Радиация и жизнь (1133889)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Радиация и жизньРадиационная безопасностьБадун Геннадий Александровичbadunga@yandex.ruВ чем опасность ионизирующего излучения? Под действием ионизирующего излучения происходитионизация молекул , возбуждение молекул и образованиерадикалов. Созданные частицы очень реакционно-способныи вступают в различные химические реакции. Радиолиз водыН2O ==> H2O+ + еН2O+ + H2O --> H3O+ + OHe- + H2O --> H2O- --> H + OHНО + ОН --> Н2О2H + O2 --> HO2 В живых организмах промежуточные радикалы и ионыреагируют с биомолекулами, изменяя их (окисление,замещение функциональных групп, деструкция, сшивкаполимеров) Результат: нарушение нормальной деятельности клеток,органов и организма в целом.Радиолиз воды и последствия этого дляживых организмовИнициированные действием радиации процессы влияютна функционирование клеток, органов и организма вцелом.

Наиболее «слабое звено» – ДНК и РНК.Глубокиенарушенияжизнедеятельностивызываютсяничтожномалымиколичествамипоглощаемойэнергии.Смертельная доза радиации соответствуетпоглощенной энергии, которая привела бы кнагреву тела всего на 0,001°С.Теория мишениЛучевое повреждение развивается при попадании энергии вособенно радиочувствительную часть клетки — «мишень».… теория липидных радиотоксинов, теории эффекта «свидетеля» …Специфика биологического действияионизирующего излучения (БДИИ)Для БДИИ характерен скрытый (латентный) период, т.

е. развитие лучевогопоражения наблюдается не сразу. Продолжительность латентного периодаможет варьировать от нескольких минут до десятков лет в зависимости отдозы облучения, условий облучения и радиочувствительности организма.БДИИ не ограничивается подвергнутым облучению организмом, но можетраспространяться и на последующие поколения, что объясняется действиемна наследственный аппарат организма.Эффекты, вызываемые БДИИИонизирующая радиация при воздействии на организмчеловека может вызвать два вида эффектов, которыеклинической медициной относятся к болезням:детерминированные пороговые эффекты (лучеваяболезнь, лучевой дерматит, лучевая катаракта, лучевоебесплодие, аномалии в развитии плода и др.) истохастические (вероятностные) беспороговыеэффекты (злокачественные опухоли, лейкозы,наследственные болезни).Количественные характеристики БДИИХарактеристикаОбласть примененияПоглощенная дозаэнергетическая характеристика действия ИИЭквивалентная дозаоценка стохастических эффектов различныхвидов ИИЭффективная дозаоценка общего вреда ИИ для человекаКоллективнаяэффективная дозаоценка эффективности радиологическойзащиты населения при облучении малымидозамиКермаоценка воздействия косвенно ионизирующегоизлученияЭкспозиционная дозамера ионизации воздуха косвенноионизирующим излучениемПоглощенная дозаДоза поглощенная (D) - величина энергии ионизирующегоизлучения, переданная веществу:D = dE/dmгде: dЕ - средняя энергия, переданная ионизирующимизлучением веществу, находящемуся в элементарном объеме,dmмассавеществавэтомобъеме.Энергия может быть усреднена по любому определенномуобъему, и в этом случае средняя доза будет равна полнойэнергии, переданной объему, деленной на массу этого объема.В единицах СИ поглощенная доза измеряетсяв джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг),и имеет специальное название - Грей (Гр) англ.

Gray (Gy).1 Гр = 1 Дж/кгВнесистемная единица рад, в английской транскрипции rad(radiation adsorbed dose).1 рад = 0,01 ГрLouis Harold Gray (10 November 1905 – 9 July 1965)Эквивалентная дозаДоза эквивалентная (HT, R) - поглощенная доза в органе или ткани,умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициентданного вида излучения, WR:HT, R = WRxDT,Rгде:DT,R - средняя поглощенная доза в органе или ткани T,WR - взвешивающий коэффициент для излучения R.Единица измерения (СИ)Зиверт (Зв) Sievert (Sv)Внесистемная единицабэр (биологич.

