, o cümlədən insan toxumalarını təşkil edən atomlar. Bütün bu şüalanmalar kvant və korpuskulyarlara bölünür.
Bu bölgü əsasən ixtiyaridir, çünki hər hansı şüalanma ikili təbiətə malikdir və müəyyən şərtlər altında ya dalğanın, ya da hissəciyin xassəsini nümayiş etdirir.
Kvant ionlaşdırıcı şüalanmaya bremsstrahlung (rentgen) və qamma şüalanma daxildir.
Korpuskulyar şüalanmaya elektronların, protonların, neytronların, mezonların şüaları daxildir.
Tibbi məqsədlər üçün ən çox istifadə edilən süni xarici şüalanma növü rentgen şüasıdır.
rentgen borusu
vakuum şüşə qabdır, uclarında iki elektrod lehimlənir - katod və anod.
Katod nazik volfram spiral şəklində hazırlanır. Qızdırıldıqda spiral ətrafında sərbəst elektron buludu əmələ gəlir (termion emissiya). X-ray borusunun qütblərinə tətbiq olunan yüksək gərginliyin təsiri altında onlar sürətlənir və anoda yönəldilir. Sonuncu hissəcikləri bərabər paylamaq və anodun əriməsinin qarşısını almaq üçün böyük sürətlə (dəqiqədə 10 min inqilaba qədər) fırlanır. Anodda elektronların ləngiməsi nəticəsində onlardan bəziləri kinetik enerji elektromaqnit şüalanmasına çevrilir.
Tibbi məqsədlər üçün ionlaşdırıcı şüalanmanın başqa bir mənbəyi radioaktiv nuklidlərdir. Onlar nüvə reaktorlarında yüklü hissəcik sürətləndiricilərində və ya radionuklid generatorlarının köməyi ilə istehsal olunur.
hissəcik sürətləndiriciləri
- bunlar elektrik sahəsindən istifadə edərək yüksək enerjili yüklü hissəciklərin alınması üçün qurğulardır. Hissəciklər vakuum kamerasında hərəkət edir. Onların hərəkəti maqnit sahəsi və ya elektrik tərəfindən idarə olunur.
Sürətlənmiş hissəciklərin təbiətinə görə onlar elektronların sürətləndiricilərini (betatron, mikrotron, xətti sürətləndirici) və ağır hissəcikləri - protonları və s. (siklotron, sinxrofasotron).
Diaqnostikada sürətləndiricilərdən radionuklidləri əldə etmək üçün istifadə olunur, əsasən qısa və ultraqısa yarı ömrü ilə.
Radiodiaqnozun bir hissəsi kimi
rentgen diaqnostikası (radiologiya), radionuklid diaqnostikası, ultrasəs diaqnostikası, rentgen-kompüter tomoqrafiyası, maqnit-rezonans görüntüləmə, tibbi termoqrafiya (termal görüntüləmə) daxildir. Bundan əlavə, bu, radiasiya diaqnostik prosedurlarına əsaslanan tibbi müdaxilələrin həyata keçirilməsini əhatə edən sözdə müdaxiləli radiologiyanı əhatə edir.
Radiasiya diaqnostikasının sadalanan üsulları müxtəlif sahələrdən və radiasiyadan (Medical Imaging) istifadə edərək, orqanların şəkillərini əldə etməklə öyrənilməsinə əsaslanır. Vizuallaşdırma ötürülən, yayılan və ya əks olunan elektromaqnit şüalarının və ya mexaniki vibrasiyanın (ultrasəs) işlənməsi ilə əldə edilə bilər.
Müasir tibbi görüntüləmə aşağıdakı fiziki hadisələrə əsaslanır:
- rentgen şüalarının toxumalarda udulması (rentgen diaqnostikası);
- maqnit sahəsində (MRT) atomların qoşalaşmamış nüvələrinin həyəcanlanması zamanı radiotezlik şüalanmasının baş verməsi;
— müəyyən orqanlarda cəmlənmiş radionuklidlər tərəfindən qamma kvantların emissiyası (radionuklid diaqnostikası);
- yönəldilmiş ultrasəs dalğalarının yüksək tezlikli şüalarının sensoruna əks olunması (ultrasəs);
- toxumalar tərəfindən infraqırmızı dalğaların spontan emissiyası (infraqırmızı görüntüləmə, termoqrafiya).
Bütün bu üsullar, ultrasəs istisna olmaqla, enerji spektrinin müxtəlif bölgələrində elektromaqnit şüalanmasına əsaslanır. Ultrasəs görüntüləmə piezoelektrik kristal tərəfindən yaradılan vibrasiyaların tutulmasına əsaslanır.
Təsvir üsulları
aşağıdakı xüsusiyyətinə görə də qruplaşdırmaq olar: toxumanın bütün həcminin və ya onun nazik təbəqəsinin təsviri alınır. Adi rentgen müayinəsində üçölçülü həcm iki ölçülü şəkil kimi göstərilir. Filmdə ümumi təsvir əldə edilir müxtəlif orqanlar. KT kimi eksenel görüntüləmədə radiasiya yalnız yönəldilir nazik təbəqə parçalar. Əsas üstünlük bu üsul yaxşı kontrast həllidir.
İonlaşdırıcı şüalanmanın maddə ilə qarşılıqlı təsiri.
Hər hansı bir mühitdən, o cümlədən insan toxumalarından keçərək, bütün ionlaşdırıcı şüalar demək olar ki, eyni şəkildə hərəkət edir: onların hamısı enerjilərini bu toxumaların atomlarına ötürür, onların həyəcanlanmasına və ionlaşmasına səbəb olur.
Protonlar və xüsusilə alfa hissəcikləri var böyük kütlə, şarj və enerji. Buna görə də onlar toxumalarda düz bir xəttlə hərəkət edərək ionların sıx yığılmalarını əmələ gətirirlər. Başqa sözlə, onlar toxumalarda böyük xətti enerji itkisinə malikdirlər. Onların yolunun uzunluğu hissəciyin ilkin enerjisindən və onun hərəkət etdiyi maddənin təbiətindən asılıdır.
Dokulardakı elektronun əyri yolu var. Bu, onun kiçik kütləsi və atomların elektrik sahələrinin təsiri altında istiqamətinin dəyişkənliyi ilə əlaqədardır. Lakin bir elektron qarşıdan gələn atom sistemindən orbital elektronu çıxara bilir - maddənin ionlaşmasına səbəb olur. Nəticədə ion cütləri elektron yolu boyunca proton şüası və ya alfa hissəcikləri ilə müqayisədə daha az sıx paylanır.
Sürətli neytronlar enerjilərini əsasən hidrogen nüvələri ilə toqquşma nəticəsində itirirlər. Bu nüvələr atomlardan çıxır və özləri toxumalarda qısa sıx ion qrupları yaradırlar. Moderasiyadan sonra neytronlar atom nüvələri tərəfindən tutulur ki, bu da yüksək enerjili qamma şüalarının və ya yüksək enerjili protonların buraxılması ilə müşayiət oluna bilər ki, bu da öz növbəsində sıx ion qruplarının yaranmasına səbəb olur. Nüvələrin bəziləri, xüsusən natrium, fosfor və xlor atomlarının nüvələri neytronlarla qarşılıqlı təsir nəticəsində radioaktiv olur. Ona görə də insanı neytron axını ilə şüalandırdıqdan sonra onun orqanizmində şüalanma mənbəyi olan radionuklidlər qalır (bu, induksiya edilmiş radioaktivlik hadisəsidir).
ionlaşdırıcı şüalanma- fotonların axınları, həmçinin yüklü və ya neytral hissəciklər, onların mühitin maddəsi ilə qarşılıqlı təsiri onun ionlaşmasına səbəb olur. İonlaşma xüsusilə canlı toxumalarda radiasiyanın yaratdığı təsirlərin inkişafında mühüm rol oynayır. Bir cüt ionun əmələ gəlməsi üçün orta enerji sərfi növündən nisbətən az asılıdır ionlaşdırıcı şüalanma, bu da maddənin ionlaşma dərəcəsinə görə ona ötürülən enerji haqqında mühakimə yürütməyə imkan verir I. və. Qeydiyyat və analiz üçün ionlaşdırıcı şüalanma instrumental üsullar da ionlaşmadan istifadə edir.
