Скачать презентацию
Идет загрузка презентации. Пожалуйста, подождите
Презентация была опубликована 10 лет назад пользователемЛиана Шилохвостова
1 ОСНОВЫ ДОЗИМЕТРИИ ОСНОВЫ ДОЗИМЕТРИИ Лекция 3. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЙ Носовский Анатолий Владимирович д-р. техн. наук, проф.
2 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений2 Фоновое облучение Источниками естественного облучения являются: космическое излучение; естественные радиоактивные вещества, находящиеся, как в материалах земной коры, так и в теле человека.
3 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений3 Фоновое облучение К дополнительному облучению приводит профессиональная деятельность человека: добыча и использование руд, содержащих естественные радионуклиды; производство энергии посредством сжигания угля, содержащего радионуклиды; глобальное загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами в результате испытаний ядерного оружия; наука и медицина, промышленность; использование самолетов, космические полеты; атомные электростанции и другие ядерные установки.
4 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений4 Фоновое облучение Средневзвешенная годовая эффективная доза облучения населения земного шара, без учета аварийных ситуаций, составляет около 4 мЗв. при медицинских обследованиях (30 %); природные источники ионизирующих облучений (70 %), где более 50 % дозы определяется наличием радона в воздухе жилых помещений. Главными источниками, которые формируют эту дозу, являются облучение:
5 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений5 Фоновое облучение Источник облучения Население ЗемлиНаселение Украины Средние годовые эффективные эквивалентные индивидуальные дозы и средний индивидуальный риск облучения за год населения Земли и Украины: Доза, мЗв Риск Естественный фон 1,1 6, ,0 5, Техногенный естест- венный фон, в т. ч.: 1,3 7, ,0 5, радон и торон в помещ. 1,3 7, ,05 5, удобрения в с/х – – 0,0075 4, выбросы угольных ЭС – – 0,002 1, пользование авто. транс. 0,001 – – – пользование авиа. транс. – 5, – –
6 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений6 Фоновое облучение Продолжение таблицы использование радио- люминесцентных товаров 0,001 5, – – Искусственные источ- ники облучения, в т. ч.: 4,0–1,0 2, ,5 8, Медицинское облучение (рентгенодиагностика, рентгено и радиотерапия) 4,0–1,0 2, ,4 7, выпадения от испытаний ядерного оружия 0,01 5, ,01 5, ядерная энергетика 0,0006 3, ,0014 7, Всего: 2,8–3,4 1, , ,5 2,0 10 4
7 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений7 Фоновое облучение Основными радиоактивными изотопами, которыми обусловлен естественный радиационный фон на Земле, являются: изотопы трех радиоактивных рядов ( 238 U, 235 U, 232 Th); и некоторые радионуклиды, не входящие в эти ряды ( 14 C, 40 K, 87 Pb и др.). Уровень радиации в различных местах земного шара различен в зависимости от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. Значительные природные уровни радиации существуют в Бразилии, на юго-западе Индии и в ряде других стран.
8 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений8 Пути воздействия излучений на организм Воздействие на организм ионизирующих излучений от внешних по отношению к нему источников. Воздействие ионизирующего излучения на организм человека можно условно подразделить на внешнее, контактное, внутреннее и хроническое. Внешнее облучение Однократное кратковременное облучение, когда организм получает значительную дозу. Острое облучение Постоянное действие ионизирующего излучения малыми дозами в течение длительного времени. Хроническое облучение Разновидность внешнего облучения, когда радио- активное вещество или ИИИ соприкасается с кожей. Контактное облучение Осуществляется радиоактивными веществами, попавшими внутрь организма через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт или через кожу. Внутреннее облучение
9 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений9 Пути воздействия излучений на организм Некоторые вещества поглощаются и накапливаются в конкретных органах, что приводит к высоким локальным дозам радиации: кальций, радий, стронций накапливаются в костях; изотопы йода вызывают повреждение щитовидной железы; равномерно распределяются изотопы цезия, рубидия, вызывая угнетение кроветворения, повреждение семенников, опухоли мягких тканей. При внутреннем облучении наиболее опасны альфа- излучающие изотопы.
10 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений10 Пути воздействия излучений на организм При проникновении радиоактивных веществ внутрь организма через органы дыхания в виде пыли, газов, паров часть из них осаждается на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, откуда затем может попасть в желудок. Инертные радиоактивные газы (аргон, ксенон, криптон и др.), попадая в легкие, через некоторое время полностью удаляются из организма. Присутствие их в воздухе определяет радиационную опасность только внешнего облучения. Наибольшую опасность представляют те, которые осаждаются в альвеолах легких (частицы размером менее 5 мкм), и особенно часть тонкодисперсных частиц (размер менее 1 мкм, до 70 % задерживается в легких), которые могут проникать в общий кровоток, а затем избирательно отлагаются в различных тканях.
