Презентація на тему:
ІОНІЗУЮЧЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ

Ігнатенко В.М. ЗТФ * ІОНІЗУЮЧЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ Структура радіоактивного випромінювання Властивості іонізуючого випромінювання Біологічна дія радіації Елементи дозиметрії Елементарні частинки Фундаментальні взаємодії Кварки Кваркова теорія Зміст лекції:

Ігнатенко В.М. ЗТФ * - альфа – частинка - бета – частинка - жорстке електромагнітне випромінювання СТРУКТУРА РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

Ігнатенко В.М. ЗТФ * К – свинцевий контейнер, П – радіоактивний препарат, Ф – фотопластинка, В – магнітне поле. СХЕМА ЕКСПЕРИМЕНТУ РЕЗЕРФОРДА з виявлення складної структури радіоактивного випромінювання

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Основні процеси, які супроводжують проходження рентгенівського та гамма-випромінювання через речовину

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Фотоефект Ефект Комптона Народження пари Основні процеси, які супроводжують проходження рентгенівського та гамма-випромінювання через речовину

Ігнатенко В.М. ЗТФ * ВЛАСТИВОСТІ РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ Проникна здатність характеризується пробігом у повітрі Іонізуюча здатність визначається питомою іонізацією – кількістю пар іонів, утворених частинкою в повітрі на 1 см шляху. 1 пара - ~34 еВ Інтенсивність іонізації залежить і від природи речовини. Чим більший атомний номер і більша густина речовини, тим з більш великою кількістю електронів стикнеться частинка на одиничному шляху пробігу, тим більш інтенсивною буде іонізація і меншою глибина проникнення

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Довжина пробігу

Ігнатенко В.М. ЗТФ * ПОГЛИНАННЯ ГАММА-ВИПРОМІНЮВАННЯ У РЕЧОВИНІ Енергія гамма-квантів Товщина шару речовини, яка послаблює потік гамма-випромінювання у десять разів Вода Бетон Свинець 0,5МеВ 24 см 12 см 1,3 см 1,0МеВ 33 см 16 см 2,9 см 5,0МеВ 76 см 36 см 4,7 см

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Альфа-частинки Інтенсивна іонізація і невелика проникна здатність. Залежно від енергії пробіг у повітрі ~ 2,5 - 8 см. У біотканинах вони проникають на глибину до однієї десятої частки мм. Однак на своєму відносно незначному шляху пробігу в повітрі альфа-частинка разом із вторинними електронами створює від 100 до 250 тис. пар іонів. На 1см. пробігу це складає до 40 тис. пар іонів, що характеризується як винятково висока густина іонізації. Захист – паперовий екран

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Бета-частинки Менш інтенсивна іонізація і значна проникна здатність. Залежно від енергії пробіг бета-частинок у повітрі має порядок від десятків см до декількох метрів. У тканинах організму бета-частинки проходять на глибину до 10-15 мм. На шляху пробігу в повітрі бета-частинка створює від 1 до 25 тис. пар іонів, що складає до 40-50 пар іонів на 1 см пробігу. Захист - плексигласовий чи алюмінієвий екран товщиною в декілька мм.

Ігнатенко В.М. ЗТФ * жорстке електромагнітне випромінювання Гамма-фотони Висока проникна здатність. Пробіг у повітрі - десятки і навіть сотні метрів. У біотканинах гамма-випромінювання проникає на велику глибину чи проходить наскрізь тіло людини. Первинна іонізуюча здатність гамма-фотонів невисока: на шляху пробігу гамма-фотон утворює від 10 до 250 пар іонів, що складає усього кілька пар іонів на 1 см пробігу. Однак повний іонізаційний ефект від гама випромінювання з урахуванням іонізуючої дії електронів, які були вибиті з атому при зіткненні з фотоном і отримали при цьому досить високу енергію, може бути дуже значним. Захист товсті шари землі, бетону і т.ін. чи важкі метали, такі як свинцевий екран товщиною в кілька см

Ігнатенко В.М. ЗТФ * БІОЛОГІЧНА ДІЯ РАДІАЦІЇ

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Біологічна дія радіація Радіоактивне випромінювання називають іонізуючим випромінюванням, а радіоактивні частинки іонізуючими частинками. Оскільки людський організм не менше ніж на 70% складається з води, то іонізуюче випромінювання викликає радіоліз води, що призводить до утворення ненасичених (вільних) радикалів

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Токсична дія випромінювання пов'язана із вторинними реакціями, при яких відбувається розрив зв'язків усередині складних органічних молекул внаслідок дії вільних радикалів. БІОЛОГІЧНА ДІЯ РАДІАЦІЇ

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Вплив радіації на живі організми Соматичний (імунний) ефект – це патологічні наслідки опромінення для окремої людини, виявляється тільки після того як отримана доза стане більшою за певну так звану гранично допустиму дозу. Як правило за допустиму дозу вважають 0,3 Бер на тиждень для опромінення всього тіла. Таким чином, людина яка опромінюється в таких дозах до 30 років отримає дозу близько 450 Бер. Але така сама доза, отримана людиною до 30 років при однократному опромінюванні в 50% випадків виявляється смертельною.

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Вплив радіації на живі організми Генетичний ефект для спадкоємних (статевих) клітин організму, проявляється тільки в потомстві різними відхиленнями від норми. Генетичний ефект для спадкоємного апарату для соматичних клітин тіла. Він проявляється під час життя конкретної людини у вигляді різних (переважно ракових) захворювань.