Mənbələr ionlaşdırıcı şüalanma təbii (təbii) və süni bölünür. təbii mənbələr ionlaşdırıcı şüalanma təbiətdə yayılmış kosmik və radioaktiv maddələrdir (radionuklidlər). Kosmosda kosmik radiasiya əmələ gəlir və Yerə - ionlaşdırıcı şüalanmanın korpuskulyar axınlarına çatır. İlkin kosmik şüalanma yüklü hissəciklərdən və yüksək enerjili fotonlardan ibarətdir. Yer atmosferində ilkin kosmik radiasiya qismən udulur və nüvə reaksiyalarına başlayır, nəticədə özləri şüa yayan radioaktiv atomlar əmələ gəlir. , buna görə də Yer səthinə yaxın olan kosmik şüalanma ilkin kosmik şüalanmadan fərqlənir. Kosmik şüalanmanın üç əsas növü var: qalaktik kosmik radiasiya, günəş kosmik radiasiyası və Yerin radiasiya kəmərləri. Qalaktik kosmik şüalanma planetlərarası məkanda korpuskulyar axının ən yüksək enerjili komponentidir və yüksək enerjilərə qədər sürətlənmiş kimyəvi elementlərin (əsasən hidrogen və helium) nüvələrini təmsil edir; nüfuz etmə qabiliyyətinə görə bu tip kosmik şüalanma bütün növlərdən üstündür ionlaşdırıcı şüalanma neytrinolardan başqa. Qalaktik kosmik radiasiyanın tam udulması üçün təxminən 15 qurğuşun qalxanı lazımdır. m. Günəşin kosmik şüalanması Günəşin korpuskulyar şüalanmasının yüksək enerjili hissəsidir və gün ərzində xromosferin alovlanması zamanı baş verir. Gərginlik dövründə günəş alovları günəş kosmik radiasiyasının axınının sıxlığı qalaktik kosmik radiasiya axınının sıxlığının adi səviyyəsindən minlərlə dəfə yüksək ola bilər. Günəşin kosmik radiasiyası protonlar, helium nüvələri və daha ağır nüvələrdən ibarətdir. Yüksək enerjili günəş protonları kosmosa uçuş zamanı insanlar üçün ən böyük təhlükə yaradır (bax. Kosmik biologiya və tibb). Yerin radiasiya kəmərləri Yerə yaxın kosmosda ilkin kosmik şüalanma və onun yüklü komponentinin Yerin maqnit sahəsi tərəfindən qismən tutulması nəticəsində yaranmışdır. Yerin radiasiya kəmərləri yüklü hissəciklərdən ibarətdir: elektron kəmərindəki elektronlar və proton kəmərindəki protonlar. Radiasiya kəmərlərində sahə Və qurulur. pilotlu kosmik gəminin buraxılması zamanı nəzərə alınan artan intensivlik.
Təbii və ya təbii radionuklidlər müxtəlif mənşəlidir; onların bəziləri radioaktiv ailələrə aiddir, onların əcdadları (uran, torium) yarandığı dövrdən planetimizi təşkil edən süxurların bir hissəsidir; təbii radionuklidlərin bir hissəsi sabit izotopların kosmik şüalanma ilə aktivləşməsinin məhsuludur. Radionuklidlərin fərqli bir xüsusiyyəti radioaktivlikdir, yəni. atom nüvələrinin kortəbii çevrilməsi (çürüməsi), onların atom nömrəsinin və (və ya) kütlə sayının dəyişməsinə səbəb olur. Radionuklidin fəaliyyətini xarakterizə edən radioaktiv parçalanma sürəti zaman vahidi üçün radioaktiv çevrilmələrin sayına bərabərdir.
Beynəlxalq Vahidlər Sistemi (SI) bekkereli radioaktivlik vahidi kimi təyin edir ( Bq); 1 Bq saniyədə bir çürüməyə bərabərdir. Təcrübədə küri fəaliyyətinin sistemdənkənar vahidi də istifadə olunur ( Açar); 1 Açar saniyədə 3,7 × 10 10 parçalanmaya bərabərdir, yəni. 3,7×10 10 Bq. Radioaktiv çevrilmələr nəticəsində radiasiya sahəsini təşkil edən yüklü və neytral hissəciklər yaranır.
Təşkil edən hissəciklərin növünə görə ionlaşdırıcı şüalanma, alfa şüalanması, beta şüalanması, qamma şüalanması, rentgen şüalanması, neytron şüalanması, proton şüalanması və s. ayırd edin. X-şüaları və qamma şüaları foton və ya elektromaqnit, ionlaşdırıcı şüalanma, və bütün digər növlər ionlaşdırıcı şüalanma- korpuskulyar. Fotonlar elektromaqnit şüalanmasının “hissələri”dir (kvantaları). Onların enerjisi elektron voltla ifadə edilir. O, görünən işıq kvantının enerjisindən on minlərlə dəfə böyükdür.
Alfa şüalanması iki elementar yük vahidinə bərabər müsbət yük daşıyan alfa hissəciklərinin və ya helium atomlarının nüvələrinin axınıdır. Alfa hissəcikləri yüksək ionlaşdırıcı hissəciklərdir və maddə ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda enerjilərini tez itirirlər. Bu səbəbdən alfa radiasiya zəif nüfuz edir və tibbi praktikada ya bədənin səthini şüalandırmaq üçün istifadə olunur, ya da interstisial radiasiya terapiyası zamanı alfa radiasiyalı bir radionuklid birbaşa patoloji ocağa yeridilir.
Beta radiasiya - beta parçalanma zamanı buraxılan mənfi yüklü elektronların və ya müsbət yüklü pozitronların axını. Beta hissəcikləri zəif ionlaşdırıcı hissəciklərdir; lakin eyni enerjidə olan alfa hissəcikləri ilə müqayisədə onlar daha böyük nüfuz gücünə malikdirlər.
Neytron şüalanması yüksək enerjili elementar hissəciklərin maddə ilə qarşılıqlı təsiri zamanı, eləcə də ağır nüvələrin parçalanması zamanı bəzi nüvə reaksiyalarında yaranan elektrik neytral hissəciklərin (neytronlar) axınıdır. Neytronlar enerjilərinin bir hissəsini mühitin maddə atomlarının nüvələrinə ötürür və nüvə reaksiyalarına başlayırlar. Nəticədə, neytron axını ilə şüalanan maddədə müxtəlif növ yüklü hissəciklər yaranır ki, bu da mühitin maddəsini ionlaşdırır və radionuklidlər də əmələ gələ bilir. Neytron şüalanmasının xassələri və canlı toxuma ilə qarşılıqlı təsirinin xarakteri neytron enerjisi ilə müəyyən edilir.
Bəzi növlər ionlaşdırıcı şüalanma nüvə enerjisi və nüvə fizikası qurğularında yaranır; nüvə reaktorları, hissəcik sürətləndiriciləri, rentgen aparatları və bu vasitələrin köməyi ilə yaradılmış süni radionuklidlər.
proton şüalanması xüsusi sürətləndiricilərdə əmələ gəlir. Göz bir proton axınıdır - vahid müsbət yük daşıyan və neytronların kütləsinə yaxın kütləyə malik hissəciklər. Protonlar yüksək ionlaşdırıcı hissəciklərdir; yüksək enerjilərə qədər sürətləndirilərək, onlar mühitin materiyasına nisbətən dərindən nüfuz edə bilirlər. Bu, uzaqdan idarəetmədə proton radiasiyasından səmərəli istifadə etməyə imkan verir. radioterapiya.
Sürətlənmiş elektronlar şüası çıxarılarsa, elektron şüalanması xüsusi elektron sürətləndiricilər (məsələn, betatronlar, xətti sürətləndiricilər) tərəfindən yaradılır. Eyni sürətləndiricilər bremsstrahlung mənbəyi ola bilər - xüsusi sürətləndirici hədəfin materialında sürətlənmiş elektronlar yavaşladıqda baş verən foton şüalanma növü. Tibbi radiologiyada istifadə olunan rentgen şüalanması da rentgen borusunda sürətlənmiş elektronların bremsstrahlungudur.
qamma şüalanması - radionuklidlərin parçalanması zamanı buraxılan yüksək enerjili fotonların axını; bədxassəli yenitörəmələrin radiasiya terapiyasında geniş istifadə olunur. İstiqamətli və istiqamətsiz I. və. Əgər bütün yayılma istiqamətləri ionlaşdırıcı şüalanma ekvivalentdirlər, onda izotrop I.-dən danışırlar və. Zamanla paylanma xarakteri haqqında I. və. davamlı və impuls ola bilər.
Sahənin təsviri üçün I. və. istifadə edin fiziki kəmiyyətlər, mühitin maddəsində radiasiyanın məkan-zaman paylanmasını təyin edən. Ən vacib xüsusiyyətlər sahələr I. və. hissəcik axınının sıxlığı və enerji axınının sıxlığıdır. Ümumi halda, hissəcik axınının sıxlığı vahid vaxtda elementar sferaya nüfuz edən hissəciklərin sayının bu sferanın kəsişmə sahəsinə bölünməsidir. Enerji axınının sıxlığı I. və. praktikada geniş yayılmış "radiasiya intensivliyi" termininin sinonimidir. O, bir hissəciyin orta enerjisinə vurulan hissəcik axınının sıxlığına bərabərdir və enerjinin ötürülmə sürətini xarakterizə edir I. və. İntensivliyin ölçü vahidi Və. və. SI sistemindədir J/m 2 × s.
İonlaşdırıcı şüalanmanın bioloji təsiri. Bioloji təsir altında And. and. radiasiya enerjisi mübadiləsinin ilkin proseslərindən tutmuş radiasiyaya məruz qaldıqdan çox sonra özünü göstərən təsirlərə qədər şüalanmış bioloji obyektdə baş verən müxtəlif reaksiyaları başa düşmək. Mexanizmləri bilmək bioloji fəaliyyətionlaşdırıcı şüalanma atom elektrik stansiyalarında və nüvə sənayesinin digər müəssisələrində qəzalar zamanı personalın və əhalinin radiasiya təhlükəsizliyini təmin etmək üçün təcili adekvat tədbirlərin görülməsi üçün zəruridir. Bioloji substratı təşkil edən elementlərin əksəriyyətinin ionlaşması üçün kifayət qədər böyük miqdarda enerji lazımdır - 10-15 eV ionlaşma potensialı adlanır. Çünki hissəciklər və fotonlar ionlaşdırıcı şüalanma onlarla milyonlarla enerjiyə malikdir eV, hər hansı bir bioloji substratı təşkil edən molekulların və maddələrin daxili və molekullararası bağlarının enerjisini çox üstələyir, onda bütün canlılar zərərli radiasiya təsirlərinə məruz qalır.