эквивалент рентгена)англ.Взвешивающиедляrem (roentgen equivalent in man)1 бэр = 0,01 Звкоэффициенты для отдельных видоврасчете эквивалентной дозы (WR) -излучения прииспользуемые в радиационной защите множители поглощеннойдозы, учитывающие относительную эффективность различныхвидов излучения в индуцировании биологических эффектов .Rolf Maximilian Sievert (6 May 1896 – 3 October 1966) Взвешивающие коэффициенты дляразличных типов излученийЭффективная дозаДоза эффективная (E) - величина, используемая как мерариска возникновения отдаленных последствий облучениявсего тела человека и отдельных его органов и тканей сучетом их радиочувствительности. Она представляет суммупроизведений эквивалентной дозы в органах и тканях насоответствующие взвешивающие коэффициенты:H T,R- эквивалентная доза в органе или ткани T,WT - взвешивающий коэффициент для органа или ткани T.Единица эффективной дозы - зиверт (Зв) Sievert (Sv) .Взвешивающие коэффициенты для тканей иорганов при расчете эффективной дозыКермаВ качестве количественной меры взаимодействия косвенноионизирующего излучения с веществом используется керма(kerma - kinetic energy released in material)K = dE/dmdE – полная кинетическая энергия всех заряженных частиц,возникающих под действием косвенно ионизирующего излучения(фотоны или нейтроны) в элементарном объеме;dm - масса этого объема.Единица измерения - Грей [Дж/кг]Для низкоэнергетических фотонов (E<10 МэВ) керма численноприблизительно равна поглощённой дозеЭкспозиционная дозаЭкспозиционная доза — мера ионизации воздуха в результатевоздействия на него рентгеновского и -излучения.Определяется зарядом вторичных частиц (dQ), образующихся в массевещества (dm) при полном торможении всех заряженных частиц:X=dQ/dmЕдиница экспозиционной дозы Кл/кг англ.

C/kgВнесистемная единица Рентген (Р) англ. Roentgen (R).Рентген – это экспозиционная доза рентгеновского игамма -излучения, создающая в 1 см3 воздуха притемпературе О°С и давлении 760 Тор. Суммарный зарядионов одного знака в одну электростатическую единицуколичества электричества. Экспозиционной дозе 1 Рсоответствует 2.08*109 пар ионов.1 Кл/кг = 3876 Р; 1 Р = 2,57976·10−4 Кл/кгWilhelm Conrad Röntgen (27 March 1845 – 10 February 1923)Связь между экспозиционной и поглощеннойдозамиПоглощенная доза – энергетическая характеристикавзаимодействия ионизирующего излучения с любымвеществом. Экспозиционная доза характеризует ионизациювоздуха косвенно ионизирующим излучением.

