Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Радиоактивные лекарственные препараты

1. Понятие радиоактивных препаратов

Радиоактимвные препарамты" (англ. radiopharmaceuticals; син.: радиофармпрепарамты, радиоиндикамторы, радиофармацевтимческие препарамты (соединемния, сремдства)) -- радиоактивные изотопы или их соединения с различными неорганическими или органическими веществами, предназначенные для медико-биологических исследований, радиоизотопной диагностики и лечения различных заболеваний, главным образом для лучевой терапии злокачественных опухолей.

Для диагностических целей применяются радиоизотопы, которые при введении в организм участвуют в исследуемых видах обмена веществ или изучаемой деятельности органов и систем, и при этом могут быть зарегистрированы методами радиометрии. Такие радиоактивные препараты, как правило, имеют короткий эффективный период полураспада, что обусловливает незначительную лучевую нагрузку на организм обследуемого.

Критерием выбора радиоактивных препаратов, предназначенных для лучевой терапии злокачественных новообразований, является возможность создания необходимой лечебной дозы ионизирующего излучения в области новообразования при минимальном воздействии на окружающие здоровые ткани. Такой эффект достигается путём применения радиофармпрепаратов в различных агрегатных состояниях и формах доставки в организм (растворы, суспензии, гранулы, иглы, проволока, аппликационные повязки и др.) и использованием наиболее подходящих по виду и энергии излучения изотопов.

радиоактивный препарат излучение

2 Классификация

Радиоактивные препараты подразделяются на открытые и закрытые:

· В закрытых препаратах радиоактивный материал заключен в защитное покрытие или капсулу, предотвращающую радиоактивное загрязнение окружающей среды и контакт с радиоактивным соединением пациента и персонала.

· В открытых препаратах осуществляется прямой контакт радиоактивного вещества с тканями организма и окружающей средой.

В леч. целях применяются и нек-рые открытые РФП. Одни из них избирательно накапливаются в том или ином патол. очаге. Напр., раствор натрия йодида с радионуклидом 131I вводят внутрь для лечения тиреотоксикоза и метастазов опухолей щитовидной железы. Другие непосредственно вводят в ткань, подлежащую облучению, напр. коллоидные растворы с радионуклидами 32Р, 90Y и 198Au - в лимф. сосуды и полости для лечения злокачественных опухолей. Основным действующим радиационным фактором в этих случаях является бета-излучение (см. Ионизирующие излучения), к-рое позволяет облучать патол. очаг при минимальном повреждении окружающих тканей.

Выбор радионуклида для РФП определяется основными радиационно-физическими характеристиками: периодом полураспада, к-рый должен по возможности соответствовать продолжительности диагностического исследования; типом и энергетическим спектром излучения, удобным для детектирования и коллимации и по возможности не обладающим сопутствующим излучением, создающим помехи для детектирования. Уровень облучения при радиодиагностических процедурах обычно не превышает тысячных долей грея, т. е. не представляет радиационной опасности для пациента.

Существует группа открытых Р. п., к-рые не вводят в организм, а используют для радиоиммунного анализа проб крови, мочи, желудочного сока и других жидкостей организма. Такие препараты, обычно меченные 125I, применяют для количественного определения содержания ферментов, гормонов, витаминов и белков, причем соответствующие тесты проще и чувствительнее обычных биохим. методов.

В целях обеспечения радиационной безопасности при использовании любых Р. п. необходимо соблюдать "Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений".

3. Список используемых радиоизотопов

	Период полураспада	Вид и энергия излучения [среднее значение]	Применение
			1731,9 кэВ
			1710,66 кэВ	для внутритканевой и внутриполостной лучевой терапии опухолей; при лечении полицитемии и связанных с ней нарушений
			1173,237 кэВ 1332,501 кэВ
				исследование функции лёгких, центральной и периферической гемодинамики и др.
			2280,1 кэВ	для внутритканевой и внутриполостной лучевой терапии (при лечении опухолей женских половых органов, рака слизистой оболочки рта и лёгкого, опухолей головного мозга и др.)
				диагностика опухолей головного мозга, изучение центральной и периферической гемодинамики и др.; исследование лёгких, печени, головного мозга и др.
			171,28 кэВ 245,40 кэВ	исследование лёгких, печени, головного мозга и др.
				исследование печени и др.
			606,3 кэВ	исследования йодного обмена, лёгких, головного мозга, функции почек, печени и др.; для лечения иодпоглощающих метастазов злокачественных опухолей щитовидной железы
			346,0 кэВ	исследование функции лёгких, центральной и периферической гемодинамики и др.
			672 кэВ (50,46 %)	при лечении опухолей женских половых органов, рака слизистой оболочки рта и лёгкого, опухолей головного мозга и др.
			535 кэВ (43,55 %)
			468,0688 кэВ 316,50618 кэВ
			308,45507 кэВ 295,9565 кэВ 316,50618 кэВ
				исследование лёгких, печени, головного мозга и др.; для внутритканевой и внутриполостной лучевой терапии опухолей
			411,80205 кэВ

4. История радиоактивных препаратов

С 1913 года, когда был открыт более или менее недорого способ добычи радия, и вплоть до начала войны радиация воспринималась людьми совсем не так, как сейчас, и этим активно пользовались многочисленные мошенники. В аптеках продавалось радиоактивное мыло, кремы для рук и лица, зубная паста и порошок с радием, напитки с торием, специальные приборы для добавления радия в питьевую воду, а в Европе и США существовали спа-радио-центры, где лечащиеся купались в радиоактивных ваннах и вдыхали соответствующие ингаляции.

На самом деле радиация, конечно, может быть полезной. Уоркс в своём исследовании обнаружил, что многие врачи уверены: радиацией можно лечить рак. Только вот успех и неудача соотносятся примерно как 1 к 100. Реальная полезность радиации началась с французского учёного Анри Кутара, который продемонстрировал в 1922 году на Всемирном конгрессе онкологии, что рак гортани на ранней стадии можно подавить радиоактивным излучением в столь малой дозе, что сторонних эффектов не будет наблюдаться. Он базировался на исследованиях Клода Рего. Последний провёл интересный опыт по стерилизации кролика. Облучённый обычными радиоактивными лучами кролик, конечно, стерилизовался, но заодно получал серьёзные травмы кожи и некоторых внутренних органов. А вот при разделении той же дозы на несколько в течении нескольких дней приводили к стерилизации - но без повреждений кожи.

Кутар продолжил исследования в этом направлении и в 1934 году (спустя 12 лет, отметим!) представил публике методику, которая и сегодня лежит в основе лучевой терапии. Он рассчитал дозы излучения, продолжительность, направленность воздействий на опухоли - в общем, не буду вдаваться в подробности, но процент людей, которым радиотерапия помогала избавиться от рака, возрос благодаря Кутару до 23%. В 1935 году его методика была официально введена в онкологических клиниках.

