Антропоцентрический подход

70.

69.

68.

67.

48.

47.

Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом. Ионизационные потери. Проникающая способность. Детекторы ионизирующего излучения. Авторадиография.

Радиоактивность. Основной закон радиоактивного распада. Активность. Альфа-распад атомных ядер. Спектр альфа-излучения. Электронный и позитронный распад атомных ядер. Спектр бета-излучения. Гамма-излучение атомных ядер.

Регистрация и использование рентгеновского излучения, а также воздействие его на биологические объекты определяются первичными процессами взаимодействия рентгеновского фотона с электронами атомов и молекул вещества.

В зависимости от соотношения энергии фотона энергии ионизации (энергия необходимая для удаления внутренних электронов за пределы атома или молекулы) имеют место три главных процесса.

Когерентное (классическое) рассеяние. Рассеяние длинноволнового рентгеновского излучения происходит в основном без изменения длины волны, и его называют когерентным. Оно возникает если энергия фотона меньше энергии ионизации:.

Некогерентное рассеяние (эффект Комптона). Рассеяние рентгеновского излучения с изменением длины волны называют некогерентным, а само явление – эффектом Комптона. Он возникает, если энергия фотона рентгеновского излучения больше энергии ионизации:.

Фотоэффект. При фотоэффекте рентгеновское излечение поглощается атомом, в результате чего вылетает электрон, а атом ионизируется (фотоионизация).

Рентгеноскопия – изображение рассматривают на рентгенолюминесцирующем экране, рентгенография – изображение фиксируется на фотопленке.

С лечебной целью рентгеновское излучение применяют главным образом для уничтожения злокачественных образований (рентгенотерапия).

Интересным и перспективным вариантом рентгенографии является метод, называемый рентгеновской томографией, и его «машинный вариант» - компьютерная томография.

Радиоактивностью называют самопроизвольный распад неустойчивых ядер с испусканием других ядер или элементарных частиц. Характерным признаком, отличающим ее от других видов ядерных превращений, является самопроизвольность этого процесса. Различают радиоактивность естественную и искусственную. Естественная радиоактивность встречается у неустойчивых ядер, существующих в природных условиях. Искусственной называют радиоактивность ядер, образованных в результате различных ядерных реакций. Основные типы радиоактивного распада. Альфа-распад состоит в самопроизвольном превращении ядра с испусканием

, где X и Y – символы соответственно материнского и дочернего ядер. Примером является превращение радона в полоний, а полония в свинец:

и

Суммарная масса покоя дочернего ядра и - частицы меньше массы покоя материнского ядра, то же можно сказать относительно их энергий покоя. Разность этих энергий равна кинетической энергии - частицы и дочернего ядра. При - распаде дочернее ядро может образоваться не только в нормальном, но и в возбужденных состояниях. Так как они принимают дискретные значения, то и значения энергии - частиц, вылетающих на разных ядер одного и того же радиоактивного вещества, дискретны. Энергия возбуждения дочернего ядра чаще всего выделяется в виде - фотонов. Именно поэтому - распад сопровождается - излучением. Бета-распад заключается во внутриядерном взаимном превращении нейтрона и протона. Различают три вида - распада.

Элетронный – энергии - частиц принимают всевозможные значения от 0 до.

Схема:

, где - обозначение антинейтрино.

Позитронный.

, где - обозначение нейтрино.

Электронный, или е-захват. Этот вид радиоактивности заключается в захвате ядром одного из внутренних электронов атома, в результате чего протон ядра превращается в нейтрон:

Схема электронного захвата:

Радиоактивный распад – это статистическое явление.

, где - постоянная распада, пропорциональная вероятности распада радиоактивного ядра и различная для разных радиоактивных веществ. Знак «-» поставлен в связи с тем, что, так как число нераспавшихся радиоактивных ядер убывает со временем.

Это и есть основной закон радиоактивного распада: число радиоактивных ядер, которые еще не распались, убывает со временем по экспоненциальному закону. Единица активности – беккерель (Бк), что соответствует активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за 1с происходит один акт распада. Для характеристики активности единицы массы радиоактивного источника вводят величину, называемую удельной массовой активностью и равную отношению активности изотопа к его массе. Удельная массовая активность выражается в беккерелях на килограмм (Бк/кг)

46. Использование радионуклидов в медицине

Заряженные частицы и - фотоны, распространяясь в веществе, взаимодействуют с электронами и ядрами, в результате чего изменяется состояние, как вещества, так и частиц.

Основным механизмом потерь энергии заряженной частицы при прохождении через вещество является ионизационное торможение. При этом ее кинетическая энергия расходуется на возбуждение и ионизацию атомов среды.

Взаимодействие частицы с веществом количественно оценивается линейной плоскостью ионизации, линейной тормозной способностью вещества и средним линейным пробегом частицы.

Под линейной плотностью ионизации I понимают отношение числа dn ионов одного знака, образованных заряженной ионизирующей частицей на элементарном пути dl, к этому пути:

Линейной тормозной способностью вещества S называют отношение энергии dE, теряемой заряженной ионизирующей частицей при прохождении элементарного пути dl в веществе, к длине этого пути:

Взаимодействие - частиц с ядрами – значительно более редкий процесс, чем ионизация. При этом возможны ядерные реакции, а также рассеяние - частиц. Бета-излучение, так же как и - излучение, вызывает ионизацию вещества.

В результате различных процессов под действием - излучения образуются заряженные частицы: следовательно, - излучение также является ионизирующим.

Ослабление пучка - излучения в веществе обычно описывают экспоненциальным законом. Линейный коэффициент поглощения можно представить как сумму соответствующих коэффициентов поглощения, учитывающих три основных процесса взаимодействия – фотоэффект, Комптон-эффект и образование электрон-позитронных пар:

Детекторами ионизирующих излучений называют приборы, регистрирующие рентгеновское и - излучения, нейтроны, протоны и т.д.

Работа детекторов основана на тех процессах, которые вызывают регистрируемые частицы в веществе.

С некоторой условностью детекторы могут быть представлены тремя группами: следовые детекторы, счетчики и интегральные приборы.

Следовые детекторы позволяют наблюдать траекторию частицы, счетчики регистрируют появление частицы в заданном пространстве, интегральные приборы дают информацию о потоке ионизирующего излучения.

К следовым детекторам относят камеру Вильсона, диффузионную, пузырьковую, искровую камеры и толстослойные фотопластинки. Общность всех этих устройств заключается в том, что наблюдаемая частица ионизирует молекулы или атомы вещества на своем пути. Образованные ионы проявляются по вторичным эффектам: конденсация пересыщенного пара; парообразование перегретой жидкости; образование разрядов в газах; фотохимическое действие.

Медицинские приложения радионуклидов можно представить двумя группами. Одна группа – это методы, использующие радиоактивные индикаторы с диагностическими и исследовательскими целями. Другая группа методов основана на применении ионизирующего излучения радионуклидов для биологического действия с лечебной целью. К этой же группе можно отнести бактерицидное действие излучения.

Метод меченых атомов заключается в том, что в организм вводят радионуклиды и определяют их местонахождение и активность в органах и тканях.

Для обнаружения распределения радионуклидов в разных органах тела используют гамма-топограф, который автоматически регистрирует распределение интенсивности радиоактивного препарата. Гамма-топограф представляет собой сканирующий счетчик, который постепенно проходит большие участки над телом больного. Регистрация излучения фиксируется, например, штриховой отметкой на бумаге.

Гамма-топограф дает сравнительно грубое распределение ионизирующего излучения в органах. Более детальные сведения можно получить методом авторадиографии.

Лечебное применение радионуклидов в основном связано с использованием - излучения.

Еще одно лечебное применение – частицы и ядра отдачи образуются прямо внутри органа, на которой они должны оказать разрушительное воздействие.

Ускорителем называют устройство, в котором под действием электрических и магнитных полей формируется пучок заряженных частиц высокой энергии.

Различают линейные и циклические ускорители. В линейных ускорителях частицы движутся по прямолинейной траектории, в циклических – по окружности или спирали.

Для ускорения тяжелых частиц до энергии порядка гигаэлектрон-вольт и выше используют синхрофазотрон, в котором изменяют и магнитное поле, и частоту электрического поля.

Довольно распространенным ускорителем электронов невысоких энергии является бетатрон. В отличие от других циклических ускорителей в нем электрическое поле не подается от внешних источников, а создается при изменении магнитного поля.

Остановимся на медицинских приложениях ускорителей.

Ускорители заряженных частиц применяют как средства лучевой терапии в двух основных направлениях.

Наряду с лечебным применением ускорителей в последние годы открылись возможности использования их в диагностике. Здесь можно указать две области.

Одна – ионная медицинская радиография. Суть метода заключается в следующем. Пробег тяжелых заряженных частиц зависит от плотности вещества. Поэтому если регистрировать поток частиц до и после прохождения объекта, то можно получить сведения о средней плотности вещества.

Таким образом, так же как и при рентгенографии, возможно различать структуры большей и меньшей плотности. Преимущество у этого метода перед рентгенографией – более низкая контрастность, что позволяет лучше различать структуру мягких тканей.

Другая область применения связана с синхротронным излучением.

Синхротронным излучением называют интенсивное ультрафиолетовое и мягкое излучение, которое испускают электроны, движущиеся по круговой орбите со скоростями, близкими к скорости света. Синхротронное излучение в целях диагностики применяют аналогично обычному рентгеновскому излучению. Одно из преимуществ синхротронного излучения перед рентгеновским заключается в возможности поглощения этого излучения преимущественно некоторыми элементами, например йодом, который может иметь повышенную концентрацию в тканях. Отсюда возникают условия для ранней диагностики злокачественных опухолей.

65.

Ультрафиолетовое излучение — электромагнитное излучение, занимающее диапазон между видимым и рентгеновским излучением (400-10 нм). Спектр УФ - излучения делится на три диапазона:
1. Длинноволновое (400 - 315 нм.)
2. Средневолновое (315 - 280 нм.)
3. Коротковолновое (280 - 200 нм.)

Также ультрафиолетовое излучение условно делится на ближнее (400—200 нм) и далёкое, или вакуумное (200—10 нм); последнее название обусловлено тем, что ультрафиолетовое излучение этого участка сильно поглощается воздухом и его исследование производят с помощью вакуумных спектральных приборов.

Накаленные твердые тела при высокой температуре излучают заметную долю УФ – излучения. Однако максимум спектральной плотности энергетической светимости в соответствии с законом Вина даже для наиболее длинной волны (400 нм) приходится на 7000К. Практически это означает, что в обычных условиях тепловое излучение серых тел не может служить эффективным источником мощного УФ - излучения. Наиболее мощным источником теплового УФ – излучения является Солнце, 9% излучение которого на границе земной атмосферы составляет ультрафиолетовое.

В лабораторных условиях в качестве источников УФ – излучения используют электрический разряд в газах и парах металлов.

УФ – излучение обладает бактерицидным и бактериостатическим действием. Наиболее эффективное действие оказывает УФ – излучение длиной волны 250-260 нм. Бактерицидное УФ излучение на этих длинах волн вызывает димеризацию тимина в молекулах ДНК. Накопление таких изменений в ДНК микроорганизмов приводит к замедлению темпов их размножения и вымиранию.

УФ лучи длинноволнового диапазона стимулируют процессы декарбоксилирования тирозина с последующим образованием меланина в меланоцитах. Максимальным эффектом обладают лучи длиной волны 340—360 нм, а наибольшее количество меланина образуется в коже на третьи сутки.

УФ лучи средневолнового диапазона обладают также витаминообразующим свойством и выражается это в первую очередь в превращении липидов поверхностных слоев кожи в витамин D. Т.е. УФ – излучение обладает антирахитическим действием.

Кроме того, продукты фотодеструкции дают ряд иммунных реакций, вследствие чего происходит выделение биологически активных веществ и вазоактивных медиаторов (гистамин, ацетилхолин), которые увеличивают проницаемость и тонус сосудов, сокращение гладких мышц, нарастает скорость локального кровотока, что приводит к формированию ограниченной гиперемии кожи — эритемы. Она возникает через 3—12 часов от момента облучения, сохраняется до 3-х суток, имеет четкие границы и ровный красно-фиолетовый цвет.

66.

Глаз представляет собой шаровидное тело (глазное яблоко), почти полностью покрытое непрозрачной твердой оболочкой (склерой). В передней части глаза оболочка переходит в выпуклую и прозрачную роговицу. Склера и роговица обуславливают форму глаза, защищают его и служат местом крепления глазодвигательных мышц. Диаметр всего глазного яблока около 22-24 мм.

Тонкая сосудистая пластинка (радужная оболочка) является диафрагмой, ограничивающей проходящий пучок лучей. Через отверстие в радужной оболочке (зрачок) свет проникает в глаз. В зависимости от величины падающего светового потока диаметр зрачка может изменяется от 1 до 8 мм.

Хрусталик представляет собой двояковыпуклую эластичную линзу, которая крепится на цилиарных мышцах. Мышцы обеспечивает изменение формы хрусталика. Хрусталик разделяет внутреннюю поверхность глаза на две камеры: переднюю камеру, заполненную водянистой влагой, и заднюю камеру, заполненную стекловидным телом.

Внутренняя поверхность задней камеры покрыта сетчаткой, представляющей собой светочувствительный слой. Получаемое светочувствительными элементами сетчатки раздражение передается волокнам зрительного нерва и по ним достигает зрительных центров мозга.

Место входа зрительного нерва представляет собой слепое пятно. Немного выше расположено желтое пятно – участок наиболее ясного видения. Линия, проходящая через центр желтого пятна и центр хрусталика, называется зрительной осью. Она отклонена от оптической оси глаза на угол около 5°

Оптическая схема глаза. Поток излучения, отраженный от наблюдаемого предмета, проходит через оптическую систему глаза и фокусируется на внутренней поверхности глаза – сетчатой оболочке, образуя на ней обратное и уменьшенное изображение (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое). Оптическую систему глаза составляют роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело (рис. 2.2). Особенностью этой системы является то, что последняя среда, проходимая светом непосредственно перед образованием изображения на сетчатке, обладает показателем преломления, отличным от единицы. Вследствие этого фокусные расстояния оптической системы глаза во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри глаза (заднее фокусное расстояние) неодинаковы.

Аккомодация – это способность глаза приспосабливаться к четкому различению предметов, расположенных на разных расстояниях от глаза.

Аккомодация происходит путем изменения кривизны поверхностей хрусталика при помощи натяжения или расслабления ресничного тела. Когда ресничное тело натянуто, хрусталик растягивается и его радиусы кривизны увеличиваются. При уменьшении натяжения мышцы хрусталик под действием упругих сил увеличивает свою кривизну.

В свободном, ненапряженном состоянии нормального глаза на сетчатке получаются ясные изображения бесконечно удаленных предметов, а при наибольшей аккомодации видны самые близкие предметы.

Положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке для ненапряженного глаза, называют дальней точкой глаза.

Положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке при наибольшем возможном напряжении глаза, называют ближней точкой глаза.

Для нормального глаза дальняя точка лежит бесконечно далеко, ближняя точка на расстоянии около 15-20 см. При близорукости дальняя точка лежит на конечном расстоянии, иногда, при сильной близорукости – очень близко от глаза. Соответственно приближается и ближняя точка, поэтому близорукие люди для лучшей видимости приближают предметы к глазу. Близорукость вызывается либо вытянутостью глазного яблока, либо спазмом цилиарной мышцы. Коррекция близорукости производится с помощью очков с вогнутыми линзами.

Дальнозоркость вызвана либо укороченностью глазного яблока, либо слабой аккомодацией. Это приводит к удалению ближней точки от глаза. Для коррекции этого недостатка глаза применяются очки с выпуклыми линзами.

Биофизика зрительной рецепции. Свет, попавший в глаз, фокусируется при помощи хрусталика на слое светочувствительных клеток сетчатки – на палочках и колбочках. Палочки располагаются по всей поверхности полусферической сетчатки и отвечают за черно-белое, или сумеречное зрение, их примерно 125 млн. Колбочек значительно меньше (около 6,6 млн.), они в основном сконцентрированы в центральной части сетчатки и отвечают, при достаточно ярком освещении, за восприятие цвета. Зрительный пигмент палочек – родопсин. Молекула родопсина состоит из двух частей: белка опсина и небелкового соединения ретиналя, похожего по структуре на витамин А. Ретиналь существует в двух взаимопревращающихся формах — цис-ретиналь и транс-ретиналь. Строение цис-ретиналя таково, что он может соединяться с опсином, образуя при этом родопсин, а транс-ретиналь не обладает такой способностью. Под воздействием света цис-ретиналь превращается в транс-ретиналь, и последний отщепляется от родопсина, оставляя в одиночестве бесцветный белок опсин. Таким образом, можно сказать, что свет обесцвечивает родопсин. В темноте транс-ретиналь снова превращается в цис-ретиналь и присоединяется к опсину, образуя родопсин.

Ионизи́рующее излуче́ние — в самом общем смысле — различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и радиодиапазонов не является ионизирующим.

Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения: коротковолновое электромагнитное излучение (рентгеновское и гамма-излучения), потоки заряжённых частиц: бета-частиц (электронов и позитронов), альфа-частиц (ядер атома гелия-4), протонов, других ионов, мюонов и др., а также нейтронов.

Ионизирующее излучение подразделяют на электромагнитное и корпускулярное. Электромагнитное излучение состоит из сгустков энергии - фотонов. Фотоны не имеют массы и заряда, и теряют энергию, проходя через вещество.

К электромагнитному излучению относят рентгеновское и гамма-излучение.

Корпускулярное излучение - это поток частиц: электронов, тяжелых заряженных частиц (например, протонов, альфа-частиц, отрицательных пи-мезонов) или нейтронов. Частицы имеют определенную массу и заряд (кроме нейтронов, которые заряда не имеют). Заряженные частицы могут ускоряться в электрическом поле. Электроны (бета-частицы) имеют небольшую массу и отрицательный заряд и могут разгоняться почти до скорости света. В тканях они быстро теряют скорость и проникают лишь на небольшую глубину, поэтому электронно-лучевую терапию часто используют для лечения некоторых заболеваний кожи. Протоны заряжены положительно; их масса составляет около 1 (в атомных единицах массы). При столкновении с веществом протоны теряют энергию и быстро останавливаются.

Электромагнитное излучение, особенно рентгеновское, взаимодействует с веществом и вызывает ионизацию тремя путями: при помощи фотоэффекта, эффекта Комптона и образования электронно-позитронных пар. Фотоэффект преобладает при излучениях с низкой энергией (от 30 до 100 кэВ), которые используются в диагностической радиологии. Эффект состоит в том, что фотон взаимодействует с электроном одного из энергетических уровней атома (обычно К, L или М). Если энергия фотона превышает энергию связи электрона, то электрон покидает свою орбиту с кинетической энергией, равной разности между энергией фотона и энергией связи электрона. Фотоэлектрический эффект прямо пропорционален кубу атомного номера элемента Z; именно поэтому кости видны на рентгенограммах намного лучше, чем мягкие ткани.

У излучений с более высокой энергией, используемых в терапевтической радиологии, преобладает эффект Комптона. Он состоит в том, что при столкновении фотона с электроном, находящимся на орбите, часть энергии фотона переходит в кинетическую энергию электрона, а фотон, потеряв часть энергии, изменяет направление движения.

Фотоны с энергией выше 1,02 МэВ могут вызывать образование электронно-позитронных пар. Позитрон имеет такую же массу, как и электрон, но положительно заряжен. Пройдя небольшое расстояние, он соединяется с электроном из другой пары. При этом масса обеих частиц переходит в энергию с излучением в противоположных направлениях двух фотонов.

В результате облучения ядерным излучением в живой ткани, как и в любой среде, поглощается энергия и возникает возбуждение и ионизация атомов облученного вещества. Первичные процессы во многом определяются поглощением излучения водой клеток, ионизацией молекул воды с образованием высокоактивных в химическом отношении свободных радикалов типа ОН^-. В присутствии кислорода возможно образование гидроперекиси и перекиси водорода, также являющихся сильными окислителями. Прямое действие радиации также может вызвать расщепление молекул белка, разрыв наименее слабых связей, отрыв радикалов и другие денатурационные изменения.

В дальнейшем под действием первичных процессов в клетках возникают функциональные изменения, подчиняющиеся уже биологическим законам. Перекисные радикалы вызывают цепные окислительные реакции, которые легче всего могут возникать в субстратах богатых двойными связями – в первую очередь липидах. Липиды, как известно, являются основными структурными элементами клеточной мембраны. При возникновении в липидной части окислительных процессов структура мембран нарушается и увеличивается их проницаемость. Разрушение клеточных мембран приводит к гибели клеток. При воздействии излучения на белки хромосомного аппарата происходит повреждение механизма, обеспечивающего процесс деления клетки, блокируются процессы обновления и дифференцировки клеток, нарушаются физиологической регенерации тканей.

Справедливо Правило Берганье-Трибондо: чувствительность клеток к излучению прямо пропорционально их способности к размножению в данный момент времени и обратно пропорциональна степени их дифференцировки.

Радиочувствительность — восприимчивость клеток, тканей, органов или организмов к воздействию ионизирующего излучения. Использование радиопротекторов или радиосенсибилизаторов (в том числе, кислорода) модифицирует радиочувствительность здоровых или опухолевых клеток.

При общем облучении животных отмечается ступенчатый характер их гибели в определенных диапазонах доз, вследствие выхода из строя определенных критических органов или систем, ответственных за выживание в этих дозовых диапазонах, что проявляется в виде трех основных радиационных синдромов — костномозгового, кишечного и церебрального.

Развитие радиационных синдромов определяется цитокинетическими параметрами соответствующих самообновляющихся клеточных систем — кроветворения, тонкого кишечника и центральной нервной системы (ЦНС).

Костный мозг и кишечник — типичные примеры активно обновляющихся радиочувствительных клеточных систем, а ЦНС — напротив, наименее делящихся (стационарных) радиорезистентных органов.

Радиочуствительность организма наиболее часто определяется поражением костного мозга, так как критической системой, ответственной за выживание при дозах до 10 Гр, является кроветворение. Критическим органом в следующем диапазоне от 10 до 100 Гр оказывается тонкий кишечник.

Клеточными детерминантами, определяющими степень радиационного поражения обеих критических самообновляющихся систем, являются стволовые клетки костного мозга и кишечника.

Развивающиеся в ближайшие сроки после облучения в определенных (пороговых) дозах клинически значимые лучевые реакции, связанные с клеточным опустошением активно пролиферирующих систем самообновлениия, объединяются термином детерминированные эффекты.

Временные, легко восполнимые клеточные утраты при меньших дозах, не вызывающие клинически значимых реакций организма, относятся к квазидетерминированным эффектам.

Тканевая радиочуствительность — понятие относительное. В радиорезистентных стационарных или слабо пролиферирующих органах и тканях под влиянием облучения возникают (сохраняются, консервируются) скрытые типичные радиационные повреждения, в частности, хромосомные аберрации, которые могут быть выявлены в условиях активации клеточного деления, например, в процессе посттравматический регенерации.

Лучевые поражения, развивающиеся в отдаленные сроки после облучения вследствие отмирания функциональных клеток слабо пролиферирующих тканей, таких как сосуды, кости и нервы, относятся к поздним детерминированным эффектам.

Органная радиочувствительность зависит от радиочувствительности тканей, которые этот орган образуют.

Критерии:

-масса органа уменьшается

-уменьшение функциональной активности (при острой лучевой болезни-мышечная слабость)

-опустошение органа специфическими клетками (при облучении лёгких 60Гр возникает пневмосклероз на месте опухоли).

Классификация органов по радиочувствительности.

-самые радиочувствительные(лимфоидные органы, красный костный мозг, гонады, тонкий кишечник)

-средняя степень радиочувствительности(кожа, эндокринные железы)

-радиорезистентные(печень, почки, головной мозг)

Защита от ионизирующего излучения. Работа с любыми источниками ионизирующих излучений требует защиты персонала от их вредного воздействия. Различают три вида защиты: защита временем, расстоянием и материалом. Чем больше время пребывания у источника ионизирующего излучения и чем меньше расстояние до него, тем больше экспозиционная доза. Следовательно, необходимо минимальное время находиться под воздействием ионизирующего излучения и на максимально возможном расстоянии от источника этого излучения. Защита материалом основывается на различной способности веществ поглощать разные виды ионизирующего излучения.

Защита от α излучения проста: достаточно листа бумаги или слоя воздуха толщиной несколько сантиметров, чтобы полностью поглотить α частицы. Однако, работая с радиоактивными источниками, следует остерегаться попадания α частиц внутрь организма при дыхании или приеме пищи.

Для защиты от β-излучения достаточно пластин из алюминия, плексигласа или стекла толщиной несколько сантиметров. Следует учитывать, что при взаимодействии β-частиц с веществом может появиться тормозное рентгеновское излучение, а от β⁺-частиц – γ-излучение, возникающее при аннигиляции этих частиц с электронами.

Наиболее сложна защита от «нейтрального» излучения: рентгеновское и γ-излучения, нейтроны. Эти излучения с меньшей вероятностью взаимодействуют с частицами вещества и именно поэтому глубже проникают в вещество.

Ослабление пучка рентгеновского и γ-излучения приближенно, если не учитывать вторичных эффектов, соответствует закону

Ф=Ф₀е^-µx, где µ - линейный коэффициент ослабления. Его можно представить состоящим из трех слагаемых, соответствующих когерентному рассеянию µ_к, некогерентному µ_нк, и фотоэффекту µ_ф.

µ= µ_к+ µ_нк+ µ_ф

Коэффициент ослабления зависит от порядкового номера элемента вещества поглотителя и от длины волны. При расчете защиты учитывают не только эти зависимости, но и рассеяние фотонов, а также многочисленные вторичные процессы.

Защита от нейтронов наиболее сложна. Быстрые нейтроны сначала замедляют, уменьшая их скорость в водородсодержащих веществах, например в воде. Затем уже другими веществами поглощают медленные нейтроны.

Прагматический эмпиратив – разрешено и правильно, то что выгодно человеку.

Биосфероцентрический принцип – для сохранения жизни человека.

Моисеев ввёл термин «КВОЭВОЛЮЦИЯ» (вместе развитие) взаимоотношение.

Экология – наука о взаимоотношениях организмов и их сообществ со средой обитания (Ю. Одум 1975 америк. эколог)

Разделы экологии

Общая экология – выявляет общие закономерности для живой природы

Глобальная экология – изучает биосферу.

Социальная экология – исследует взаимоотношения общества и природы.

Прикладная экология – изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов.

Принцип системности в экологии

Окруж. мир – это иерархическая совокупность взаимодействующих открытых. Саморегулирующихся, самовоспроизводящихся и саморазвивающихся систем. (иерархия – матрёшка в матрёшке)

Система – множество взаимосвязанных элементов, образующих определённую целостность.

Открытая система – обменивается с окруж средой веществом, энергией и информацией.

Иерархия – любая система является составной частью…

Дата добавления: 2014-01-04