ИИ нямат мирис, вкус или други свойства, които биха позволили на човек да ги регистрира. За измерване на количествените и качествени характеристики на AI, различни методи, основан на записване на ефектите от взаимодействието на радиацията с материята.
Дозиметрите са инструменти, предназначени за измерване на дозата или мощността на дозата на AI. Тези устройства се основават на регистриране и количествена оценка на йонизация, сцинтилация, фотографски, химични и други ефекти, които възникват по време на взаимодействието на йонизацията с материята.
Основни групи дозиметри:
Клинични - за измерване на II в работния лъч. Използва се при подготовка за лъчева терапия и по време на облъчване.
Контролни дозиметри за защита - за измерване мощността на дозата на разсеяната радиация на работните места (в системата за радиационна безопасност). Тези дозиметри трябва да имат директно отчитане.
Индивидуално - за контрол на облъчването на лица, работещи в зоната на въздействие на ИИ.
Дозиметрични методи:
ü Биологични - базирани на оценката на реакциите, които възникват в тъканите при облъчване с определена доза радиация (еритемна доза, епилационна доза, летална доза). Те са ориентировъчни и се използват предимно в експерименталната радиобиология.
ü Химични - състоят се в регистриране на необратими химически реакции, възникващи в някои вещества под въздействието на облъчване (радиохимичен метод, фотографски метод).
Радиохимичен метод- въз основа на реакцията на окисление на двувалентно желязо в тривалентно желязо под влияние на II
(Fe 2+ Fe 3+), което води до промяна на цвета (прозрачност). Използват се феросулфатни дозиметри. Тъй като обхватът на тези дозиметри е много голям (от 20 до 400 Gy), те се използват само за извънредни ситуации.
Фотографски метод- под въздействието на радиацията настъпва почерняване на рентгеновия филм, чиято степен е пропорционална на погълнатата енергия на лъчите. Плътността на почерняването може да се използва за преценка на радиационната доза. Недостатъкът на този метод е зависимостта на показанията на дозиметъра от качествения състав на радиацията. Точността на определяне на дозата е ниска. С помощта на дозиметри с фотографски филм е удобно да се определи съответствието на светлинните и радиационните полета на устройствата за лъчева терапия.
ü Физически - базира се на способността на ИИ да предизвиква йонизация на вещество и да трансформира електрически неутрален газ в електропроводима среда (йонизационна камера, газоразряден брояч, сцинтилационен дозиметър, термолуминесцентен дозиметър, полупроводникови детектори).
Сцинтилационни дозиметри. Използват се кристали натриев йодид, активирани с талий. Когато AI ги удари, се появяват светлинни проблясъци, които се преобразуват в електрически импулси, усилват се и се записват от броячи. Сцинтилационните дозиметри не се използват в клиничната дозиметрия поради големия им обем и висока чувствителност, което дава възможност да се препоръча използването им в защитната дозиметрия.
Термолуминесцентни дозиметри (TLD). Някои твърди кристални вещества са способни да луминесцират под въздействието на радиация. Дозата се определя от интензивността на блясъка. TLD са с малък обем и са косвено показани (дозата се натрупва за известно време). Широко използвани в клиничната дозиметрия (измерване на доза върху пациент, в телесната кухина) и като индивидуални дозиметри.
Йонизационна камера- това е кондензатор. Състои се от два електрода, пространството между които е изпълнено с въздух. Под въздействието на AI въздухът се йонизира, причинявайки електрически ток. По големината на тока съдим за дозата. В момента най-разпространени са дозиметрите, базирани на йонизационния метод. Широко използван в клиничната дозиметрия, защитната дозиметрия и персоналната дозиметрия.
Газоразряден метър.Използва се и йонизационният ефект на радиацията. Но към електродите на газоразрядния уред се прилага много по-високо напрежение. Следователно електроните, произведени в брояча по време на облъчването, придобиват по-голяма енергия и сами предизвикват масова йонизация на атоми и газови молекули. Това позволява да се регистрират много малки дози радиация с помощта на газоразрядни броячи.
Полупроводникови (кристални) дозиметри.Проводимостта се променя в зависимост от мощността на дозата. Широко използван заедно с йонизационни дозиметри.
ИИ нямат мирис, вкус или други свойства, които биха позволили на човек да ги регистрира. За измерване на количествените и качествени характеристики на радиацията се използват различни методи, базирани на записване на ефектите от взаимодействието на радиацията с материята.
Дозиметрите са инструменти, предназначени за измерване на дозата или мощността на дозата на AI. Тези устройства се основават на регистриране и количествена оценка на йонизация, сцинтилация, фотографски, химични и други ефекти, които възникват по време на взаимодействието на изкуствения интелект с материята.
Основни групи дозиметри:
Клинични - за измерване на IS в работния лъч.
Използва се при подготовка за лъчева терапия и по време на облъчване.
Контролни дозиметри за защита - за измерване мощността на дозата на разсеяната радиация на работните места (в системата за радиационна безопасност). Тези дозиметри трябва да имат директно отчитане.
Индивидуално - за контрол на облъчването на лица, работещи в зоната на въздействие на ИИ.
Дозиметрични методи:
Биологичен - въз основа на оценката на реакциите, които възникват в тъканите при облъчване с определена доза радиация (еритемна доза, епилационна доза, летална доза).
Те са ориентировъчни и се използват предимно в експерименталната радиобиология.Химически - включват запис на необратими химични реакции, протичащи в определени вещества под въздействието на облъчване (радиохимичен метод, фотографски метод).
Радиохимичен метод- се основава на реакцията на окисляване на двувалентното желязо в тривалентно желязо под въздействието на II (Fe 2+ Fe 3+), което води до промяна на цвета (прозрачност). Използват се феросулфатни дозиметри. Тъй като обхватът на тези дозиметри е много голям (от 20 до 400 Gy), те се използват само за извънредни ситуации.
Фотографски метод
- под въздействието на радиацията настъпва почерняване на рентгеновия филм, чиято степен е пропорционална на погълнатата енергия на лъчите. Плътността на почерняването може да се използва за преценка на радиационната доза. Недостатъкът на този метод е зависимостта на показанията на дозиметъра от качествения състав на радиацията. Точността на определяне на дозата е ниска. С помощта на дозиметри с фотографски филм е удобно да се определи съответствието на светлинните и радиационните полета на устройствата за лъчева терапия.. Използват се кристали натриев йодид, активирани с талий. Когато AI ги удари, се появяват светлинни проблясъци, които се преобразуват в електрически импулси, усилват се и се записват от броячи. Сцинтилационните дозиметри не се използват в клиничната дозиметрия поради големия им обем и висока чувствителност, което дава възможност да се препоръча използването им в защитната дозиметрия.
Термолуминесцентни дозиметри (TLD). Някои твърди кристални вещества са способни да светят под въздействието на радиация. Дозата се определя от интензивността на блясъка. TLD са с малък обем и са косвени показатели (дозата се натрупва за известно време). Широко използвани в клиничната дозиметрия (измерване на доза върху пациент, в телесната кухина) и като индивидуални дозиметри.
Йонизационна камера- това е кондензатор. Състои се от два електрода, пространството между които е изпълнено с въздух. Под въздействието на AI въздухът се йонизира, създавайки електрически ток. По големината на тока съдим за дозата. В момента най-разпространени са дозиметрите, базирани на йонизационния метод. Широко използван в клиничната дозиметрия, защитната дозиметрия и персоналната дозиметрия.
