Лекция
«Ионизирующее излучение. Дозиметрия».
(для лечебного факультета)
I. Дозиметрия ионизирующего излучения. Основные понятия дозиметрии. Дозовые характеристики, их виды.
Дозиметрия (измерение доз) – раздел радиационной медицины, физики и измерительной техники, который изучает действие ионизирующих излучений на живые и неживые объекты, а также методы и приборы измерения излучений. К ионизирующим излучениям относят жесткое рентгеновское излучение, α, β, ɤ - излучения, а также, потоки протонов и нейтронов.
Основные понятия дозиметрии:
1. Поглощенная энергия (Епогл) – это энергия излучения, которая поглощена в облучаемой среде и преобразована в ней в другие виды энергии.
Единица измерения: Епогл - [Дж].
2. Доза (D) – это количественная характеристика действия излучения по выбранному критерию (физическому, биологическому).
В медицине по видам доз различают 3 группы:
· Дозовые характеристики поглощения
· Дозовые ионизационные характеристики (экспозиционные дозы)
· Биологические дозовые характеристики.
Группа
Дозовые характеристики поглощения
К ним относятся:
а) Поглощенная доза (Dпогл) – это отношение средней поглощенной энергии в определенном объеме к масс вещества в этом объеме.
Системные единицы измерения: Гр (грей);
Внесистемные единицы измерения: (рад) - (радиационная абсорбированная доза) при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию 0,01 Дж.
1 Гр = 100 рад
б) Мощность поглощенной дозы (Nпогл) – это отношение поглощенной дозы ко времени ее поглощения.
в) Интегральная поглощенная доза (Dинт) – характеризует действие излучения на весь объект.
При равномерном облучении: Dинт = Dпогл · m
При неравномерном облучении: Dинт =
Группа
Дозовые ионизационные характеристики (экспозиционные дозы).
Они вводятся потому, что значение поглощенной дозы для конкретного вещества на конкретной глубине зависит от вида и состава вещества. Для упрощения расчетов дозовых характеристик были введены стандартные вещества – эталоны.
Для "R – излучения": в России – сухой воздух
в США – углерод
Для нейтронного излучения: специальная газовая смесь.
а) Экспозиционная доза(Х) для R и ɤ - излучений– это энергетическая характеристика излучения, оцениваемая по эффекту ионизации сухого атмосферного воздуха.
Q – суммарный электрический заряд положительных ионов.
Системные единицы измерения: – т.е. на 1 кг сухого воздуха образуются ионы с общим суммарным зарядом в 1 кл.
Внесистемные единицы измерения: R (рентген).
1 = 3880 рентген [ R ]
Х > 500 R опасна для человека. При пассивном лечении (без пересадки костного мозга) такая доза дает 50% -ую смертность.
б) Мощность экспозиционной дозы (Nэксп ) – это изменение экспозиционной дозы с течением времени.
Системные единицы измерения:
Внесистемные единицы измерения: и т.д.
II. Количественная оценка биологического действия ионизирующего излучения. Эквивалентная доза.
Группа
Биологические дозовые характеристики.
Используются для оценки биологического действия излучения
Различают три характеристики:
а) Показатель относительной биологической эффективности (ОБЭ) – это безразмерная величина равная отношению поглощенной дозы стандартного излучения к поглощенной дозе данного излучения при условии, что обе дозы дают один и тот же биологический эффект.
б) Коэффициент качества (К или КК) – это узаконенное международным стандартом значение показателей ОБЭ, округленное до целого числа. Значения «К » даются в специальных таблицах для разных излучений.
в) Эквивалентная доза (H) – это такая доза, которая создает биологический эффект, аналогичный при облучении эталонным излучением. Она количественно оценивается произведением поглощенной дозы данного излучения на коэффициент качества этого излучения.
H = Dпогл · К
Системные единицы измерения: - зиверт – это единица эквивалентной дозы любого излучения, дающего биологическим тканям тот же биологический эффект, что и доза в 1 Гр стандартного биологического излучения.
Внесистемные единицы измерения: [ бэр ] – биологический эквивалент рентгена. .
Помимо эквивалентной дозы «H » биологическое действие зависит от энергии отдельных частиц. Так, одинаковые дозы ɤ - лучей, рентгеновских лучей и нейтронов не одинаково опасны.