Были и другие удивительные радиоактивные штучки. Например, рентгеновские педоскопы. Из производила компания из английского города Сент-Олбанс. Педоскоп (или обувной флюороскоп) представлял собой ящик с установленными внутри рентгеновскими аппаратами. В нижней части располагалась ниша, куда ребёнок, которому покупалась обувь, ставил ножку. И для ребёнка, и для родителей сверху были предусмотрены окуляры, через которые на ножку в новом ботиночке можно было посмотреть. Родители, таким образом, видели ногу детёныша насквозь - и понимали, удобно ли косточкам внутри ботиночка, есть ли ещё место внутри, а то дети частенько не могли толком сказать, жмёт или не жмёт. В период популярности (начало 1950-х годов) в мире было установлено порядка 10 000 педоскопов, но в конце 1950-х их запретили в США, а спустя десятилетие - и в Европе. Последние 160 педоскопов функционировали до 1960 года в Швейцарии.

Список используемой литературы

1. Саксонов П.П., Шашков В.С., Сергеев П.В. Радиационная фармакология. -- М.: Медицина, 1976.

2. Бочкарев В.В. Радиоактивные препараты / Краткая медицинская энциклопедия. -- 2-е изд. -- М.: Советская Энциклопедия, 1989.

3. Большой Энциклопедический словарь. 2000

4. Медицинская энциклопедия 2009

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Нормативно-техническая документация на медицинские изделия и фармацевтические препараты, основные требования к ее составлению и оформлению, сферы и особенности практического применения. Системная классификация акушерско-гинекологических инструментов.

контрольная работа , добавлен 18.07.2011


История открытия радиоактивности. Виды ионизирующего излучения. Последствия облучения для здоровья. Радиоактивные лечебные препараты. Аспекты применения радиации для диагностики, лечения, стерилизации медицинских инструментов, исследования кровообращения.

презентация , добавлен 30.10.2014


Общее понятие про дженерики. Особенности патентной защиты оригинальных препаратов. Отличие копированного препарата от дженерика. Фармацевтическая, биологическая и терапевтическая эквивалентность дженериков. Биоэквивалентные лекарственные препараты.

реферат , добавлен 18.10.2011


Препараты метаболического действия. Ноотропные и нормотимические средства: классификация, методы получения. Механизм биологической активности. Нейротрансмиттеры и связанные с ними теории. Медицинские показания применения ноотропных препаратов.

курсовая работа , добавлен 28.01.2008


Использование сульфаниламидов, ко-тримоксазола, хинолонов, фторхинолонов и нитрофуранов в клинической практике. Механизм действия препаратов, спектр их активности, особенности фармакокинетики, противопоказания, лекарственные взаимодействия и показания.

презентация , добавлен 21.10.2013


Классификация противотуберкулезных препаратов Международного союза борьбы с туберкулезом. Комбинирование изониазида и рифампицина. Препараты гидразида изоникотиновой кислоты. Комбинированные противотуберкулезные препараты, их лекарственные взаимодействия.

презентация , добавлен 21.10.2013


Изучение характеристики, классификации и назначения лекарственных препаратов, которые используются при лечении атеросклероза. Исследование ассортимента антисклеротических лекарственных средств и динамики обращения в аптеку за препаратами данной группы.

курсовая работа , добавлен 14.01.2018


Нормальная и патологическая физиология. Рвотные и противорвотные лекарственные препараты. История открытия, классификация, механизм биологической активности, методы получения (синтез) и анализа рвотных и противорвотных лекарственных препаратов.

курсовая работа , добавлен 22.10.2008


Лекарственные средства для коррекции нарушений функций репродуктивной системы. Препараты женских и мужских половых гормонов и их синтетические аналоги. Классификация препаратов половых гормонов. Форма выпуска и механизм действия гормональных препаратов.

презентация , добавлен 15.03.2015


Лекарственные соединения, применяемые для лечения и предупреждения заболеваний. Неорганические и органические лекарственные вещества. Противомикробные, болеутоляющие, антигистаминные, противоопухолевые препараты, воздействующие на сердце и сосуды.

Работа добавлена на сайт сайт: 2016-06-20

Заказать написание уникльной работы

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Тема: Методы определения радиоактивности препаратов

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Вопросы: " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1. Абсолютный метод измерения радиоактивности

2. Расчетный метод измерения радиоактивности

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> 3. Относительный метод измерения радиоактивности

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Абсолютный метод измерения радиоактивности

Абсолютный метод применяют при отсутствии необходимых образцовых источников для измерения препаратов относительным методом или в случае неизвестного изотопного состава радионуклидов, содержащихся в исследуемой пробе.

При радиометрии препаратов абсолютным методом применяют установки, позволяющие регистрировать все бета-частицы, образующиеся при распаде радионуклидов, или точно установленную часть их. К таким приборам относятся установки с торцовыми или 4  -счетчиками (например, радиометр 2154-1М "Протока", УМФ-3 и др.). Измеряемый препарат помещают внутрь счетчика и со всех сторон окружают рабочим объемом газа. Благодаря этому улавливаются и регистрируются почти все бета-частицы, вылетающие из препарата, т. е. практически достигается почти 100 %-ная эффективность счета. Таким образом, при работе с таким счетчиком поправки на поглощение и рассеяние в препарате и подложке сводят к минимуму. Но детекторы подобного типа сложнее, чем газоразрядные счетчики.

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Для определения абсолютной активности на установках с 4 ;font-family:"Symbol"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-счетчиками исследуемый материал наносят тонким слоем на специальные пленки (ацетатные, коллоидные и др.) толщиной 10-15 мкг/см ;vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2 " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Для повышения точности измерения (лучше 10-15 %) пленки-подложки металлизируют нанесением металлического слоя с помощью специальных распылительных установок, например универсальной вакуумной распылительной установки УВР-2. Толщина нанесенного металлического слоя должна быть 5-7 мкг/см ;vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2 " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Коэффициент пересчета (К) в этом случае будет равен 4,5 ;font-family:"Symbol"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">10 ;vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-13 " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Ки/(имп/мин).

Расчетный метод измерения радиоактивности

Расчетный метод применяют, если для измерения используют установки с торцовыми счетчиками. Для этого препараты помещают под окошко счетчика на расстоянии 20-30 мм от него. Бета-излучатели с малой энергией следует располагать на расстоянии 6-7 мм от счетчика. Для сопоставления скорости счета с активностью вводят в результаты измерения ряд поправочных коэффициентов, учитывающих потери излучения при радиометрии.