Газоразряден метър.Използва се и йонизационният ефект на радиацията. Но към електродите на газоразрядния уред се прилага много по-високо напрежение. Следователно електроните, произведени в брояча по време на облъчването, придобиват по-голяма енергия и сами предизвикват масова йонизация на атоми и газови молекули. Това позволява да се регистрират много малки дози радиация с помощта на газоразрядни броячи.
Полупроводникови (кристални) дозиметри.Проводимостта се променя в зависимост от мощността на дозата. Широко използван заедно с йонизационни дозиметри.
Лекция 3 (2 часа).
ДОЗИМЕТРИЯ И РАДИОМЕТРИЯ НА ЙОНИЗИРАЩИ ЛЪЧЕНИЯ
план:
Радиометрия
Доза на радиация и нейната мощност
Дозиметри
Биологични ефекти на йонизиращото лъчение
Механизъм на биологичното действие на йонизиращите лъчения
Въпроси за сигурност
Радиометрия(гръцки radio - лъч + metro - мярка) - откриване и измерване на броя на разпадите атомни ядрав радиоактивни източници или определена част от тях по отношение на радиацията, излъчвана от ядрата.
Дозиметрия (от гръцки dosis - доза, порция + metro - измервам) - измерване на дисперсията и поглъщането на енергията на йонизиращото лъчение в определен материал. Дозата на облъчване зависи строго от енергията и вида на падащото лъчение, както и от естеството на абсорбиращия материал.
Въпреки разликите в задачите на радиометрията и дозиметрията, те се основават на общи методически принципи за откриване и регистриране на йонизиращи лъчения.
ДОЗА НА РАДИАЦИЯ И НЕЙНАТА МОЩНОСТ
Радиационна доза и мерни единици. Биологичният ефект на рентгеновото и ядреното лъчение върху тялото се дължи на йонизацията и възбуждането на атомите и молекулите на биологичната среда. Процесът на радиационна йонизация изразходва нейната енергия. В резултат на взаимодействието на радиацията с биологичната среда определено количество енергия се предава на живия организъм. Част от постъпилата в тялото радиация, която прониква в облъчвания обект (без поглъщане), не оказва влияние върху него. Следователно основната физична величина, характеризираща въздействието на радиацията върху тялото, е в пряка зависимост от количеството погълната енергия. За измерване на количеството погълната енергия беше въведено понятието доза радиация. Това е количеството енергия, погълната от единица обем (маса) на облъченото вещество.
Различават се дози във въздуха, дози на повърхността (кожна доза) и в дълбочина на облъчвания обект (дълбочинна доза), фокални и интегрални (обща погълната доза) дози. Тъй като погълнатата енергия се изразходва за йонизация на средата, за измерването й е необходимо да се преброи броят на йонните двойки, образувани по време на излъчването. Въпреки това е трудно да се измери йонизацията директно дълбоко в тъканта на живия организъм.
На единица експозиционна доза в Международна системаединици (SI) се приемат като кулон на килограм (C/kg), т.е. дозата на експозиция на рентгенови и гама лъчи, при която йони се образуват в 1 kg сух въздух, носещи заряд от един кулон електрони .богатството на всеки знак.
Мощност на дозата и единици за нейното измерване. От биологична гледна точка е важно да се знае не само радиационната доза, която е получил облъченият обект, но и получената доза за единица време. В един случай обща доза, значително надвишаваща леталната доза, но получена за дълъг период от време, не само няма да доведе до смъртта на животното, но дори няма да предизвика реакция на радиационно увреждане в него. В друг случай дозата е по-малка от летална, но получена за кратък период от време, може да причини лъчева болест с различна тежест. В тази връзка беше въведено понятието мощност на дозата. Мощност на дозата (P) е радиационната доза D за единица време t:
Колкото по-висока е мощността на дозата P, толкова по-бързо се увеличава дозата на облъчване D.
Концепцията за мощност на дозата се отнася както за експозицията, така и за погълнатата доза. За измерване на мощността на експозиционната доза в SI се използва ампер на килограм (A/kg), несистемната единица е рентген на час (R/h) или рентген на минута (R/min) и т.н. единица за мощност на абсорбираната доза в SI единици са ват на килограм (W/kg), несистемни единици са rad на час (rad/h), rad на минута rad/min) и т.н.
ДОЗИМЕТРИ
Дозиметрите се състоят от три основни части: детектор, радиотехническа схема, която усилва йонизационния ток, и записващо (измервателно) устройство. Радиационни детектори в дозиметрите могат да бъдат йонизационни камери, газоразрядни и сцинтилационни броячи и др. Записващото устройство може да бъде микроамперметър или устройство за цифрова, светлинна и звукова индикация на резултатите от измерването. Всички дозиметри са разделени на стационарни, преносими, носими (полеви) и индивидуални. Възприетата класификация на дозиметричните устройства по групи не е строга. Той отразява само основната цел на всяко устройство, но не изключва възможността да се използва за решаване на допълнителни проблеми.
Стационарни дозиметри. Те се използват за контрол на стойността на дозата и мощността на дозата на облъчване в определени (технологично и тактически обосновани) точки в радиологични лаборатории, технологични съоръжения, зони или локални обекти. Структурно устройствата от този тип са разделени на две функционално независими единици: дистанционен детектор и сигнално-измервателен панел за сигнализиране на превишаване на зададената мощност на дозата. Понякога се използват многоканални дозиметрични устройства, които позволяват на едно записващо устройство да измерва информация, идваща от няколко десетки детектора. В някои случаи дозиметрите имат допълнителни компоненти за показване на информация върху записваща лента или екран на дисплея, както и за предаване на звукови или светлинни аларми при превишаване на дозата на радиация над допустимото ниво. Дозиметрите от този тип са незаменими за наблюдение на дозата и мощността на дозата на радиацията, получена от обект, подложен на специално облъчване, при използване на радиационна технология в селското стопанство, наблюдение на нивата на радиация в хранилища, пречиствателни станции за отпадъчни води, по време на лъчева терапия и др.
Преносими дозиметри. Използват се за измерване на дозата и мощността на дозата на радиация в производствени и лабораторни помещения, където поради условията на труд не е необходимо да се извършва постоянен дозиметричен контрол, а се извършва само периодичен контрол.
Битовият дозиметър-радиометър се използва за индивидуален мониторинг на радиационната обстановка на земята, в жилищни и работни помещения въз основа на нивото на гама-лъчение, както и за оценка на плътността на потока на бета-лъчение от замърсени повърхности и измерване на специфичната активност на проби от вода и почва, хранителни продукти и др.
За извършване на дозиметрични измервания в лабораторни условия можете да използвате други дозиметри, които според приетата класификация се класифицират като носими (полеви). Носимите (полеви) дозиметри представляват голяма група устройства, които се използват широко за откриване на радиоактивни вещества, както и за определяне на тяхното количество и качество въз основа на нивото на гама лъчение.
БИОЛОГИЧНО ДЕЙСТВИЕ НА ЙОНИЗИРАЩИТЕ ЛЪЧЕНИЯ
Йонизиращото лъчение има висока биологична активност. Те са способни да предизвикат йонизация на всяка химични съединениябиосубстрати, образуването на активни радикали и по този начин предизвикват дългосрочни реакции в живите тъкани. Следователно резултатът от биологичния ефект на радиацията по правило е нарушаване на нормалните биохимични процеси с последващи функционални и морфологични промени в клетките и тъканите на животното.