Ən sadələşdirilmiş sxem ilkin mərhələlər radiasiya zədəsi aşağıdakı kimidir. Ardınca və mahiyyətcə enerjinin ötürülməsi ilə eyni vaxtda I. və. şüalanmış mühitin atomları və molekulları (I. və.-nin bioloji təsirinin fiziki mərhələsi), onda iki mexanizmə əsaslanan ilkin radiasiya-kimyəvi proseslər inkişaf edir: birbaşa, maddənin molekulları birbaşa təsir zamanı dəyişdikdə. ilə qarşılıqlı əlaqə ionlaşdırıcı şüalanma, və dolayıdır ki, burada dəyişdirilmiş molekullar enerjini birbaşa qəbul etmir ionlaşdırıcı şüalanma, və onu digər molekullardan köçürməklə qəbul edin. Bu proseslər nəticəsində həyati vacib makromolekulların dəyişməsinə, sonda isə son bioloji effektə səbəb olan sərbəst radikallar və digər yüksək reaktiv məhsullar əmələ gəlir. Oksigenin iştirakı ilə radiasiya-kimyəvi proseslər güclənir (oksigen effekti), bu, ceteris paribus, I. və bioloji təsirini artırır. (sm. radio modifikasiyası, Radio dəyişdirici agentlər). Nəzərə almaq lazımdır ki, şüalanmış substratda dəyişikliklər mütləq yekun və geri dönməz deyildir. Bir qayda olaraq, hər bir konkret halda yekun nəticə proqnozlaşdırıla bilməz, çünki radiasiya zədələnməsi ilə yanaşı, ilkin vəziyyətin bərpası da baş verə bilər.
Təsir ionlaşdırıcı şüalanma canlı orqanizmə ümumiyyətlə şüalanma deyilir, baxmayaraq ki, bu tamamilə dəqiq deyil, çünki bədənin şüalanması hər hansı digər qeyri-ionlaşdırıcı şüalanma (görünən işıq, infraqırmızı, ultrabənövşəyi, yüksək tezlikli radiasiya və s.) ilə də həyata keçirilə bilər. .). Şüalanmanın effektivliyi paylanma kimi başa düşülən zaman amilindən asılıdır ionlaşdırıcı şüalanmanın dozaları vaxtında. Tək kəskin şüalanma yüksək dozada ən effektivdir. Müəyyən bir dozada uzun müddət davam edən xroniki və ya aralıq (fraksiyalaşdırılmış) şüalanma proseslərə görə daha az bioloji təsir göstərir. radiasiyadan sonrakı bərpa.
Xarici və daxili radiasiyanı fərqləndirin. Xarici şüalanma mənbəyində And. və. bədəndən kənarda yerləşir və daxili (birləşdirilmiş) ilə tənəffüs sistemi, mədə-bağırsaq traktından və ya zədələnmiş dəri vasitəsilə bədənə daxil olan radionuklidlər tərəfindən həyata keçirilir.
Bioloji fəaliyyət ionlaşdırıcı şüalanmaəsasən onun keyfiyyətindən asılıdır, bu, əsasən xətti enerji ötürülməsi (LET) ilə müəyyən edilir - bir hissəciyin mühitin maddəsində yolunun vahid uzunluğuna itirdiyi enerji. LET dəyərindən asılı olaraq hamısı ionlaşdırıcı şüalanma nadir ionlaşdırıcılara bölünür (LET 10-dan az). keV/µm) və sıx ionlaşdırıcı (LET 10-dan çox). keV/µm). Təsir fərqli növlərionlaşdırıcı şüalanma bərabər udulmuş dozalarda müxtəlif miqyaslı təsirlərə səbəb olur. Radiasiyanın keyfiyyətinin kəmiyyət qiymətləndirilməsi üçün nisbi bioloji effektivlik (RBE) konsepsiyası tətbiq edilmişdir ki, bu da adətən tədqiq olunan I. və dozasının müqayisəsi ilə qiymətləndirilir. , müəyyən bioloji təsirə səbəb olan, standart And. və dozası ilə. , eyni təsirə səbəb olur. Şərti olaraq hesab etmək olar ki, RBE yalnız LET-dən asılıdır və sonuncunun artması ilə artır.
Hər hansı səviyyədə - toxuma, orqan, sistem və ya orqanizm, I. və bioloji fəaliyyət. , onun təsiri həmişə I. və hərəkəti ilə müəyyən edilir. hüceyrə səviyyəsində. Hüceyrədə başlayan reaksiyaların ətraflı öyrənilməsi ionlaşdırıcı şüalanma, mövzunu təşkil edir fundamental tədqiqat radiobiologiya. Qeyd etmək lazımdır ki, reaksiyaların əksəriyyəti həyəcanlandırdı ionlaşdırıcı şüalanma hüceyrə bölünməsində gecikmə kimi universal reaksiya da daxil olmaqla, müvəqqəti, keçicidir və şüalanmış hüceyrənin canlılığına təsir göstərmir. Bu tip reaksiyalar - geri dönən reaksiyalar - həmçinin müxtəlif metabolik pozğunluqları, o cümlədən. nuklein turşusu mübadiləsinin və oksidləşdirici fosforlaşmanın ləngiməsi, xromosomların yapışması və s.. Bu tip radiasiya reaksiyalarının geri çevrilməsi onunla izah olunur ki, onlar çoxsaylı strukturların bir hissəsinin zədələnməsinin nəticəsidir, onların itirilməsi çox tez bərpa olunur. və ya sadəcə olaraq diqqətdən kənarda qalır. Buradan və bu reaksiyaların xarakterik xüsusiyyəti: dozanın artması ilə And. və. artan reaksiya verən fərdlərin (hüceyrələrin) nisbəti deyil, hər bir şüalanmış hüceyrənin böyüklüyü, reaksiya dərəcəsi (məsələn, bölünmənin gecikmə müddəti) artır.
Əhəmiyyətli dərəcədə fərqli təbiət şüalanmış hüceyrəni ölümə aparan təsirlərdir - öldürücü radiasiya reaksiyaları. Radiobiologiyada hüceyrə ölümü hüceyrənin bölünmə qabiliyyətinin itirilməsi kimi başa düşülür. Əksinə, “sağ qalanlar” çoxalma (klonlaşdırma) qabiliyyətini saxlayan hüceyrələrdir.
Bölünmə və zəif differensasiya olunmuş hüceyrələr üçün ölümcül olan ölümcül reaksiyaların iki forması vardır: hüceyrənin şüalanmadan qısa müddət sonra, ən azı ilk mitozun başlamazdan əvvəl öldüyü interfaza və təsirlənmiş hüceyrə dərhal sonra ölmədikdə reproduktiv. radiasiyaya məruz qalma. , lakin bölünmə prosesində. Ölümcül reaksiyaların ən çox yayılmış reproduktiv forması. Onda hüceyrə ölümünün əsas səbəbi şüalanmanın təsiri altında baş verən xromosomların struktur zədələnməsidir. Bu lezyonlar üzərində hüceyrələrin sitoloji müayinəsi ilə asanlıqla aşkar edilir müxtəlif mərhələlər mitoz və xromosomların yenidən qurulması və ya xromosom aberrasiyalarının görünüşü var. Xromosomların səhv bağlanması və bölünmə zamanı onların terminal fraqmentlərinin sadə itkisi səbəbindən belə zədələnmiş hüceyrənin nəsilləri, şübhəsiz ki, bu bölünmədən dərhal sonra və ya iki və ya üç sonrakı mitoz nəticəsində (itirilənlərin əhəmiyyətindən asılı olaraq) öləcəklər. hüceyrə canlılığı üçün genetik material). Xromosomların struktur zədələnməsinin baş verməsi ehtimal prosesidir, əsasən DNT molekulunda ikiqat fasilələrin əmələ gəlməsi ilə bağlıdır, yəni. həyati vacib hüceyrə makromolekullarına düzəlməz ziyanla. Bu baxımdan, yuxarıda nəzərdən keçirilən geri çevrilən hüceyrə reaksiyalarından fərqli olaraq, dozanın artması ilə And. və. öldürücü genom zədələnmiş hüceyrələrin sayı (nisbəti) artır, bu, "doza effekti" koordinatlarında hər bir hüceyrə növü üçün ciddi şəkildə təsvir edilmişdir. Hal-hazırda, müxtəlif toxumalardan klonogen hüceyrələrin in vivo təcrid edilməsi və in vitro böyüməsi üçün xüsusi üsullar hazırlanmışdır, onların köməyi ilə müvafiq dozada sağ qalma əyriləri qurulduqdan sonra, tədqiq olunan orqanların radiohəssaslığı və onun dəyişməsinin mümkünlüyü müəyyən edilmişdir. İstənilən istiqamət kəmiyyətlə müəyyən edilir. Bundan əlavə, xüsusi preparatlarda xromosom aberrasiyaları olan hüceyrələrin sayının hesablanması bioloji dozimetriya üçün radiasiya vəziyyətini qiymətləndirmək üçün istifadə olunur, məsələn, gəmidə kosmik gəmi, həmçinin kəskin şüa xəstəliyinin şiddətini və proqnozunu müəyyən etmək üçün.
