ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
В 1895 году знаменитый немецкий физик Вильгельм Рентген открыл неизвестные до того лучи. Эти лучи проникали через различные материалы и мягкие ткани человеческого тела. Рентген назвал их Х-лучами (этот термин до сих пор используется во многих странах). После этого, в 1896 году, французский учёный Анри Беккерель, изучая свойства солей урана, обнаружил, что они испускают невидимые лучи. Вслед за Беккерелем Мария и Пьер Кюри открыли вещества Полоний и Радий, испускающие подобные лучи. Так появляется новая область физики, занимающаяся исследованием ионизирующего излучения.
ДАННЫЕ, ПОДЛЕЖАЩИЕ ВКЛЮЧЕНИЮ В РАДИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В широком смысле радиация — это передача энергии в форме различных волн или частиц через материальную среду. Чтобы прояснить вопросы, какова форма радиации, как она влияет на организм человека и др., давайте ознакомимся с некоторыми понятиями. . Строение атома, изотопы Вся материя состоит из атомов. Можно сказать, что вся масса атома состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, сосредоточенных в его ядре. Вокруг ядра движутся отрицательно заряженные частицы, называемые электронами. Обычно атомы имеют равное количество протонов и электронов. Величина электрических зарядов протонов и электронов одинакова, но их знаки противоположны. Поэтому атомы электрически нейтральны.
Radioaktivlik
Некоторые нуклиды стабильны и не претерпевают никаких превращений в отсутствие внешнего воздействия. Подавляющее большинство нуклидов нестабильны и самопроизвольно распадаются. Разные ядра выделяют энергию по-разному — в форме электромагнитного излучения и/или потока частиц. Процесс самопроизвольного распада нестабильных нуклидов называется радиоактивностью. Распадающийся с испусканием излучения нестабильный нуклид называется радионуклидом. Для определения количественных характеристик радиоактивности какого-либо количества радионуклида используется понятие активности. Что такое активность? Активность представляет собой число распадов какого-либо количества радионуклида в единицу времени и измеряется в беккерелях (Бк). 1 БК – активность материала, соответствующая 1 распаду материала в секунду. Время, за которое активность какого-либо радионуклида уменьшается вдвое в результате распада, называется периодом полураспада этого радионуклида. Тип испускаемого излучения, его энергия и период полураспада ядра специфичны для каждого радионуклида. Например, период полураспада изотопа урана-238 составляет 4,47 миллиарда лет, а изотопа висмута-214 — 19,7 минут. Ионизирующее излучение – излучение, взаимодействие которого с окружающей средой приводит к образованию ионов и заряженных частиц разных знаков. Виды ионизирующего излучения Альфа-излучение состоит из положительно заряженных частиц, испускаемых тяжелыми ядрами, например ядрами таких элементов, как уран, радий, радон и плутоний. Эти частицы называются альфа-частицами и состоят из 2 протонов и 2 нейтронов. Фактически, альфа-частица — это атом гелия, потерявший два электрона (дважды ионизированный), или ядро атома гелия.
Альфа-частицы могут пройти в воздухе всего несколько сантиметров и полностью поглощаются обычным листом бумаги. Альфа-лучи не проникают через кожу. Если какое-либо вещество, испускающее альфа-частицы, попадает в организм, оно передает свою энергию окружающим клеткам. Проникнув через дыхательные пути и открытые раны, альфа-излучатели могут нанести вред человеку.
Бета-излучение состоит из электронов или позитронов, которые намного меньше альфа-частиц. Электроны имеют отрицательный электрический заряд, а позитроны — положительный.
Бета-излучение может проникать глубже и поглощаться находящимися на его пути металлической плитой или стеклом, а также обычной одеждой. Бета-излучение способно проникать в «зародышевый слой» кожи человека, где образуются новые клетки кожи. Если бета-излучатели остаются на коже в течение длительного времени, они могут вызвать ее повреждение.
Гамма-излучение – это электромагнитные волны. Частицы гамма-излучения называются гамма-квантами. Гамма-кванты не имеют электрического заряда.