МЕХАНИЗЪМ НА БИОЛОГИЧНОТО ДЕЙСТВИЕ НА ЙОНИЗИРАЩИТЕ ЛЪЧЕНИЯ
Все още не е напълно изяснено. Въпреки това, резултатите от многобройни изследвания показват, че тя е в основата си една и съща за различните лъчения, като се започне от първоначалните актове на абсорбция и пренос на радиационна енергия и се стигне до физиологични и морфологични промени в облъчения организъм.
Особеностите на биологичния ефект на радиацията са, първо, че животните нямат специални анализатори за възприемане на радиацията, и, второ, това е свързано главно с формата на пренос на енергия към клетките. Например при гама-облъчване с смъртоносна за повечето бозайници доза 1000 R тъканите поглъщат нищожна енергия - около 8,4 kJ/g. За сравнение можем да кажем, че същото количество енергия се изразходва, когато телесната температура се повиши само с 0,001 °C.
В механизма на биологичното въздействие на йонизиращите лъчения върху живите обекти могат да се разграничат два основни етапа. Първият етап е първичното (пряко) въздействие на радиацията върху биохимичните процеси, функциите и структурите на органите и тъканите; вторият е косвен ефект, който се причинява от неврогенни и хуморални промени, настъпващи в тялото под въздействието на радиация.
За да се обясни механизмът на първичния ефект на йонизиращото лъчение върху биосубстрат, са предложени повече от десет хипотези и теории, много от които, според модерни идеи, не издържат на критика и имат само историческо значение.
С течение на времето е натрупан голям фактически материал, потвърждаващ ефекта на йонизиращото лъчение. Биологичният и патогенетичен механизъм обаче остават неизвестни.
За да проучим тези въпроси, ние взехме като биологичен модел прости протеини, протеини, ензими, вируси, бактерии и гъбички различни видове. Те бяха изложени на облъчване различни условияИ агрегатни състояния: суха (изсушена) форма, в разтвори, при дълбоко замразяване течен азот, при различни условия на кислороден режим (когато средата е наситена с кислород или при липса на такъв). Изследванията са проведени върху животни от различни видове.
В резултат на тези експерименти бяха представени две теории за механизма на първичното, т.е. директното действие на йонизиращото лъчение, които сега са признати: теорията за прякото въздействие на лъчението върху съставните молекули на материята; теория на непрякото действие.
Доказано е, че когато радиацията преминава през вещество или макромолекули на биологичен субстрат, енергията на радиоактивното излъчване се прехвърля към атомите на веществото, предизвиквайки възбуждане и йонизация в тях. Този първи етап на излагане на радиация характеризира акта на тяхното пряко взаимодействие.
Следователно прякото въздействие на йонизиращото лъчение се отнася до такива промени; които възникват в резултат на поглъщането на радиационна енергия от самите молекули, а увреждащият ефект е свързан с акта на възбуждане и йонизация на атоми и макромолекули.
Под непрякото (непряко) въздействие на радиоактивното лъчение нюразбират промяната в молекулите на клетките и тъканите, причинена от радиолизата на водата и веществата, разтворени в нея, а не от енергията на изследване, погълната от самите молекули.
Тестови въпроси. 1. Дефинирайте понятията: радиометрия, дозиметрия? 2. Мощност на дозата и експозиционни дозови единици? 3. Характеристики на биологичните ефекти на радиацията?
Лекция 4 (4 часа).
РАДИАЦИОННО ПОВРЕЖДАНЕ ПРИ ЖИВОТНИТЕ
план:
Лъчева болест
нови животни
Лечение на лъчева болест
Въпроси за сигурност
Наранявания на животни, причинени от йонизиращо лъчение, имат различни формипрояви и се определят основно от дозата на облъчване и степента на радиочувствителност на тъканите.
Радиационните увреждания при животните включват лъчева болест, радиационни изгаряния и дългосрочни последици (нетуморни и туморни форми).
ЛЪЧЕВА БОЛЕСТ
Лъчевата болест е общо нарушение на жизнените функции на организма, характеризиращо се с дълбоки функционални и морфологични промени във всичките му системи и органи в резултат на летален ефектразлични видове йонизиращо лъчение от външни източници, както и при навлизане на радиоактивни вещества в тялото.
В зависимост от дозата, мощността на дозата, както и честотата и продължителността на облъчването, лъчевата болест при животните може да бъде остра и хронична.
Остра лъчева болест. Общо заболяване, което засяга всички системи на тялото. Причинява се от еднократно краткотрайно (до 4 дни) излагане на увреждащи дози външно общо облъчване или навлизане в тялото на големи количества радиоактивни вещества, които създават погълната доза в организма над 1 Gy.
В развитието на острия ход на лъчева болест се разграничават четири периода: първият е началният период или периодът на първичните реакции към радиацията; вторият е латентният или скрит период на привидно благополучие; третият е периодът на изразени клинични признаци на лъчева болест; четвъртият е възстановителен период с пълно или частично възстановяване.
С някои видови различия, посочените периоди на заболяването могат да бъдат проследени при всички селскостопански животни, облъчени с полулегални и по-високи дози. Като цяло протичането на лъчева болест зависи от редица фактори: вида на радиацията (рентгенови и гама лъчи, неутрони, алфа и бета частици), големината на получената доза и нейната мощност, индивидуални характеристикитяло, външни фактори.
Първият период от острия ход на заболяването - периодът на първичните реакции - продължава 2...3 дни. Характеризира се с промени във функциите нервна система, проявяващи се първо под формата на някакво вълнение, а след това депресия и обща слабост. Апетитът се влошава, сърдечната дейност се променя, сърдечният ритъм се нарушава (тахикардия), появява се задух. В някои случаи температурата се повишава за кратко през първия ден. Лигавиците са хиперемирани, понякога с кръвоизливи. Подвижността на червата се увеличава, появява се диария, а някои животни изпитват повръщане. Кръвните изследвания разкриват неутрофилна левкоцитоза, лимфопения и морфологични промени в левкоцитните клетки, повишен брой ретикулоцити, макролити и намаляване на тяхната устойчивост. След изчезване на първичната реакция се отбелязва субективно подобрение в състоянието на облъчените животни, т.е. започва вторият период на заболяването.
Вторият период е латентният период или периодът на видимо благополучие, който продължава от няколко дни до 2...3 седмици. При тежки форми на заболяването той е кратък и понякога може да липсва; в такива случаи след първичната реакция се появяват признаци на трети период.
Клиничното състояние на животните във втория период на заболяването е задоволително, но по това време в организма настъпват редица патологични промени. По този начин, по-специално, потискането на лимфопоезата продължава, броят на еритроцитите в кръвта намалява, отбелязват се тромбоцитопения и ядрено изместване на неутрофилите вдясно. До края на периода понякога се откриват дисфункция на стомашно-чревния тракт (диария), бронхит, пневмония и кръвоизливи по лигавиците. Някои животни изпитват косопад (епилация).
