Иондаушы сәулелердің практикада қолданылуы

Иондаушы сәулелер – дегеніміз сәулелердің бір затпен қосылып, сол затта электр зарядын түзуі немесе иондауы.Иондауыш сауле иондану сәулесі белгілі бір ортаның атомдарымен молекулаларын иондайтын болшектер мен электромагниттік кванттар ағыны.Иондану саулесіне рентген, алфа, бетта, гамма саулелері сннымен қатар электрондар, позитрондар, нейтрондпр ағыны жатады.Иондаушы сәулелердің корпускулярлы және фотонды түрлері бар.

Корпускулярлы иондаушы сәулелер – радиоактивті заттардың ыдырауының нәтижесінде пайда болатын қарапайым бөлшектерден тұрады. Оларға: альфа (α) және бета (β)-бөлшектері, нейтрондар (), протондар () және де басқалары жатады.

α-бөлшектер – екі единицалық заряды бар гелий атом ядросы. α-бөлшектер заттармен ықпалдаса отыра өз қозғалысының бойы толық иондайды, сөйтіп энергиясын жылдам жоғалтады. Радионуклидтерде α-бөлшектердің энергиясы шамамен 2-8 МэВ.

β-бөлшектері – электрондар мен позитрондардың ағыны. Қазіргі кездегі өзімізге таныс радионуклидтерде β-бөлшектерінің максималды энергиясы 3,0-3,5 МэВ-ге тең. β-бөлшектер үлкен ену қабілетіне ие, ауада олар 20 метрге дейінгі жолдан өтеді, ал олардың металда жұтылуы үшін қалыңдығы бірнеше милиметр қабат жеткілікті.

Фотонды сәулелер – электромагниттер ағыны. Оларға: гамма (γ)-сәулелері, рентгенді және де басқалары жатады. Электромагнитті сәулеленудің осы түрлерінің өзара айырмашылығы: толқын ұзындығы мен энергиялары.

(γ)-сәулелері бөлшектердің аннигиляциясы кезінде түзіледі. Гамма-кванттар ауада жұтылмайды, ал олардың ағынының әлсіреуі гамма-квант пен жұту материялының энергиясына тығыз байланысты. Мысалы, цезий – 137 гамма-сәулеленуін әлсірету үшін қалыңдығы 30 см алюминий немесе қалыңдығы 8 см қорғасын қабаты мыңдаған есе қажет. Екінші жағынан гамма-кванттар ((α) және бета (β)-бөлшектер сияқты ) барлық бағыт бойынша кең мүмкіндікті көздер ретінде шығады. Сондықтан да олардың жиілігі қашықтық квадратына сәйкес керісінше азаяды.

. Ал кейбір жыныстарда, мысалы гранитте уран көбірек жинақталуы мүмкін. қүрылыс материалдарына радон радий ыдырағанда пайда болады.