Однако вряде случаев можно установить некоторые соотношениямежду этими величинами.Для атмосферного воздуха 1 Р = 0,87 рад = 8,7 мГрДля фотонного излучения 0,1 МэВ1 Р = 0,95 рад = 9,5 мГр для мягких биологических тканей1 Р = 1,45 рад = 14,5 мГр для костейДля фотонного излучения 1 МэВ1 Р = 0,96 рад = 9,6 мГр для мягких биологических тканей1 Р = 0,92 рад = 9,2 мГр для костейДля фотонов с Еγ>0,2 МэВ 1 Р ~ 10±1 мГрВоздействие различных доз облучения начеловеческий организмДоза, ГрРезультат воздействия0.11.03-5Уровень удвоения вероятности генных мутацийДоза возникновения острой лучевой болезниБез лечения 50% облученных умирает в течение1-2 месяцев вследствие нарушения деятельностиклеток костного мозгаСмерть наступает через 1-2 недели вследствиепоражений желудочно-кишечного тракта10 - 50100Смерть наступает через несколько часов или днейвследствие повреждения центральной нервнойсистемыРиск возникновения онкологическихзаболеваний при облучении человекаОрганСмертельно, Зв-1Излечимо, Зв-1Молочная железа2,5 10-31,5 10-3Костный мозг2,0 10-30,1 10-3Легкие2,0 10-30,1 10-3Щитовидная железа0,5 10-31 10-2Эндостальные клетки0,5 10-30,1 10-3Кожа0,1 10-31 10-2Остальные органы5,0 10-31,5 10-31,26 10-22,33 10-2ВсегоНормы и правилаОсновные принципыПринцип обоснования: Любое решение, которое приводит квозникновению ситуации облучения, должно приносить большепользы, чем ущерба.Принцип оптимизации: Вероятность возникновения облучения,число облученных лиц и величины их индивидуальных доз должныбыть настолько низки, насколько это разумно достижимо с учетомэкономических и социальных факторов.Принцип нормирования (применения пределов дозы):Суммарная доза излучения для индивидуума от регулируемыхисточников в ситуациях планируемого облучения (кромемедицинского облучения пациентов) не должна превышатьсоответствующих пределов дозы.Допустимые пределы дозНормируемыевеличины*Пределы дозПерсоналНаселение20 мЗв в год в среднем за любыепоследовательные 5 лет, но неболее 50 мЗв в год1 мЗв в год в среднем за любыепоследовательные 5 лет, но неболее 5 мЗв в годв хрусталике глаза150 м3в15 м3вкоже500 мЗв50 м3вкистях и стопах500 мЗв50 м3вЭффективная дозаЭквивалентная доза за годНормируются также загрязненность различных поверхностей,содержание радионуклидов в воздухе, воде, пище.Допустимые уровни радиоактивногозагрязнения поверхностей, част/(см2 мин)Объект загрязненияα-активные нуклидыα-активные нуклиды(ДОА < 0,3 Бк/м3)прочиенапример, 232Th, 241Amβ-активныенуклидыНеповрежденнаякожа, спецбелье, полотенца,внутренняя поверхностьлицевых частей средствиндивидуальной защиты2220040 (90Sr + 90Y)Основнаяспецодежда, внутренняяповерхность дополнительныхсредств индивидуальнойзащиты, наружнаяповерхность спецобуви5202000Поверхности помещенийпостоянного пребыванияперсонала и находящегося вних оборудования5202000Поверхности помещенийпериодического пребыванияперсонала и находящегося вних оборудования5020010000Ослабление потока фотонов веществомσ ρ= −[ =σ ρ]Φ[см-1]= −Φ/ =σ[см2/г]σ - «атомное» сечение взаимодействия;ρ – плотность вещества;NA – число Авагадро;A – атомная массаВарианты взаимодействия γ-излученияс веществомОбъектывзаимодействияПоглощениеОрбитальныеэлектроныФотоэффектσ~Z4Ядерные поляОбразование парσ~Z2ЯдраРассеяниеупругоенеупругоеРелеевскоерассеяниеσ~Z2Комптоновскоерассеяниеσ~Z(γ,n); (γ,p)(γ,γ)(γ,γ´)ядерные реакции ядерные реакции ядерные реакцииσ~Zσ~Zσ~ZЗависимость массового коэффициента ослабленияв алюминии от энергии γ-излученияОбласти преобладания трех основныхформ взаимодействия фотоновс веществом на диаграмме E - ZОслабление потока частиц (фотонов) веществом = / = σe - «электронное» сечениевзаимодействия;ρ – плотность вещества;NA – число Авагадро;A – атомная массаz – атомный номерМатериалz/AВодород1.0Тритий0.33Углерод0.50Вода0.55Биологическая ткань0.56Воздух0.50Керма в воздухе и в биологической ткани= −Φ ( ) = −Φ( ) = ( )Φ [Дж/кг] = Φ − поток энергии=Керма: = ΨОтношение биологическая ткань/воздухткань воздух≈(z/A)ткань / (z/A)воздух ≈ 1.1Отношение зависит от E ткань= .

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций