Радиоактивность. Основной закон радиоактивного распада. Период полураспада

и эквивалентная дозы, единицы их измерения. Мощность дозы и активность.

Кривушин Александр Андреевич

Рязань 2018

превращаться в ядра атомов других химических элементом с выделением энергии

в виде α-, β- и γ- излучений.

собой различные сочетания чисел протонов Z и нейтронов N. По

существующим оценкам число атомных ядер может составлять ~ 7000. Атомные ядра делятся на две большие группы:
- стабильные ядра,
- радиоактивные ядра.

Природа радиоактивности

N-Z диаграмма атомных ядер

Из общего числа известных атомных ядер стабильными являются ~ 350 ядер.

= 82) и висмута 209Bi (Z = 83).

Природа радиоактивности

const) и разное число нейтронов.
Изотоны − атомные ядра, имеющие

одинаковое число нейтронов (N = const) и разное число протонов.
Изобары − атомные ядра, имеющие одинаковое массовое число A (A = Z + N) и разные числа нейтронов и протонов.

Природа радиоактивности

N
За единицу активности принимают число распадов, происходящих за 1

с в 1 г радия, находящегося в равновесии с продуктами распада. Эта единица активности называется «Кюри» и равна 3.7·1010 распадов в секунду. В СИ используется единица активности «Беккерель», которая равна 1 распаду в секунду.

Мария Склодовская Кюри
1867 - 1934

1 Кюри = 3.7·1010 распадов в секунду. 1 Беккерель = 1 распад в секунду. 1 Кюри = 3.7·1010 Беккерель.

Антуан Анри Беккерель (1852-1908)

Период полураспада - время, в течение которого первоначальное количество радиоактивных ядер уменьшается в два раза:

ионизационный эффект. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего

приходилось иметь дело с рентгеновским излучением, распространявшимся в воздухе. Поэтому в качестве количественной меры поля излучения использовалась степень ионизации воздуха рентгеновских трубок или аппаратов. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.

Дозиметрия

энергию излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице

массы атмосферного воздуха. Таким образом, экспозиционная доза представляет собой отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном объёме воздуха к массе воздуха в этом объёме.
В системе СИ единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица – рентген (Р). 1 Кл/кг = 3876 Р.

Дозиметрия

приложения, оказалось, что мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не

поддается простому определению из-за сложности и многообразности протекающих при этом процессов. Важным из них, дающим начало физико-химическим изменениям в облучаемом веществе и приводящим к определенному радиационному эффекту, является поглощение энергии ионизирующего излучения веществом.
В результате этого возникло понятие поглощенная доза.

Дозиметрия

массы любого облучаемого вещества и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего

излучения к массе поглощающего вещества.
За единицу измерения поглощенной дозы в системе СИ принят грэй (Гр) – такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1Дж. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад.

Дозиметрия

поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на

организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице длины пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы.

Дозиметрия

коэффициент – коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества.
Единицей

измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (до 1963 года - биологический эквивалент рентгена, после 1963 года - биологический эквивалент рада). 1 Зв = 100 бэр.

Дозиметрия

времени.



Дозиметрия

медицине

- это способ лучевого исследования функционального и морфологического состояния органов

с помощью соединений, меченых радионуклидами.

Эти соединения, используемые для медицинских целей, называют

радиофармацевтическими препаратами

Молекула этого вещества содержит и радионуклид и химическое вещество, которое разрешено для введения человеку с диагностической целью.

телом и фиксирующий в каждой точке интенсивность излучения, введенного в

организм пациента радиофармацевтического препарата + ФЭУ, куда поступают электрические импульсы.

виде кривых или наглядного изображения.

Радиоактивный йод дают натощак

и через сутки проводят сцинтиграфию.

Метастазы в костных тканях

таллий накапливается,в основном, в здоровом миокарде. Таллий вводят внутривенно и

при нормальном коронарном кровоснабжении миокард захватывает до 90% таллия.
Если же кровоток нарушен, то уровень таллия на этом участке заметно снижен.

или срез объекта, содержащего радиоактивные метки. Радиоактивные вещества, содержащиеся в

объекте, как бы сами себя фотографируют (отсюда название). После проявления места затемнения на пленке соответствуют локализации радиоактивных частиц.

Авторадиография - это выявление радиоактивно меченых молекул(ДНК, РНК или белков), основанный на их способности воздействовать на фотопленку.

фотопленка

Биоткань • • •

Радиоактивные метки

Следы от радиоактивного излучения

зависит от плотности вещества. Регистрируют поток до и после прохождения

объекта и получают сведения о средней плотности мягких тканей вещества

ПЭТ=позитронно-эмиссионный томограф

В основе ПЭТ: регистрация двух противоположно направленных гамма - квантов, одинаковых энергий, возникших в результате аннигиляции.

В организм пациента вводят позитронноизлучающий радионуклид

11

С

Т=20,4 мин

е

е

отличить живые участки миокарда от необратимых изменений
Оценка функциональных изменений головного

мозга при сосудистых заболеваниях.

Оценка эффективности химиотерапии

применением радона и радоновых вод.
222
86
Инертный газ радон без цвета,

вкуса и запаха используют для
Поверхностного воздействия на кожу (ванна)
Органы пищеварения (питье)
Дыхания (ингаляции)

Выход радоновых вод на поверхность

Действующий фактор: растворенный в воде инертный газ радон, распад которого сопровождается альфа-излучением. Период полураспада 3,825 суток.

Бк/л.
Стимулирует функцию коркового слоя надпочечников.
Изменяет проницаемость гематоэнцефалического барьера
Усиливает процессы

торможения !