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Абсолютную активность препаратов А ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">пр " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">(Ки) тонкого и промежуточного слоев определяют по формуле:

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> " xml:lang="en-US" lang="en-US">N ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">А ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">пр " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">=

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> 2,22 ;font-family:"Symbol"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">10 ;vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">12 ;font-family:"Symbol"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> " xml:lang="en-US" lang="en-US">KP ;font-family:"Symbol"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> " xml:lang="en-US" lang="en-US">mqr ;vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">где " xml:lang="en-US" lang="en-US">N ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0 " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> - скорость счета препарата (без фона), имп/мин; ;font-family:"Symbol"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> - коэффициент, учитывающий геометрический фактор измерения; ;font-family:"Symbol"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> - поправка на разрешающее время счетчика; К - коэффициент, учитывающий поглощение бета-излучения в слое воздуха и материале окошка счетчика; Р - коэффициент самопоглощения бета-излучения в материале препарата; ;font-family:"Symbol"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> - поправка на гамма-излучение при смешанном излучении; " xml:lang="en-US" lang="en-US">m " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> – масса измеряемого препарата; " xml:lang="en-US" lang="en-US">q " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> - коэффициент, учитывающий обратное рассеяние бета-излучения от алюминиевой подложки; " xml:lang="en-US" lang="en-US">r ;vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> - поправка на схему распада.

Коэффициент r , учитывающий поправку на схему распада, т. е. относительное содержание бета-излучения в препарате, для многих бета-излучателей равен 1. Для радионуклида калия-40 коэффициент г равен 0,88, так как из 100 % актов распада 88 % приходится на бета-распад, а 12 % - на К-захват, сопровождающийся гамма-излучением.

При определении удельной активности формула принимает вид:

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> 1 ;font-family:"Symbol"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">10 ;vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">6 ;font-family:"Symbol"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> " xml:lang="en-US" lang="en-US">N ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">А ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">пр " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">=

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> 2,22 ;font-family:"Symbol"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">10 ;vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">12 ;font-family:"Symbol"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> " xml:lang="en-US" lang="en-US">KP ;font-family:"Symbol"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> " xml:lang="en-US" lang="en-US">mqr ;vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">

где, 1  10 6 - переводной коэффициент при пересчете на 1 кг при измерении m в мг.

Относительный метод измерения радиоактивности

Относительный метод определения радиоактивности препаратов основан на сравнении скорости счета от эталона (препарат с известной активностью) со скоростью счета измеряемого препарата. Преимущество этого метода в простоте, оперативности и удовлетворительной достоверности. В качестве эталона используют радионуклиды, идентичные или близкие по физическим свойствам радионуклидам, содержащимся в измеряемых препаратах (энергия излучения, схема распада, период полураспада). Измерения эталона и препарата проводят в одинаковых условиях (на одной и той же установке, с одним и тем же счетчиком, на одинаковом расстоянии от счетчика, на подложке из одного материала и одинаковой толщины, препарат и эталон должны иметь одинаковые геометрические параметры: площадь, форму и толщину).

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Желательно иметь в качестве эталона долгоживущий радиоактивный изотоп, т.к. его можно использовать длительное время без внесения поправок. При радиометрии проб объектов внешней среды, содержащих бета-излучающие радионуклиды, в качестве эталона используют калий-40, стронций-90 + иттрий-90, Т " xml:lang="en-US" lang="en-US">h " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-234. Для изготовления эталона из калия-40 применяют химически чистые соли КС1 или " xml:lang="en-US" lang="en-US">K ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2 " xml:lang="en-US" lang="en-US">SO ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">4 " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Сначала измеряют скорость счета от эталона " xml:lang="en-US" lang="en-US">N ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">эт " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> затем скорость счета от препарата " xml:lang="en-US" lang="en-US">N ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">пр " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Исходя из того, что скорость счета от эталона пропорциональна активности эталона, а скорость счета от препарата - активности препарата, находят радиоактивность исследуемого препарата.

А эт N пр

А эт  N эт = А пр  N пр  А пр =

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> " xml:lang="en-US" lang="en-US">N ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">эт

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">где А ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">эт " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> - радиоактивность эталона, расп/мин; А ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">пр " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> - радиоактивность препарата (пробы), расп/мин; " xml:lang="en-US" lang="en-US">N ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">эт " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">- скорость счета от эталона, имп/мин; " xml:lang="en-US" lang="en-US">N ;vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">пр " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> -скорость счета от препарата (пробы), имп/мин.

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Сравнительный метод дает удовлетворительные по точности результаты, если известно, что радионуклидный состав измеряемой пробы одинаковый или близкий к эталонному.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Мы, люди, живём в мире, который можно назвать радиоактивным. Места, где существует абсолютное отсутствие радиоактивности, в природе, среде обитания животных, людей нет. Радиоактивность - это природное образование, космические лучи, рассеянные в окружающей среде радиоактивные нуклиды, то есть вещества, которые создают радиоактивный фон, в котором мы живём. За время эволюции, всё живое приспособилось к этому уровню фона. Также нужно ещё учитывать, что уровень радиоактивности на Земле всё время понижается, каждые 10-15 тыс. лет уровень радиоактивности уменьшается примерно в два раза. В целом только крупные аварии на какой-то территории связанные, как правило, с атомными станциями нарушают этот средний уровень. И самым опасным для человека стечением обстоятельств считается, когда внутрь организма человека попадают радионуклиды. Причём, при внутреннем облучении наиболее опасное воздействие производят α-частицы. Принято считать, что эта опасность α-облучения вызвана их большой массой по сравнению с электронами и повышенной ионизирующей способностью из-за двойного заряда.

Актуальность работы заключается в том, что в общественном сознании практически закреплено представление об абсолютной опасности любого радиоактивного облучения, и поэтому представляется необходимым рассмотрение физической природы патологического воздействия радиоактивности на живые организмы и оценка уровней риска и опасности.

Цель работы: сделать попытку оценить тормозное электромагнитное излучение альфа-частиц как фактора патологического воздействия на живой организм при внутреннем облучении.

Задачи:

1.Ознакомиться с природой радиоактивности и методами ее исследования;

2.Исследовать возможность использования школьного физического оборудования;

3.Разработать эксперимент и исследовать его результат.

Гипотеза : одним из компонентов патологического действия на организм при внутреннем облучении является электромагнитное излучение, вызванное торможением (движением с отрицательным ускорением) на треке, и приводящее к нарушениям молекул ДНК за счёт большой плотности мощности излучения в группе клеток рядом с треком с последующим развитием онкологического заболевания.

Объект исследования: α-частица при её торможении в биологических тканях при внутреннем облучении.

Предмет исследования: компонент потери энергии α-частицы на электромагнитное излучение.

Часть 1. О природе радиации.

1. 1. Рис. 1. А.Беккерели

      ткрытие радиоактивности и его биологического действия

1896 г. Французский физик А.Беккерель, изучая явление люминесценции солей урана, установил, что урановая соль испускает лучи неизвестного типа, которые проходят сквозь бумагу, дерево, тонкие металлические пластины, ионизируют воздух. В феврале 1896 г. Беккерели не удалось провести очередной опыт из-за облачной погоды. Беккерель убрал пластинку в ящик стола, положив на неё сверху медный крест, покрытый солью урана. Проявив на всякий случай пластинку два дня спустя, он обнаружил на ней почернение в форме отчётливой тени крестика. Это означало, что соли урана самопроизвольно, без каких-либо внешних явлений, создают какое-то излучение. Начались интенсивные исследования.

