Биологическое действие излучений

4.1 Поражения излучениями

Механизм взаимодействия различных видов излучения с биологическими тканями сводится к следующему. a- и b -излучения, проходя через живую ткань, производят ионизацию и возбуждают электронные уровни атомов организма на протяжении всего пробега.

Поглощение и рассеяние фотонов в живой ткани сопровождается выбиванием фотоэлектронов, рождением электрон-позитронных пар, которые действуют как b -излучение.

Тепловые (ультрамедленные) нейтроны, попадая в живую ткань, соединяются с протонами, превращает их в дейтроны с излучением фотона (2,2 МэВ) -
(4)
а попадая в ядро азота, выбивают протон и превращают его в радиоактивный изотоп углерода -
(5)
Действие оказывают продукты взаимодействия - фотоны и протоны.

Быстрые нейтроны при соударении с ядрами легких элементов передают им кинетическую энергию. Движущиеся с большой энергией ядра являются мощным ионизирующим фактором.

Один из главных факторов радиационного поражения - ионизирующее действие излучения. При ионизации молекул воды образуются свободные радикалы, являющиеся сильными окислителями. Они очень токсичны. Присоединяясь к углеводам, белкам, ферментам в неположенных местах, сильно изменяют химические свойства, могут превратить их в токсины.

Жизнедеятельность организма сопровождается расщеплением одних молекул и последующим синтезом других. При этом на некоторых этапах превращений промежуточные сложные молекулы находятся в очень активных состояниях - имеют отрезки с активными связями, к которым впоследствии должны будут присоединиться подготовленные в других местах фрагменты. Образовавшиеся из-за ионизирующего излучения ионы присоединяются к этим активным отрезкам и прерывают процесс производства жизненно важных молекул. Иногда организм вместо нужных молекул производит вредные.

Очень опасным фактором радиационного поражения является повреждение молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты, несущих наследственную информацию. Эти поражения сказываются на потомках. Кроме того, живые организмы, в том числе и человеческий являются самовосстанавливающимися системами. Организм производит непрерывный ремонт. Ремонтные функции - иммунитет - тесно связаны с наследственными подсистемами. При повреждении последних ослабляется сопротивляемость организма вредным воздействиям, не связанным с радиационным повреждениям. По этой причине часто бывает, что человек, получивший большую дозу облучения, вскоре погибает от обычных болезней, с которыми здоровый организм легко справляется.

Доза поглощенного излучения измеряется в греях (Гр). 1Гр=1 грей=1 Дж/1 кг.
Более мелкая доза - рад -
1рад=10-2Дж/1 кг=0,01 Гр.
Самая мелкая доза - 1 МэВ/г.

4.1 Решение задач

Задача 3 [1199Р]. Толщина h слоя перекрытия, ослабляющая данное ионизирующее излучение в два раза, носит название толщины слоя половинного ослабления. Во сколько раз ослабляет излучение слой, толщиной nh?

Задача 4 [1200Р]. Лучше всего нейтронное излучение ослабляет вода (в
4 раза лучше бетона и в 3 раза лучше свинца). Толщина слоя половинного ослабления нейтронного излучения для воды равна 3 см. Во сколько раз ослабит нейтронное излучение слой воды, толщиной 30 см?

Задача 5 [1202Р]. Средняя поглощенная доза излучения сотрудником, работающим с рентгеновской установкой, равна 7 мкГр за 1 час. Опасна ли работа сотрудника в течение 1 200 дней в году по 6 часов в день? Предельно допустимая доза равна 50 мГр в год?