Радиобиология
|
Скачать 1.73 Mb.
|
|
1 – заднебедренная группа мышц на уровне коленного сустава между бедренной и берцовой костями; 2 – ягодичная группа мышц слева или справа от позвоночника между позвоночником, бедренной костью и крестцом; 3 – лопатка. При измерении отрубов, субпродуктов и птицы измеряемые объекты располагают в поддонах, коробках или других видах тары для создания мясных блоков глубиной 30 см, которые можно характеризовать согласно приведенной схеме. Соответственно при измерении туш свиней или мелкого рогатого скота измеряемые объекты следует располагать в виде стоп с суммарной глубиной «по мясу» 30 см. Таким же образом обеспечивают необходимую глубину при измерении четвертин туш после убоя крупного рогатого скота. Для исключения переноса флоры за счет контакта поверхности детектора с измеряемыми объектами при проведении измерений детектор должен находиться в защитном чехле. В качестве чехла мож- но использовать обычный полиэтиленовый пакет. Радиометр радона РРА-01М-01 «Альфарад» (рис. 17) применяется для комплексного санитарно-гигиенического обследования территорий и используется для работы в лабораторных и полевых условиях, согласно санитарных правили в соответствии с требованиями НРБ-99/2009 и ОСПОРБ-99/2010.  Рисунок 17 - Радиометр радона РРА-01М-01 «Альфарад» Принцип работы радиометра основан на использовании метода электростатического осаждения дочерних продуктов распада радона на поверхность полупроводникового детектора альфа-частиц с последующей их амплитудной селекцией. Конструктивно радиометр выполнен в виде портативного прибора с автономным и сетевым питанием и состоит из блока детектирования, блока управления и сетевого блока питания. В блоке детектирования расположены: измерительная камера с сетчатым электро- дом, аэрозольный фильтр, полупроводниковый детектор, микровоздуходувка, автономный блок питания. В качестве детекторов в радиометре применены поверхностно-барьерные полупроводниковые детекторы типа ДКПС 100 или ДКПС 200. Основные характеристики Диапазон измерений ОАР от 20 до 20000 Бк/м3 Погрешность измерений при измерении ОАР радона: в поддиапазоне 20 - 100 Бк/м3 - не более 30%; в поддиапазоне 100 - 20000 Бк/м3 - не более 20%. Продолжительность одного измерения – от 3 до 20 мин. Питание радиометра от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В или от 4-х встроенных аккумуляторов типа НКГЦ 1,8 (или CP160CK). Время непрерывной работы радиометра от аккумуляторов составляет до 20 час. Продолжительность непрерывной работы - не менее 15 час. Габаритные размеры – 290 × 155× 200 мм Масса радиометра – 3,5 кг. Радиометр радона РРА-01М-01 «Альфарад» осуществляет: - самотестирование с выдачей визуальной и звуковой сигнализации о неисправности; - автоматический учет фона измерительной камеры; - прогнозирование результата спустя три минуты после начала измерения с уточнением через каждую минуту. В радиометре радона встроенный микропроцессор позволяет получать на матричном ЖКИ прямые показания в абсолютных значениях и их погрешности. Р  исунок 18 - Лицевая панель радиометра РРА-01М-01:1 - жидкокристаллический дисплей; 2 - гибкая пленочная клавиатура; 3 - декоративная крышка измерительной камеры. Прибор имеет гибкую пленочную клавиатуру на лицевой панели; фильтр очистки воздуха от твердой дисперсной фазы аэрозолей и избыточной влаги; встроенное автоматическое устройство воздухоотбора, обеспечивающее объемный расход 1,0 ± 0,2 л/мин. Порядок работы При работе с радиометром от сетевого блока питания последовательность действий следующая. Сначала необходимо убедиться, что переключатель «Питание» находится в исходном (нижнем) положении, то есть радиометр выключен. Присоедините штекер сетевого блока питания к гнезду «Питание» на задней панели радиометра. Установите вилку блока питания в розетку сети переменного тока. При этом загорается светодиод на задней панели радиометра, и прибор переходит на работу от сетевого блока питания. При подключенном к радиометру блоке питания происходит зарядка аккумуляторов, которая осуществляется независимо от положения переключателя «Питание» (нижнем или верхнем). Время их полной зарядки – не более 5 часов. При полной зарядке аккумуляторов радиометр автоматически переходит в режим подзарядки. Время непрерывной работы радиометра от аккумуляторов составляет не менее 20 часов. Включите радиометр переключателем «Питание» – положение вверх. При предполагаемой работе радиометра от аккумуляторов необходимо, не подключая сетевого блока питания, включить радиометр переключателем «Питание», переведя его в верхнее положение. После включения радиометра раздаются звуковые сигналы, а на жидкокристаллическом дисплее появляется надпись:  Далее автоматически осуществляется тестирование радиометра, о чем выводится информация на дисплей, и прибор переходит в режим ожидания команд от пользователя. После выхода радиометра в режим ожидания следует произвести выбор режима работы. Это можно сделать двумя способами: либо путем последовательного нажатия кнопки «Mode» («Режим») до появления на дисплее информации о включении нужного режима, либо путем нажатия одной из кнопок (1...9), соответствующей определенному режиму работы радиометра: 1 – Air 1. - Отбор и измерение пробы воздуха в течение 20 мин. 2 – Air 2.