Hüceyrələrin təsvir olunan radiasiya reaksiyaları bədənin ümumi şüalanmasından və ya bədənin ayrı-ayrı seqmentlərinin yerli şüalanmasından sonra ilk saatlarda, günlərdə, həftələrdə və aylarda özünü göstərən dərhal təsirlərin əsasını təşkil edir. Bunlara, məsələn, eritema, radiasiya dermatiti, kəskin şüa xəstəliyinin müxtəlif təzahürləri (leykopeniya, sümük iliyinin aplaziyası, hemorragik sindrom, bağırsaq lezyonları), sterillik (dozadan asılı olaraq müvəqqəti və ya daimi) daxildir. ionlaşdırıcı şüalanma).
Uzun müddət (aylar və illər) məruz qaldıqdan sonra yerli və ümumi radiasiya məruz qalmasının uzunmüddətli nəticələri inkişaf edir. Bunlara ömür uzunluğunun azalması, bədxassəli yenitörəmələrin baş verməsi və radiasiya kataraktaları daxildir. Şüalanmanın uzunmüddətli təsirlərinin patogenezi əsasən heyvanların və insanların orqanlarının əksəriyyətini təşkil edən proliferativ aktivliyin aşağı səviyyəsi ilə xarakterizə olunan toxumaların zədələnməsi ilə əlaqələndirilir. dərin bilik bioloji təsir mexanizmləri ionlaşdırıcı şüalanma bir tərəfdən metodların işlənib hazırlanması zəruridir radiasiyadan qorunma və radiasiya xəsarətlərinin patogenetik müalicəsi və digər tərəfdən, radiasiya genetik işində və radiasiya biotexnologiyasının digər aspektlərində və ya radiomodifikasiya edən maddələrdən istifadə edərək bədxassəli yenitörəmələrin radiasiya terapiyasında radiasiyaya məruz qalmanın artırılması yollarını tapmaq. Bundan əlavə, bioloji fəaliyyət mexanizmlərini başa düşmək ionlaşdırıcı şüalanma atom elektrik stansiyalarında və nüvə sənayesinin digər müəssisələrində qəzalar zamanı personalın və əhalinin radiasiya təhlükəsizliyini təmin etmək üçün təcili olaraq adekvat tədbirlərin görülməsi halında həkim üçün zəruridir.
Biblioqrafiya: Gozenbuk V.L. və başqaları.Gamma-neytron şüalanması sahələrində insana doza yükü, M., 1978; İvanov V.I. Dozimetriya kursu, M., 1988; Keirim-Markus I.B. Equidosimetry, M., 1980; Komar V.E. və Hanson K.P. Hüceyrələrə radiasiya zərərində məlumat makromolekulları, M., 1980; Moiseev A.A. və İvanov V.I. Dozimetriya və radiasiya gigiyenasına dair arayış kitabı, M., 1984; Yarmonenko S.P. İnsan və heyvanların radiobiologiyası, M., 1988.
İONLAŞDIRICI ŞUALAR, fotonların və ya hissəciklərin axınları, qarşılıqlı təsir. ətraf mühitlə to-rıx onun ionlaşmasına gətirib çıxarır və ya. Foton (elektromaqnit) və korpuskulyar ionlaşdırıcı şüalanma var. Foton ionlaşdırıcı şüalanmaya vakuum UV və xarakterik rentgen şüaları, həmçinin radioaktiv parçalanma və digər nüvə bölgələrindən yaranan radiasiya daxildir (ch. arr. g -radiasiya) və elektrikdə yüklü hissəcikləri əyləc edərkən. və ya magn. sahə - bremsstrahlung rentgen şüaları, . Fluxes korpuskulyar ionlaşdırıcı şüalanma adlanır a-və b -hissəciklər, sürətlənmiş və ağır nüvələrin fraqmentləri və s. Yüklü hissəciklər onlarla toqquşduqda birbaşa ionlaşır və ya mediaya çevrilir (ilkin ionlaşma). Eyni zamanda sökülürsə, kifayət qədər kinetik var. enerji, onlar da ionlaşa və ya mühitlərlə toqquşa bilər (ikinci dərəcəli ionlaşma); belə deyilir d -elektronlar. Foton şüalanması mühiti həm birbaşa (birbaşa ionlaşma), həm də mühitdə yarananlar vasitəsilə (dolayı ionlaşma) ionlaşdıra bilər; bu ionlaşma yollarının hər birinin töhfəsi foton enerjisi və mühitin atom tərkibi ilə müəyyən edilir. Axınlar mühiti yalnız dolayı yolla ionlaşdırır. geri çəkilən nüvələr. İonlaşdırıcı şüalanmanı təşkil edən yüklü hissəciklərin və ya kvantların məkan-zaman paylanması adlanır. onun sahəsi. Əsas ionlaşdırıcı şüalanmanın xüsusiyyətləri: ionlaşdırıcı şüalanma axını Ф n = dN/dt, burada dN dt zaman intervalında verilmiş səthə düşən hissəciklərin sayıdır; axının sıxlığı j n = dФ n /dS, burada dФ n - udma həcminin dS kəsik sahəsinə düşən axın; enerji axını Ф = dE/dt, burada dE ümumi şüalanma enerjisidir (istirahət kütləsi enerjisi istisna olmaqla); ionlaşdırıcı şüalanmanın enerji spektri onun tərkib hissəciklərinin və fotonların enerji ilə paylanmasıdır. İonlaşdırıcı şüalanma ilə mühitin vahid kütləsinə ötürülən enerjinin miqdarı deyilir. udulmuş radiasiya (bax). İonlaşdırıcı şüalanmanın bütün növləri sözdə xarakterizə olunur. (LEP) - vahid uzunluğa onun trayektoriyasının müəyyən bir qonşuluğunda ionlaşdırıcı hissəcik tərəfindən mühitə ötürülən enerji. LET 0,2 (yüksək enerjili fotonlar və ) ilə 10 4 eV/nm (ağır nüvələrin fraqmentləri) arasında dəyərlər qəbul edə bilər.Radiasiyanın mühitlə qarşılıqlı təsiri.İonlaşdırıcı şüalanmanın mühitdə keçməsi zamanı radiasiyanı təşkil edən hissəciklərin elastik səpilməsi və qeyri-elastik proseslər mümkündür. Elastik səpilmə üçün kinetik enerji ilə bağlıdır. hissəciklərin hərəkəti sabit qalır, lakin onların hərəkət istiqaməti dəyişir, yəni. ionlaşdırıcı şüalanma axını səpələnmişdir; qeyri-elastik kinetik proseslərdə. ionlaşdırıcı şüalanmanın enerjisi mühitin hissəciklərinin ionlaşmasına və həyəcanlanmasına sərf olunur. Axın mühitin nüvələrinə elastik səpilmə və qeyri-elastik proseslər - ionlaşma və həyəcanlanma və qarşılıqlı təsir ilə xarakterizə olunur. onların elektron qabıqları (ionlaşma itkiləri) və qarşılıqlı təsirdə bremsstrahlung əmələ gəlməsi ilə. c (radiasiya itkiləri). Enerji 10 MeV-dən çox deyilsə, bütün mühitlərdə ionlaşma üstünlük təşkil edir. itkilər. Sürətlənmiş ionlaşma axını üçün. bütün enerjilərdə itkilər üstünlük təşkil edir. Yüklü bir hissəciyin müəyyən bir maddəyə yolun vahid uzunluğuna ötürdüyü enerji deyilir. dayanma gücü in-va s m = dE / dl (dE elementar yolun keçməsi zamanı hissəciyin itirdiyi enerjidir dl). s m dəyəri yüklənmiş hissəciklərin enerjisinin artması ilə azalır və at-ın artması ilə artır. daxili mühitin ibarət olduğu elementin sayı. Yüklü hissəciklərin suya nüfuz etmə dərinliyi R diapazonu ilə xarakterizə olunur; c enerjisi 5,3 MeV olan He 2+ üçün R 39 μm, enerjisi 5 MeV üçün -2,5 sm-dir. Foton ionlaşdırıcı şüalanma üçün elastik səpilmə (klassik səpilmə) və qeyri-elastik proseslər baş verir ki, bunlardan başlıcası fotoelektrik effekt, Kompton effekti və - əmələ gəlməsidir. Fotoelektrik effektdə bir foton emissiya ilə mühit tərəfindən udulur və fotonun enerjisi, bağlanma enerjisi çıxılmaqla, buraxılan birinə ötürülür. K-qabığından fotoelektrik effektin ehtimalı Z 5-ə mütənasibdir (Z elementin atom nömrəsidir) və artan foton enerjisi ilə sürətlə azalır (şəkil 1-də əyri 1). Kompton effekti vəziyyətində bir foton atomik olanlardan birinə səpələnir; bu zaman fotonun enerjisi azalır, onun hərəkət istiqaməti dəyişir və mühit ionlaşır. Komptonun səpilmə ehtimalı Z ilə mütənasibdir və fotonun enerjisindən asılıdır (şəkil 1-də 2 və 3 əyriləri). Foton enerjisi 1,022 MeV-dən yuxarı olduqda, nüvənin yaxınlığında - əmələ gəlməsi mümkün olur. Bu prosesin ehtimalı Z 2 ilə mütənasibdir və artan foton enerjisi ilə artır (şəkil 1-də əyri 4). 0,1 MeV-ə qədər olan foton enerjilərində klassik olan üstünlük təşkil edir. səpilmə və fotoelektrik effekt, 0,1-dən 10 MeV-ə qədər enerjilərdə - Kompton effekti, 20 MeV-dən yuxarı enerjilərdə - formalaşma. Maddənin bir təbəqəsi tərəfindən foton-ionlaşdırıcı şüalanmanın zəifləməsi eksponensial şəkildə baş verir. qanundur və xətti əmsalla xarakterizə olunur. zəifləmə m , bu, hansı təbəqənin qalınlığında in-va düşən şüanın intensivliyinin e faktoru ilə zəiflədiyini göstərir. Adətən radiasiya axınının zəifləməsi ölçülür və kütlə əmsalı tətbiq edilir. zəifləmə m/r(r - sıxlıq in-va): F n \u003d F 0 n e-(Cənab) . r x , burada x in-va təbəqəsinin qalınlığı, Ф 0 n və Ф n müvafiq olaraq hadisə və keçmiş axınlardır. Foton axını bir mühitdən keçdikdə, onların bəziləri səpələnir, bəziləri udulur, buna görə də kütlə əmsalları fərqlənir. zəifləmə və udma; ikinci əmsal. birincidən sayca azdır. Hər bir qarşılıqlı əlaqə növü mühitlə radiasiya fotonların enerjisindən və atdan asılı olaraq onun kütlə əmsalları ilə xarakterizə olunur. daxili mühitin ibarət olduğu elementin sayı. Neytron şüalarının qarşılıqlı təsiri. yalnız çərşənbə günündən. Enerjiyə görə (istilik hərəkətinin orta enerjisi ilə müqayisədə kT, burada k - , T - abs. t-ra) soyuq (E) bölünür.< kT), тепловые (Е ~ kT), медленные (kT < E < 10 3 эВ), промежуточные (10 3
düyü. 1. Kütləvi zəifləmə əmsalının asılılığı
Foton və neytron ionlaşdırıcı şüalanmanın mühitə nüfuz etmə dərinliyi yarım zəifləmə təbəqəsi ilə xarakterizə olunur.
