14 (1123228), страница 3
Текст из файла (страница 3)
dósis —порция, приём).Дозы ионизирующего излученияПонятие «ДОЗЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ»является одним из основных понятий в радиационныхисследованиях, включая радиационную биологию,радиационную экологию, радиационную гигиену,радиационную медицину, радиационный контроль ит.д.Без использования понятия «дозы ионизирующегоизлучения» невозможно количественное описаниекаких-либо биологических эффектов ионизирующегоизлучения.Основные виды дозы ионизирующего излученияРазличают 4 основные видадозы ионизирующего излучения:Экспозиционная дозаПоглощенная дозаЭквивалентная дозаЭффективная дозаЭкспозиционная доза (рус.) –Exposure (англ.)Экспозиционная дозаЭКСПОЗИЦИОННАЯ ДОЗА (X) ионизирующего излучения —количественная характеристика поля - и рентгеновскогоизлучений, основанная на их ионизирующем действии в воздухе.Представляет собой отношение суммарного заряда ионов одногознака dQ, образующихся под действием электромагнитногоионизирующего излучения в элементарном объеме воздуха*,к массе воздуха dm в этом объеме:*Элементарный объем среды — это наименьший объем среды, которыйвоспринимается как однородный.На что нужно обратить внимание в этом определении:1.
Экспозиционная доза – это характеристика ПОЛЯизлучения.2. Экспозиционная доза может применяться толькодля Υ- и РЕНТГЕНОВСКОГО излучения (т.е. толькодля электромагнитных ионизирующих излучений).3. Экспозиционная доза характеризует ионизирующеедействие указанных ионизирующих излучений вВОЗДУХЕ.Единицы экспозиционной дозыЕдиницав системе СИкулон/кг (Кл/кг)coulomb/kg (C/kg)Внесистемнаяединицарентген (Р)roentgen (R)За 1 Р принимают такое количествоγ- или рентгеновского излучения, котороесоздает 2,08·109 пар ионовв 1 см3 атмосферного воздуха(т.е. в 0,001293 г воздуха при 0˚С идавлении 760 мм рт.ст.).Единица введена в 1928 г.1 Р = 2,58·10-4 Кл/кгОфициальное использование понятия«экспозиционной дозы» прекращено с 1 января 1990 г.Тем не менее, понятие «экспозиционная доза» и еевнесистемная единица «рентген» до сих порпродолжают довольно часто использоваться и в СМИ,и в научно-популярной, и в научной литературе, аиногда и в нормативных документах (например, вметодических указаниях).В настоящее время основной дозиметрическойвеличиной, определяющей степеньрадиационного воздействия, являетсяпоглощенная доза.Поглощенная доза (рус.) –Absorbed dose (англ.)Поглощенная дозаПОГЛОЩЕННАЯ ДОЗА (D) ионизирующего излучения —отношение средней энергии de, переданной ионизирующимизлучением (любого вида) веществу, находящемуся вэлементарном объеме*, к массе dm вещества в этом объеме:*Элементарный объем среды — это наименьший объем среды, которыйвоспринимается как однородный.В отличие от экспозиционной дозы понятиеПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ распространяется:1) не только на γ- и рентгеновское излучение, нои на любой другой вид ионизирующегоизлучения;2) не только на воздух, и на любые другиематериалы.Единицы поглощенной дозыЕдиницав системе СИВнесистемнаяединицаДж/кгjoule/kg (J/kg)– единица,получившая специальноенаименованиегрей (Гр)gray (Gy)Единица введена в 1975 г.радrad(от англ.radiation absorbed dose)1 рад = 100 эрг/г.Единица введена в 1953 г.1 Гр = 100 радЛьюис Харольд Грей (1905-1965)Льюис Харольд Грей (Грэй) (Louis HaroldGray, 1905-1965) – известный английскийфизик, работавший в областирадиационной физики, радиобиологии ирадиационной медицины.Внес большой вклад в становлениедозиметрии ионизирующих излучений.Подробно исследовал кислородныйэффект в радиобиологии (1952).В его честь в 1975 г.