Третият период е периодът на изразени клинични признаци на лъчева болест, появяващи се след 1...3 седмици, в зависимост от дозата на облъчване: колкото по-висока е дозата, толкова по-бързо настъпва. Най-характерните особености на този период са хеморагичен синдром, прогресиращи нарушения в кръвотворните органи, влошаване на функцията на храносмилателната, дихателната и сърдечно-съдовата система. Телесната температура се повишава (при някои 1...2 дни преди смъртта) и се появява краткотрайна треска от постоянен или ремитиращ тип. Отбелязва се депресия на общото състояние и загуба на апетит. Кожата губи своята еластичност и става суха. Появяват се кръвоизливи по лигавиците. Поради подуване на назофаринкса, ларинкса и възпалителни процеси в белодробната тъкан, дишането се затруднява и се появява недостиг на въздух. Отбелязва се катарално-хеморагично възпаление на стомаха и червата, което често е придружено от дегенеративни процеси в лигавицата на устната кухина.
Последователността на развитие на признаците на заболяването може да варира значително. Един от важните прогностични симптоми на мозъка. Интензивността на кръвоизлива варира значително и зависи от времето на смъртта на животното; те са по-изразени с фатален изход през 3-та...4-та седмица.
Хронична лъчева болест. Може да възникне при животни в резултат на многократно външно облъчване с малки дози за дълъг период от време, както и при поглъщане на радиоактивни изотопи, които са трайно фиксирани в тъканите на тялото. Може да е и следствие от остра лъчева болест.
При хроничния ход на лъчева болест се засягат почти всички системи и органи на животното. В ранните етапи заболяването се проявява под формата на функционални нарушения, които впоследствие могат да доведат до дълбоки трофични промени, в резултат на което икономически полезните качества на животното са почти напълно загубени. В такива случаи се наблюдава дегенерация на органи, тъканите губят своята регенеративна способност, естествената имунобиологична устойчивост на организма към инфекциозни агенти намалява и животното става безплодно. В дългосрочен план (след година или повече) е възможно развитие на левкемия и злокачествени образувания.
Според тежестта на протичане хроничната лъчева болест се разграничава: лека (първа) степен, умерена (втора) степен, тежка (трета) степен.
Видови особености на протичането на лъчева болест в селското стопанствонови животни.Радиационна болест по говедата. По време на облъчването животните проявяват възбуда и треперене през първите три дни (първия период на заболяването). Телесната температура се повишава леко (с 1 °C), като при повечето животни се връща към нормалното в рамките на 24 часа. Но при някои животни тя достига 41...42 "С. Често животните с тази температура умират 4...7 дни след началото на треската.
При оцелели животни не се наблюдават клинични прояви на заболяването през следващите 7...10 дни (латентен период). Понякога се появяват само леки признаци на диария с кърваво течение, което е първият признак за увреждане на чревната лигавица. При повечето облъчени животни обикновено се наблюдава лека диария през първите 10...16 дни. В края на втората - началото на третата седмица заболяването навлиза в третия период - изразени клинични признаци: треска, обща слабост, подуване на тазовите крайници, депресия, намален или загуба на апетит, ускорен пулс и дишане, диария , понякога с голям примес на кръв в изпражненията. В някои случаи пациентите изпитват симптоми на "млечна" треска, травматичен гастрит, тимпания и др. При някои животни, 1 ... 2 дни преди смъртта, има продължително желание за уриниране и дефекация.
Всички облъчени животни са с нарушено дишане. Отначало е често, повърхностно, с остри звуци. Лепкава, бистра или светложълта секреция от носните отвори. Тогава дишането става форсирано, с хрипове; появява се кашлица; секретът от носа става червен. Често се развива оток на белите дробове, ларинкса и фаринкса. Теглото на оцелелите животни намалява с 10% или повече в рамките на 30 дни след заболяването. Процесът на възстановяване обикновено започва 30...40 дни след облъчването.
При аутопсия на трупове се наблюдават некрози и обилни кръвоизливи в миокарда, в стените на стомашно-чревния тракт, далака, белите дробове, черния дроб, жлъчката и пикочния мехур, перитонеума, плеврата, подкожната тъкан и други органи. Понякога има обилни кръвоизливи в лумена на тънките и дебелите черва, белодробен оток, катарална, лобарна и понякога хеморагична пневмония, язви на лигавицата на горните дихателни пътища.
Най-характерните патологични промени са хеморагична диатеза, пневмония, атрофия на лимфоидната тъкан и хемопоетичния костен мозък, язва на лигавицата на стомашно-чревния тракт. При сеитба от засегнатите места и от паренхимните органи до хранителни средиОбикновено растат множество колонии от бактерии.
Лъчева болест на конете. При общо външно гама облъчване първичната реакция се появява веднага след излагане на радиация. Животните изпитват безпокойство, повишена тактилна чувствителност, учестени сърдечни импулси и сърдечни звуци, появяват се дихателни звуци. Жребците и кастратите изпитват загуба на пенис. След 30 минути се появява треперене на гръдните мускули и крайниците. Мускулните тремори и тревожността непрекъснато се увеличават; животното се оглежда, често прекрачва, движи се в кръг и се търкаля наоколо. След час започват мускулни тремори в цялото тяло. Няма обаждания за храна и вода. Пулсът се увеличава 1,5...2 пъти, дишането се учестява 5 пъти или повече; появява се диария; появява се улей за запалване.
В следващите часове на първия ден възбудата отстъпва място на депресията. Треморът на скелетните мускули продължава. Животното лежи повече, изпъва врата си, поставя главата си на пода, оглежда корема си и става трудно. В изправено положение главата е ниско и конят често прекрачва. Ден по-късно състоянието на животното е депресирано, мускулните тремори продължават, появява се подуване на препуциума и скротума и рефлексът на опашката е отслабен. Пулсът се увеличава до 120 удара в минута; честотата на дишане се нормализира; дихателните движения са резки и дълбоки. Апетитът е намален; дефекацията е рядка; Изпражненията са течни или слабо оформени на пелети. Броят на левкоцитите в кръвта се увеличава до 1,5 пъти поради млади форми на неутрофили; отбелязва се лимфопения (до 2%).
До края на втория ден признаците на първичната реакция на облъчване се променят малко. Броят на левкоцитите намалява до нивото нормални показатели; лимфопенията се увеличава. Животното се движи трудно.
След 3...5 дни общото състояние на животните се подобрява относително: степента на депресия намалява, апетитът се повишава, температурата се понижава и остава на нормални нива, пулсът и дишането също намаляват. Изхвърлянето от ноздрите и очите става прозрачно. Конюнктивата е хиперемирана. Аналните, каудалните и коремните рефлекси се повишават. Съдържанието на левкоцити намалява до 50% от първоначалните данни, а лимфоцитите се увеличават с 4%.
След 7...9 дни заболяването навлиза в третия период. Общото състояние се влошава; мазнините намаляват. Телесната температура се поддържа на горното ниво на физиологичната норма; пулсът се увеличава; отбелязва се аритмия. Апетитът е слаб. Кожата е мръсна. От очите се отделя белезникава слузна течност. Лигавиците са бледи. Хематологичните параметри намаляват.
Радиационна болест на свинете. Един час след облъчването прасетата развиват тревожност и мускулни тремори. Наблюдава се отказ от хранене, жажда и страх. Животните често лягат. След 3 часа настъпва депресия, прасетата лягат, не приемат храна и вода, реакциите към външни стимули се засилват.