D 1/2 , bu da radiasiya axınının yarısını azaldır. Nə vaxt D İstiqamətli axın üçün 1/2 = 9 sm g - 1,25 MeV enerjili 60 Co radiasiya və D Orta enerjisi 6 MeV olan istiqamətləndirilmiş axın üçün 1/2 =8 sm. . qarşılıqlı əlaqə mühitin hissəcikləri ilə hər hansı ionlaşdırıcı şüalanma 10-dan çox deyil - 15 s. Bu müddət ərzində ətraf mühitin elektron alt sistemini yenidən qurmaq mümkündür (nüvə alt sistemi dəyişməz qalır). Qarşılıqlı təsir məhsulları mühitdə görünür: tək yüklü əsasən və parçalanır. enerjilər, ikiqat yüklü, təkli və üçlü, sözdə. mühitin ilk I 1 hissəciklərindən yuxarı enerjiyə malik olan super həyəcanlı vəziyyətlər (). Qaz fazasında sayı, kondensatorda əmələ gələn rəqəmi üstələyir. faza əksinədir. Mühitin hissəciklərinin ionlaşması və həyəcanlanması istənilən elektron enerji ilə baş verə bilər. səviyyədədir, lakin proses nə qədər çox olarsa, və mühitdəki bağlama enerjisi bir o qədər aşağı olar. Qarşılıqlı təsir səmərəliliyi. mühitlə ionlaşdırıcı şüalanma orta enerji W ilə xarakterizə olunur - birinin meydana gəlməsinə sərf olunan enerji və W I 1-dən 1,5-2,5 dəfə çoxdur. Əsas ionlaşdırıcı şüalanmanın enerjisinin bir hissəsi ikincil tərəfindən ötürülür d -elektronlar. İlkin və ikincil enerjilərin mühitdə ani paylanması - sözdə. radiasiya deqradasiyası spektri - qarşılıqlı təsirin bütün proseslərini hesablamağa imkan verir. sistemdəki bölmələrinə görə və əmələ gəlmənin tərkibini və parçalanma ehtimalını tapın. ionlaşmış və . Qarşılıqlı təsir vəziyyətində ionlaşdırıcı şüalanma (məsələn, məhlul) ilə radiasiya enerjisinin komponentlər arasında paylanması elektron fraksiyasına mütənasib olaraq baş verir. e bu komponentlərdən - bu komponentə aid olan ədədin kütlə (və ya həcm) vahidindəki bütün sistemlərin ümumi sayına nisbəti. İonlaşdırıcı şüalanmanın enerjisi-woo-ya ötürülən ionlaşdırıcı hissəciklərin traektoriyası boyunca qeyri-bərabər paylanır, buna görə də boşluqlar. qarşılıqlı təsir məhsullarının paylanması. həm də qeyri-homogendir. Qeyri-homogenlik dərəcəsi nə qədər yüksəkdirsə, radiasiyanın LET-i də bir o qədər yüksəkdir. Bu, qarşılıqlı təsirdə qeyri-bərabər son təsirlərə səbəb olur. müxtəlif LET ilə ionlaşdırıcı şüalanma mühiti ilə (bax Radiasiya-kimyəvi). İonlaşdırıcı şüalanma mənbələri növü və enerjisi ilə fərqlənir. radiasiya spektri, dizayn, yerləşmə həndəsəsi şüalanma elementləri, udulan güc və onun şüalanan obyektdə paylanması. İzi vurğulayın. qruplar: izotop mənbələri, nüvə reaktorları, hissəcik sürətləndiriciləri, rentgen qurğuları. İzotop mənbələrdən Naib. uzunömürlü 60 Co və l37 Cs ilə qamma-şüa qurğuları geniş yayılmışdır.
düyü. 2. Şüalanma üçün qamma-izotop mənbəyinin sxemi: a - yuxarıdan görünüş, b - yan görünüş; 1 - şüalanma üçün kamera; 2 - yükləmə üçün otaq 5; 3 - iş vəziyyətində radiasiya mənbəyi; 4 - saxlama vəziyyətindədir; 6 - nəqliyyat xətti; 7 - idarəetmə paneli; 8 - betondan qorunma; 9 - qoruyucu labirint dişləri; 10 - 11-ci anbardan mənbələrin qaldırılması üçün sistem; 12 - konsol; 13 - dozimetrik sistem. nəzarət.
Əncirdə. Şəkil 2 böyük obyektlərin şüalanması üçün qamma-şüa qurğusunun diaqramını göstərir. Radiasiya elementləri 1-ci iş kamerasında yerləşir, bu, 3-cü iş vəziyyətində və ya 4-cü anbarda ola bilər (bu vəziyyətdə 1 nömrəli otaq insanlar üçün əlçatandır). Şüalanma üçün obyektlər 5-ə batırılır və 6-cı nəqliyyat xətti uzaqdan şüalandırıcıya 3 çatdırılır. Bütün otaqlar dozimetrikdir. nəzarət 13. Nüvə reaktorlarından ionlaşdırıcı şüalanmadan ibarətdir
g -radiasiya, sürətli və termal, fraqmentlər. Hissəcik sürətləndiriciləri - sürətləndirən və ya elektriklə işləyən qurğular. sahə (maqnit sahəsi yüklənmiş hissəciklərin axını idarə etmək üçün istifadə edilə bilər). İki əsas var sürətləndiricilərin struktur növləri: yüklü hissəciklərin düz xətt üzrə hərəkət etdiyi xətti və hərəkətin dairəvi trayektoriya üzrə getdiyi dövri. Sürətləndirici elektrik növünə görə sahə sürətləndiriciləri elektrikin istiqaməti olan yüksək gərginliyə bölünür. sürətlənmə zamanı sahələr dəyişmir və rezonanslıdır ki, burada yüklü hissəciyin alternativ yüksək tezlikli elektrikin sürətlənmə mərhələsində olması səbəbindən davamlı sürətlənmə əldə edilir. sahələri. Dövri olaraq sürətləndiricilər (siklotron, sinxrotron, sinxrofasotron və s.), tələb olunan enerji sürətlənmiş hissəciyi aparatın çevrəsi ətrafında, xətti (xətti induksiya sürətləndiricisi, xətti rezonans sürətləndirici və s.) - tətbiqi hesabına dəfələrlə ötürməklə əldə edilir. yüksək tezlikli elektrik. sahəsi xətti dövri dövrə. sistemi. Əsas sürətləndirici elementlər - yüksək gərginlikli generator, yüklü hissəciklər mənbəyi (ion mənbəyi) və sürətlənmənin həyata keçirildiyi bir sistem. Rezonans sürətləndiricilərində zərrəcik tərəfindən enerjinin yığılması prosesi tələb olunan enerjidən və sürətləndirilən hissəciklərin növündən asılı olaraq müəyyən vaxtda baş verir, ona görə də onlar impuls rejimində işləyirlər. Müəyyən növ yüksək gərginlikli sürətləndiricilərdən (məsələn, kaskad sürətləndirici) istifadə edilə bilər sürətlənmiş hissəciklərin daimi axını rejimində. Sürətləndiricilərin əksəriyyəti kimi sürətləndirmə üçün istifadə olunurionlaşdırıcı mühitdən keçərək, mühitin molekullarının ionlaşmasına və ya həyəcanlanmasına səbəb olan radiasiya adlanır. İonlaşdırıcı şüalanma, elektromaqnit şüalanma kimi, insan hissləri tərəfindən qəbul edilmir. Buna görə də, bu, xüsusilə təhlükəlidir, çünki bir insan ona məruz qaldığını bilmir. İonlaşdırıcı şüalanma başqa cür radiasiya adlanır.