11 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений11 Пути воздействия излучений на организм Степень опасности радионуклида характеризуется скоростью его выведения из организма. Время, в течение которого количество данного химического элемента в организме уменьшается вдвое вследствие физиологического обмена, называется периодом биологического полувыведения Т биол. Для радионуклида время нахождения в организме зависит также и от периода полураспада. Поэтому для радионуклидов введено понятие эффективного периода полувыведения. Эффективным периодом полувыведения Т эфф называется время, в течение которого количество радионуклида (его активность) в организме уменьшается вдвое:
12 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений12 Процессы, происходящие в биотканях Под действием радиоактивного излучения происходят изменения молекул, вызванные продуктами радиационного разложения (радиолиза) воды или растворенных веществ. При этом наиболее существенен процесс радиолиза воды, составляющей основную массу (до 70 %) вещества в клетках. Временной интервал, в течение которого проходят первичные реакции, чрезвычайно мал – около секунд. В результате образуются новые разновидности химических веществ в относительно больших количествах – свободные радикалы водорода Н и гидроксильный радикал OH. Свободные радикалы очень активны химически.
13 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений13 Процессы, происходящие в биотканях Вторичные реакции происходят в течение следующих 10 5 секунд после прохождения излучения через воду. За это время проходят три вторичные реакции: Проблема для живых биологических систем возникает при протекании третьей реакции и заключается в образовании пероксида водорода, ядовитого для клеток. Органические радикалы обладают большим количеством энергии, поэтому легко могут привести к разрыву химических связей в жизненно важных молекулах. В результате, вызванные свободными радикалами химические реакции вовлекают в этот процесс многие сотни и тысячи молекул, не затронутых излучением. H + H = H 2 (газ) H + ОH = H 2 O (вода) OH + OH = H 2 O 2 (перекись водорода)
14 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений14 Процессы, происходящие в биотканях Биологическое действие радиации на живой организм начинается на клеточном уровне. Ионизирующее излучение вызывает поломку хромосом, что приводит к изменению генного аппарата и к мутациям. нарушение функции кроветворных органов; увеличение проницаемости и хрупкости сосудов; расстройство желудочно-кишечного тракта; Под влиянием ионизирующих излучений в организме происходит: снижение сопротивляемости организма, его истощение; перерождение нормальных клеток в злокачественные и др.
15 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений15 Процессы, происходящие в биотканях Различают две категории радиационных эффектов: Имеют дозовый порог возникновения, развиваются у облученного индивида при достаточно высокой дозе излучения и степень их выраженности усиливается с ростом дозы. К ним относятся: нарушение воспроизводительной функции Детерминистские (нестохастические, соматические) эффекты повреждения кожи, помутнение хрусталика глаза (лучевая катаракта), дистрофические повреждения различных тканей и т. д.
16 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений16 Процессы, происходящие в биотканях Не имеют порога и могут развиваться при любых сколь угодно малых уровнях облучения как у индивида, непосредственно подвергшегося радиационному воздействию, так и в его потомстве и степень их выраженности не зависит от дозы. К ним относятся: Стохастические (отдаленные, вероятностные) последствия канцерогенные эффекты (лейкемия и другие формы злокачественных новообразований) генетические эффекты.
17 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений17 Процессы, происходящие в биотканях Разнообразные формы проявления поражающего действия радиации на организм называют лучевой болезнью. Острые поражения развиваются при однократном равномерном облучении всего тела и поглощенной дозе свыше 0,25 Гр. При дозе 0,25–0,5 Гр могут наблюдаться временные изменения в крови, которые быстро нормализуются. В интервале дозы 0,5–1,5 Гр возникает чувство усталости, менее чем у 10 % облученных может наблюдаться рвота, умеренные изменения в крови.
18 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений18 Процессы, происходящие в биотканях Нижний уровень развития легкой формы лучевой болезни возникает при дозе облучения, эквивалентной 1 Гр. Тяжелая форма лучевой болезни, при которой погибает половина всех облученных, наступает при дозе облучения, эквивалентной 4,5 Гр. Стопроцентный смертельный исход лучевой болезни соответствует дозе облучения, эквивалентной 5,5–7,0 Гр. Существует ряд противолучевых препаратов, которые при комплексном лечении позволяют исключить летальный исход при дозах около 10 Гр. Хроническая лучевая болезнь развивается при ежедневном общем облучении 1–5 мЗв и при достижении суммарной дозы 0,7–1 Зв. Процесс восстановления идет очень медленно после прекращения облучения.
19 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений19 Процессы, происходящие в биотканях К малым дозам относятся разовая эквивалентная доза 0,1 Зв и меньше, а к низким интенсивностям – мощность эквивалентной дозы ниже 0,1 Зв/год. При малых дозах облучения не имеется статистически обоснованных данных, позволяющих определить воздействие ионизирующих излучений на человека. Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) для целей радиационной защиты постулировала беспороговую зависимость доза – эффект: любому, сколь угодно малому уровню воздействия облучения соответствует отличная от нуля вероятность появления дополнительных новообразований.
20 Основы дозиметрии. Лекция 3. Биологическое действие излучений20 Процессы, происходящие в биотканях Изменения в организме в результате облучения не обязательно приносят вред. Примером положительного действия радиоактивного облучения является гермезис. Благоприятное действие излучения в малых дозах проявляется в: стимуляции прорастания семян и роста многих видов растений; стимуляции физиологической активности бактерий и клеток млекопитающих; увеличении продолжительности жизни насекомых и грызунов в условиях хронического облучения при низкой мощности дозы; снижении смертности от рака у человека; отсутствии каких-либо проявлений ухудшения здоровья, в том числе повышения онкологической заболеваемости среди населения, проживающего в условиях резко повышенного природного радиационного фона; угнетении живой клетки при помещении ее в условия уменьшения естественного радиационного фона.
Еще похожие презентации в нашем архиве:
© 2024 MyShared Inc.
All rights reserved.