- Измерение пробы воздуха в течение 60 мин. 3 – Int. - Измерение пробы воздуха в интегральном режиме. 4 – F. fon. - Измерение уровня собственного фона. 5 – Water. - Измерение пробы воды на содержание радона. 6 – Pump. - Включение встроенной воздуходувки. 7 – Test BATTERY. - Контроль напряжения на аккумуляторах. 8 – ADC test. - Контроль работы спектрометрического тракта. 9 – кнопка не используется. 0 – Input. - Вывод на дисплей значения чувствительности радиометра (м3 × Бк -1 × мин -1). Запуск любого режима работы осуществляется кнопкой «Start» («Старт»). После завершения выполнения измерений в любом из первых шести перечисленных выше режимов работы радиометра в течение 3-х минут включается звуковая сигнализация. Выход из любого режима работы до его автоматического завершения осуществляется нажатием кнопки «Reset» («Сброс»). Кнопку «Reset» используют также в случае сбоев в работе радиометра для перезапуска операционной системы. Бета-радиометр РКБ4-1еМ (рис. 19) предназначен для экспрессного измерения удельной (объемной) бета-радиоактивности воды, почвы, растений, пищевых продуктов. Радиометр применяется для комплексного санитарно-гигиенического контроля объектов внешней среды в полевых и лабораторных условиях. Технические характеристики Радиометр РКБ4-1еМ предназначен для измерения удельной и объемной активность нуклидов Sr90 + Y90, Cs137, Ce144 + Pr144, Ru106 + Rh106, Co60 - в воде, молоке, почве, донных отложениях, растительности; нуклида С14 - в водной среде, а также газов: Ar41, Kr85 и Xe133.  Рисунок 19 - Бета-радиометр РКБ4-1еМ Состоит из пульта, блоков детектирования БДЖБ-02 и БДЖБ-07, блока питания, соединительного кабеля и комплекта ЗИП. Диапазон измерений от 5 × 10-5 мкКи/кг (л) до 0,5 мКи/кг (л). Время измерения до 35 мин. Рабочий диапазон температур в пределах от +4 до +40°С. Напряжение питания 220 В. Порядок работы Подключите радиометр к сети переменного тока. Установите переключатели на лицевой панели пульта радиометра в следующие положения: - переключатель РЕЖИМ РАБОТЫ в положение КОНТР. - переключатель ВРЕМЯ ИЗМЕРЕНИЯ в положение 10 с, - переключатель ПИТАНИЕ в положение ВКЛ; при этом должен загореться индикаторный светодиод. Нажмите и отпустите кнопку СБРОС на передней панели пульта радиометра, при этом на индикаторах высвечиваются нули. Через несколько секунд индикаторы гаснут, и радиометр переходит в режим набора информации. Через 10 сек после начала набора информации на индикаторах высвечивается четырехзначное число, соответствующее числу импульсов. Сброс и последующий набор информации происходит автоматически через каждые 10 с.  Рисунок 20 - Передняя панель прибора РКБ4-1еМ Переведите переключатель РЕЖИМ РАБОТЫ в положение «N×10». Подготовьте пробу для измерения в следующем порядке: - отмерьте пробу мерным стаканом; - добавьте любое синтетическое моющее средство (например, стиральный порошок) в количестве 100 мг на 1 л пробы (для проб молока добавьте дополнительно не менее 3 г кальцинированной или питьевой соды) и тщательно перемешайте. ПРИМЕЧАНИЕ. Для вод природных водоемов и рек добавление моющего средства не требуется. Чтобы подготовить пробы почвы и донных отложений нужно просеять высушенную и измельченную пробу через сито с площадью ячеек 1 мм2. Чтобы подготовить пробы растительности нужно измельчить пробу. При каждом радиометрировании необходимо провести десять измерений скорости счета импульсов, поступивших с блока детектирования. За измеренное значение принимают среднее из этих измерений. Для выключения радиометра переведите переключатель ПИТАНИЕ в положение ВЫКЛ. Тема 4. Дозиметрия ионизирующих излучений Предмет и задачи. Дозиметрия: цели и задачи. Дозы излучения: экспозиционная, поглощенная, эквивалентная и единицы их измерения. Радиационный фон и его составляющие. Дозиметрия ионизирующих излучений (от греч. dоsis – «порция», «приём» и metreo – «измеряю») - это раздел радиологии, в котором определяют уровень