Radiasiya hissəciklər (alfa hissəcikləri, beta hissəcikləri, neytronlar) və ya çox yüksək tezlikli elektromaqnit enerjisi (qamma və ya rentgen şüaları) axınıdır.
İstehsal mühitinin ionlaşdırıcı şüalanma mənbəyi olan maddələrlə çirklənməsi radioaktiv çirklənmə adlanır.
Nüvə çirklənməsi insan fəaliyyəti nəticəsində ətraf mühitdə radioaktiv maddələrin təbii səviyyəsindən artıq olması ilə bağlı fiziki (enerji) çirklənmənin formasıdır.
Maddələr kimyəvi elementlərin kiçik hissəciklərindən - atomlardan ibarətdir. Atom bölünə biləndir və mürəkkəb quruluşa malikdir. Kimyəvi elementin atomunun mərkəzində maddi hissəcik adlanır atom nüvəsi onun ətrafında elektronlar fırlanır. Kimyəvi elementlərin atomlarının əksəriyyəti böyük sabitliyə, yəni sabitliyə malikdir. Lakin təbiətdə məlum olan bir sıra elementlərdə nüvələr özbaşına parçalanır. Belə elementlər adlanır radionuklidlər. Eyni elementdə bir neçə radionuklid ola bilər. Bu vəziyyətdə onlar çağırılır radioizotoplar kimyəvi element. Radionuklidlərin kortəbii parçalanması radioaktiv şüalanma ilə müşayiət olunur.
Bəzi kimyəvi elementlərin (radionuklidlərin) nüvələrinin kortəbii parçalanması deyilir radioaktivlik.
Radioaktiv şüalanma müxtəlif növ ola bilər: yüksək enerjili hissəciklərin axınları, elektromaqnit dalğası 1.5.10 17 Hz-dən çox tezliyi ilə.
Buraxılan hissəciklər bir çox formada olur, lakin ən çox yayılanlar alfa hissəcikləri (α-radiasiya) və beta hissəcikləridir (β-şüa). Alfa hissəciyi ağırdır və yüksək enerjiyə malikdir, helium atomunun nüvəsidir. Beta hissəcik alfa hissəciyindən təxminən 7336 dəfə yüngüldür, lakin yüksək enerjiyə də malik ola bilər. Beta radiasiya elektron və ya pozitron axınıdır.
Radioaktiv elektromaqnit şüalanma (buna foton şüalanması da deyilir) dalğanın tezliyindən asılı olaraq rentgen şüaları (1.5.10 17 ... 5.10 19 Hz) və qamma şüalanması (5.10 19 Hz-dən çox) olur. Təbii şüalanma yalnız qamma radiasiyadır. X-şüaları radiasiya sünidir və burada baş verir katod şüa boruları on və yüz minlərlə volt gərginliklərdə.
Radionuklidlər, emissiya edən hissəciklər, digər radionuklidlərə çevrilir və kimyəvi elementlər. Radionuklidlər ilə parçalanır fərqli sürət. Radionuklidlərin parçalanma sürəti deyilir fəaliyyət. Fəaliyyətin ölçü vahidi zaman vahidinə düşən tənəzzüllərin sayıdır. Saniyədə bir parçalanma bekkerel (Bq) adlanır. Tez-tez fəaliyyəti ölçmək üçün başqa bir vahid istifadə olunur - curie (Ku), 1 Ku = 37,10 9 Bq. Ətraflı tədqiq edilən ilk radionuklidlərdən biri radium-226 idi. İlk dəfə olaraq fəaliyyət ölçü vahidi adını daşıyan Kürilər tərəfindən öyrənilmişdir. 1 q radium-226-da (aktivlik) saniyədə baş verən çürümələrin sayı 1 Ku təşkil edir.
Radionuklidin yarısının parçalanmasına keçən vaxta deyilir yarı həyat(T 1/2). Hər bir radionuklidin öz yarı ömrü var. Müxtəlif radionuklidlər üçün T 1/2 diapazonu çox genişdir. O, saniyələrdən milyardlarla ilə qədər dəyişir. Məsələn, ən məşhur təbii radionuklid olan uran-238-in yarı ömrü təxminən 4,5 milyard ildir.
Çürümə zamanı radionuklidin miqdarı azalır və aktivliyi azalır. Fəaliyyətin azalma sxemi radioaktiv parçalanma qanununa tabedir:
harada AMMA 0 - ilkin fəaliyyət, AMMA- müəyyən müddət ərzində fəaliyyət t.
İonlaşdırıcı şüalanmanın növləri
İonlaşdırıcı şüalanma radioaktiv izotoplara əsaslanan cihazların istismarı zamanı, vakuum cihazlarının, displeylərin və s.
İonlaşdırıcı şüalanmalardır korpuskulyar(alfa, beta, neytron) və elektromaqnit(qamma, rentgen) şüalanma, maddə ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda yüklü atomlar və ion molekulları yaratmağa qadirdir.
alfa şüalanması nüvələrin radioaktiv parçalanması və ya nüvə reaksiyaları zamanı maddə tərəfindən buraxılan helium nüvələrinin axınıdır.
Hissəciklərin enerjisi nə qədər çox olarsa, onun maddədə yaratdığı ümumi ionlaşma da bir o qədər çox olar. Radioaktiv maddənin yaydığı alfa hissəciklərinin diapazonu havada 8-9 sm, canlı toxumada isə bir neçə onlarla mikrona çatır. Nisbətən böyük bir kütləyə malik olan alfa hissəcikləri maddə ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda enerjilərini tez itirirlər, bu da onların aşağı nüfuzetmə qabiliyyətini və yüksək xüsusi ionlaşmasını müəyyən edir, havada 1 sm yolda bir neçə on minlərlə cüt ion təşkil edir.
Beta radiasiya - radioaktiv parçalanma nəticəsində yaranan elektronların və ya pozitronların axını.
Beta hissəciklərinin havada maksimal diapazonu 1800 sm, canlı toxumalarda isə 2,5 sm-dir.Beta hissəciklərinin ionlaşdırıcı qabiliyyəti aşağıdır (1 sm diapazonda bir neçə onlarla cüt), nüfuzetmə qabiliyyəti isə daha yüksəkdir. alfa hissəcikləri.
Axını əmələ gətirən neytronlar neytron şüalanması, enerjilərini atom nüvələri ilə elastik və qeyri-elastik qarşılıqlı təsirlərə çevirirlər.
Qeyri-elastik qarşılıqlı təsirlərlə həm yüklü hissəciklərdən, həm də qamma kvantlardan (qamma şüalanması) ibarət ola bilən ikincili şüalanma yaranır: elastik qarşılıqlı təsirlərlə maddənin adi ionlaşması mümkündür.
Neytronların nüfuzetmə gücü əsasən onların enerjisindən və qarşılıqlı təsirdə olduqları atomların maddələrinin tərkibindən asılıdır.
Qamma şüalanması - nüvə çevrilmələri və ya hissəciklərin qarşılıqlı təsiri zamanı yayılan elektromaqnit (foton) şüalanma.
Qamma şüalanması yüksək nüfuzetmə gücünə və aşağı ionlaşdırıcı təsirə malikdir.
rentgen şüalanması beta şüalanma mənbəyini əhatə edən mühitdə (rentgen borularında, elektron sürətləndiricilərində) yaranır və bremsstrahlung və xarakterik şüalanmanın birləşməsidir. Bremsstrahlung - yüklü hissəciklərin kinetik enerjisi dəyişdikdə buraxılan davamlı spektrli foton şüalanmasıdır; xarakterik radiasiya atomların enerji vəziyyəti dəyişdikdə buraxılan diskret spektrli foton şüasıdır.
Qamma şüalanması kimi, rentgen şüaları da aşağı ionlaşdırıcı gücə və böyük nüfuz dərinliyinə malikdir.
İonlaşdırıcı şüalanma mənbələri
İnsana radiasiya zərərinin növü ionlaşdırıcı şüalanma mənbələrinin xarakterindən asılıdır.
Təbii radiasiya fonu kosmik radiasiyadan və təbii şəkildə yayılmış radioaktiv maddələrin şüalanmasından ibarətdir.
Təbii təsirə əlavə olaraq, bir şəxs digər mənbələrdən təsirə məruz qalır, məsələn: kəllə sümüyünün rentgen şüalarının istehsalında - 0,8-6 R; onurğa - 1,6-14,7 R; ağciyərlər (flüoroqrafiya) - 0,2-0,5 R;flüoroskopiya ilə döş qəfəsi - 4,7-19,5 R; mədə-bağırsaq traktının floroskopiya ilə - 12-82 R: dişlər - 3-5 R.
25-50 rem bir şüalanma qanda kiçik qısamüddətli dəyişikliklərə səbəb olur, 80-120 rem dozada şüa xəstəliyinin əlamətləri görünür, lakin ölümcül nəticə vermir. Kəskin şüa xəstəliyi bir dəfə 200-300 rem şüalanma ilə inkişaf edir, halların 50% -də ölümcül nəticə mümkündür. 100% hallarda ölümcül nəticə 550-700 rem dozada baş verir. Hal-hazırda bir sıra anti-radiasiya dərmanları var. radiasiyanın təsirini zəiflədir.
Xroniki radiasiya xəstəliyi kəskin formaya səbəb olanlardan əhəmiyyətli dərəcədə aşağı dozalara davamlı və ya təkrar məruz qalma ilə inkişaf edə bilər. Ən çox xarakterik xüsusiyyətlər radiasiya xəstəliyinin xroniki forması qanda dəyişikliklər, pozğunluqlardır sinir sistemi, yerli dəri lezyonları, gözün lensinin zədələnməsi, toxunulmazlığın azalması.
Dərəcə məruz qalmanın xarici və ya daxili olmasından asılıdır. Daxili məruz qalma inhalyasiya, radioizotopların qəbulu və dəri vasitəsilə insan orqanizminə nüfuz etməsi ilə mümkündür. Bəzi maddələr spesifik orqanlarda udulur və toplanır, nəticədə yüksək yerli radiasiya dozası yaranır. Məsələn, bədəndə yığılan yod izotopları zərər verə bilər qalxanvarı vəzi, nadir torpaq elementləri - qaraciyər şişləri, sezium izotopları, rubidium - yumşaq toxuma şişləri.
Süni radiasiya mənbələri
Radiasiyaya əlavə olaraq təbii mənbələr həmişə və hər yerdə olan və olan radiasiya, 20-ci əsrdə insan fəaliyyəti ilə əlaqəli əlavə radiasiya mənbələri meydana çıxdı.
İlk növbədə, bu, tibbdə xəstələrin diaqnostikası və müalicəsində rentgen və qamma şüalarının istifadəsidir. , müvafiq prosedurlarla əldə edilən, çox böyük ola bilər, xüsusən də radiasiya terapiyası ilə bədxassəli şişlərin müalicəsində, birbaşa şiş zonasında 1000 rem və ya daha çox çata bildikdə. Rentgen müayinələri zamanı doza müayinənin vaxtından və diaqnoz qoyulan orqandan asılıdır və geniş şəkildə dəyişə bilər - dişin şəklini çəkərkən bir neçə remdən mədə-bağırsaq traktının və ağciyərlərin müayinəsi zamanı onlarla rem-ə qədər. . Flüoroqrafiya şəkilləri minimum dozanı verir və profilaktik illik fluoroqrafik müayinələrdən heç bir halda imtina edilməməlidir. İnsanların tibbi tədqiqatlardan aldıqları orta doza ildə 0,15 rem təşkil edir.
20-ci əsrin ikinci yarısında insanlar radiasiyadan dinc məqsədlər üçün fəal şəkildə istifadə etməyə başladılar. Müxtəlif radioizotoplardan istifadə olunur elmi araşdırma, texniki obyektlərin diaqnostikasında, cihazlarda və s. Və nəhayət, nüvə enerjisi. Atom elektrik stansiyaları atom elektrik stansiyalarında (AES), buzqıran gəmilərdə, gəmilərdə və sualtı qayıqlarda istifadə olunur. Hazırda təkcə atom elektrik stansiyalarında ümumi elektrik gücü 300 milyon kVt-dan çox olan 400-dən çox nüvə reaktoru işləyir. Nüvə yanacağının istehsalı və emalı üçün bütöv bir müəssisə kompleksi birləşdi nüvə yanacaq dövrü(NFC).
NFC-yə uran hasilatı (uran mədənləri), onun zənginləşdirilməsi (konsentrasiya zavodları), yanacaq hüceyrələri, atom elektrik stansiyalarının özləri, işlənmiş nüvə yanacağının təkrar emalı müəssisələri (radiokimyəvi qurğular), nüvə yanacaq dövrünün nəticəsində yaranan radioaktiv tullantıların müvəqqəti saxlanması və emalı üçün və nəhayət, radioaktiv tullantıların daimi utilizasiyası üçün məntəqələr (repozitoriyalar). NFC-nin bütün mərhələlərində radioaktiv maddələr əməliyyat heyətinə az və ya çox dərəcədə təsir göstərir, bütün mərhələlərdə ətraf mühitə radionuklidlərin buraxılması (normal və ya təsadüfi) baş verə bilər və əhali, xüsusən də burada yaşayanlar üçün əlavə doza yarada bilər. NFC müəssisələrinin sahəsi.
Radionuklidlər haradan gəlir? normal əməliyyat Atom Elektrik Stansiyası? İçəridə radiasiya nüvə reaktoru böyük. Yanacağın parçalanması parçaları, müxtəlif elementar hissəciklər qoruyucu qabıqlara, mikro çatlara nüfuz edə və soyuducuya və havaya daxil ola bilər. Bütün xətt texnoloji əməliyyatlar atom elektrik stansiyalarında elektrik enerjisi istehsalında suyun və havanın çirklənməsinə səbəb ola bilər. Buna görə də atom elektrik stansiyaları su və qaz təmizləmə sistemi ilə təchiz edilmişdir. Atmosferə atılan tullantılar hündür baca vasitəsilə həyata keçirilir.
Atom elektrik stansiyalarının normal işləməsi zamanı ətraf mühitə atılan tullantılar azdır və yaxınlıqda yaşayan əhaliyə az təsir göstərir.
Radiasiya təhlükəsizliyi baxımından ən böyük təhlükə çox yüksək aktivliyə malik olan işlənmiş nüvə yanacağının emalı zavodlarıdır. Bu müəssisələr yüksək radioaktivliyə malik böyük miqdarda maye tullantılar əmələ gətirir, kortəbii zəncirvari reaksiyanın (nüvə təhlükəsi) inkişaf təhlükəsi var.
Biosferin radioaktiv çirklənməsinin çox mühüm mənbəyi olan radioaktiv tullantılarla mübarizə problemi çox çətindir.
Bununla belə, NFC müəssisələrində radiasiyadan mürəkkəb və bahalı olması insanların və ətraf mühitin mövcud texnogen fondan əhəmiyyətli dərəcədə aşağı olan çox kiçik dəyərlərə mühafizəsini təmin etməyə imkan verir. Başqa bir vəziyyət normal iş rejimindən sapma olduqda və xüsusilə qəzalar zamanı baş verir. Beləliklə, 1986-cı ildə baş vermiş qəza (qlobal miqyasda fəlakət kimi təsnif edilə bilər) böyük qəza nüvə enerjisinin inkişafı tarixi boyu nüvə yanacaq dövrü müəssisələrində) Çernobıl Atom Elektrik Stansiyasında bütün yanacağın yalnız 5% -nin ətraf mühitə buraxılmasına səbəb oldu. Nəticədə ətraf mühitə ümumi aktivliyi 50 milyon Ci olan radionuklidlər buraxılmışdır. Bu buraxılış çox sayda insanın ifşası ilə nəticələndi, böyük rəqəmölümlər, çox böyük ərazilərin çirklənməsi, insanların kütləvi şəkildə köçürülməsinə ehtiyac.
Çernobıl AES-də baş vermiş qəza açıq şəkildə göstərdi ki, nüvə enerjisi əldə etmək üsulu yalnız nüvə yanacaq dövrü müəssisələrində irimiqyaslı qəzalar prinsipcə istisna olunarsa mümkündür.
51. İonlaşdırıcı şüalanma. İonlaşdırıcı şüalanmanın növləri, əsas xüsusiyyətləri.
AI 2 növə bölünür:
Korpuskulyar şüalanma
- 𝛼-radiasiya radioaktiv parçalanma zamanı və ya nüvə reaksiyaları zamanı maddənin buraxdığı helium nüvələrinin axınıdır;
- 𝛽-radiasiya - radioaktiv parçalanma nəticəsində yaranan elektronların və ya pozitronların axını;
Neytron şüalanması (Elastik qarşılıqlı təsirlərlə maddənin adi ionlaşması baş verir. Qeyri-elastik qarşılıqlı təsirlərdə həm yüklü hissəciklərdən, həm də kvantlardan ibarət ola bilən ikinci dərəcəli şüalanma baş verir).
2. Elektromaqnit şüalanması
- 𝛾-şüalanma nüvə çevrilmələri və ya hissəciklərin qarşılıqlı təsiri zamanı yayılan elektromaqnit (foton) şüalanmadır;
Rentgen şüalanması - şüalanma mənbəyini əhatə edən mühitdə, rentgen borularında baş verir.
AI xüsusiyyətləri: enerji (MeV); sürət (km/s); yürüş (havada, canlı toxumada); ionlaşdırıcı qabiliyyəti (havada 1 sm yola düşən ion cütü).
α-radiasiyanın ən aşağı ionlaşdırıcı qabiliyyəti.
Yüklənmiş hissəciklər birbaşa, güclü ionlaşmaya səbəb olur.
Radioaktiv maddənin aktivliyi (A) bu maddədə qısa müddət ərzində (dt) kortəbii nüvə çevrilmələrinin (dN) sayıdır:
1 Bq (bekkerel) saniyədə bir nüvə çevrilməsinə bərabərdir.
52. İonlaşdırıcı şüalanma. İonlaşdırıcı şüalanmanın dozaları və onların ölçü vahidləri.
İonlaşdırıcı şüalanma (IR) radiasiyadır, mühitlə qarşılıqlı təsiri əks işarəli yüklərin əmələ gəlməsinə səbəb olur. İonlaşdırıcı şüalanma radioaktiv parçalanma, nüvə çevrilmələri zamanı, həmçinin yüklü hissəciklərin, neytronların, foton (elektromaqnit) şüalanmanın maddə ilə qarşılıqlı təsiri zamanı baş verir.
Radiasiya dozası ionlaşdırıcı şüalanmaya məruz qalmağı qiymətləndirmək üçün istifadə olunan dəyərdir.
Ekspozisiya dozası(radiasiya mənbəyini ionlaşma effekti ilə xarakterizə edir):
Radioaktiv maddələrlə işləyərkən iş yerində məruz qalma dozası:
burada A mənbənin aktivliyi [mCi], K izotopun qamma sabiti [Rcm2/(hmCi)], t məruz qalma müddəti, r mənbədən iş yerinə qədər olan məsafədir [sm].
Doza dərəcəsi(şüalanma intensivliyi) - vahidə düşən bu şüalanmanın təsiri altında müvafiq dozanın artırılması. vaxt.
Ekspozisiya dozasının dərəcəsi [rh -1 ].
Udulmuş doza AI enerjisinin vahid tərəfindən nə qədər udulduğunu göstərir. şüalanmış in-va kütlələri:
D udma = D exp. K 1
burada K 1 - şüalanmış maddənin növünü nəzərə alan əmsal
Absorbsiya doza, Boz, [J/kq]=1Gy
Doza ekvivalenti ixtiyari tərkibli radiasiyaya xroniki məruz qalma ilə xarakterizə olunur
H = D Q [Sv] 1 Sv = 100 rem.
Q müəyyən bir radiasiya növü üçün ölçüsiz çəki əmsalıdır. X-şüaları və -şüalanma üçün Q=1, alfa-, beta-hissəciklər və neytronlar üçün Q=20.
Effektiv ekvivalent doza xarakter həssaslığı decomp. orqan və toxumaların radiasiyaya məruz qalması.
Cansız cisimlərin şüalanması - Absorb. doza
Canlı obyektlərin şüalanması - Ekviv. doza
53. İonlaşdırıcı şüalanmanın təsiri(AI) bədən üzərində. Xarici və daxili məruz qalma.
AI-nin bioloji təsiri canlı toxumanın ionlaşmasına əsaslanır ki, bu da molekulyar bağların qırılmasına və müxtəlif birləşmələrin kimyəvi strukturunun dəyişməsinə gətirib çıxarır ki, bu da hüceyrələrin DNT-sinin dəyişməsinə və onların sonrakı ölümünə səbəb olur.
Bədənin həyati proseslərinin pozulması kimi pozğunluqlarda ifadə edilir
hematopoetik orqanların funksiyalarının inhibə edilməsi,
Normal qan laxtalanmasının pozulması və qan damarlarının kövrəkliyinin artması,
Mədə-bağırsaq traktının pozulması,
İnfeksiyalara qarşı müqavimətin azalması
Bədənin tükənməsi.
Xarici məruz qalma radiasiya mənbəyi insan bədənindən kənarda olduqda və onların içəriyə girmə yolları olmadığı zaman baş verir.
Daxili məruz qalma mənşəyi AI mənbəyi insanın daxilində olduqda; daxili isə Şüalanma həm də İQ mənbəyinin orqan və toxumalara yaxınlığına görə təhlükəlidir.
hədd effektləri (N > 0,1 Sv/il) IR dozasından asılıdır, ömür boyu məruz qalma dozaları ilə baş verir.
Radiasiya xəstəliyi AI-yə məruz qaldıqda meydana gələn qanyaratma qabiliyyətinin azalması, mədə-bağırsaq pozğunluğu və immunitetin azalması kimi simptomlarla xarakterizə olunan xəstəlikdir.
Radiasiya xəstəliyinin dərəcəsi radiasiya dozasından asılıdır. Ən şiddətli 4-cü dərəcədir, 10 Gray-dən çox dozada AI-yə məruz qaldıqda baş verir. Xroniki radiasiya yaralanmaları adətən daxili məruz qalma nəticəsində yaranır.
Qeyri-həddindən artıq (stokastik) təsirlər H<0,1 Зв/год, вероятность возникновения которых не зависит от дозы излучения.
Stokastik təsirlərə aşağıdakılar daxildir:
Somatik dəyişikliklər
İmmunitet dəyişiklikləri
genetik dəyişikliklər
Tənzimləmə prinsipi – yəni. icazə verilən hədləri aşmamaq fərdi. Bütün AI mənbələrindən radiasiya dozaları.
Əsaslandırma prinsipi – yəni. insan və cəmiyyət üçün alınan fayda təbii radiasiyadan əlavə dəyən mümkün zərər riskindən artıq olmayan süni intellekt mənbələrindən istifadə üzrə bütün növ fəaliyyətlərin qadağan edilməsi. fakt.
Optimallaşdırma prinsipi - iqtisadi nəzərə alınmaqla mümkün olan ən aşağı və əldə edilə bilən səviyyədə texniki xidmət. və sosial fərdi amillər. AI mənbəyindən istifadə edərkən məruz qalma dozaları və məruz qalan şəxslərin sayı.
SanPiN 2.6.1.2523-09 "Radiasiya təhlükəsizliyi standartları".
Bu sənədə uyğun olaraq 3 qr. şəxslər:
gr.A - bunlar mütləq üzlərdir. süni intellekt mənbələri ilə işləmək
gr .B - bunlar insanlardır, pişik nah-Xia'nın dərhal işləməsi üçün şərtlər. AI mənbəyindən meh, lakin deyat. bu şəxslər dərhal. mənbə ilə əlaqəli deyil.
gr .AT daxil olmaqla əhalinin qalan hissəsidir. şəxslər gr. A və B istehsal fəaliyyətləri xaricində.
Əsas doza həddi müəyyən edilir. effektiv dozaya görə:
G.A şəxslər üçün: 20mSv hər il Çərşənbə günü. növbəti üçün 5 il, lakin 50-dən çox deyil mSv ildə.
B qrupu şəxslər üçün: 1mSv hər il Çərşənbə günü. növbəti üçün 5 il, lakin 5 ildən çox deyil mSv ildə.
B qrupu şəxslər üçün: kadr qrupu A üçün dəyərlərin ¼-dən çox olmamalıdır.
Radiasiya qəzası nəticəsində yaranan fövqəladə vəziyyətdə sözdə var. pik artmışdır ifşa, pişik. yalnız orqanizmə zərər verməyi istisna edən tədbirlər görmək mümkün olmayan hallarda yol verilir.
Belə dozaların istifadəsi ola bilər könüllü yazılı razılaşma ilə yalnız 30 yaşdan yuxarı kişilər üçün əlavə olaraq yalnız həyatların xilas edilməsi və qəzaların qarşısının alınması ilə əsaslandırılır.
AI mühafizəsi m/s:
Qty qorunması
vaxt qorunması
Məsafədən qorunma
Zonalaşdırma
Uzaqdan nəzarət
Qoruyucu
Qarşıdan qorunmaq üçünγ - radiasiya: metal böyük atom çəkisi (W, Fe), eləcə də betondan, çuqundan hazırlanmış ekranlar.
β-radiasiyadan qorunmaq üçün: aşağı atom kütləsi olan materiallardan (alüminium, pleksiglas) istifadə olunur.
α-radiasiyadan qorunmaq üçün: tərkibində H2 olan metallardan (su, parafin və s.) istifadə edin.
Ekran qalınlığı К=Ро/Рdop, Ро – güc. rad başına ölçülən doza. yer; Rdop - icazə verilən maksimum doza.
Zonalaşdırma - ərazinin 3 zonaya bölünməsi: 1) sığınacaq; 2) insanların tapa biləcəyi obyektlər və binalar; 3) zona postu. insanların qalması.
Dozimetrik nəzarət isp-ii izinə əsaslanır. üsullar: 1. İonlaşma 2. Fonoqrafik 3. Kimyəvi 4. Kalorimetrik 5. Ssintilasiya.
Əsas məişət texnikası , dozimetrik üçün istifadə olunur. nəzarət:
X-raymetr (güclü eksperimental dozaları ölçmək üçün)
Radiometr (AI axınının sıxlığını ölçmək üçün)
Fərdi. dozimetrlər (ekspozisiyanı və ya udulmuş dozanı ölçmək üçün).