136.Взаимодействие ионизирующего излучения с в-вом Одно и то же кол-во энергии можно сообщить биологическому объекту при облучении различными типами ионизирующих частиц. Поглощенная энергия затрачивается на возбуждение и ионизацию атомов и молекул. В основе конечного радиобиологического эффекта лежат физико-химические превращения возбужденных и ионизированных молекулярных структур. Так как число возбуждений и ионизаций определяется величиной поглощенной дозы излучения, можно было бы ожидать, что различные виды ионизирующих частиц приводят к одному и тому же биологическому эффекту при условии, что объект поглотил одинаковую дозу (т.е. энергию) излучения. В действительности это не так. Поглощение одной и той же дозы излучения приводит к различным эффектам.

Пробег частицы – длина ее пути в в-ве до полной остановки.

Критерием «качества» излучения, эффективности его биологического действия служит величина дифференциальной потери энергии частиц на единицу длины пути , которая получила название «линейная передача энергии» (ЛПЭ).

В математических выражениях ЛПЭ обозначается символом L:

L = энергия, переданная частицей веществу/расстояние, пройденное частицей

Величина лпэ в кэВ/мкм зависит от плотности в-ва.

Величина ЛПЭ – важнейшая радиобиологическая х-ка излучения, показатель его биологической эффективности или «качества»; физическая природа частиц или квантов не сказывается на специфике биологического действия, например, при равных ЛПЭ наблюдают одинаково эффективное подавление размножения клеток как в результате рентгеновского облучения, так и при действии -частиц.

Линейной плотностью ионизации (ЛПИ) называют отношение L/W, где L – ЛПЭ, W – энергия, необходимая для образования одной пары ионов. Точное значение W для тканей неизвестно. Для гадов значение W было измерено многими исследователями, оно составляет около 34 эВ. Для приблизительной оценки плотности ионизации в конденсированных системах обычно используют соотношение:

Чем выше значение ЛПЭ, тем больше энергии оставляет частица на единицу пути, тем плотнее распределены создаваемые его ионы вдоль трека

135.Период полураспада.Активность и единицы активности,Получение радионуклидов. Пери́од полураспа́да квантовомеханической системы (частицы, ядра, атома, энергетического уровня и т. д.) — время T_½, в течение которого система распадается с вероятностью 1/2. Если рассматривается ансамбль независимых частиц, то в течение одного периода полураспада количество выживших частиц уменьшится в среднем в 2 раза. Термин применим только к экспоненциально распадающимся системам.

_я.

Активность и единицы активности.

Скорость распада называемая активностью, является существенной характеристикой радиоактивного препарата:

или .

Единица измерения активности в СИ - распад с секунду(Бк).

1 Беккерель (Бк) - соответствует активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за 1 с происходит один акт распада.

Наиболее употребительной единицей активности является кюри (Ки).

1 Ки = 3,7 10¹⁰ Бк =3,7 ^.10¹⁰с^-1 .

Существует еще одна внесистемная единица измерения активности - резерфорд (Рд), равная 10⁶ расп/с.

1 Рд = 10⁶ Бк = 10⁶ с^-1

Ядерные реакции.

Методы получения радионуклидов.

Ядерная реакция условно обозначается следующим образом: вначале указывается символ исходного элемента (изотопа), а затем - образующегося в результате ядерной ракции. В скобках между ними первой указывается воздействующая, а за нею - вылетающая частица или квант излучения.

Например, ¹⁶О (t, n) ¹⁸F (t - тритон).

Для получения искусственно-радиоактивных нуклидов используют ядерные реакторы и ускорители аряженных яастиц.

1) -реакция радиационного захвата, по реакции (n, )

²³Na (n,  ) ²⁴Na,

³¹P (n, ) ³²P;

2) по реакции (n, ) с образованием “дочернего”

¹³⁰Те (n, ) ¹³¹Те  ¹³¹I;

3) по реакциям с вылетом заряженных частиц (n, p), (n, 2n), (n, ),:

¹⁴N (n, p) ¹⁴C;

4) по вторичным реакциям с тритонами (t, p), например:

¹⁶O (t, n) ¹⁸F;

5) по реакции деления U(n, f), например:

⁹⁰Sr, ¹³³Xe

6) Многие важные радионуклиды, применяемые в клинической радиодианостике, получают с достаточной удельной активностью, используя изотопно-обогащенные мишени.