1898 г. Мария Склодовская-Кюри, исследуя урановые руды, обнаружила новые химические элементы: полоний, радий. Оказалось, что все химические элементы, начиная с порядкового номера 83, обладают радиоактивностью. Явление самопроизвольного превращения неустойчивых изотопов в устойчивые, сопровождающееся испусканием частиц и излучением энергии, называется естественной радиоактивностью.

1. 1. Формы радиоактивности

1898 г. Подвергая радиоактивное излучение действию магнитного поля, Э.Резерфорд выделил два вида лучей: α-лучи - тяжёлые положительно заряженные частицы (ядра атомов гелия) и β-лучи - лёгкие отрицательно заряженные частицы (тождественны электронам).Два года спустя П. Виллард открыл гамма-лучи. Гамма-лучи - это электромагнитные волны с длиной волны от Гамма-лучи не отклоняются электрическими и магнитными полями.

Рис. 3. Альфа-излучение

Рис. 2. Влияние магнитного поля на траекторию движения частиц

Рис. 4. Бета-излучение

После установления Резерфортом структуры атома стало ястно, что радиоактивность представляет собой ядерный процесс.1902 г. Э.Резерфорд и Ф.Содди доказали, что в результате радиоактивного распада происходит превращение атомов одного химического элемента в атомы другого химического элемента, сопровождаемое испусканием различных частиц.

Альфа-частицы, бета-частицы, выброшенные из ядра, обладают значительной кинетической энергией и, воздействуя на вещество, с одной стороны производят его ионизацию, а с другой проникают на определенную глубину. Взаимодействуя с веществом, они теряют эту энергию, в основном в результате упругих взаимодействий с ядрами атомов или электронами, отдавая им всю или часть своей энергии, вызывая ионизацию или возбуждение атомов (т.е. перевод электрона с более близкой на более удаленную от ядра орбиту). Ионизация и проникновение на определенную глубину имеют принципиальное значение для оценки воздействия ионизирующего излучения на биологическую ткань различных видов излучений. Зная свойства различных видов излучений проникать через разные материалы, человек может использовать их для своей защиты.

Часть 2. Альфа - излучение и его характеристики

2.1. Патогенность и опасность α-излучения

Альфа-излучение — это поток ядер атомов гелия. Возникает в результате распада атомов тяжелых элементов, таких как уран, радий и торий. Вид радиоактивного распада ядра, в результате которого происходит испускание ядра гелия 4 He - альфа-частицы. При этом массовое число ядра уменьшается на 4, а атомный номер - на 2.

В общем виде формула альфа - распада выглядит следующем образом:

Пример альфа - распада для изотопа 238 U:

Рис.5. Альфа распад урана 238

Альфа-частицы, образованные при распаде ядра, имеют начальную кинетическую энергию в диапазоне 1,8—15 МэВ. При движении альфа-частицы в веществе она создаёт сильную ионизацию окружающих атомов, в результате очень быстро теряет энергию. Энергии альфа-частиц, возникающей в результате радиоактивного распада, не хватает даже для преодоления мёртвого слоя кожи, поэтому радиационный риск при внешнем облучении такими альфа-частицами отсутствует. Внешнее альфа-облучение опасно для здоровья только в случае высокоэнергичных альфа-частиц (с энергией выше десятков МэВ), источником которых является ускоритель. Однако проникновение альфа-активных радионуклидов внутри тела, когда облучению подвергаются непосредственно живые ткани организма, весьма опасно для здоровья, поскольку большая плотность ионизации вдоль трека частицы сильно повреждает биомолекулы. Считается, что при равном энерговыделении (поглощённой дозе) эквивалентная доза, набранная при внутреннем облучении альфа-частицами с энергиями, характерными для радиоактивного распада, в 20 раз выше, чем при облучении гамма- и рентгеновскими квантами. Таким образом, опасность для человека при внешнем облучении могут представлять α-частицы с энергиями 10 МэВ и выше, достаточными для преодоления омертвевшего рогового слоя кожного покрова. Гораздо большую опасность для человека представляют α-частицы, возникающие при альфа-распаде радионуклидов, попавших внутрь организма (в частности, через дыхательные пути или пищеварительный тракт). Достаточно микроскопического количества α-радиоактивного вещества, чтобы вызвать у пострадавшего острую лучевую болезнь, зачастую с летальным исходом.

Будучи довольно тяжелыми и положительно заряженными, альфа-частицы от радиоактивного распада имеют очень короткий пробег в веществе и при движении в среде быстро теряют энергию на небольшом расстоянии от источника. Это приводит к тому, что вся энергия излучения высвобождается в малом объеме вещества, что увеличивает шансы повреждения клеток при попадании источника излучения внутрь организма. Однако внешнее излучение от радиоактивных источников безвредно, поскольку альфа-частицы могут эффективно задерживаться несколькими сантиметрами воздуха или десятками микрометров плотного вещества — например, листом бумаги и даже роговым омертвевшим слоем эпидермиса, не достигая живых клеток. Даже прикосновение к источнику чистого альфа-излучения не опасно, хотя следует помнить, что многие источники альфа-излучения излучают также гораздо более проникающие типы излучения (бета-частицы, гамма-кванты, иногда нейтроны). Однако попадание альфа-источника внутрь организма приводит к значительному облучению.

Рис. 6. Проникающая способность альфа, бета частиц и гамма-квантов.

2.2. Расчет характеристик α-частицы

Существование электромагнитных волн было главным предсказанием. Дж.К.Максвелла (1876 г.), эта теория изложена в разделе школьного курса физики - электродинамика. «Электродинамика»- это наука об электромагнитных волнах, о природе их возникновения, распространении в разных средах, взаимодействии с различными веществами, структурами.

И в этой науке есть одно из фундаментальных утверждений, что любая имеющая электрический заряд частица, движущаяся с ускорением, является источником электромагнитного излучения.

Именно благодаря этому в рентгеновских установках рождаются рентгеновские волны при быстрой остановке потока электронов, которые после ускорения в приборе тормозятся при столкновении с анодом рентгеновской трубки.

Нечто аналогическое происходит за очень короткое время и с α-частицами, если их источник - ядра радиоактивных атомов, расположенных в среде. Имея при вылете из ядра большую скорость и пробежав всего от 5 до 40 микрон - α-частица останавливается. При этом, испытывая громаднейшее замедление и имея двойной заряд, не могут не создавать электромагнитный импульс.

Я, пользуясь обычными школьными законами механики и законом сохранения энергии, подсчитал начальную скорость α-частиц, величину отрицательного ускорения, время движения α-частицы до остановки, силу сопротивления её движения и развиваемую ей мощность.

Понятно, что энергия α-частицы идёт на разрушение клеток организма, ионизацию атомов, в одном случае больше, при вылете из других радиоактивных ядер меньше, но энергия излучения, созданная за короткое время пролета примерно от 5 до 40 микрон, не может превышать энергию α-частиц, которую они имеют при вылете.