Өндірістік орта жағдайында және күнделікті тіршілік етуі барысында, адам ағзасына ультракүлгін, инфрақызыл, лазерлік, оптикалық және радиожиілік диапазондарындағы электромагниттік сәулеленумен қатар, иондаушы (иондандырғыш) сәулеленулер (ИС) де әсер етуі мүмкін. Рентген сәулеленуінің және радиактивті ыдыраудың ашылуымен қатар адам бір уақытта - иондаушы сәулеленудің зақымдаушы әсерінен қорғану туралы мәселеге кездесті. XIX ғасырдың аяғы мен XX ғасырдың бірінші жартысы ИС-ге байланысты көрнекті жаңалықтар ашылуымен есте қалды: - 1895 ж Вюрцбург университетінің физика ғылымының профессоры Вильгельм Конрад Рентген қатты денелерден өтетін, ауада бірнеше метрге таралатын қабілеті бар Х- сәулеленуді ашты. Кейін бұл сәулеленулер рентген сәулелері деп аталды, ал адамзат тарихындағы бірінші рентгенограмма Рентгеннің әйелі – Бертаның қол ұшының бейнесі болды; - 1896 ж Анри Беккерель уранның өздігінен көзге көрінбейтін сәулелер шығаратынын байқады. Бұл құбылыс белсенділік деп, ал сәулеленудің өзі – иондаушы сәулелену деп аталды; - 1899 ж француз физигі Пьер Кюри және оның әйелі,Польшаның көрнекті ғалымы Мария Склодовская-Кюри радий мен полонийдің белсенділік қасиетін ашты. Пьер Кюри радийдің әсерін өз қолының терісінде зерттеді, ал Мария Склодовская-Кюри зерттеу үрдісі кезінде ол затты және зертханалық ыдысты жиі қолында ұстады. Олардың ғылыми қол жазбаларыныңрадиация деңгейі қазіргі уақытқа дейін үлкен екені белгілі; - 1899 ж көрнекті ағылшын физигі Эрнест Резерфорд белсенді заттардың (РЗ) ыдырауы кезінде шығатын альфа- және бета-сәулеленулерді ашты. Мұнан әрі қарай ол РЗ-нің ыдырау теориясын құрды, ал одан кейінгі жылдарда азот атомдарын альфа – бөлшектерімен сәулеленуге ұшыратқанда оттегі атомдары пайда болатыны байқады, яғни алғаш рет жасанды ядролық айналымдардың мүмкіндігі ашылды. - 1930 ж бериллий, литий және бордың ядроларын бомбалау (сәулеленумен әсер ету) кезінде протондармен қатар сәулеленудің өзгеше белгісіз түрі пайда болатыны анықталды, оны алғашында бериллий сәулелері деп атап, кейін ағылшын физигі Дж. Чедвик және онымен бір уақытта осы сәулеленуді зерттеген Фредерик Жолио-Кюри, олардың бейтарап бөлшектер күйінде болатынын көрсетіп, нейтрондар деп атады; - 1935 ж Ирэн Кюри және Фредерик Жолио-Кюри жасанды белсенділік саласында жаңалықтар ашты; 1928 ж Стокгольмде болған радиологтардың II Халықаралық конгресінде рентген сәулелері мен радий сәулелерінен қорғау жөнінде Халықаралық комиссия құрылды, ол 1950 жылы радиациядан қорғау жөніндегі Халықаралық комиссия (РҚХК) деп қайта аталып, халықтың әр түрлі санаттарының сәулелену әсеріне ұшырауының рұқсат етілген деңгейлері бойынша ұсыныстар дайындауда маңызды роль атқарады. Сонымен, иондағыш сәулелену – бұл, затпен өзара әрекеттескен кезде, заттың атомдары мен молекулаларының иондануына және қозуына әкеп соғатын сәулелену. Иондаушы сәулеленулер өзінің физикалық табиғатына байланысты электромагниттік (фотондық) және корпускулярлық (бөлшектер) болып бөлінеді. ИС-тің бірінші тобына энергиясы жоғары рентген және γ-сәулеленулері жатады. Физикалық қасиеттері бойынша, рентген және γ-сәулелері арасында негізінде айырмашылық жоқ. Фотондық сәулеленудің шығу тегіне байланыссыз, энергиясыолардың 250 кэВ дейін болған кезде, олар рентген сәулесіне, ал 250 кэВ –тан жоғары болғанда, гамма- сәулеленуге жатады. Егер, ИС-тің бұл түрлерінің шығу тегіне келсек, сәулеленудің тежелулік жәнехарактеристикалық(характеристические)деп аталатынтүрлерге бөлінетінін айта кету керек. Тежелулік сәулелену жылдамданған зарядталған бөлшектердің (электрондардың) атомядроларының электрлік өрістерінде тежелуі кезінде пайда болады. Характеристикалық сәулелену электронның сыртқы орбиталарының бірінен ішкі орбитада пайда болған бос орынға өтуі кезінде пайда болады. Негізінен, тежелулік және характеристикалық сәулеленуді рентген сәулелеріне, ал ядролардың өзгеруі кезінде пайда болатындарын – гамма-сәулеленуге жатқызады. Мұндай бөліну кезінде рентген және γ- сәулелерінің спектрлері бірінің спектрін бірі жабады. ИС-тің екінші тобына, яғни, корпускулярлық сәулеленулерге, кеңістікте жоғары жылдамдықпен қозғала алатын және атомдардыңиондануымен қозуын тудыратын, кинетикалық энергиясының қоры үлкен, зарядталған бөлшектер жатады. Бұл топқа электрондар мен позитрондар (β-бөлшектер), протондар (сутегі ядролары), дейтрондар (дейтерий ядролары), α-бөлшектер (гелий ядролары) және ауыр иондар (басқа элементтердің ядролары) кіреді. Бұлардан басқа, корпускулярлық сәулеленуге заряды жоқ нейтрондар және теріс зарядты мезондар жатады. Иондаушы сәулеленудің әр түрлітүрлері- белгілі бір иондағыштық және енгіштік қабілетімен сипатталады. α-бөлшектерінің иондандырғыш қабілеті үлкен, енгіштік қабілеті аз, ауада өтетін жолының