Гамма-кванты способны перемещаться в воздухе на большие расстояния, и их проникающая способность значительна. Хорошими барьерами для гамма-излучения могут быть материалы высокой плотности, такие как бетон или свинец.
Существует два типа рентгеновского излучения: тормозное и характеристическое.
Тормозное рентгеновское излучение возникает в результате торможения электрически заряженных частиц. Например, при бомбардировке электронами металлической мишени в вакууме (рентгеновская трубка).
tormozlanması nəticəsində əmələ gəlir. Məsələn, metal hədəfin vakuumda (rentgen borusunda) elektronlarla bombardmanı zamanı.
Характеристическое рентгеновское излучение. Место электрона, покинувшего атомную орбиталь в результате какого-либо воздействия, занимает другой электроном с верхнего уровня (обладающий большей энергией). По такому же механизму вновь образовавшуюся вакансию занимает электрон с еще более высокого уровня. Во время каждого электронного перехода испускается фотон с энергией, равной разности энергий соответствующих уровней. Поскольку энергетические уровни (как и энергии испускаемых фотонов) специфичны для каждого атома и характеризуют его, поток испускаемых фотонов называют характеристическим рентгеновским излучением.
Рентгеновское излучение может блокироваться материалами высокой плотности, такими как свинец.
Нейтронное излучение состоит из нейтронов и не является ионизирующим излучением как таковым. Если нейтрон попадает в ядро, он может активировать его и высвободить гамма-кванты или заряженные частицы, тем самым косвенно производя ионизирующее излучение. Другой способ, которым нейтроны косвенно вызывают ионизирующее излучение, — это выбивание протонов в соединениях водорода в результате столкновений, что, в свою очередь, производит протонное ионизирующее излучение. Нейтроны обладают высокой проникающей способностью и могут быть поглощены только материалами с малым атомным весом, такими как вода, парафин и др.
Доза излучения
Вред, причиняемый излучением живому организму, зависит от количества энергии, передаваемой им ткани, и особенностей распределения этой энергии в ткани. Энергия излучения, поглощаемая единицей массы вещества, называется поглощенной дозой. Единицей измерения поглощенной дозы является Грэй. 1 Грэй (Гр) – доза, при которой 1 кг вещества поглощает 1 Дж энергии.
Различные виды излучения по-разному влияют на организм и ткани человека. Радиобиологические эффекты, вызываемые одной и той же поглощенной дозой, различаются в зависимости от вида ионизирующего излучения. Это связано с различными механизмами передачи энергии при взаимодействии частиц различных ионизирующих излучений с тканью. Для отражения разницы в способности различных видов радиации оказывать радиобиологическое действие вводится величина, называемая эквивалентной дозой.
Эквивалентная доза — это произведение поглощенной в органе или ткани дозы излучения на соответствующий коэффициент качества (Таблица 1) этого вида излучения. Для фотонов (рентгеновских и гамма-лучей) и бета-лучей этот коэффициент равен 1, а для альфа-лучей — 20. Это означает, что альфа-излучение оказывает в 20 раз больший биологический эффект, чем бета-излучение при одном и том же количестве передаваемой энергии. Эти коэффициенты представляют собой сравнение способности разных видов излучения создавать биологический эффект с фотонным излучением или показывают, какая доза поглощенного фотонного излучения (рентгеновского, гамма-излучения) в Грэях эквивалентна дозе данного поглощенного излучения (альфа-, бета-, нейтронное излучение) в 1 Грэй с точки зрения его способности создавать биологический эффект.
Таблица 1. Средние значения коэффициентов качества
Вид излучения и диапазон энергии | k |
Фотоны любой энергии | 1 |
Электроны и мюоны любой энергии | 1 |
Нейтроны с энергией менее 10 кэВ | 5 |
от 10 кэВ до 100 кэВ | 10 |
от 100 кэВ до 2 МэВ | 20 |
от 2 МэВ до 20 МэВ | 10 |
Более 20 МэВ | 5 |
Протоны с энергией выше 2 МэВ (кроме протонов отдачи) | 5 |
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра | 20 |
Единицей измерения эквивалентной дозы является Зиверт (Зв).