радиации от различных источников, радиационный фон, дозы излучения и методы их пересчета. Дозиметрические исследования являются функцией сотрудников радиологических отделов республиканских, межобластных и краевых ветеринарных лабораторий, а также радиологических групп при районных и зональных лабораториях. Дозиметрические данные чрезвычайно важны для оценки биологического эффекта излучений при их внутреннем и внешнем воздействии на организм. Без дозиметрии нельзя контролировать радиационную безопасность и работать с радиоактивными веществами. Необходимость в разработке дозиметрии возникла вскоре после открытия Вильгельмом Рентгеном в 1895 г. излучения, названного его именем. Но лишь спустя почти 7 лет с момента этого открытия, английский ученый Роллинз в 1902 г. предложил ограничить облучение работающих дозой, которая вызывала почернение применявшихся в тот период времени фотоэмульсии, что соответствовало экспозиционной дозе 10 Р/сут. Однако первое четкое представление о физически обоснованном понятии дозы, достаточно близком к современному, разработал швейцарский врач и физик Кристен в статье «Измерение и дозировка рентгеновских лучей». Прежде чем в дозиметрии начали применять физически обоснованные методы, применяли биологические методы дозиметрии. Так, обнаруженные и впоследствии хорошо изученные ранние поражения кожных покровов у лиц, работающих с ионизирующим излучением, послужили основанием для предложений ведущих радиологов мира об ограничении профессионального облучения. Методы дозиметрии можно классифицировать по разным признакам. Так, в зависимости от вида регистрируемого эффекта различают ионизационный, фотографический, химический, люминесцентный, калориметрический, сцинтилляционный методы, метод следов повреждения и др. В круг задач дозиметрии входят измерение и расчет доз ионизирующих излучений в полях источников излучений и в биологических объектах. В связи с эти возникло понятие радиационного фона – как дозы ионизирующего излучения, обусловленного комплексным действием естественных и техногенных радиационных факторов. Степень радиационного поражения биологических объектов зависит от дозы облучения. Но эта зависимость у многоклеточных не является прямолинейной, так как определяется рядом факторов: свойствами излучения, видовой, индивидуальной и тканевой радиочувствительностью, и образованием радиотоксинов. Без знания доз излучения невозможно прогнозировать тяжесть лучевого поражения, контролировать радиационную безопасность людей и животных при различных радиационных авариях. Доза - это количество вещества или энергии, введенное или поступившее в организм. Экспозиционная доза излучения - это доза гамма- и рентгеновского излучения, идущая от источника и вызывающая ионизацию воздуха. На практике применяется внесистемная единица - рентген, принятая в 1928 г. II Международным конгрессом радиологов в Стокгольме. Один рентген – это такое количество энергии рентгеновского или гамма-излучения, которая в 1 см3 воздуха при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. и температуре 0°С приводит к образованию 2,08 × 109 пар ионов. Она измеряется в рентгенах и его производных: 1) дольных: мР = 10-3 Р (миллирентген); мкР = 10-6 Р (микрорентген) и др.; 2) кратных: кР = 103 Р (килорентген); МР = 106 Р (мегарентген) и др. За единицу измерения экспозиционной дозы в Международной системе единиц (СИ) (от франц. Le Système International d’Unités, SI) принят кулон на килограмм (Кл/кг). Это такое количество энергии рентгеновского и гамма - излучения, которое в килограмме сухого воздуха образует ионы, несущие суммарный заряд, в один кулон электричества каждого знака. 1 Кл/кг = 3876 Р 1 Р = 2,58 × 10-4 Кл/кг Поглощенная доза излучения - количество энергии любого вида излучения, поглощенное единицей массы любого облучаемого вещества и определяемое отношением поглощенной энергии ИИ к массе вещества. Она определяется по формуле: D = X × K, где X - экспозиционная доза излучения; K - коэффициент поглощения. Поглощение энергии ИИ зависит от многих факторов: - величины экспозиционной дозы; - величины коэффициента К, характеризующего плотность облучаемого объекта (например, для воздуха - 0,88; для биологической ткани: костной - 2 - 5; для жировой - 0,6; для всего живого организма в целом - 0,92 - 0,93). - расстояния источника ИИ до облучаемого объекта, состояния воздушной среды; - угла падения лучей на объект; - массы животного и его позы. В качестве единицы поглощенной дозы излучения в системе СИ принят грей (Гр) в честь английского ученого Льюиса Грэя (L.Н. Gray, 1905-1965), известного своими трудами в области радиационной дозиметрии. 