ұзындығы 3 см – 11 см, ал адам ағзасының тіндерінде – бірнеше микронды құрайды. Д. И. Менделеев кестесінің 83 қатарынан (висмут-83) бастап, табиғи белсенді изотоптар альфа–белсенділікке ие. Жоғарыда келтірілген қасиеттеріне байланысты,альфа–сәулесін сәулелендіретіндер сыртқы сәулеленуге ұшырататындар ретінде мүлде қауіпсіз, бірақ ағзаға түскен кезде (ингаляциялық жолмен, тағам өнімдерімен, сумен) аса қауіпті. Бета-сәулесін сәулелендіретіндер жеңіл элементтер арасында да, ауыр элементтер арасында да кездеседі. β-сәулеленудің иондағыш қабілеті, альфа-сәулеленуге қарағанда төмен, бірақ енгіштік қабілеті жоғары. Бета-бөлшектердің ауада өтетін жолының ұзындығы 10 м – 15 м, ал ағза тіндерінде – бірнеше миллиметрді құрайды. Рентген және γ-сәулелері қасиеттері бойынша бірдей. Рентген және гамма-кванттардың ауада өтетін жолдарының ұзындығы жүздеген метрмен, ал биологиялық орталарда – ондаған метрмен есептеледі. Бұл сәулеленулердің иондағыш қабілеті жоғары емес, бірақ олардың енгіштік қабілеті жоғары болғандықтан, нысанның терең жатқан бөлігіндегі заттыңатомдарымен әсерлесе алады. Аталған иондаушы сәулелену түрлерінің «иондандырғыш қабілеті» бойынша келесі арақатынастары белгілі: α :β : γ = 10000 : 100 : 10; сондай-ақ, «енгіштік қабілеті» бойынша: α :β : γ= 10 : 100 : 10000. Нейтрондық сәулелену ядролық реакторларда - уран, плутоний ядроларының бөлінуі үрдісінде пайда болады.Заряды болмағандықтан, нейтрондардың енгіштік қабілеті жоғары. Олардың қауіптілігі: нейтрондар тұрақты атомдардың ядроларына оңай еніп, оларды радиобелсенді етеді, нәтижесінде туындаған радиация пайда болады. Нейтрондардың бұл қасиеті жасанды радиобелсенді изотоптар алуда қолданылады. Иондаушы сәулеленуді сипаттау үшін, сондай-ақ, «сәулеленудің энергиясы» деген түсінік қолданылады. Сәулеленулердің енгіштік қабілеті олардың энергиясына байланысты. Сәулеленудің энергиясыэлектрон-вольтпен (эВ) көрсетіледі. 1эВ – бұл электрондардың, айырмашылығы 1 вольт, электр өрісі арқылы өткен кезде алатын энергиясы.Бұл өлшем бірліктің туындылары: 1 килоэлектрон – вольт (КэВ) = 1 х 103 эВ; 1 мегаэлектрон – вольт (МэВ) = 1 х 106 эВ. Иондаушы сәулелену энергиясы жүздеген КэВ-тен бірнеше ондаған МэВ-ке дейін өзгеріп отырады. ИС тіркеу әдістері. Иондаушы сәулеленулер заттармен (иондану, атомдардың қозуы, екіншілік сәулеленудің пайда болуы және т.б.) әрекеттесуі кезінде жүретін,өзіне тән физикалық үрдістер бойынша өлшенеді және анықталады. Барлық жағдайда да, иондануы немесе сонымен байланысты екіншілікэффектілері тіркеледі. Иондану эффектісін тікелей тіркеуге негізделген әдісі иондандыру(ионизационный)әдісі деп аталады. Ионданудың екіншілікэффектілері фотографиялық, люминесценттік, химиялықжәне басқа да әдістердің көмегімен өлшенуі мүмкін. Иондаушы сәулеленуді тіркеудің фотографиялық әдісі, олардың, көрінетін жарыққа ұқсас, фотоэмульсияны қарайтатын қасиетіне негізделген.Бұл әдіс корпускулалықсәулеленудің сыртқы ағындарын өлшеу үшін, кванттық сәулеленулердің дозаларын анықтау үшін, белсенділікті және оның әр түрлінысандарда таралуын зерттеуүшін қолданылады. Аралас ағындар болған жағдайда (β-, γ- сәулеленулер және басқалар) әр түрлі сәулеленудің әсерінен қараю тығыздығын жеке-жеке тіркеу үшін пленкаларды көп жолдыкассетаға салып қояды. Фотографиялық әдісті нейтрондарды тіркеу үшін де қолдануға болатынын айта кету керек. Бұл кезде фотопленка нейтрондардың кадмий сүзгісімен өзара әсерлесуі кезінде пайда болған қайта берілетінпротондарды тіркейді. Бұл сияқты өлшеулерге арнайы қалың қабатты («ядролы») эмульсиясы бар пленкаларды таңдап алады. Тіркеудің сцинтиллялық әдісінде негізгі роль атқарындар иондаушы сәулеленудің әсерінен пайда болатын қозған атомдар мен молекулалар. Қозған атомдардың негізгі(бастапқы)жағдайына өтуі жарықтың жарқ етуімен жүреді. Иондағыш сәулеленудің кейбір заттардан жарық (сәуле) шығаратын қасиеті сәулеленуді тіркеу үшін қолданылады. Осы қағидаға негізделген детекторлар сцинтилляциялық есептегіштер деп аталады. Сцинтилляцилық детекторлар, көбінесе α-, β- және γ-сәулеленуді тіркеу үшін қолданылады. Соңғы жылдарда иондаушы сәулелену әсерінен кейбір қатты денелерде жүретін ерекше физикалық құбылыстарды пайдалануға негізделген дозиметрия әдістері дами бастады. Бұл құбылыстың мәні мынада: иондаушы сәулеленудің әсерінен қатты денеде (люминофорда) сіңген энергия жиналады, бұл энергия люминофорды қосымша қоздырған кезде босап шығуы мүмкін. Қосымша қоздырудың түрлеріне байланысты люминесценцияның келесі әдістерін ажыратады:радиофотолюминесценция (алдын ала сәулеленугеұшыратылған затты жарықпен қоздыру); радиотермолюминесценция (алдын ала сәулеленугеұшыратылған затты қыздыру) және хемилюминесценция (химиялық реакциялар кезінде бөлінетін энергияның әсерінен қозуы).