Ден по-късно животните са депресирани и не ядат храна; лигавиците са бледи; изпражненията са втечнени. На 3-ия...4-ия ден първичната реакция на облъчване отшумява. Общото състояние става задоволително, апетитът е добър.
На 8...9-ия ден се появяват кръвоизливи по кожата зад ушите, коремната стена и в слабините. Крайниците на някои животни се подуват и се появява куцота. Апетитът намалява. Телесното тегло се поддържа. Кръвоизливите показват прехода на заболяването към периода на изразени клинични признаци.
През следващите дни общото състояние се влошава, апетитът намалява, появява се диария. Кожата и лигавиците са анемични; Появяват се множество точковидни кръвоизливи по кожата и лигавиците. Телесната температура, пулсът и дихателната честота са в нормални граници.
На 14-16-ия ден болните прасета са депресирани, ядат неохотно и ядат малко. Реакцията на външни стимули е бавна. Развива се диария. Урината често е розова на цвят. Множество точковидни, петнисти и дифузни кръвоизливи по кожата. Телесната температура, пулсът и честотата на дишане обикновено остават в нормални граници. В изпражненията и урината се открива примес на кръвни съсиреци; Често има кървене от ноздрите.
Смъртта на възрастни прасета с тежка остра лъчева болест обикновено настъпва на 18-ия...25-ия ден с изразени признаци на хеморагична диатеза и обща слабост. 2...3 дни преди смъртта се отбелязва обща депресия, липсва апетит, животното охотно пие вода. Реакцията на външно дразнене е бавна. Телесната температура и дихателната честота са в нормални граници. При внезапно изправяне или обръщане на тялото се забелязва кашлица. В спокойно състояние пулсът не се променя много, сърдечният ритъм е отслабен. При палпиране на субмандибуларните лимфни възли се забелязва болка. Появява се обилна диария, примесена с кръв: изпражненията са черни и имат гниеща миризма. Урината е тъмночервена, с кръвни съсиреци. Има кървене от ноздрите и венците. Животните рядко стават, дефекират в местата за почивка и хранене, кожата им е мръсна. Косата е еластична, еластична и здраво хваната. Има множество точковидни, петнисти, дифузни кръвоизливи по кожата на торса, главата и ушите, но само точковидни кръвоизливи по кожата на опашката, крайниците и видимите лигавици. Понякога ушите и муцуната се подуват.
Един ден преди смъртта се отбелязва тежка депресия; животното обикновено не може да се изправи самостоятелно, отказва храна, но пие вода. Телесното тегло през периода на заболяването намалява с 3...10%. На практика няма реакции към външни стимули, но се запазва чувствителността към болка. По кожата и лигавиците се наблюдават множество кръвоизливи с различни размери и конфигурации. Пулсът се увеличава с 10... 15%; сърдечният ритъм е слаб; дишането е неравномерно, затруднено; броят на движенията е в нормални граници.
В последните часове преди смъртта животното е в състояние на прострация; има пълна липса на реакция към храна, болка и светлинни стимули; крайници, притиснати към тялото. Пулсът е ускорен и едва осезаем; дишането е неравномерно, повърхностно. Телесната температура често е в нормални граници. Обикновено агонията е краткотрайна – няколко минути, понякога секунди. Има слаби спазми на крайниците, напомнящи плувни движения; понякога те са придружени от слабо кратко писък.
Радиационна болест на пилетата. Кокошките са най-радиоустойчивите от всички домашни животни. Ранен признак за увреждане на пилетата е клатенето на главата. След това бавно се развива депресия; Птиците седят с часове в сънливо състояние. Те изпъват вратовете си напред и назад; Дишането става трудно; се появява серозно възпаление на лигавиците.
Изпражненията придобиват зеленикав цвят. Смъртта на пилетата от лъчева болест от всички степени обикновено завършва до края на 3-та седмица. Кокошките носачки, които оцелеят до този момент, обикновено остават живи в бъдеще.
Диагностиката на лъчева болест при селскостопански животни не е достатъчно развита, особено за поставяне на диагноза през първите четири дни от радиационното увреждане. Тъй като няма строго специфични признаци на остра лъчева болест, диагнозата се поставя въз основа на анамнеза, дозиметрични данни, клинични признаци на заболяването, хематологични, морфологични, имунобиологични и други лабораторни изследвания. При поставяне на диагнозата се използват физични и биологични методи. Физическите методи се основават на идентифициране на зависимостта на степента на остра лъчева болест от общата погълната доза радиация, нейната мощност, честота и равномерност на облъчване, както и площта на облъчената повърхност. При експеримент тези показатели се определят лесно. В непредвидени случаи (аварии), за да се определи дозата и радиационната мощност, е необходимо да се симулират условията на радиационно облъчване, да се използват фантоми, математически изчисления и други методи. В този случай данните за погълнатите дози се получават приблизителни. Поради това използването на физични методи за диагностика на принципа доза-ефект в клиничната ветеринарна медицина е практически ограничено и изисква потвърждение с други методи.
Най-широко използваните биологични диагностични методи се основават на изследване на връзката доза-ефект, показатели за функцията и структурата на целия организъм, отделни органи, тъкани, клетки и субклетъчни образувания. Предимството на биологичните методи е, че те могат да поставят диагноза радиационно увреждане с неравномерно, смесено и комбинирано облъчване без физическа дозиметрия. Те позволяват диференцирана оценка на пострадиационните реакции, като се вземат предвид допълнителните фактори на облъчване, функционалното състояние на организма и степента на индивидуална радиорезистентност. Техният недостатък е фазовият характер на промените в показателите за състоянието на организма през различните периоди на лъчева болест.
От гледна точка на оценка на икономическото използване на засегнатите животни най-висока стойносте с диагноза остра лъчева болест. В този случай хематологичните показатели стават важни: съдържанието на хемоглобин, червените кръвни клетки в периферната кръв, степента на левкопения, лимфопения, тромбоцитопения, скоростта на коагулация на кръвта и други реакции на кръвоносната система. Необходимо е да се вземе предвид степента на клиничната изява и патологичните и анатомични промени, характерни за хеморагичния синдром.
Разработват се цитогенетични методи: определяне на честотата и естеството на хромозомните аберации на кръвните клетки, хемопоетичния костен мозък, мукозния епител, зародишния епител на тестисите и други органи.
Предотвратяване на радиационни увреждания. Предотвратяването на радиационни увреждания включва защита на животните от излагане на йонизиращо лъчение. Има физическа защита, фармакохимична и биологична защита.
Физическият метод на защита е най-радикален и надежден. Тя включва приютяване на животни на закрито. В зависимост от плътността на строителните материали, нивото на радиационно излагане на тялото се намалява 10 пъти или повече. Възможно е да се защитят органите и тъканите локално, т.е. локално. За да направите това, върху отделни области на тялото се прилагат оловни плочи или други плътни материали. На първо място е необходимо да се предпазят корема, далака, черния дроб, гърдите и таза. Степента на оцеляване на животните при използване на местна защита може да се увеличи с 50% или повече.
Въпреки това, този метод на защита не винаги може да се използва, тъй като понякога не е възможно да се поставят всички животни в животновъдни сгради с коефициент на затихване, равен на най-малко 10, и още повече, че не е възможно да се извърши локална защита на органи и тъкани на едър добитък.