названа единицаизмерения поглощенной дозыионизирующего излучения вМеждународной системе единиц (СИ) –грей (Гр).Наглядная история о слоне и мышке,оказавшихся в мощном поле γ-излученияhνКем лучше быть слоном или мышкой, попав вмощное γ-поле?Оба биологических объекта находятся в одном и том же поле γ–излучения (т.е. экспозиционная доза – одна и та же).Ни один из биологических объектов не экранируется другим.БУДУТ ЛИ ОТЛИЧАТЬСЯ ПОГЛОЩЕННЫЕ ДОЗЫ,ПОЛУЧЕННЫЕ СЛОНОМ И МЫШКОЙ?ЕСЛИ БУДУТ, ТО КТО ПОЛУЧИТ БОЛЬШУЮ ПОГЛОЩЕННУЮДОЗУ (СЛОН ИЛИ МЫШКА) И ПОЧЕМУ?Переходим к понятиюэквивалентной дозыЭквивалентная доза (рус.) –Equivalent dose (англ.)Биологический эффект ионизирующего излучениязависит не только от поглощенной дозы, но и от видаионизирующего излученияМногочисленные исследования показали, что различные виды ИИдаже при одинаковых поглощенных дозах вызывают неодинаковый повеличине биологический эффект.Это связано с тем, что величина поглощенной дозы показывает лишьусредненное количество энергии, переданной облучаемому объекту.Для наступления же какого-либо эффекта на клеточном имакромолекулярном уровне (например, в макромолекулах ДНК), какоказалось, очень важное значение имеет плотность передачиэнергии (т.е.
актов ионизации) в микрообъемах вещества,расположенных вдоль трека ионизирующей частицы, чтохарактеризуется величиной ЛИНЕЙНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ (ЛПЭ).Пример с радиационным повреждением ДНКОднонитевыйразрывДНКДвунитевыйразрывДНКГибельклеткиРедкоионизирующееизлучениеПлотноионизирующееизлучениеОднонитевый разрыв ДНК можетбыть легко репарирован приналичии в клетке репарационныхферментных систем, способныхвосстанавливать поврежденную нитьДНК, используя в качестве матрицыДвунитевый разрыв ДНК неможет быть правильнорепарирован даже при наличиив клетке репарационныхферментных систем, т.к. втораянить, которая могла бы служитьОтносительная биологическая эффективностьразных видов ИИДля количественного сравнения биологической эффективности разных видовионизирующих излучений используют понятие «относительной биологическойэффективности» (ОБЭ).ОБЭ рассчитывают по формуле:ОБЭ=поглощенная доза, необходимаядля получения данного биологическогоэффекта при воздействии стандартного ИИпоглощенная доза исследуемого ИИ,необходимая для получения такого жебиологического эффектаВ качестве стандартного ИИ используют рентгеновское излучение сграничной энергией квантов 200 кэВ или γ-излучение 60Co.ОБЭВажно понимать:Значения ОБЭ для одного и того же вида ИИ могут значительноразличаться для разных биологических объектов, разныхбиологических эффектов и разных условий облучения (например,разных доз):Так, для одного и того же вида ИИ по критерию выживаемости клетокможно получить одни значения ОБЭ, по критерию злокачественногоперерождения клеток — другие значения ОБЭ, по критериюобразования катаракты — третьи значения и т.д.Значения ОБЭ при больших дозах облучения обычно существеннониже, чем при более низких дозах облучения.
При малых дозахоблучения значения ОБЭ достигают своих максимальных значений.Зачем введено понятие эквивалентной дозы?В связи с тем, что разные виды ионизирующихизлучений могут проявлять существенноразличающуюся относительную биологическуюэффективность, было введено понятие«ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ДОЗА».Понятие ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ДОЗЫ быловведено в целях оценки радиационнойбезопасности для человека.Эквивалентная дозаЭКВИВАЛЕНТНАЯ ДОЗА (HT,R) для любого видаионизирующего излучения R определяется как произведениесредней поглощенной дозы DT,R данного вида излучения воргане или ткани T на соответствующий этому виду излучениявзвешивающий коэффициент WR:ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ДОЗА (HT,R) для смешанногоионизирующего излучения (т.е.