1 Гр равен поглощенной дозе ионизирующего излучения, при которой веществу массой в 1 кг передается энергия ионизирующего излучения, равная 1 Дж, т. е. 1 Гр = 1 Дж / кг. Грей имеет различные кратные (кГр, МГр и т.д.) и дольные производные (мкрад, мрад и т.д.) величины. В практической системе используется рад или радиационно абсорбционная доза (от англ. radiation absorbed dose). Это такая доза, при которой одним граммом облучаемого вещества поглощается 100 эргов энергии любого вида ИИ, т. е. 1 рад = 100 эрг / г. Также как и грей, рад имеет как различные кратные (крад, Мрад и т.д.), так и дольные производные (мкрад, мрад и т.д.) величины. 1 Гр = 100 рад 1 рад = 0,01 Гр Так как разные виды излучения обладают различными ионизирующими свойствами, при одной и той же поглощенной дозе они оказывают неодинаковое поражающее действие на организм. Поэтому радиобиологический эффект тем выше, чем больше степень ионизации, создаваемая излучением. Гамма- и бета - излучения поражают биологические ткани почти одинаково, а альфа-лучи - в 20 раз сильнее! Чтобы учесть этот эффект, было введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза – это производная поглощенной дозы с учетом ионизирующей способности излучения. Она рассчитывается путем умножения величины поглощенной дозы на коэффициент относительной биологической эффективности (KОБЭ) или коэффициент качества: H = D × KОБЭ , где D - поглощенная доза излучения; KОБЭ - коэффициент относительной биологической эффективности, который сравнивает от любого вида излучения с биологическим эффектом от гамма-лучей. Таблица 6 – Значения KОБЭ для разных видов излучений
Единицей эквивалентной дозы в системе СИ является зиверт (Зв), названный в честь известного шведского физика Рольфа Зиверта (R.М. Sievert, 1896-1966) – одного из родоначальников радиобиологии, основателя и первого председателя Международного комитета по радиологической защите (МКРЗ, ICRP). В качестве практической (внесистемной) единицы используется бэр (биологический эквивалент рентгена). Один бэр – это такая доза любого вида ИИ, при которой в лю- бом живом организме создается такой же биологический эффект, как при поглощенной дозе рентгеновского или гамма-излучения в один рад. Зиверт и бэр имеют дольные и кратные величины измерения. 1 Зв = 100 бэр 1 бэр = 0,01 Зв В текст Закона РФ «О радиационной безопасности населения» введено понятие эффективной дозы излучения - величины, используемой в качестве меры риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела. Например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения взрослого человека, возникновение рака легких более вероятно, чем щитовидной железы. А облучение гонад особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы. Эта доза представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах (тканях) на соответствующие взвешивающие коэффициенты (WT). Их устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всего организма составляла единицу. Значения некоторых из них приведены в таблице 7. Установлены следующие основные гигиенические нормативы (допустимые пределы эффективной дозы) облучения на территории Российской Федерации при использовании источников ионизирующего излучения: - для населения средняя годовая эффективная доза равна 0,001 зиверта или эффективная доза за период жизни (70 лет) - 0,07 зиверта; в отдельные годы допустимы большие значения эффективной дозы при условии, что средняя годовая эффективная доза, определенная за пять последовательных лет, не превысит 0,001 зиверта; - для работников средняя годовая эффективная доза равна 0,02 зиверта или эффективная доза за период трудовой деятельности (50 лет) - 1 зиверту; допустимо облучение в годовой эффективной дозе до 0,05 зиверта при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за пять последовательных лет, не превысит 0,02 зиверта. Таблица 7 - Значения коэффициента WT для разных органов и тканей
В таблице 8 приведены основные физические величины в радиобиологии и их единицы измерения. Таблица 8 – Основные физические величины в радиобиологии и их единицы
Регламентируемые значения основных пределов доз облучения не включают в себя дозы, создаваемые естественным радиационным и техногенно измененным радиационным фоном, а также дозы, получаемые гражданами (пациентами) при проведении медицинских рентгенорадиологических процедур и лечения. Указанные значения пределов доз облучения являются исходными при установлении допустимых уровней облучения организма человека и отдельных его органов. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||