Например, для получения ⁴⁷Са облучают мишень, обогащенную по ⁴⁶Са с 0,003 до 10-20%, для получения ⁵⁹Fe - мишень с ⁵⁸Fe, обогащенным с 0,31 до 80% и т.д.

В редакторе главным образом получают радионуклиды с избытком нейтронов, распадающиеся с ^- - излучением.

Нейтронодефицитные радионуклиды в большинстве случаев получают на циклотронах, линейных ускорителях протонов и электронов (в последнем случае используется тормозное илучение) при энергиях ускоряемых частиц порядка десятков и сотен МэВ.

7) Так получают для медицинских целей радионуклиды по реакциям:

⁵¹V (p, n) ⁵¹Cr, ⁶⁷Zn (p, n) ⁶⁷Ga,

¹⁰⁹Ag (, 2n) ¹¹¹In, ⁴⁴Ca (, p) ⁴³K,

⁶⁸Zn (, p) ⁶⁷Cu и др.

8) Для получения многих короткоживущих радионуклидов непосредственно в клинических учреждениях используют так называемые изотопные генераторы, содержащие долгоживущий материнский радионуклид,при распаде которого образуется нужный короткоживущий дочерний радионуклид, например:

^99МТс, ^87MSr, ^113MIn, ¹³²I.

132.физические принципы рентгендиагностики и рентгенотерапии.компьютерная томография.

Для целей диагностики используют фотоны с энергией порядка

60 120 кэВ. При этих энергиях массовый коэффициент ослабления в

основном определяется фотоэффектом. Его значение

_m = k³ Z³,

где k - коэффициент пропорциональности. Существенное различие

поглощения рентгеновского излучения разными тканями позволяет в

теневой проекции видеть изображения внутриклеточных органов тела

человека.

Рентгенодиагностику используют в двух вариантах: рентгенос-

копия - изображение рассматривается на рентгенолюминесцирующем

экране и рентгенография - изображение фиксируется на фотопленке.

С лечебной целью - рентгенотерапия - рентгеновское излучение применяют главным образом для уничтожения злокачественных

образований.

Флюорография - фиксация изображения на чувствительной мало-

форматной пленке с большого рентгенолюминесцирующего экрана.

Томография - метод рентгенологического исследования, заклю-

чающийся в получении теневого изображения отдельных слоев иссле-

дуемого объекта, лежащих на разной глубине.

Томографию производят с помощью специальных рентгенодиаг-

ностических аппаратов - томографов. Томограф состоит из рентге-

новского питающего устройства, излучателя, приемника излучения

(кассеты с усиливающим экраном и пленкой или селеновой пласти-

ной), устройства для фиксации больного, а также механизма для

синхронного перемещения излучателя и приемника либо больного и

приемника излучения.

рисунок

Томография компьютерная - метод рентгеновского исследова-

ния, заключающийся в круговом просвечивании объекта рентгеновс-

ким излучением и последующем построении с помощью быстродейству-

ющей ЭВМ послойного изображения этого объекта.

Математические принципы метода были обоснованы Кормаком в

60-х годах XX века. Первое официальное сообщение о применении-

компьютерной томографии для исследования головы человека сделано

Хаунсфилдом и Амброусом в 1972 году. Первый компьютерный томограф для всего тела был создан Ледли в 1974 году. За разработку

метода компьютерной томографии в 1979 году Хаунсфилду и Кормаку

была присуждена Нобелевская премия.

Компьютерную томографию производят с помощью компьютерных

томографов, имеющих сканирующее устройство, состоящее из источ-

ника рентгеновского излучения, детекторов, его воспринимающих, и

системы, обеспечивающей их перемещение; систему преобразования

регистрируемой детекторами информации; специализированную ЭВМ, производящую необходимые для построения изображения вычисления по заданному алгоритму; систему записи и воспроиз-ведения реконструированных изображений внутреннего строения тонких слоев объекта в аксиальном (поперечном) сечении.