Радиация и жизнь (1133889), страница 2
Текст из файла (страница 2)
± . для = . − МэВ воздухКак определить эквивалентную дозу в организме,создаваемую рентгеновским и γ-излучением?K = Kcol + KradKcol - collision kermaKrad - radiative kerma( ) = ()X – экспозиционная доза (в воздухе);= . эВ/пара ионов−( ) = . × КлДжсГр. = . кг РКлР → → ( ) → → → [EditorPodgorsak E. Radiation Oncology Physics: A Handbook for Teachers and Students.AEA, Vienna, 2005, - 696 p.]Защита от избыточного облученияна рабочем местеD – поглощенная доза, A – радиоактивность, Kγ – коэффициент ,t – время, r – расстояние.Минимизация облучения обеспечивается: сокращением времениработы с источником ИИ, минимизацией используемой радиоактивности,увеличением расстояния.
Если этих мер недостаточно, используютдополнительную защиту. Для γ–излучения – это свинцовые кирпичи(большое Z).Для α-излучения и мягкого β-излучения в отсутствии γ–компонентыприменяют особые меры работы, защищающие персонал от попаданиярадиоактивного вещества внутрь организма; внешнее облучениепрактического невозможно ввиду малого пробега излучения.
Для жесткогоβ-излучения устанавливают экраны (материалы с малым Z, не свинец!)/Защита от избыточного облученияна рабочем местеПрохождение через защитный экран узкого (а) и широкого (б) пучка γизлучения: 1 – источник излучения; 2 – поглощающий экран; 3 –диафрагма; 4 – дозиметр.Дозовый фактор накопления BD зависит от энергии γ-квантов, атомногономера материала поглотителя Z, толщины поглотителя l .Расчет защиты от внешнего источника излучения будет разбираться насеминарах. Примеры задач приведены в пособии:М.И.
Афанасов, А.А. Абрамов, С.С. Бердоносов. Сборник задач "Основырадиохимии и радиоэкологии". (2012 г.)Расчет дозы, создаваемой 40K в организмечеловекаПробег β-частиц Rmax =0,55 г/см2 для Emax = 1,3 МэВ в биологической ткани≈0,5 см → практически все β-излучение задержится внутри тела.Для E = 1,46 МэВ µ(ткань) = 0,025 см-1 ; слой половинного ослабления 28см, вероятность на распад 10,7 % → пренебрегаем вкладом -излучения.В организме человека массой 70 кг радиоактивность 40K 5600 Бк.Интенсивность выделения энергии при β-излучении 40K0,893*5600 Бк*(0,4*1,3 Мэв*1,6 10-13 Дж/МэВ) = 4,16 10-10 Дж/сМощность дозы 4,16 10-10 Вт/70 кг = 5,9 10-12 Гр/сПри разовом поступлении радионуклида в организм создаваемая доза будет зависеть отскорости его радиоактивного распада и скорости его выведения из организма.=0D – поглощенная доза [Гр]; P - мощность поглощенной дозы [Гр/с].Так как скорость выведения радионуклида пропорциональна его содержанию в организме,применяется экспоненциальная модель, аналогичная радиоактивному распаду.
Тогдамощность дозы будет меняться по закону = 0exp(−( + b)t) и b – константы, характеризующие скорости радиоактивного распада (постояннаяраспада) и биологического выведения радионуклида. = 0 0 −(+b)t = 0 (1 − −(+b)t ) + b∞ = 00 −(+b)t =0 + bПериод полувыведения (T1/2)b — время, в течение которого концентрация препарата ворганизме снижается на 50 % за счет его биологического выведения.Период полураспада (T1/2)r— время, в течение которого радиоактивность препарата ворганизме снижается на 50 % за счет радиоактивного распада.Эффективный период полувыведения препарата (T1/2)eff— время, в течение которогорадиоактивность препарата в организме снижается на 50 % за счет радиоактивногораспада и биологического выведения.111=+(T1/2)eff (T1/2)b (T1/2)rЗадача.