состоящего из нескольких видовизлучения) определяется следующим образом.Значения взвешивающих коэффициентов WRдля различных видов ИИ (из НРБ-99/2009)Виды излученияРентгеновское и -излучение любыхэнергийЭлектроны любых энергий-частицы, осколки деления и тяжелыеядраПротоны с энергией более 2 МэВНейтроны с энергией: менее 10 кэВот 10 кэВ до 100 кэВот 100 кэВ до 2 МэВот 2 МэВ до 20 МэВболее 20 МэВWR1120551020105Значение WR для протонов рекомендованоснизитьВ 2007 г.
в Публикации 103 Международной комиссии порадиологической защите (МКРЗ) [International Commissionon Radiological Protection – ICRP] рекомендовано снизитьзначение WR для протонов с 5 до 2.Однако, данная рекомендация не была реализована вНормах радиационной безопасности, принятых в России в2009 г. (НРБ-99/2009).Единицы эквивалентной дозыВнесистемная единицаЕдиница в системе СИДж/кгjoule/kg (J/kg)– единица,получившая специальноенаименованиезиверт (Зв)sievert (Sv)Единица введена в 1979 г.бэр(аббревиатура отбиологический эквивалентрентгена)рэм(аббревиатура от рентгенэквивалент медицинский)rem(от англ.
roentgen equivalentman)Единица введена в 1956 г.1 Зв = 100 бэрРольф Максимилиан Зиверт (1896-1966)Рольф Максимилиан Зиверт (Rolf MaximilianSievert, 1896-1966) – известный шведскийфизик, работавший в области радиационнойфизики, медицинской физики, радиационнойзащиты и радиобиологии.Один из основоположников дозиметрии ИИ(особенно при его использовании вмедицине в диагностических и лечебныхцелях) и радиационной защиты.Внес большой вклад в изучениебиологических эффектов ионизирующегоизлучения, в частности малых дозхронического облучения.В его честь в 1979 г. названа единицаизмерения эквивалентной дозы иэффективной дозы ИИ в Международнойсистеме единиц (СИ) – зиверт (Зв).Взвешивающие коэффициенты WR дляразличных видов ИИ. ОпределениеВзвешивающие коэффициенты для различных видовизлучений WR представляют собойрегламентированные значения ОБЭ разных видовионизирующих излучений, установленные в целяхоценки радиационной опасности данных видовизлучений для человека в отношении возникновенияотдаленных неблагоприятных эффектов (т.е.эффектов, возникающих в результате воздействияотносительно низких доз хронического иликратковременного облучения).Ограничения в использовании эквивалентнойдозы и коэффициентов WRОбратите внимание! Из представленного определения понятия WRследует, что использовать эти коэффициенты (а значит и самопонятие эквивалентной дозы) можно:1).
Только для целей радиационной безопасности человека!!!2). Только в отношении отдаленных неблагоприятных эффектов!!! Азначит, только в отношении низких доз облучения (не более 0,2 Зв прикратковременном воздействии).Допускается суммирование эквивалентных доз выше 0,2 Зв дляоценки общего уровня хронического облучения за длительныйпромежуток времени при условии, что кратковременное облучение вкаждом случае не превышает 0,2 Зв.При более высоких дозах следует применять понятие поглощеннойдозы.Эквивалентная доза - разъяснения1 Зв — это эквивалентная доза любого вида ИИ, котораясоздает такой же биологический эффект, что и поглощеннаядоза в 1 Гр рентгеновского или гамма-излучения.Эквивалентная доза, равная 1 Зв, создается при поглощеннойдозе, равной 1/WR Гр.Так, например, для -излучения эквивалентная доза, равная1 Зв, создается при поглощенной дозе 1/20 Гр = 0,05 Гр.Эквивалентная доза для биологическихобъектов (не человека)Иногда некоторые радиобиологи используют понятиеэквивалентной дозы при облучении и других биологическихобъектах (не человека), причем исследуя как отдаленные, так иострые радиобиологические эффекты.Эквивалентная доза при этом определяется как:Однако, обычно радиобиологи, особенно в последние годы,предпочитают не использовать понятие эквивалентной дозы вотношении других биологических объектов.Переходим к понятиюэффективной дозыЭффективная доза (рус.) –Effective dose (англ.)Зачем введено понятие эффективной дозы?Понятие «ЭФФЕКТИВНАЯ ДОЗА» было введено дляоценки и сравнения риска возникновения отдаленныхнеблагоприятных эффектов для разных случаевнеравномерного облучения организма (т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