При расчетах я использовал в качестве исходных известных характеристик, только энергию α-частиц (это её кинетическая энергия) и среднюю длину пробега в биологических тканях организма (L= 5 - 40 мкм). Массу α-частицы и её состав, я нашёл в справочнике.

Энергия их α-частиц равна 4-10 МэВ. Вот для таких α-частиц я и проводил расчёты.

Масса α-частицы равна 4 а.е.м.; 1 а.е.м.=1.660·10 -27 кг;

m = 4·1,660·10 -27 = 6,64·10 -27 кг - масса α-частицы.

Длина трека α-частицы.

q = 2 ·1,6·= 3,2 · - заряд

E к = 7МэВ = 7·10 6 ·1,6·10 -19 = 11,2·10 -13 Дж - кинетическая энергия α-частицы.

F = ma = 6.64·10 -27 ·8,4·10 18 =5,5 ·10 -8 Н- сила сопротивления α-частицы.

Таб.1 характеристика α-частицы.

.3.Мощность α-излучения и нормы электромагнитной безопасности

Данные из справочника:

1.Глубина δ проникновения электромагнитных волн частотой 10 ГГц в биологических тканях с большим содержанием воды (вода - поглотитель электромагнитных волн) составляет 3,43 мм (343 мкм). При проникновении электромагнитной волны на глубину δ её плотность мощности уменьшается в e=2,71 раза.

2.Из норм безопасности при времени воздействия менее 0,2 часа плотность мощности (критическая) не должна превышать

В (1) указаны глубины проникновения, ослабления электромагнитной волны для частоты 10 ГГц. В нашем случае одиночный импульс электромагнитной волны можно интерпретировать как положительную часть одного периода, т.е. наиболее близким значением частоты будет 230 ГГц.

Для биологической ткани в максимальной чистоте указанной в справочнике равной 10 ГГц. По нашим расчётам единичный импульс электромагнитной волны может быть представленным как короткий импульс частоты 230 ГГц. Из справочника можно сделать вывод, что с повышением частоты электромагнитных волн толщина δ уменьшается. Оценим толщину δ для нашего случая. Частота 230 ГГц превышает приведённую в справочнике 10 ГГц в 23 раза. Предполагая, что соотношению частот в 23 раза будет постоянным и для предшествующего участка диапазона (10 ГГц будет в 23 раза больше частоты 433 МГц) - для которого (т.е. в 10 раз). Тогда и для частоты 230 ГГц можно принять δ = 34 мкм.

Принимая, что, проходя из центра сферы, излучение через поверхности мысленно построенных сфер с общим центром и с расстоянием между ними, равны δ, то пройдя через n таких поверхностей начальная интенсивность (мощность) электромагнитной волны будет уменьшена в раз. Чтобы Расчёты оказались близкими к истине возьмём n при количестве слоёв равных 8; тогда

Так как; Начальную энергию электромагнитных волн можно оценить как 0,01; т.к механическая энергия альфа-частицы в основном тратится на образовании трека ионизированных частиц. Поэтому можно принять.

Будут убиты импульсом волны. Это подтверждают количественные оценки.

Т.к. расчётная плотность мощности излучения, исходящего из центра сферы и проходящего через неё при радиусе сферы (8δ =272 мкм) с площадью 4,65 , будет сопоставимой с критической плотности мощностью излучения требуемой нормы СанПиНа, можно утверждать, что внутри этой сферы, в её объёме все клетки погибнут.

Т.о. наши оценки приводят к результату, что все биологические клетки в объёме сферы, к поверхности которой проходит излучение из центра сферы от трека α-частицы погибнут, т.е. они будут находится в пространстве, объёме, через который проходит электромагнитная волна с плотностью мощности излучения, превышающей критическую плотность излучения, определённую нормами СанПиНа. Эти погибшие клетки (точнее их останки) за счёт механизмов регенерации организма практически без каких теперь либо последствий будут удалены из организма.

Самым опасным из последствий, такого электромагнитного шока для клеток будет то, что в некотором шаровом слое клеток, окружающих опасную сферу, будут такие полуубитые клетки, правильное функционирование некоторых наверняка будет нарушено тем электромагнитным импульсом, который «сломал» (разорвал, нарушил) структура ДНК, которая ответственна за «правильную» регенерацию данной клетки.

Часть 3. Разработка и проведение экспериментов

3.1. Измерение радиоактивного фона на территории МБОУ СОШ №11

Цель: измерить радиоактивный фон на территории МБОУ СОШ №11.

Гипотеза: осадки и ветер переносят разные виды частиц (в нашем случае нас интересуют именно радиоактивные частицы).

Оборудование: дозиметр.

Цифровой монитор излучения

Для экспериментов я использовал датчик ионизирующего излучения (дозиметр).Датчик ионизирующего излучения (дозиметр) предназначен для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Прибор может использоваться для измерения уровня альфа-, бета- и гамма- излучения. Так как прибор оснащен собственным экраном, то его можно использовать независимо от компьютера и других устройств фиксации данных в полевых условиях для определения уровня радиации.

Рис. 7 Датчик ионизирующего излучения (дозиметр)

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 1. Диапазоны измерений: . Х1: 0 - 0,5 мР/ч; 0 - 500 циклов/мин (СРМ); . Х2: 0 - 5 мР/ч; 0 - 5000 циклов/мин (СРМ); . Х3: 0 - 50 мР/ч; 0 - 50000 циклов/мин (СРМ). 2. Чувствительность: 1000 циклов/мин/мР/Ч относительно цезия-137. 3. Точность: . при визуальной калибровке: ± 20 % от полной шкалы; . при инструментальной калибровке: ± 10 % от полной шкалы. 4. Калибровка: применяется Цезий-137. 5. Диапазон рабочих температур: 0 - 50 °С. 6. Электропитание: . элемент питания (9В); . средний срок cлужбы элемента питания: 2000 часов при нормальном уровне фоновой радиации.

Ход работы: Для этого мы, в разные месяцы измеряли радиационный фон нашей школы. В зимний период направление ветра направленно в южную сторону (сторона AB).

Рис. 8 План МБОУ СОШ №11

Таб 2.Радиоактивный фон территории МБОУ СОШ №11.

Результаты

В южной стороне измеренный радиоактивный фон больше, чем в северной стороне, а это значит, ветер и осадки и правда переносят разные виды частиц.

Также я провел измерения у канализации (это точки F и K) и показатели дозиметра, там немного выше, а это доказывает то, что именно вода является переносчиком радионуклидов.

3.2.Исследование зависимости поглощенной дозы от расстояния до геометрического центра препарата при плоской геометрии.

Цель работы: исследование зависимости поглощенной дозы от расстояния до геометрического центра препарата при плоской геометрии.

Оборудование: линейка, дозиметр, гидроксид калия.

Ход работы: измерить радиоактивный уровень, отдаляя препарат от дозиметра на каждый сантиметр.

Рис. 9 Результаты зависимости поглощенной дозы от расстояния до геометрического центра препарата при плоской геометрии.

