Реферат: Влияние радиоактивного излучения на показатели периферической крови
При взаимодействии электромагнитных излучений с веществом наблюдаются следующие эффекты:
Фотоэлектрический : характерен для длинноволнового рентгеновского излучения; сущность эффекта состоит в том, что высвободившийся электрон реагирует с нейтральным атомом с образованием аниона.
Эффект Комптона : происходит рассеяние энергии падающего фотона; электрон получает лишь часть энергии, образуется быстрый электрон и вторичный фотон.
Образование электронно-позитронных пар : этот процесс обусловлен столкновением гамма-кванта с какой-либо заряженной частицей.
Из корпускулярных излучений наиболее распространены бета-частицы (электроны), протоны, дейтроны (ядра дейтерия), альфа-частицы (ядра гелия), тяжелые ионы, нейтроны, пи-мезоны.
Для всех заряженных частиц механизм передачи энергии атому один и тот же. При прохождении через вещество заряженная частица теряет свою энергию, вызывая ионизацию и возбуждение атомов, пока не исчерпается запас ее энергии. Чем больше масса летящей частицы, тем меньше она отклоняется от первоначального направления. Полет протонов практически прямолинеен, а траектория электрона сильно изломана вследствие рассеяния на орбитальных электронах и в результате притяжения ядрами атомов (упругое многократное рассеяние). Неупругое торможение имеет место при прохождении электрона вблизи ядра. Скорость его падает, часть энергии теряется, испускаются фотоны тормозного излучения, т.е. образуется электромагнитное излучение.
Нейтроны обладают высокой проникающей способностью. При упругом рассеянии на ядрах С, N, О и других элементов, входящих в состав живой ткани, нейтрон теряет лишь 10-15% энергии, а при столкновении с ядром водорода энергия нейтрона снижается вдвое [34].
При нейтронном облучении конечный биологический эффект связан с ионизацией, производимой опосредованно вторичными частицами или фотонами.
Характеристики различных единиц радиоактивности приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1.
Единицы измерения радиоактивности.
|
Физическая величина |
Единица | Соотношение между единицами | ||
| система СИ | внесистемная | СИ-внесистемная | Внесистемная-СИ | |
| Экспозиционная доза | Кл/кг | Р, рентген | 1 Кл/кг = 3876 Р | 1 Р = 2,58*10-4 Кл/кг |
| Коэффициент погло- щения излучения | Гр, грей | рад | 1 Гр = 100 рад | 1 рад = 0,01 Гр |
| Активность изотопа | Ки, кюри | Бк, беккерель | 1 Ки = 3,7*1010 Бк | 1 Бк = 2,7*10-11 Ки |
| Мощность поглощен- ной дозы (интенсив-ность облучения) | Гр/с | Рад/с | 1 Гр/с = 100 рад/с | 1 рад/с = 0,01 Гр/с |
| Мощность экспозиционной дозы | А/кг | Р/с | 1 А/кг = 3876 Р/с | 1 Р/с = 2,58*10-4 А/кг |
| Эквивалентная доза | Зв, Зиверт | Бэр | 1 Зв = 100 бэр | 1 бэр = 0,01 Зв |
Рассмотрим физический смысл приведенных в таблице величин.
Экспозиционная доза. Отражает количество падающей на объект энергии излучения за время облучения. Вычисляется по формуле:
где dQ – полный заряд ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, образованных фотонами в малом объеме воздуха; dM – масса воздуха в этом объеме.
2. Коэффициент поглощения излучения. Вычисляется по формуле:
где dE – средняя энергия, переданная излучением веществу в некотором элементарном объеме, dm – масса вещества в этом объеме. 1 Гр = 100 рад.
3. Активность изотопа. 1 Беккерель соответствует 1 ядерному превращению в секунду.
4. Мощность поглощенной дозы . Используется для характеристики распределения поглощенной дозы во времени. Отражает количество энергии излучения, поглощаемое в единицу времени единицей массы вещества.
5. Эквивалентная доза . В какой-либо точке ткани определяется уравнением:
Н = ДQN,
где Д – поглощенная доза, Q и N – модифицирующие факторы. Q показывает, во сколько раз ожидаемый для данного вида излучения биологический эффект больше, чем действие рентгеновского излучения мощностью 250 кЭВ. Для гамма- и бета-излучения Q = 1, для альфа-излучения он равен 20. N – произведение всех других модифицирующих факторов. Т.е., если внешнее излучение составляет 3 Р/ч, то человек находившийся под этим воздействием получит за этот час суммарную дозу 3 бэра , если излучаются гамма- и бета-частицы, и 60 бэр, если излучаются альфа-частицы.
1.2. Действие ионизирующих излучений на организм.
1.2.1. Воздействие на клетку.
Радиочувствительность клетки прямо пропорциональна ее митотической активности и обратно пропорциональна степени ее дифференциации [34]. Наиболее чувствительными оказываются ткани с интенсивным делением: эпителиальная, кровь. Наиболее радиорезистентными являются ткани, утратившие способность к делению: мышечная, нервная, костная и хрящевая ткани. Есть и исключения, например, малые лимфоциты – клетки неделящиеся, но гибнет в митозе при дозе 1 Гр 63% от их количества [60].
В клетке радиация может вызвать два вида изменений: клеточных структур и генетического материала (генные мутации и хромосомные аберрации). Соответственно выделяют два вида радиационной гибели клеток: интерфазная (до вступления клеток в митоз) и митотическая. В первом случае предполагают, что смерть наступает в результате окисления липидов клетки и образования радиотоксинов, которые вызывают иммунные реакции, склеивание клеток и их разрушение, а также торможение клеточного деления и повреждения хромосомного аппарата. Во втором случае наступает либо гибель потомков мутантных клеток вследствие их нежизнеспособности, либо невозможности расхождения хромосом в анафазу вследствие изменений структуры ДНК клеток [34]. Какое поколение потомков таких клеток погибнет, зависит от значимости потерянного генетического материала. Выживаемость клеток зависит также от эффективности системы репарации, которая снижается, если повреждается в результате облучения. К тому же поврежденный ген может быть недоступен для восстановления, находясь в неактивном состоянии. 7,4% жителей загрязненных территорий и 3,4% ликвидаторов имеют хромосомные аберрации [23].