Определите объем плазмы крови и поглощенную дозу, полученнуюпациентом массой 60 кг, если ему через вену в кровь ввели 1 мл тритиевой воды(НТО) радиоактивностью 1 МБк, и через 10 минут радиоактивность кровидостигла максимального значения 11000 dpm/мл (dpm=расп/мин). Плазмасоставляет 55 % объема крови; (T1/2)b для НТО составляет 8 суток; периодполураспада трития (T1/2)r=12,3 года, средняя энергия β-излучения Eср. = 5,6 кэВ.Объем плазмы крови:106 Бк=== 3 103 млуд 11000 Бк /0,5560 млЭнерговыделение при распаде трития 5,6 кэВ/распад*1,6 10-16 Дж/кэВ = 9,0 10-16Дж/распад1 МБк * 9,0 10-16 Дж/распад = 9,0 10-10 Дж/сПри равномерном распределении трития в организме мощность дозыP0 = 9,0 10-10 Вт/60 кг = 1,5 10-11 Гр/сТак как (T1/2)r / (T1/2)b = 562, изменение содержания трития из организмеопределяется скоростью его физиологического выведения.
Поглощенная доза навесь организм: = 0∞ − t b0 =0b= (T1/2)b02= 8 ∗ 24 ∗ 3600 с *1,5 10-11 [Гр/с]/0,693 = 15 мкГрЗадача. Пациенту массой 80 кг при ПЭТ-исследовании ввели 10 мКи (370 МБк)метионина, меченного С-11. Определите эквивалентную дозу, полученнуюпациентом.Слой половинного ослабления для γ-квантов с энергией 0,51 МэВ вбиологической ткани 23 см. Период полураспада 11С (T1/2)r=20 мин,максимальная энергия β+ излучения Emax=0,96 МэВ. (T1/2)b метионина 60 минутТак как пробег позитронов с энергией 1 МэВ в биологической ткани менее 0,4см, будем считать, что вся энергия β+ излучения поглощается телом пациента.При аннигиляции позитрона образуется 2 γ-кванта с энергией 0,51 МэВ. Слойполовинного ослабления для γ-квантов с энергией 0,51 МэВ в биологическойткани 23 см.
Будем считать, что половина γ-квантов поглощается теломпациента. Тогда для 10 мКи 11С энерговыделение составит:370 МБк *(0,4*0,96 + 2*0,5*0,51)МэВ *1,6 10-13 [Дж/МэВ] = 5,3 10-5 Дж/сМощность дозы в начальный момент P0 = 5,3 10-5 Вт/80 кг = 6,62 10-7 Гр/сТак как (T1/2)b и (T1/2)r сопоставимы по величине, уменьшение содержания(11С)метионина в организме будет как за счет радиоактивного распада, так ибиологического выведения.
Рассчитаем (T1/2)eff :1/60+1/20=1/15. (T1/2)eff = 15 мин = 900 с.Поглощенная доза на весь организм: = (T1/2)eff 20 = 900 с *6,62 10-7 [Гр/с]/0,693 = 0,86 мГрТак как взвешивающие коэффициенты для γ- и β-излучения равны 1,эквивалентная доза, полученная пациентом, составит 0,86 мЗв.Зависимость вероятности возникновениясмертельных радиогенных эффектовот поглощенной дозыОфициально принята линейная беспороговаямодель воздействия излученияВозможно ли защитное действие малых доз?Гормезис (от греч.
hórmēsisбыстрое движение, стремление)— стимулирующее действиеумеренных доз стрессоров;стимуляция какой-либо системыорганизма внешнимивоздействиями, имеющими силу,недостаточную для проявлениявредных факторов.Смертность от лейкемии у лиц, пережившихатомную бомбардировку Хиросимы и НагасакиРадиоактивность человекаОценка эквивалентной годовой дозы,получаемой человеком, мЗвИсточникСреднемироваядозаТипичный диапазонКосмическое излучение0,40,3-1Гамма-излучение Земли0,50,3-0,6Ингаляции (222Rn, 220Rn ипродукты их распада)1,30,2-10Внутреннее облучение0,20,2-0,8Итого природные источники2,41-12,4Медицинское облучение0,4Глобальные выпадения0,005Профессиональное облучение0,0005Загрязнение территорий0,002Итого искусственные источники0,40-1,6Всего2,81-14Изменение структуры коллективнойэффективной дозы в современном мире(на примере населения США)http://www.physics.isu.edu/radinf/natural.htm40Надо знать и правильно применять правила и нормы,и тогда жизнь будет долгой и счастливой.Главное следствие применения принципов РБ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
