BZhD_Metodichka_1

Таблица 3.

Редкоионизирующие и плотноионизирукмцие излучения

Ионизирующие излучения

Редкоионизирующие излучения отличаются сравнительно высокой проникающей способностью, и в силу этого их энергия распределяется в объеме облучаемых тел более равномерно, чем в случае воздействия плотноионизирующих ИИ. Для микроскопических тел (по размерам со­ поставимых с клетками) эта разница несущественна и различия в эффек­ те равных по энергии количеств излучения определяются исключитель­ но величиной ЛПЭ. С величиной ЛПЭ прямо связана и относительная биологическая эффективность (ОБЭ) излучения в отношении микро­ скопических биообъектов.

При воздействии на вещество нейтронов образуются ядра отдачи, величина ЛПЭ которых велика. Поэтому и нейтроны относят к плотноионизирующим ИИ. Вместе с тем нейтроны обладают и большой прони­ кающей способностью; образующиеся при их действии плотноионизирующие частицы возникают на разной глубине в толще облучаемого объекта.

21

где АЕ — энергия излучения, поглощенная малой массой вещества Ат. В системе СИ поглощенную дозу выражают в феях (Гр). 1 Гр = 1

Дж/кг. Часто пользуются внесистемной единицей поглощенной дозы — рад (аббревиатура «radiation absorbed dose»). 1 рад = 10~2 Гр.

Непосредственно измерить биологически значимые величины по­ глощенных доз не всегда возможно из-за незначительности соответст­ вующей им энергии. Так, при общем облучении человека массой 76 кг в смертельной дозе 4 Гр его телу сообщается энергия 305 Дж. Ее доста­ точно лишь для нагревания тела на 0,001°С. Поэтому непосредственно измеряется, как правило, экспозиционная доза ИИ, а поглощенная доза рассчитывается с учетом свойств облучаемой среды. В воздухе 1 рентген соответствует 0,89 рад, а в тканях организма в среднем 0,95 рад.

Эквивалентная доза. Различные ИИ вызывают в биосистемах ко­ личественно различные эффекты даже при одинаковой поглощенной до­ зе. Это связано, главным образом, с такими характеристиками ИИ, как ЛПЭ и коэффициент ослабления. Для малоразмерных биологических объектов (например, для макромолекул, клеточных органелл и клеток) большему значению ЛПЭ воздействующего на них излучения соответст­ вует большее число актов ионизации и возбуждения, возникающих в пределах конкретного биообъекта. Соответственно, большим оказывает­ ся и повреждающий эффект плотноионизирующих излучений в отноше­ нии клеток и субклеточных структур. Данное различие выражается ве­ личиной ОБЭ. Для рентгеновского и у-излучения ее принимают равной 1, а для каждого из остальных ИИ значение ОБЭ рассчитывают как от­ ношение равноэффективных поглощенных доз рентгеновского и рас­ сматриваемого ИИ. Значения ОБЭ для некоторых видов ИИ представле­ ны в табл. 4.

23

Таблица 4.

Относительная биологическая эффективность ионизирующих и мо­ чений для клеток.

Величина

Ионизирующее излучение

ОБЭ

Эквивалентная доза (Н) позволяет учесть различия биологической активности ИИ:

Н = D -ОБЭ

где D — поглощенная доза ИИ в данной точке биообъекта.

В системе СИ единицей эквивалентной дозы служит зиверт (Зк). ,i внесистемной единицей является бэр (аббревиатура «биологический и. вивалент рентгена»), 1 Зв = 100 бэр.

Приборы, предназначенные для измерения дозы облучения объск та внешним источником, называются измерителями дозы (дозимсчрл ми).

Мощность дозы излучения (уровень радиации). Этот показатели, характеризует интенсивность лучевого воздействия. Мощность дозы по

нимают как дозу (экспозиционную, поглощенную или эквивалентную), регистрируемую за единицу времени. В системе СИ мощность экспо ш ционной дозы выражают в Кл/(кг • с), т. е. А/кг. Весьма часто пользукн ся внесистемной единицей мощности дозы — Р/ч и ее производными (мР/ч, мкР/ч). Единицами мощности поглощенной дозы служат 1р V, рад/с и их производные. При длительных воздействиях недифференцп

24

рованных потоков ИИ используют внесистемные единицы мощности эк­

вивалентной дозы — Зв/год и бэр/год.

Взависимости от величины мощности дозы различают кратко­ временное, пролонгированное и хроническое облучение. Кратковремен­ ным облучение считается при мощности дозы свыше 0,02 Гр/мин. Не­ прерывное радиационное воздействие в течение нескольких месяцев или лет называют хроническим, а пролонгированное облучение занимает промежуточное положение между первыми двумя. В случае облучения организма человека, если не менее 80% всей дозы регистрируются не более чем за 4 сут, облучение называется однократным.

Взависимости от распределения дозы во времени различают не­ прерывное и фракционированное облучение. Если доза ИИ разделена на части (фракции), чередующиеся с интервалами времени, в течение кото­ рых облучения не происходит, облучение называют фракционирован­ ным. Если эти интервалы меньше суток, то по результатам действия на человека фракционированное облучение приближается к непрерывному.

Значение мощности дозы излучения состоит в том, что при равной дозе облучения радиобиологические эффекты выражены тем сильнее, чем больше мощность дозы излучения. Основные дозиметрические ве­ личины и единицы их измерения представлены в табл. 5.

Приборы, предназначенные для измерения мощности дозы облу­ чения объекта из внешнего источника, называются измерителями мощ­ ности дозы (рентгенметрами).

25

обусловливают около трети этой дозы, а вклад в нее атомной энергети­ ки, других мирных форм применения источников ИИ и испытаний ядерного оружия пренебрежимо мал (рис. 2).

Рисунок 2.

Вклад основных источников ионизирующих излучений

в облучение населения промышленно развитых стран

Профессиональное

Естостаонный

радиационный фон (70%)

Совокупность потоков ИИ, происходящих из естественных источ­ ников, называется природным радиационным фоном Земли. Согласно современным представлениям, последний играет важную роль в качест­ ве движущей силы изменчивости биологических видов, а также одного из факторов поддержания неспецифической резистентности организма.

Извне на организм воздействует в основном у-излучение, источни­ ком которого преимущественно являются радиоактивные вещества, при­ сутствующие в земной коре. В каменных зданиях интенсивность внеш­ него у-облучения в несколько раз ниже, чем на открытой местности, что объясняется экранирующими свойствами конструкционных материалов.

27

Используя специальные приемы экранирования, удается практича ки полностью устранить внешнее у-облучение организма. По мере увеличь ния высоты над поверхностью моря роль земных источников внешне'и облучения уменьшается. При этом возрастает космическая составляю щая природного радиационного фона.

Большинство естественных источников ИИ таковы, что избеж.ш, их излучения невозможно: это радиоактивные вещества, входящие и ш став организма. Их вклад в суммарную дозу от естественных источники» составляет около 2/3.

Искусственные (техногенные) источники ИИ включают в пни рентгеновские трубки, ускорители заряженных частиц, а также устрой ства, содержащие радионуклиды. Последняя группа подразделяется H,I

открытые (имеющие непосредственный контакт с атмосферой) и закры тые (заключенные в герметичную оболочку) источники ИИ. Как прами ло, закрытые источники ИИ используют с целью внешнего лучению воздействия на объекты. Они являются конструктивными элементами f терапевтических установок, дефектоскопов, атомных реакторов, а также некоторых дозиметрических и радиометрических приборов.

Источниками слабого рентгеновского излучения могут служи 11. радиолампы и электронно-лучевые трубки. Однако в штатных услонияч эксплуатации интенсивность лучевого воздействия на человека со сю роны этих устройств не выходит за основные дозовые пределы, pci м ментируемые нормами радиационной безопасности.

Основной вклад в дозу, получаемую человеком от искусствами.^ источников ИИ, в настоящее время вносят лечебные и диагностические процедуры. В экономически развитых странах дозы облучения нассле ния с медицинскими целями втрое выше, чем в мире в среднем.

Источники ИИ, наиболее актуальные в военное время и в случчс возникновения техногенных ЧС. В случае применения ядерного оружия

28

или крупномасштабных аварий на объектах ядерной энергетики ожида­ ется многократное возрастание интенсивности лучевых воздействий на организм. Основными радиационными факторами ядерного взрыва яв­ ляются проникающая радиация и радиоактивное заражение местности.

29

МЕХАНИЗМ ПОВРЕЖДАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИ

РУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ М

ЧЕЛОВЕКА В ЧАСТНОСТИ

На молекулярном уровне облучение биосистем вызывает набор характерных изменений, обусловленных взаимодействием биомолеку и i самим излучением их ионизацией и нарушением четвертичной и ан­ тичной структуры белков и соответственно ферментативной недосш точности клетки, что ведет к её гибели. Следующий момент воздействия ИИ на биологические объекты заключается в образовании свободных радикалов кислорода в процессе радиолиза воды, а так же генератк и свободного радикала кислорода из молекулы кислорода, который дсн тавляется к тканям (рис 3.). При этом запускаются каскадные механизмы свободнорадикального окисления, которые нарастают лавинообра ию. вследствие чего происходит деструкция большей части биомолеи i клетки. Следует отметить еще, что в процессе радиолиза воды и генсрн ции свободного радикала кислорода по этой реакции, происходит наки пление протонов, что закисляет среду клетки.

2 Я 20 —^ - > 2 # + +20Н ~

1 7

А

■ч ?

Ж

н2о2— >н2о+о*

30