Особенности воздействия различных видов ИИ на организм

Основные понятия дозиметрии ИИ

Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество такой переданной организму энергии называется дозой.

Поглощенной дозой называется количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела (тканями организма). В системе СИ поглощенная доза измеряется в Греях (Гр), 1 Гр = 1 Дж/кг. Внесистемной единицей измерения является рад, 1 рад = 0,01 Гр.

При одинаковой поглощенной дозе воздействие разных видов излучения сильно отличается. Для учёта этого факта вводится понятие коэффициента качества излучения, отражающего способность данного вида излучения повреждать ткани организма (Табл. 1).

Таблица 1. Коэффициенты Q качества излучения

Эквивалентной дозой называется произведение поглощенной дозы на коэффициент качества излученияQ. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в Зивертах (Зв), 1 Зв = 1 Дж/кг для γ- и β-излучения и 0,05 Дж/кг для α-излучений. Внесистемной единицей измерения является бэр(биологический эквивалент рентгена) 1 бэр = 1 Р = 0,01 Зв.

Риск возникновения стохастических эффектов облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей, имеющих различную радиочувствительност, учитывается с помощью соответствующих коэффициентов D (Табл. 2).

Таблица 2. Коэффициенты D радиочувствительность органов и тканей

Примечание: «Остальное» состоит из надпочечников, головного мозга, верхнего отдела толстого кишечника (слепая кишка, восходящая и поперечная часть ободочной кишки), тонкого кишечника, почек, мышечной ткани, поджелудочной железы, селезенки, вилочковой железы и матки.

Эффективной дозой (E) называется сумма произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты D их радиочувствительности. В системе СИ эффективнаядоза измеряется в Зивертах (Зв).

Большинство приборов оперативного радиационного контроля построено на измерении ионизации воздуха под воздействием излучения.

Экспозиционная доза (Х) - мера ионизации воздуха в результате воздействия на него фотонов, равная отношению суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованного ионизирующим излучением, поглощенным в некоторой массе воздуха, к его массе. Единицы измерения – рентген (Р) и Кулон/кг. 1 Р γ-излучения производит в 1 см³ воздуха 2,08×10⁹ пар ионов. 1 Р соответствует дозе в 1 рад, поглощенной в биологической ткани (1 Р~1 рад).

Особенности воздействия различных видов ИИ на организм

Воздействие на организм α-частиц. α-частицы благодаря сравнительно большому заряду (+2) и большой массе испытывают частые столкновения с молекулами и атомами среды и растрачивают всю энергию на небольшом пути (рис. 1). Длина пробега α-частиц в воздухе не превышает 10 см, а путь, который они проходят в тканях человека, составляет десятые доли миллиметра. Поэтому роль α-радиоактивных нуклидов во внешнем облучении организма ничтожна. Но если такой радионуклид попал внутрь организма, то вся энергия α-частиц будет израсходована на небольшом отрезке, причем встретившиеся на их пути молекулы будут разрушены (превратятся в ионы или нейтральные химически очень активные частицы, свободные радикалы). Свободные радикалы вступают в новые химические реакции с молекулами, составляющими организм. Эти реакции носят цепной характер. В результате в организме накапливаются заметные количества чужеродных, часто сильно ядовитых веществ. Если число попавших в организм ядер α-радионуклида велико, может наступить его серьезное поражение - лучевая болезнь. Кроме того, при прохождении α-частиц через клетки организма (как и для β-частиц и γ-лучей) в них могут происходить нежелательные нарушения (мутации) наследственных структур. Эти нарушения могут стать причиной онкологических и наследственных заболеваний.

Воздействие на организм β-частиц могут оказаться опасными как при внутреннем, так и при внешнем облучении. Длина пробега β-частиц в тканях организма значительно больше, чем α-частиц. При этом разрушенные молекулы располагаются не так близко друг к другу, как в случае воздействия α-частиц, поэтому при одинаковой поглощенной дозе вред от воздействия β-частиц меньше.

Гамма-излученеие обладает намного более высокой проникающей способностью. Они проходят через ткани тела на значительно большие расстояния, чем α- или β-частицы. Вред от γ-излучения в большой степени может проявиться при внешнем облучении, даже тогда, когда источник γ-излучения расположен от организма на большом расстоянии.