Эксперимент показывает, что при плоской геометрии радиоактивного препарата зависимость поглощённой дозы от расстояния до центра препарата отличается от квадратичной в случае точечного препарата. При плоской геометрии эта зависимость от расстояния более слабая.

Заключение.

Оценки и расчёты показывают, что плотность мощности излучения в области тканей, ближайшего окружения трека превышают в десятки раз допустимые нормы электромагнитной безопасности, что приводит к полной гибели клеток этой области. Но существующий механизм регенерации восстановит убитые клетки и сохранит все функции этих клеток. Главная опасность для организма - наличие шарового слоя клеток, окружающих эту центральную область. Клетки шарового слоя остаются живыми, но мощный электромагнитный импульс, может повлиять на молекулы их ДНК, что может привести к их неправильному развитию и образования их реплик с патологией онкологического характера.

Литература

1. Ш.А.Горбушкин - Азбука физики

2. Г.Д.Луппов - Опорные конспекты и тестовые задания («Учебная литература», 1996);

3.П.В.Глинская - Для поступающих в вузы («Братья Гринины», 1995);

Химическая энциклопедия (Советская Энциклопедия, 1985);

4.Гусев Н. Г., Климанов В. А., Машкович В. П., Суворов А. П. - Защита от ионизирующих излучений;

5.Абрамов А. И., Казанский Ю. А., Матусевич Е. С. Основы экспериментальных методов ядерной физики (3-е изд., перераб. и доп. М., Энергоатомиздат, 1985);

6.Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009) (Минздрав России, 2009);

7.Моисеев А. А., Иванов В. И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене (2-е изд., перераб. и доп. М., Атомиздат, 1974);

8.Физическая энциклопедия (Советская энциклопедия, 1994. Т. 4. Пойнтинга-Робертсона);

9.Мухин К. Н. - Экспериментальная ядерная физика (Кн. 1. Физика атомного ядра. Ч. I. Свойства нуклонов, ядер и радиоактивных излучений. — М.: Энергоатомиздат, 1993);

10.Биофизические характеристики тканей человека. Справочник/Березовский В.А. и др.; Киев: Наукова думка, 1990.-224 с.

В основе этого метода обследования лежит способность радиоактивных изотопов к излучению. Сейчас чаще всего проводят компьютерное радиоизотопное исследование - сцинтиграфию. Вначале пациенту в вену, в рот или ингаляционно вводят радиоактивное вещество. Чаще всего используются соединения короткоживущего изотопа технеция с различными органическими веществами.

Излучение от изотопов улавливает гамма-камера, которую помещают над исследуемым органом. Это излучение преобразуется и передается на компьютер, на экран которого выводится изображение органа. Современные гамма-камеры позволяют получить и его послойные «срезы». Получается цветная картинка, которая понятна даже непрофессионалам. Исследование проводится в течение 10-30 минут, и все это время изображение на экране меняется. Поэтому врач имеет возможность видеть не только сам орган, но и наблюдать за его работой.

Все другие изотопные исследования постепенно вытесняются сцинтиграфией. Так, сканирование, которое до появления компьютеров было основным методом радиоизотопной диагностики, сегодня применяется все реже. При сканировании изображение органа выводится не на компьютер, а на бумагу в виде цветных заштрихованных строчек. Но при этом методе изображение получается плоским и к тому же дает мало информации о работе органа. Да и больному сканирование доставляет определенные неудобства - оно требует от него полной неподвижности в течение тридцати-сорока минут.

Точно в цель

С появлением сцинтиграфии радиоизотопная диагностика получила вторую жизнь. Это один из немногих методов, который выявляет заболевание на ранней стадии. К примеру, метастазы рака в костях обнаруживаются изотопами на полгода раньше, чем на рентгене. Эти полгода могут стоить человеку жизни.

В некоторых случаях изотопы - вообще единственный метод, который может дать врачу информацию о состоянии больного органа. С их помощью обнаруживают заболевания почек, когда на УЗИ ничего не определяется, диагностируют микроинфаркты сердца, невидимые на ЭКГ и ЭХО-кардиограмме. Порой радиоизотопное исследование позволяет врачу «увидеть» тромбоэмболию легочной артерии, которая не видна на рентгене. Причем этот метод дает информацию не только о форме, строении и структуре органа, но и позволяет оценить его функциональное состояние, что чрезвычайно важно.

Если раньше с помощью изотопов обследовали только почки, печень, желчный пузырь и щитовидную железу, то сейчас положение изменилось. Радио-изотопная диагностика применяется практически во всех областях медицины, включая микрохирургию, нейрохирургию, трансплантологию. К тому же эта диагностическая методика позволяет не только поставить и уточнить диагноз, но и оценить результаты лечения, в том числе вести постоянное наблюдение за послеоперационными больными. К примеру, без сцинтиграфии не обойтись при подготовке больного к аортокоронарному шунтированию. А в дальнейшем она помогает оценить эффективность операции. Изотопы выявляют состояния, угрожающие жизни человека: инфаркт миокарда, инсульт, тромбоэмболию легочной артерии, травматические кровоизлияния в мозг, кровотечения и острые заболевания органов брюшной полости. Радиоизотопная диагностика помогает отличить цирроз от гепатита, разглядеть злокачественную опухоль на первой стадии, выявить признаки отторжения пересаженных органов.

Под контролем

Противопоказаний к радиоизотопному исследованию почти нет. Для его проведения вводится ничтожное количество короткоживущих и быстро покидающих организм изотопов. Количество препарата рассчитывается строго индивидуально в зависимости от веса и роста пациента и от состояния исследуемого органа. А врач обязательно подбирает щадящий режим исследования. И самое главное: облучение при радиоизотопном исследовании обычно даже меньше, чем при рентгенологическом. Радиоизотопное исследование настолько безопасно, что его можно проводить несколько раз в год и сочетать с рентгеном.

На случай непредвиденной поломки или аварии изотопное отделение в любой больнице надежно защищено. Как правило, оно расположено далеко от лечебных отделений - на первом этаже или в подвале. Полы, стены и потолки в нем очень толстые и покрыты специальными материалами. Запас радиоактивных веществ находится глубоко под землей в специальных просвинцованных хранилищах. А приготовление радиоизотопных препаратов производится в вытяжных шкафах со свинцовыми экранами.

Также ведется постоянный радиационный контроль с помощью многочисленных счетчиков. В отделении работает обученный персонал, который не только определяет уровень радиации, но и знает, что предпринять в случае утечки радиоактивных веществ. Кроме сотрудников отделения, уровень радиации контролируют специалисты СЭС, Госатомнадзора, Москомприроды и УВД.

Простота и надежность

Определенных правил во время радио-изотопного исследования должен придерживаться и пациент. Все зависит от того, какой орган предполагается обследовать, а также от возраста и физического состояния больного человека. Так, при исследовании сердца пациент должен быть готов к физическим нагрузкам на велоэргометре или на дорожке для ходьбы. Исследование будет более качественным, если его делать на голодный желудок. Ну и, конечно, нельзя принимать лекарственные препараты за несколько часов до исследования.