Фармакохимичната защита се състои в значително намаляване на вредното въздействие на радиацията с помощта на така наречените радиопротектори.
Радиопротекторите са вещества, които при приложение на животните 10...60 минути преди облъчването ги предпазват с 50...100% от дози, причиняващи 100% смърт при контролата. Има много теории, обясняващи защитния механизъм. Но тъй като патогенезата на лъчевата болест е много сложна и причината за смъртта на животните е
Биологична защитае да се използват адаптогени, т.е. вещества, които повишават общата устойчивост на организма към радиация. Те включват елеутерокок, прополис, женшен, мумио, китайски лимонник, микроелементи и др.
Механизмът на действие на адаптогените може да включва: отслабване на морфологичните и биохимичните прояви на реакцията на стрес;
Лечение на лъчева болест.Патологията на лъчева болест се характеризира с различни симптоми. Следователно лечението трябва да бъде цялостно, като се използва заместваща и функционална терапия. Но трябва да се има предвид, че колкото по-висока е дозата на радиация, толкова по-тежка е лъчевата болест, толкова по-малък е терапевтичният ефект.
Лечение на животни с външно облъчване. На първо място, при лечението на такива животни е необходимо значително да се подобрят условията им на живот. Избягвайте хипотермия и прегряване на животните. Лечението се провежда, като се вземе предвид общото състояние на еметика и в съответствие с периодите на лъчева болест.
В първите дни след облъчването се предписват антибиотици
предотвратяване на инфекциозни усложнения: бицилин-3. За да се избегне пристрастяването към антибиотиците, те се сменят периодично. Сулфонамидните лекарства не се препоръчват за употреба. Тъй като по време на облъчването критичната система е кръвта, основната задача на заместителната терапия е да попълни клетъчните елементи на кръвта. За да направите това, животните се инжектират с кръв или кръвни заместители (преливат се гранулоцити). През този период, за да се намали интоксикацията, се препоръчва дифенхидрамин да се инжектира под кожата 2-3 пъти на ден.
За предотвратяване на кървене в периода на първични реакции се прилага интравенозно 10% воден разтвор на калциев хлорид, както и витамини Р и К за укрепване на стените на кръвоносните съдове и нормализиране на системата за коагулация на кръвта.
По време на латентния период на лъчева болест продължават да се използват средства, които укрепват стените. кръвоносните съдове, предписва се витамин С, който регулира нивото и интензивността на редокс процесите в клетките. Вместо витаминни добавки, животните могат да получат зелена трева (люцерна, смес от червена детелина и тимотейка), тревно брашно, приготвено по време на периода на цъфтеж.
Тъй като през този период, въпреки въображаемото външно благополучие, съдържанието на кръвни клетки продължава да намалява, витамин В12 се предписва за стимулиране на хемопоезата. Ускорява узряването на червените кръвни клетки в костния мозък и влияе върху синтеза на хемоглобин. За да се намали интоксикацията, димедролът продължава да се прилага и антибиотиците продължават за предотвратяване на инфекциозни усложнения.
В допълнение към антибиотиците и витамините са показани адстрингенти като танини, както и калиев перманганат. Добре е да се предпише извлек или запарка от коприва. Съдържа витамини С, К, каротин, дъбилни вещества и фитонциди. Копривата има кръвоспиращи свойства. Има нежно стягащо действие. Освен това е и диуретик.
2 (2 часа). ФИЗИЧЕСКИ ОСНОВИ за...
Дозиметрията (на йонизиращо лъчение) е клон на приложната ядрена физика, предмет на изследване, който е определянето на физическите величини, характеризиращи ефекта на йонизиращото лъчение (виж Йонизиращо лъчение) върху околната среда, както и разработването на методи и средства за измерване тези количества. Обхватът на дозиметричните задачи включва: измерване и изчисляване на дози (виж Дози на йонизиращо лъчение) в полетата на източници на радиация и в биологични обекти (тъканна дозиметрия), измерване на активността и др.
Дозиметрията се основава на измерване на йонизацията, която радиацията произвежда във въздуха или газа, или на измерване на радиационната енергия, погълната от среда.
Отрицателните и положителните йони, образувани по време на йонизацията на газовата среда, започват да се движат в електрическото поле към съответните електроди и във веригата възниква електрически ток, чиято стойност се измерва със записващо устройство.
Методите за измерване на погълнатата енергия в плътни среди се основават на редица физични явлениясъпътстващи преминаването на радиация през материята. Най-старият метод за регистриране на йонизиращи лъчения е фотографският. Този метод предостави първата информация за нов вид енергия. Фотографският филм може да се използва и за измерване на нивата на дозата, тъй като степента на почерняване на филма е пропорционална на погълнатата енергия. Сцинтилационният метод се основава на регистрирането на светлинни проблясъци (сцинтилация), които се излъчват от молекули, възбудени от йонизиращо лъчение. Светлинните мигания се записват (виж) (PMT), включени в съответната електронна схема. Химическият метод на дозиметрия е да се идентифицират необратими химични промени, които настъпват под въздействието на радиация в дадено вещество, най-често в водни разтвори. За тези цели широко се използва реакцията на превръщане на двувалентно желязо в тривалентно желязо (в феросулфатен дозиметър). Регистрирането на необратими химични промени се извършва чрез различни физически или химични методи. Методите на луминесцентната дозиметрия стават все по-широко разпространени, тъй като под въздействието на йонизиращо лъчение в някои вещества се образуват скрити центрове на луминесценция (луминесценция), които се появяват при последващи светлинни (фотолуминесценция) или термични (термолуминесценция) ефекти върху облъчените вещества. В този случай блясъкът се записва от фотоумножител. Използването на полупроводници за целите на дозиметрията е най-точният, но технически сложен дозиметричен метод, който се състои в директно измерване на топлинна енергия, в която в крайна сметка се преобразува радиационната енергия.
От особен интерес е тъканната дозиметрия; тъй като директното измерване на погълнатите дози в жив организъм е невъзможно, се изготвят тъканно-еквивалентни фантоми (виж) на хора или животни, вътре в които радиацията се измерва по един от методите, описани по-горе.
Определянето на активността на радиоактивните лекарства, използвани за лечение на тумори, изследване на процесите на транспорт и метаболизъм в организма и др., се извършва чрез измерване на броя на частиците, излъчени от лекарството за единица време. Този клон на дозиметрията се нарича радиометрия. Вижте също Дозиметричен мониторинг, Дозиметри за йонизираща радиация, Броячи на ядрена радиация.
Дозиметрията е дял от приложната ядрена физика, който изследва йонизиращото лъчение, физическите величини, характеризиращи радиационното поле или взаимодействието на лъчението с материята, както и принципите и методите за определяне на тези величини. Дозиметрията се занимава с онези физически количества йонизиращо лъчение, които определят неговите химични, физични и биологични ефекти.Най-важното свойство дозиметрични величини – установена зависимост между измерфизическо количество
и очаквания радиационен ефект.
ИСТОРИЯ НА РАЗВИТИЕТО НА ДОЗИМЕТРИЯТА
Въпреки това, първата ясна идея за физически базирана концепция за дозата, доста близка до съвременната, е разработена от швейцарския лекар и физик Кристен в статията „Измерване и дозиране на рентгенови лъчи“. Преди да започнат да се използват физични методи в дозиметрията, се използват биологични дозиметрични методи. Така откритите и впоследствие добре проучени ранни лезии на кожата при хора, работещи с йонизиращо лъчение, послужиха като основа за предложенията на водещи световни радиолози за ограничаване на професионалното облъчване.