55,Ультрадыбыстық зерттеу зерттеу әдісінің диагостикада қолданылуы

Кез-келген ауруды емдеу барысында дәл диагноз жасау өте маңызды, өйткені диагностикалық зерттеу нәтижелері негізінде дәрігер емдеудің, аурудың алдын алудың және оңалтудың ең тиімді схемасын құрастырады. Ультрадыбыстық зерттеу (УЗИ) – бұл - пациентттен күрделі дайындықты, көп уақытты талап етпейтін, зиянсыз диагностикалық әдіс. Ультрадыбыстық техниканың дамуына байланысты органдардың құрылымын ғана анықтауға мұмкіндік беріп қана қоймай, қанның айналымын бағалауға да, сол арқылы кемістіктің бар немесе жоқ екені жөнінде зор сеніммен пайымдауға көмектесетін аппараттар жасалды. ҚР ПІБ ОКА-ның ультрадыбыстық диагностика бөлімшесі Siemens Acuson S2000, Toshiba Aplio XG – премиум сыныбы:, Toshiba Viamo – премиум сыныбы шығарған, зерттеулердің барлық түрлерін жүргізуге мүмкіндік беретін ең соңғы үлгідегі аппараттармен жабдықталған.

Олар арқылы мынадай мүшелерді зерттеуге болады:

· құрсақ қуысы органдарын;

· қалқанша, сілекей және сүт бездерін;

· лимфалық түйіншектердің;

· Плевраолық қуыстардың;

· сүйек‑бұлшық ет жүйесін;

· акушерлікте және гинекологияда;

· урологияда және т.с.с.

Дәрігерлер ОКА-да ультракүлгін допплерографияны (УЗДГ) диагностикада атеросклерозға, варикозды ауруларға және венаның тромбофлебитіне, варикоцелеге қатысты диагноздар қою үшін пайдаланады.