Перед сцинтиграфией костей пациенту придется выпить много воды и часто мочиться. Такая промывка поможет вывести из организма изотопы, которые не осели в костях. При исследовании почек тоже надо выпить побольше жидкости. Сцинтиграфию печени и желчных путей делают на голодный желудок. А щитовидная железа, легкие и головной мозг исследуются вообще без всякой подготовки.

Радиоизотопному исследованию могут помешать металлические предметы, оказавшиеся между телом и гамма-камерой. После введения препарата в организм надо подождать, пока тот достигнет нужного органа и распределится в нем. Во время самого исследования пациент не должен двигаться, иначе результат будет искажен.

Простота радиоизотопной диагностики дает возможность обследовать даже крайне тяжелых больных. Ее применяют и у детей, начиная с трех лет, в основном им исследуют почки и кости. Хотя, конечно, дети требуют дополнительной подготовки. Перед процедурой им дают успокаивающее, чтобы во время исследования они не вертелись. А вот беременным радиоизотопное исследование не проводят. Это связано с тем, что развивающийся плод очень чувствителен даже к минимальной радиации.

Различают радиоактивные препараты для медико-биологических исследований, диагностические, лечебные и источники излучений для гамма-аппаратов.
В медико-биологических исследованиях могут быть применены сотни неорганических и органических соединений, меченных 14С, 3Н, 32Р, 35S, 131J и другими радиоактивными изотопами. Наибольшее значение имеют меченые аминокислоты, их аналоги и производные, алкалоиды, витамины, антибиотики, углеводы и их производные, компоненты нуклеиновых кислот, стероиды и стероидные гормоны.
Для мечения диагностических радиоактивных препаратов, как правило, используют радиоактивные изотопы с коротким периодом полураспада. В случае мечения долгоживущими изотопами применяют соединения, быстро выводящиеся из организма (витамин В12- Со58, неогидрин -Hg2O3 и др.). Некоторые диагностические короткоживущие радиоактивные препараты с изотопами иттрия-90, технеция-99м, йода-132, галлия-68, индия-115м получают путем несложных манипуляций непосредственно в медицинских учреждениях из специальных генераторов как дочерние продукты распада соответствующих долгоживущих радиоактивных изотопов. Диагностические радиоактивные препараты метят гамма-, бета- и позитронными излучателями. Радиоактивные препараты, испускающие альфа-частицы, для этой цели не пригодны. Радиоактивные препараты применяют в виде истинных и коллоидных растворов, суспензий, белковых веществ, жиров, газов и др. Лечебные радиоактивные препараты предназначены для лучевой терапии главным образом злокачественных опухолей, а также некоторых заболеваний кожи. К ним относятся дисперсные радиоактивные препараты (коллоидные растворы, суспензии, эмульсин), дискретные источники излучения (аппликаторы, точечные и линейные источники-препараты, рассасывающиеся в организме), органотропные и туморотропные вещества (химические элементы, обладающие тропностью к определенным органам и тканям, антитела, комплексообразователи и др.). В лечебных радиоактивных препаратах используют бета- и гамма-активные изотопы (60Со, 137Cs, 32Р, 90Sr, 90Y, 198Au и др.). Эти препараты в ряде случаев позволяют обеспечить облучение опухоли в достаточной тканевой дозе при минимальном лучевом воздействии на окружающие здоровые ткани. В зависимости от локализации патологического очага радиоактивные препараты применяют в виде аппликаций на кожу и слизистые оболочки или вводят в ткани, полости, внутривенно или в лимфатические сосуды. Для зарядки гамма-терапевтических аппаратов используют источники, приготовленные из кобальта-60 и цезия-137. Они обладают наиболее выгодными свойствами для гамма-терапии: относительно большой период полураспада, монохроматичность и высокая энергия гамма-излучения и более выгодное по сравнению с обычным рентгеновским излучением глубинное распределение поглощенной энергии в облучаемых тканях.
Эти же изотопы применяют в установках для лучевой стерилизации.

Радиоактивность препаратов можно определить абсолютным, расчетным и относительным (сравнительным) методом. Последний наиболее распространен.

Абсолютный метод. Тонкий слой исследуемого материала наносится на специальную тончайшую пленку (10-15 мкг/см²) и помещается внутрь детектора, в результате чего используется полный телесный угол (4p) регистрации вылетающих, например, бета-частиц и достигается почти 100% эффективность счета. При работе с 4p-счетчиком не нужно вводить многочисленные поправки, как при расчетном методе.

Активность препарата выражается сразу в единицах активности Бк, Кu, мКu и т.д.

Расчётным методом определяют абсолютную активность альфа и бета излучающих изотопов с применением обычных газоразрядных или сцинтилляционных счетчиков.

В формулу для определения активности образца введен ряд поправочных коэффициентов, учитывающих потери излучения при измерении.

А = N/w×e×k×r×q×r×g m×2,22×10¹²

A - активность препарата в Кu;

N - скорость счета в имп/мин за вычетом фона;

w - поправка на геометрические условия измерения (телесный угол);

e- поправка на разрешающее время счетной установки;

k- поправка на поглощение излучения в слое воздуха и в окне (или стенке) счетчика;

r- поправка на самопоглощение в слое препарата;

q - поправка на обратное рассеяние от подложки;

r - поправка на схему распада;

g- поправка на гамма-излучение при смешанном бета - гамма-излучении;

m - навеска измерительного препарата в мг;

2,22×10¹² -переводной коэффициент от числа распадов в минуту к Ки (1 Ки = 2,22*10¹² расп/мин).

Для определения удельной активности необходимо активность, приходящуюся на 1 мг перевести на 1 кг.

Ауд = А*106 , (Кu/кг)

Препараты для радиометрии могут быть приготовлены тонким, толстым или промежуточным слоем исследуемого материала.

Если исследуемый материал имеет слой половинного ослабления - D1/2,

то тонкие - при d<0,1D1/2, промежуточные - 0,1D1/24D1/2.

Все поправочные коэффициенты сами в свою очередь зависят от многих факторов и в свою очередь рассчитываются по сложным формулам. Поэтому расчетный метод очень трудоемок.

Относительный (сравнительный) метод нашел широкое применение при определении бета-активности препаратов. Он основан на сравнении скорости счета от эталона (препарат с известной активностью) со скоростью счета измеряемого препарата.

При этом должны быть полностью идентичные условия при измерении активности эталона и исследуемого препарата.

Апр = Аэт* Nпр/Nэт, где

Аэт - активность эталонного препарата, расп/мин;

Апр - радиоактивность препарата (пробы), расп/мин;

Nэт - скорость счета от эталона, имп/мин;

Nпр - скорость счета от препарата (пробы), имп/мин.

В паспортах на радиометрическую и дозиметрическую аппаратуру указано обычно, с какой погрешностью производятся измерения. Предельная относительная погрешность измерений (иногда ее называют основной относительной погрешностью) указывается в процентах, например, ± 25%. Для разных типов приборов она может быть от ± 10% до ± 90% (иногда указывается отдельно погрешность вида измерения для разных участков шкалы).