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Одиниці радіоактивності 1Бк,1Ки. Розрізняють три типи доз. І Доза опромінення (експозиційна доза) визначається кількістю випромінювання, якому піддають біологічний об’єкт. Одиницею дози опромінення є 1 рентген (1Р). 1Р відповідає дозі опромінення, при якій в 1см3 сухого повітря за нормальних умов утворюється пар іонів. ЕЛЕМЕНТИ ДОЗИМЕТРІЇ

Ігнатенко В.М. ЗТФ * ЕЛЕМЕНТИ ДОЗИМЕТРІЇ ІІ Доза поглинання. Дія радіоактивного випромінювання на біооб’єкти характеризується дозою поглинання. Дозою поглинання називається величина, що показує яка кількість енергії випромінювання поглинається одиницею маси речовини. Одиницями дози поглинання є 1Грей =1Дж/кг, 1 рад=0,01Грей.

Ігнатенко В.М. ЗТФ * ЕЛЕМЕНТИ ДОЗИМЕТРІЇ ІІІ Біологічна доза. При тій самій дозі поглинання біологічна дія різних типів випромінювання залежить від виду випромінювання, розміру опроміненої поверхні, відносної чутливості органів, які зазнали опромінення, індивідуальних особливостей організму. Крім того, біологічний ефект залежить від локальної густини іонізації. Таким чином, біологічний ефект для тієї самої дози поглинання у випадку важких радіоактивних частинок є значно більшим, ніж ефект, який створюють рентгенівські промені, гамма-промені чи бета -частинки.

Ігнатенко В.М. ЗТФ * ЕЛЕМЕНТИ ДОЗИМЕТРІЇ Відносна біологічна ефективність випромінювання – це показник, за допомогою якого визначають, у скільки разів біологічна дія іонізуючих випромінювань даного типу (наприклад альфа-, бета-промені, нейтрони і т.ін.) більша (або менша) за дію на той самий біологічний об'єкт стандартного випромінювання (жорсткі рентгенівські та гамма-промені).

Ігнатенко В.М. ЗТФ * ОДИНИЦІ БІОЛОГІЧНОЇ ДОЗИ є 1Бер, 1 Рем та 1 Зіверт. В той час, як у радах і греях вимірюють накопичення енергії в тканинах, Бери, реми і зіверти вимірюють біологічну дію.

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Відносна біологічна ефективність випромінювання Тип радіації ВБЕ Рентгенівські промені та гамма - випромінювання до 3 МеВ, бета - частинки 1 Теплові нейтрони 5 Протони і дейтрони 10 Швидкі нейтрони 10 Альфа - частинки 20

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Одиниці СІ доз іонізуючого випромінювання Найменування величини Одиниці Назва Познач. Визначення Експозиційна доза опромінення Кулон на кілограм дорівнює експозиційній дозі рентгенівського та гамма-випромінювання, при якій у одному кілограмі сухого атмосферного повітря утворюються іони, електричний заряд кожного знаку яких дорівнює 1Кл Потужність експозиційної дози Ампер на кілограм дорівнює потужності експозиційної дози рентгенівського та гамма-випромінювання, при якій за час 1с сухому атмосферному повітрю передається експозиційна доза опромінення Поглинена доза опромінення Грей Гр дорівнює поглиненій дозі опромінення, при якій опроміненій речовині масою 1 кг передається енергія іоніз. випромінювання 1 Дж Потужність поглиненої дози Грей за секунду дорівнює потужності поглиненої дози опромінення при якій за час 1с опроміненою речовиною поглинається доза опромінення 1 Гр Еквівалентна доза опромінення Зіверт Зв дорівнює еквівалентній дозі опромінення, при якій поглинута доза дорівнює 1Гр і коефіцієнт ВБЕ дорівнює одиниці Потужність еквівалентної дози Зіверт за секунду дорівнює потужності еквівалентної дози опромінення , при якій за час 1с опроміненою речовиною поглинається доза еквів. доза 1 Зв

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Зв'язок одиниць дози опромінення СІ позасистемними одиницями 1 рентген Біологічний еквівалент рентгена (бер) Експозиційній дозі 1Р рентгенівського та гамма-випромінювання відповідає еквівалентна доза

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Біологічна доза 1 Бер (біологічний еквівалент рентгена) або 1 Рем (радіаційний еквівалент людини, від англ): одиниця вимірювання еквівалентної (біологічної) дози радіації, що враховує різні шляхи передачі енергії від іонізуючої радіації тканинам людського організму

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Еквівалентна доза Зіверт: одиниця вимірювання еквівалентної дози 1Зв=100Рем=100Бер Людино- зіверт: доза для населення, що визначає-ться як сума індивідуальних доз населення

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Гранично допустима доза це біологічна доза опромінення, що призводить до патологічних наслідків у вигляді соматичних ефектів. За гранично допустиму дозу вважають 0,3 Бер на тиждень для опромінення всього тіла. Таким чином, людина яка опромінюється в таких дозах до 30 років отримає дозу близько 450 Бер. Але така сама доза, отримана людиною при однократному опромінюванні в 50% випадків виявляється смертельною

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Гранично допустима доза Для генетичних ефектів, які проявляються в різних аномаліях або відхиленнях від правильного розвитку потомства (мутації) не існує граничної дози. Ефекти, обумовлені мутаціями мають властивість комулятивності і їх прояв спостерігається при дуже слабких дозах. Вірогідно, що такою є і канцерогенна дія радіації. Вважається, що підсумкова доза радіації на одну людину не має перевищувати до 30- річного віку 10 Бер

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Допустимі та небезпечні дози опромінення

Ігнатенко В.М. ЗТФ * Небезпечні дози однократного загального опромінення Загибель окремих клітин крові та полових клітин 0,1 - 0,5 Зв (10 – 50 бер) Порушення у роботі кровотворної системи 0,5 - 1 Зв (50 – 100 бер) Гостра променева хвороба (50% смертельних випадків) 3 - 5 Зв (300 – 500 бер)