Таблица 2. Значения взвешивающих коэффициентов для органов и тканей
Орган или ткань | wT | Орган или ткань | wT |
Половые железы | 0,20 | Печень | 0,05 |
Желудок | 0,12 | Пищевод | 0,05 |
Костный мозг (красный) | 0,12 | Щитовидная железа | 0,05 |
Легкие | 0,12 | Клетки костных поверхностей | 0,01 |
Толстая кишка | 0,12 | Кожа | 0,01 |
Молочные железы | 0,05 | Другое | 0,05 |
Мочевой пузырь | 0,05 | Итого: | 1 |
Органы и ткани человеческого организма обладают различной радиочувствительностью. Так, одна и та же доза одного и того же типа радиации, поглощенная в разных органах и тканях, может вызывать разные биологические эффекты в зависимости от характеристик этих тканей. Для учета этого вводится понятие эффективной дозы, которая определяется путем умножения соответствующих органу или ткани взвешивающих коэффициентов (Таблица 2) на значение эквивалентной дозы, поглощенной органом или тканью (их произведения), и суммирования значений, полученных для всех органов и тканей. Взвешивающие коэффициенты находят опытным путем при условии, что их сумма для всего организма не превышает 1.
Поскольку взвешивающие коэффициенты не имеют единицы измерения, эффективная эквивалентная доза измеряется в Зивертах, как и эквивалентная доза.
В отличие от эквивалентной дозы, эффективная эквивалентная доза характеризует вероятность возникновения радиологического эффекта во всем организме, а не в отдельных органах и тканях.
Радиационный фон, экспозиционная доза
Радиационный фон – это мощность дозы ионизирующего излучения от природных источников космического и земного происхождения, а также от искусственных радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека.
Радиационный фон остается относительно постоянным и влияет на все живое на Земле.
Радиационный фон имеет следующие составляющие:
а) естественный радиационный фон – ионизирующее излучение от природных источников космического и земного происхождения;
б) технологически измененный естественный радиационный фон — ионизирующее излучение от природных источников, претерпевших определенные изменения в результате хозяйственной деятельности человека;
в) искусственный радиационный фон вызван испытаниями ядерного оружия, отходами атомной энергетики и радиационными авариями.
Экспозиционная доза оценивается в кулонах на килограмм (Кл/кг) или рентгенах (Р) по вызванной излучением ионизации воздуха. 1 рентген — доза, при которой рентгеновское или гамма-излучение образует в воздухе 2,08×109 пар ионов в нормальных условиях.
Единицей мощности экспозиционной дозы является рентген/час.
Естественный радиационный фон на территории Азербайджанской Республики составляет до 20 мкР/ч.
Согласно нормативным документам по радиационной защите для населения, подвергающегося облучению сверх естественного радиационного фона, установлены следующие пределы дозы.
Пределы дозы для населения в нормальных условиях
а) годовая эффективная доза – 1 мЗв/г;
б) годовая эффективная доза для глазного хрусталика – 15 мЗв/г; и
в) годовая эффективная доза для кожи – 50 мЗв/г.
Пределы дозы облучения для населения в особых случаях
В особых случаях годовые дозы, получаемые соответствующими критическими группами населения, не должны превышать 5 мЗв в одном отдельно взятом году при условии, что среднегодовая доза, полученная в течение 5 последовательных лет, не превышает 1 мЗв.
Документы, регламентирующие радиационную безопасность населения.
Закон Азербайджанской Республики № 423-IQ «О радиационной безопасности населения» от 30 декабря 1997 года
Закон Азербайджанской Республики № 371 «О санитарно-эпидемиологическом благополучии» от 10 ноября 1992 года.
Символ радиационной опасности
При обнаружении какого-либо неизвестного объекта с нанесенным на него знаком радиационной опасности следует немедленно сообщить об этом в службу 112 Министерства по чрезвычайным ситуациям.