По предельной относительной погрешности ± d% можно определить предельную абсолютную погрешность измерения. Если сняты показания прибора А, то абсолютная погрешность DА=±Аd/100. (Если А=20 мР, а d = ±25%, то реально А= (20 ± 5)мР. Т.е. в пределах от 15 до 25 мР.

1. Ветеринарно-санитарная экспертиза молока и яиц при радиационных поражениях.

Поступая в организм животных, радиоизотопы уже в первые часы и дни в значительном количестве начинают выводиться из него, появляясь в кале, моче, молоке, яйцах, шерсти. Установлено, что у коров с молоком может выделяться: йода-131 - до 8% от полученной дозы, стронциия-90 - до 1,9%, цезия-137 - до 9,3. У коров с суточным удоем 15-20 кг относительное количество изотопов больше, чем у низкоудойных. Повышается выделение изотопов и при вскармливании животным сочных кормов (иногда на 70%), а при даче свеклы, брюквы и других овощей семейства капустных, содержащих тиацианат, выведение йода-131 уменьшается. По сообщениям Г. К. Вокке-на (1973), введение в рацион стабильного йода до 2,0 г в сут. может снизить выход йода-131 с молоком на 50%. При этом снижается и поражаемость щитовидной железы. Выведение стронция-90 бывает большим в первые месяцы лактации.
Радиационные поражения в значительной степени влияют на продуктивность молочных животных и состав молока. При внутреннем облучении коров дозой в 3 Ки в первые сутки удой снижается на 33%, на 10-е - на 52%, на 30-е - на 85% (Н. Н. Акимов, В. Г. Ильин, 1984). При тяжелой степени лучевой болезни от внешнего облучения к 7 сут. продуктивность падает на 50%, а за несколько сут. до смерти - прекращается полностью.
Изменяется и состав молока: увеличиваются СОМО (в 1,5 раза), удельный вес, кислотность, количество кальция; снижаются жирность (на 20%) и антибактериальные свойства. При ветеринарно-санитарной оценке молока от животных, больных лучевой болезнью, вызванной внутренним облучением, дополнительно учитывают данные радиометрии. В случае превышения предельно допустимых уровней загрязнения молока радиоизотопами оно подлежит дезактивации. Так же поступают с молоком здоровых животных, подвергшихся механическому загрязнению РВ при хранении или

Транспортировке, наведенной радиоактивности. Молоко, полученное от животных, больных лучевой болезнью от внешнего облучения, при положительной общей оценке его доброкачественности может использоваться без ограничений.
Радиоизотопы йода-131 и стронция-90 на 80-90% связаны с белковой фракцией молока, цезий-137 находится в ионной форме. Эти данные имеют существенное значение при дезактивации молока.
При этом получаются относительно чистыми масло и творог. Сыворотка оценивается как конфискат, подлежащий или дальнейшей дезактивации через фильтры ионообменных смол, или разбавлению «чистой» сывороткой до допустимых уровней радиоактивности и скармливанию животным. Снижение радиоактивности молока за счет распада короткоживущих изотопов при длительном хранении можно получить при его переработке на сгущенное и сухое. При загрязнении молока долгоживущими изотопами его дезактивируют фильтрацией через ионообменные смолы, ионитным путем сепарирования.
Без опасности вызвать радиационное поражение животных можно выпасать при уровне радиации в 0,5 Р/ч, но чтобы получить незагрязненное радиоизотопами молоко - лишь при уровне радиации в 0,1 Р/ч.
В случае контактного загрязнения радиоизотопами (оседание на поверхности готовых продуктов), твердых молокопродуктов масла сливочного, сыров и др. - их дезактивацию проводят срезанием поверхностного слоя на глубину 2-3 мм. Делают это тонкой стальной проволокой, длинным ножом или скребком. После чего проводят контрольную дозиметрию продукта.
Яичник кур является критическим органом для йода-131,равнозначным щитовидной железе, поэтому при поступлении в организм кур РВ в желтке яйца откладывается до 3,25% радиойода, введенного в организм. В белке будет депонироваться до 9,25% цезия-137, а в скорлупе - до 37,5% стронция-89 и стронция-90. Всего активность яйца может составить в первые сутки после взрыва до 50% общей активности суточной дозы. На 19-е сут., если взять активность яйца за 100%, она изменится следующим образом: на долю стронция придется 93,4%, цезия - 2,9, йода-3,7%.
Загрязнение скорлупы стронцием может быть и механическим (на поверхности) при прохождении яйца через клоаку, куда нерезервированная часть стронция поступает с калом.
При разовой дозе в 3 мКи/кг яйцекладка может прекратиться на 19-е сутки. Бели же вводить эту же дозу дробно в течение 10 сут., яйцекладка прекращается через 41 сут.
Дезактивация яиц производится за счет самораспада изотопов при длительном хранении. Учитывая тропность определенных изотопов к различным частям яйца и их различные константы физического распада, проводят раздельную переработку белка и желтка в яичный порошок с закладкой его на хранение до спада активности в пределах допустимых величин. При этом радиоактивность белка яйца уменьшается в 10 раз за 43 сут., а желтка - за 14 сут. хранения. Скорлупа яйца, содержащая значительное количество стронция-90, представляет опасность повторного внутреннего облучения кур за счет ее поедания, что возможно при недостатке кальция в рационе. Лучше всего ее закапывать с покрытием слоем земли не менее 70 см и установлением на этом месте знака «Заражено РВ. Дата и уровень радиации». (В мирное время все отходы, загрязненные, утилизируются в порядке, предусмотренном специальной инструкцией.)
В случае внешнего облучения кур, яйцекладка почти не изменяется. При тяжелой степени лучевой болезни она прекращается с наступлением времени разгара. Яйца, полученные от кур при внешнем облучении, выпускаются для пищевых целей без ограничений.
По данным В. А. Верхолетова и В. П. Фролова, в волосяных фолликулах, сальных железах и других элементах кожи при облучении животных происходят структурно-морфологические изменения атрофического порядка, при внешнем облучении приводящие к выпадению волос (шерсти), особенно у овец. Эти изменения способствуют снижению качества шкур и шерсти. Так, при легкой и средней степени лучевой болезни, инкорпорации йода-131 уменьшается настриг шерсти, ее густота, длина, тонина, толщина и прочность овчины. При попадании радиоизотопов непосредственно на кожу возникают бетта-ожоги. Если облучение животных внутреннее, кожа содержит значительное количество изотопов, создающих активность, почти равную удельной активности тканей мышц. Определенное количество изотопов (меньше, чем в коже) депонируется и в волосяном покрове. Следовательно, шкура и шерсть подлежат радиометрическому и дозиметрическому контролю.
Основной способ дезактивации шерсти - самораспад изотопов при длительном ее хранении, а для шкур, кроме этого, - мокрый посол или пикелевание.