Впоследствие тези въпроси започват да се разглеждат от специално създадени национални комитети за защита от йонизиращи лъчения, които са създадени през 1921 г. в много страни. „През тези години беше въведена такава единица рентгеново лъчение като рентген. През 1925 г. американският рентгенолог Матчелър препоръча доза, равна на 340 R (около 100 mR / ден) като допустима (поносима) доза на. Въпреки това, едва през 1934 г. Международната комисия за защита от рентгенови лъчи и радий, която е създадена през 1928 г. (сега Международната комисия за радиологична защита (ICRP), за първи път препоръчва на националните правителства да приемат толерантна доза от 200 mR/. През 1936 г. тази комисия намалява посочената доза до 100 mR/ден.
С по-нататъшното натрупване на научни данни за ефектите на йонизиращото лъчение, по-специално за намаляването на продължителността на живота на опитни животни, терминът толерантна доза беше заменен с по-предпазлив - изключително допустима доза(правила за движение). Още през 1948 г. ICRP препоръчва намаляване на максималната граница на експозиция за професионалисти до 50 mR/ден (6 Sv за 40 години работа), формулирайки концепцията за максималната граница на експозиция като „доза, която не трябва да причинява значителни увреждания на човека тялото по всяко време на живота му.”
През 1953 г. Международната комисия за радиационни единици и измервания (която е създадена през 1925 г.) въвежда общоприложимо количество доза, абсорбираната доза, вместо рентгеновото лъчение, което започва да се използва като единица за експозиционна доза. През 1958 г., въз основа на нови научни данни, ICRP намали ограничението за шофиране до 0,6 Sv за хора под 30-годишна възраст. IN бившия СССР, през 1987 г. ограничението на трафика е ограничено до 50 mSv/година.
През 1997 г. Нормите за радиационна безопасност на Украйна (NRBU-97) за професионалисти (категория А - професионални работници, които постоянно или временно работят с източници на йонизиращо лъчение) приемат максимално допустима граница от 20 mSv/година за персонала (категория B - лица, които не работят директно с източници на йонизиращи лъчения, но поради условията на работа или живот могат да бъдат изложени на йонизиращи лъчения) - 2 mSv/година, и за населението - 1 mSv/год.
ФОРМИРАНЕ НА ДОЗАТА НА РАДИАЦИЯТА В БИОЛОГИЧНАТА СРЕДА
При формиране на дозата на облъчване в биологична средаПрави се разлика между директно йонизиращи частици и индиректно йонизиращи частици. Директно йонизиращите се частици са заредени частици: алфа частици(хелиеви ядра), бета частици(електрони, позитрони) и др., а индиректно йонизиращите частици са незаредени частици: неутрони, гама лъчи.
При облъчване на биологични индивиди се прави разлика между остро (проявяващо се с ранните ефекти на облъчването) и продължително (продължително), еднократно и многократно (фракционирано) облъчване. Както острото, така и продължителното облъчване може да бъде еднократно или фракционирано. Освен това е възможно хронично облъчване, което може да се разглежда като вид фракционирано облъчване, но произведено за дълъг период от време при много ниски мощности на дозите.
Дозата, генерирана от радиация в дадено вещество, може да бъде оценена чрез измерване, например, на повишаването на температурата, което причинява. Но дори и при дози, опасни за човешкия живот, освободената енергия не е достатъчна, за да загрее облъчения организъм с хилядни от градуса. Следователно, когато се изучава ефектът на радиацията върху биологични обекти, дозите се оценяват с помощта на по-чувствителни дозиметрични методи.
Разпределението на дозата във времето за радиация с различен линеен пренос на енергия (LET) може да варира значително и да има различни ефекти върху радиобиологичните ефекти на радиацията. Това е особено очевидно в дългосрочните последици от биологичните ефекти на радиацията на различни LETs, поради което се обръща сериозно внимание на определянето на времевото разпределение на дозата в радиобиологията.
Йонизиращото лъчение, взаимодействайки с материята, предава енергия към нея на малки, ограничени порции. Преносът на енергия е случаен процес. Енергията, прехвърлена към веществото при всеки акт на взаимодействие, също е произволна. Следователно енергията, погълната в определен обем от веществото, когато то се облъчва многократно при еднакви условия със същата доза йонизиращо лъчение от същия тип, строго погледнато, е малко по-различна. Необходимо е да се помни за фундаментално винаги присъстващите, но не винаги значителни флуктуации (спредове) на погълнатата енергия (и съответно на погълнатата доза).
При малки облъчени обеми, сравними по размер с обема на отделни клетки или субклетъчни структури, е възможна ситуация, при която флуктуациите на погълнатата доза са сравними и дори надвишават стойността на дозата. При такива условия сравнението на добива на индуцирани от радиация ефекти с погълнатата доза става двусмислено и става необходимо да се вземат предвид тези колебания. Флуктуациите са толкова по-значителни, колкото по-малък е обемът, в който се оценява погълнатата доза, и колкото по-голяма е LET стойността на радиацията, формираща тази доза.
В случай на образуване на така наречените „ниски дози“ радиация (в микродозиметричното разбиране на този термин, което не винаги съвпада с неговото биологично разбиране), броят на чувствителните микрообеми, проникнати от следи от йонизиращо лъчение в облъчените обект е значително по-малко от тях общ брой. В този случай наблюдаваната средно линейна промяна в степента на проява на един или друг радиобиологичен ефект от дозата на облъчване е свързана просто с увеличаване на броя на чувствителните микрообеми, проникнати от радиационни следи, а не с действителната линейна естеството на зависимостта от дозата на резултата от този ефект.
Подобна ситуациянай-често се прилага при нормални условия на професионално облъчване и когато хората са изложени на радиация фонова радиацияЗемята, която, както е известно, генерира погълнати дози радиация на ниво стотици милигрей годишно (mGy/година). Това означава, че в течение на една година много рядко през чувствителните обеми на отделните клетки на човешкото тяло преминават повече от една следа, а през друга част от тях през същото време не преминават никакви следи.
Количествената радиобиология, напротив, най-често изучава ефекта на радиацията при условия, когато всеки чувствителен микрообем в облъчения биологичен обект е проникнат голям бройследите и увеличаването на дозата на облъчване съответства на условието за увеличаване на броя на следите през всеки от неговите чувствителни микрообеми.
ОСНОВНИ ФИЗИЧНИ ВЕЛИЧИНИ НА ДОЗИМЕТРИЯТА
Основната причина за радиационните ефекти е поглъщането на радиационна енергия от облъчения обект, а дозата, като мярка за погълната енергия, е основната дозиметрична величина. Следователно основната физична дозиметрична величина, използвана за оценка на въздействието на радиацията върху околната среда, е погълнатата доза радиация.
Абсорбирана радиационна доза (D)- това е стойност, определена от радиационната енергия (J) на погълнатата единица маса (kg) на облъченото вещество. Единицата доза в системата SI е грей (Gy):
D = 1J/1kg=1 Gy.
Грей е доза йонизиращо лъчение, при която енергия от 1 J се предава на участък от вещество с тегло 1 kg. Извънсистемната единица е "rad".
