Естественная и искусственная радиоактивность
Естественная называют радиоактивность изотопов, существующих в природе, или радиоактивность изотопов, образующихся в результате природных процессов(все изотопы полученные естественно).
Искусственной называют радиоактивность изотопов, которые возникают в результате деятельности человека(изотопы, полученные и получаемые на ускорителях частиц).
Использование радионуклидов в медицине.
В диагностических и терапевтических целях в медицине широко используют радионуклиды.В природе их нет. Получают искусственно.
Радионуклидами называют изотопы с малым периодом полураспада.
Диагностическое применение основано на избирательном накоплении химических элементов отдельными органами (йод, кальций, железо и др.). Введение в организм радиоизотоповпозволяет определить области их концентрации и получить важную диагностическую информацию. Такой метод называется метод меченых атомов.
Терапевтическое использование радионуклидов основанона разрушающем действии ионизирующего излученияна клетки опухолей.
1. Гамма –терапия – для разрушения глубоко расположенных опухолей облучают гамма - лучами источника излучения радиоизотопа60Со.
В целях защиты здоровых клеток в разных направлениях облучают по разному.
2. Альфа – терапия – лечебное использование альфа – частиц возможно при непосредственном контакте с поверхностью органа, т.к., альфа – частицы обладают значительной линейной плотностью ионизации и поглощается небольшим слом воздуха.
Контрольные вопросы по разделу
1. Каково строение ядер атомов? Каковы свойства ядерных сил? От чего зависит устойчивость ядер?
2. В чем состоит радиоактивный распад ядер? Каковы виды радиоактивного распада? Назовите правила смещения. Какие законы сохранения выполняются при радиоактивном распаде?
3. Каковы энергетические спектры альфа-частиц и гамма-излучений, сопровождающих распад? Какую информацию они дают?
4. Расскажите о естественной и искусственной радиоактивности и методах получения радионуклидов. Ч такое нейтронная активация?
5. Приведите примеры распада основных радионуклидов, определяющих характер радиоактивного заражения после аварии на ЧАЭС.
6. В чем состоит основной закон радиоактивного распада? Каков смысл входящих в него величин? Приведите его график. Какова связь между постоянной радиоактивного распада, периодом полураспада и средней продолжительностью жизни нуклидов?
7. Что такое активность? В каких единицах она измеряется? Какова связь между системными и внесистемными единицами активности? Что такое удельная объемная, массовая и поверхностная активность? Назовите единицы их измерения.
8. Какая связь между активностью и массой радионуклидов?
9. Каковы основные параметры, характеризующие взаимодействие ионизирующего излучения с веществом? Охарактеризуй те из (линейная плотность ионизации, линейная передача энергии, средний линейный пробег).
10. Каковы особенности взаимодействия с веществом, альфа- и бета-частиц, нейтронов и гамма-излучений? Укажите принципы защиты от ионизирующих излучений.
11. Каковы физические основы радионуклидных методов диагностики? Охарактеризуйте гамма-хронографию и гамма-топографию.
12. На каких физических явлениях основана работа позитронно-эмиссионного томографа (ПЭТ)? Каковы его возможности?
13. Каковы физические принципы и возможности лучевой терапии?
Дозиметрия
Необходимость количественной оценки действия ионизирующего излучения на различные вещества живой и неживой природы привела к появлению дозиметрии.
Дозиметрия- раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают величины, характеризующие действие ионизирующего излучения на вещества, а также методы и приборы для их измерения.
Процессы взаимодействия излучения с тканями зависят от вида ткани. Для различных типов излучений она протекает не одинаково. Но во всех случаях происходит преобразование энергии излучения в другие виды энергии. В результате часть энергии излучения поглощается веществом.
Поглощенная энергия - первопричина всех последующих процессов, которые в конечном итоге приводят к биологическим изменениям в живом организме. Количественно действие ионизирующего излучения (независимо от его природы) оценивается по энергии, переданной веществу. Для этого используется специальная величина - доза излучения (доза - порция).
Поглощенная доза(D) -величина, равная отношению энергии ΔΕ, переданной элементу облучаемого вещества, к массе Δm этого элемента:
D = ∆E/ m∆
В СИ единицей поглощенной дозы является грей (Гр),в честь английского физика-радиобиолога Луи Гарольда Грея. 1 Гр= Дж/кг -это поглощенная доза ионизирующего излучения любого вида, при которой в 1 кг массы вещества поглощается энергия 1 Дж энергии излучения.
В практической дозиметрии обычно пользуются внесистемной единицей поглощенной дозы - рад (1 рад = 10-2 Гр).
Величина поглощенной дозыучитывает только энергию, переданную облучаемому объекту, но не учитывает «качество излучения». Понятие качества излученияхарактеризует способность данного вида излучения производить различные радиационные эффекты. Для оценки качества излучения вводят параметр - коэффициент качества (quality factor). Он является регламентированной величиной, его значения определены специальными комиссиями и включены в международные нормы, предназначенные для контроля над радиационной опасностью.