Медицинские эффекты видимого и ультрафиолетового излучения

Медицина давно и широко применяет ультрафиолетовое излучение для диагностики и лечения заболеваний, с его помощью дезинфицируют помещения. Волны ближнего диапазона имеют бактерицидные свойства.

При облучении клетки тканей люминесцируют и обнаруживаются возбудители грибковых инфекций и клетки злокачественных опухолей.

УФ-излучение поглощается эпидермисом кожи и проникает на миллиметр внутрь – а в результате фотохимических реакций кожа выделяет биологически активные вещества, расширяются кровеносные сосуды и возникает незначительное покраснение кожи, вырабатывается витамин D3,

который регулирует обмен кальция и фосфора. Стимулируется работа нервной системы, обмен веществ и иммунитет, ускоряются процессы заживления, усиливаются защитные силы организма.

Рентгеновское излучение. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом, физические основы применения в медицине.

Рентгеновское излучение – электромагнитные волны с длинной от 80 до 10–5 нм.

Воздействие рентгеновского излучения на объекты определяется первичными процессами взаимодействия рентгеновского фотона с электронами атомов и молекул вещества.

Рентгеновское излучение в веществе поглощается или рассеивается. При этом могут происходить различные процессы, которые определяются соотношением энергии рентгеновского фотона hv и энергии ионизации А_и (энергия ионизации А_и – энергия, необходимая для удаления внутренних электронов за пределы атома или молекулы).

Одно из наиболее важных медицинских применений рентге­новского излучения — просвечивание внутренних органов с диаг­ностической целью (рентгенодиагностика).

Рентгенодиагностику используют в двух вариантах: рентгено­скопия — изображение рассматривают на рентген люминесцирующем экране, рентгенография — изображение фиксируется на фотопленке.

Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Взаимодействие α-, β- и γ-излучений с веществом. Радиолиз воды. Механизмы действия ионизирующих излучений на организм человека.

Радиоактивность- самопроизвольное превращение атомов одного элемента в атомы других элементов, сопровождающееся испусканием частиц и жесткого электромагнитного излучения

Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и от количества радиоактивных атомов в образце.

Проходя через вещество, заряженные частицы постепенно теряют энергию и скорость, поэтому плотность ионизации вдоль пути частицы возрастает и достигает наибольшей величины в конце пути. Процесс ионизации будет происходить до тех пор, пока энергия α- и β-частиц будет способна производить ионизацию. В конце пробега α-частица присоединяет к себе два электрона и превращается в атом гелия, а β-частица (электрон) может включиться в один из атомов среды или на какое-то время остается свободным электроном.

Гамма- кванты при прохождении через вещество теряют энергию практически за счет трех эффектов: фотоэлектрического поглощения (фотоэффект), комптоновского рассеяния (Комптон эффект), образования электронно-позитронных пар (образование пар). Относительная величина каждого из этих эффектов зависит от атомного номера поглощающего материала и энергии фотона.

Первичные продукты радиолиза воды – радикалы Н▪, ОН▪, еˉ_гидр. – располагаются в пространстве достаточно близко друг от друга, образуя своеобразные скопления «рои» небольшого объема, средний радиус которых около 1,5нм. Радиохимики называют эти скопления шнурами. В среднем на шнур приходится около 6 радикалов. Именно в шнуре происходит рекомбинация радикалов с образованием молекулярных продуктов – Н₂ и Н₂О₂.

Атаковать растворенные молекулы могут лишь те радикалы, которые не рекомбинируют, а выходят из шнура. Эти радикалы, а также молекулярные продукты радиолиза называют продуктами радиолиза воды, образование их отражает следующее суммарное уравнение:

где Н₃О⁺ - принятая форма записи пока Н⁺, уравновешивающего отрицательный заряд

гидратированного электрона.

Под воздействием ионизирующего излучения на орга­низм человека в тканях могут происходить сложные физические и биологические процессы. В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекуляр­ных связей и изменение химической структуры различ­ных соединений, что в свою очередь приводит к гибели клеток (прямое действие радиации).

Дозиметрия ионизирующего излучения.

Дозиметрия- это измерение дозы излучения

Существуют различные виды дозиметрии

1) Физическая

2) Химическая

3)Биологическая

Поглощенная, экспозиционная и эквивалентная дозы

Поглощенная- количество энергии, поглощенной в единице массы облучаемого вещества

Экспозиционная- отношение суммарного заряда всех ионов одного знака к массе воздуха в указанном объеме

Эквивалентная- поглощенная доза, усредненная по органу или ткани и взвешенная по качеству излучения