Биологическое действие ионизирующего излучения

Ионизирующее излучение представляет собой одно из редких явлений природы, степень воздействия которого на организм совершенно неэквивалентна величине поглощенной энергии.

Летальная доза облучения для млекопитающих составляет 10 Гр, хотя поглощаемая при этом тканями энергия способна повысить температуру тела всего на тысячные доли градуса. Более того, непосредственные прямые нарушения в химических связях, возникающие вслед за облучением, также ничтожны. В настоящее время считается, что основной причиной лучевого поражения являются возникающие в организме после облучения цепные реакции, которые после возникновения поддерживаются независимо от породившей их причины.

На первом этапе взаимодействия ионизирующих излучений с клеточным веществом образуются ионизированные и возбужденные атомы и молекулы, которые в течении 10^-6 с взаимодействуют между собой и с различными молекулярными системами, давая начало химически активным центрам (свободные радикалы, ионы, ион-радикалы). В этот же период возможно образование разрывов связей в молекулах как за счет непосредственного взаимодействия с ионизирующим излучением, так и за счет внутри и межмолекулярной передачи энергии возбуждения. Явления, возникающие на первом этапе взаимодействия ионизирующего излучения, принято называть пусковым, поскольку они в дальнейшем определяют ход развития лучевых поражений.

Следующим этапом являются биохимические изменения, которые происходят как через несколько секунд после облучения, так и через десятилетия. Они могут явиться причиной немедленной гибели клеток или таких изменений, которые впоследствии могут привести к онкологическим или наследственным заболеваниям.

Мерой воздействия любого вида ядерного излучения на вещество (организм) является поглощенная доза излучения Д. Доза излучения есть отношение средней энергии, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе вещества в этом объеме.

Д = ΔЕ / Δm (20)

Единицей поглощенной дозы в системе СИ является грей (Гр)

1 Гр = 1 Дж/кг (21)

Используется внесистемная единица - рад

1 рад = 10^-2 Гр (22)

Разные виды излучения обладают различными ионизационными свойствами, поэтому даже при одинаковой поглощенной дозе они оказывают разные поражающие действия на организм.

Эквивалентная доза Н - дозиметрическая величина, введенная для оценки возможного ущерба здоровью человека от хронического воздействия ионизирующего излучения произвольного состава, которая равна произведению поглощенной дозы в данном элементе объема биологической ткани на средний коэффициент качества К ионизирующего излучения в этом элементе объема:

Н = ДК (23)

В системе Си единицей измерения эквивалентной дозы является Зиверт (Зв.), вне системной - бэр (биологический эквивалент рентгена)

1 бэр = 10^-2 Зв (24)

Значение коэффициента качества излучения для некоторых излучений равно:

g -излучение, рентгеновское, b -частицы -1, протоны и нейтроны с Е < 10 МэВ -10, a-с Е< 10 МэВ -20

Мощность эквивалентной дозы Р -отношение приращения эквивалентной дозы за интервал времени к этому приращению. Единица измерения - Зв/с (Зв/ч) Внесистемная - бэр/с

1 Зв /с = 100 бэр / с (25)

Эффективная эквивалентная доза Е - сумма произведений дозы, полученной каждым организмом, на соответствующий весовой (взвешенный) коэффициент, учитывающий различную чувствительность различных органов и тканей организма к излучению:

Е = (26)

Эффективную эквивалентную дозу, полученную органами и тканями, оценивают по коэффициенту радиационного риска. Он отражает суммарный эффект облучения различных органов организма. Измеряется в зивертах (Зв)

Экспозиционная доза Х - это количественная характеристика рентгеновского и g -излучения, которая выражает энергию фотонного излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц (ионов) в единице массы атмосферного воздуха (Ки/кг; 1 Ки/ кг = 3876 Р; 1 Р = 2, 58 * 10 ^-4 Ки/кг) Р- рентген

Мощность экспозиционной дозы - отношение приращения экспозиционной дозы за интервал времени к этому приращению. Единица измерения - рентген/ час; Р/ч

Предел дозы - наибольшее среднее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год у критической группы лиц, при котором равномерное облучение в течении 70 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Дата добавления: 2013-12-13