1 rad = 0,01 Gy.
Погълнатата доза характеризира не самата радиация, а степента на нейното въздействие върху околната среда.
По принцип един и същ радиационен поток в различни среди и дори в различни части на една и съща среда може да генерира различни стойности на абсорбирана доза. Следователно, когато говорим за погълната доза, трябва да посочим в каква среда е образувана: във въздух, вода или мека биологична тъкан.
При тези условия предизвиканите биологични ефекти не зависят от фактори като мощност на дозата, нейното разпределение, условия и ритъм на облъчване. Добивът на ефектите се определя само от общата натрупана доза (независимо от времето на облъчване), т.е. ефектите от радиацията ще бъдат еднакви при излагане на дадена доза веднъж или при приемане в продължение на няколко дни, месеци или дори година. Степента на тежест на ефекта ще бъде повлияна само от пространственото разпределение на актовете на йонизация и възбуждане, създадени в пистите, т.е.
линеен пренос на енергия (LET) на йонизиращо лъчение. Ето защо за такива състояния е въведена специална стойност на дозата, която отчита и двата фактора - еквивалентната доза. Тази стойност може недвусмислено да свърже добива на радиационни последици от излагането на радиационната доза.Еквивалентна доза (N)
се определя като произведение на погълнатата доза (D) на даден вид лъчение от средната стойност на тегловния коефициент (фактора на качеството) на йонизиращото лъчение (WR) в даден елемент - обемът на биологичната тъкан. Стойностите на WR за различни видове радиация са представени в таблица 1. Тази доза е мярка за тежестта на стохастичните ефекти на радиацията. Приложим е за оценка на радиационната опасност от хронично излагане на радиация с произволен състав (и остро облъчване с доза под 0,25 сиверта) и се определя по формулата:
H = D W R
Единицата за еквивалентна доза в системата SI е сиверт (Sv). Сивертът е равен на еквивалентната доза, при която произведението на дозата йонизиращо лъчение, погълнато в биологичната тъкан, от средната стойност на тегловния фактор за това лъчение е равно на 1 J/kg. Несистемната единица е "rem" (биологичният еквивалент на рентгенова снимка). 1 рем = 0,01 Св. От дефиницията следва, че за облъчване с WR = 1 се реализира еквивалентна доза от 1 Sv при погълната доза от 1 Gy, т.е. за този случай 1 Sv = 1 Gy. Ако W R е различно от 1, тогава в биологичната тъкан ще се образува еквивалентна доза от 1 Sv, когато погълнатата доза в нея е равна на (1/W R) Gy. Допуска се сумиране на еквивалентни дози за оценкаобщо ниво
експозиция за дълъг период от време, ако всяка единична доза, получена по време на фракционирана остра експозиция през това време, не надвишава 0,25 Sv.
| Таблица 1 - Стойности на коефициентите на радиационно тегло (W R) |
|
Тип радиация и енергиен диапазон |
|
Електрони (позитрони) и мюони, всички енергии |
|
Протони с енергия > 2 MeV |
|
Неутрони с енергия< 10 кэВ |
|
Неутрони с енергия от 10 keV до 100 keV |
|
Неутрони с енергия от 100 keV до 2 MeV |
|
Неутрони с енергия от 2 MeV до 20 MeV |
|
Неутрони с енергия > 20 MeV |
|
Алфа частици, фрагменти от делене, тежки ядра на отката |
За смесено облъчване еквивалентната доза се определя като сбор от произведенията на погълнатите дози отделни видовелъчения чрез съответните стойности на тегловните коефициенти на тези лъчения.
За дадена еквивалентна доза радиация вероятността от стохастични последствия зависи от облъчената тъкан или орган. Поради това е въведен друг коефициент, който отчита спецификата на различните тъкани от гледна точка на вероятността за предизвикване на стохастични ефекти на облъчване в тях - коефициентът на тъканно тегло (W T). Текущо приетите стойности на W T са представени в таблица 2 и се използват изключително за изчисляване на ефективната доза. Коефициентите за претегляне на тъканите се въвеждат въз основа на концепцията за безпрагово действие на радиацията и техните стойности съответстват на изхода на стохастичните последствия заразлични органи
и тъкани, получени на базата на линейна екстраполация на наличните данни от района на високи дози радиация (тъй като реалният добив на стохастични последствия в района на ниски дози е неизвестен).
| Таблица 2 - Стойности на коефициентите на тъканно тегло (W T) |
|
Тъкан или орган |
0.20 |
Гонади (полови жлези) |
0.12 |
Червен костен мозък |
0.12 |
Дебело черво |
0.12 |
белите дробове |
0.12 |
Стомах |
0.05 |
Пикочен мехур |
0.05 |
Млечна жлеза |
0.05 |
черен дроб |
0.05 |
хранопровод |
0.05 |
Щитовидна жлеза |
0.01 |
кожа |
0.01 |
Костна повърхност |
0.05 |
Други тъкани и органи (надбъбречни жлези, бъбреци, мозък, екстраторакални дихателни пътища, мускули, матка, далак, тънки черва, панкреас и тимусни жлези) |
1.00 |
Цялото тяло
За разлика от стохастичните ефекти, нестохастичните (детерминистични) ефекти се появяват само когато се приемат определени дози (Таблица 3).
| Таблица 3 - Стойности на дозите, под които се изключва появата на нестохастични (детерминистични) ефекти |
Орган, тъкан |
(детерминистичен) ефект |
Други тъкани и органи (надбъбречни жлези, бъбреци, мозък, екстраторакални дихателни пътища, мускули, матка, далак, тънки черва, панкреас и тимусни жлези) |
Доза, Gy |
|
Повръщане |
костен мозък |
|
Щитовидна жлеза |
Смърт Физическият смисъл на понятието ефективна доза е следният: стойностефективна доза (E) съответства на ниво на равномерно облъчване на целия организъм, при което общият добив на стохастичните ефекти на облъчването ще бъде същият като в случай на локално облъчване на орган (T) с еквивалентна доза с магнитуд (N): Единицата ефективна доза в системата SI също беше приета за сиверт (Sv). При равномерно облъчване ефективната доза е равна на еквивалентната доза. За неравномерна експозиция ефективната доза е равна на произведението на еквивалентната доза и тегловния фактор на тъканта или е равна на еквивалентната доза (за еднаква експозиция), която създава същия риск от неблагоприятни ефекти. Невъзможно е да се измери ефективната доза радиация на тялото. Изчислява се като сумата от продуктите на еквивалентните дози (H) в отделни органи и тъкани със съответните стойности на тегловните коефициенти (W T), посочени в таблица 2. Ефективната доза е мярка за добива на стохастични последици от биологичните ефекти на ниски дози радиация върху даден индивид, т.е. това е мярка за индивидуална опасност, причинена от ефекта върху тялото на малки дози йонизиращо лъчение. За фотонното лъчение в дозиметрията е въведена специфична стойност - експозиционна доза. Числено, той е равен на абсолютната стойност на общия заряд на йони със същия знак, образувани в единица маса въздух с пълно забавяне на електрони и позитрони, освободени от фотони (рентгеново лъчение). Тоест това е въздушно-еквивалентна доза, която не е предназначена за дозиметрия в вещество. | Единицата за измерване на експозиционната доза в системата SI е кулон/kg (C/kg), несистемната единица е рентген (R). Абсорбира се |