Реферат ионизирующее излучение в медицине

Обновлено: 18.05.2024

Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета или альфа). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами.

Все радионуклиды уникальным образом идентифицируются по виду испускаемого ими излучения, энергии излучения и периоду полураспада.

Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель — это один акт распада в секунду. Период полураспада — это время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины. Период полураспада радиоактивного элемента — это время, в течение которого происходит распад половины его атомов. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 — 5730 лет).

Источники излучения

Люди каждый день подвергаются воздействию естественного и искусственного излучения. Естественное излучение происходит из многочисленных источников, включая более 60 естественным образом возникающих радиоактивных веществ в почве, воде и воздухе. Радон, естественным образом возникающий газ, образуется из горных пород, почвы и является главным источником естественного излучения. Ежедневно люди вдыхают и поглощают радионуклиды из воздуха, пищи и воды.

Люди подвергаются также воздействию естественного излучения из космических лучей, особенно на большой высоте. В среднем 80% ежегодной дозы, которую человек получает от фонового излучения, это естественно возникающие наземные и космические источники излучения. Уровни такого излучения варьируются в разных реогрфических зонах, и в некоторых районах уровень может быть в 200 раз выше, чем глобальная средняя величина.

На человека воздействует также излучение из искусственных источников — от производства ядерной энергии до медицинского использования радиационной диагностики или лечения. Сегодня самыми распространенными искусственными источниками ионизирующего излучения являются медицинские аппараты, как рентгеновские аппараты, и другие медицинские устройства.

Воздействие ионизирующего излучения

Воздействие излучения может быть внутренним или внешним и может происходить различными путями.

Внутренне воздействие ионизирующего излучения происходит, когда радионуклиды вдыхаются, поглощаются или иным образом попадают в кровообращение (например, в результате инъекции, ранения). Внутреннее воздействие прекращается, когда радионуклид выводится из организма либо самопроизвольно (с экскрементами), либо в результате лечения.

Внешнее радиоактивное заражение может возникнуть, когда радиоактивный материал в воздухе (пыль, жидкость, аэрозоли) оседает на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела простым мытьем.

Воздействие ионизирующего излучения может также произойти в результате внешнего излучения из соответствующего внешнего источника (например, такое как воздействие радиации, излучаемой медицинским рентгеновским оборудованием). Внешнее облучение прекращается в том случае, когда источник излучения закрыт, или когда человек выходит за пределы поля излучения.

Люди могут подвергаться воздействию ионизирующего излучения в различных обстоятельствах: дома или в общественных местах (облучение в общественных местах), на своих рабочих местах (облучение на рабочем месте) или в медицинских учреждениях (пациенты, лица, осуществляющие уход, и добровольцы).

Воздействие ионизирующего излучения можно классифицировать по трем случаям воздействия.

Первый случай — это запланированное воздействие, которое обусловлено преднамеренным использованием и работой источников излучения в конкретных целях, например, в случае медицинского использования излучения для диагностики или лечения пациентов, или использование излучения в промышленности или в целях научных исследований.

Второй случай — это существующие источники воздействия, когда воздействие излучения уже существует и в случае которого необходимо принять соответствующие меры контроля, например, воздействие радона в жилых домах или на рабочих местах или воздействие фонового естественного излучения в условиях окружающей среды.

Последний случай — это воздействие в чрезвычайных ситуациях, обусловленных неожиданными событиями, предполагающими принятие оперативных мер, например, в случае ядерных происшествий или злоумышленных действий.

На медицинское использование излучения приходится 98% всей дозы облучения из всех искусственных источников; оно составляет 20% от общего воздействия на население. Ежегодно в мире проводится 3 600 миллионов радиологических обследований в целях диагностики, 37 миллионов процедур с использованием ядерных материалов и 7,5 миллиона процедур радиотерапии в лечебных целях.

Последствия ионизирующего излучения для здоровья

Радиационное повреждение тканей и/или органов зависит от полученной дозы облучения или поглощенной дозы, которая выражается в грэях (Гр).

Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения его потенциала причинить вред. Зиверт (Зв) — единица эффективной дозы, в которой учитывается вид излучения и чувствительность ткани и органов. Она дает возможность измерить ионизирующее излучение с точки зрения потенциала нанесения вреда. Зв учитывает вид радиации и чувствительность органов и тканей.

Зв является очень большой единицей, поэтому более практично использовать меньшие единицы, такие как миллизиверт (мЗв) или микрозиверт (мкЗв). В одном мЗв содержится тысяча мкЗв, а тысяча мЗв составляют один Зв. Помимо количества радиации (дозы), часто полезно показать скорость выделения этой дозы, например мкЗв/час или мЗв/год.

Выше определенных пороговых значений облучение может нарушить функционирование тканей и/или органов и может вызвать острые реакции, такие как покраснение кожи, выпадение волос, радиационные ожоги или острый лучевой синдром. Эти реакции являются более сильными при более высоких дозах и более высокой мощности дозы. Например, пороговая доза острого лучевого синдрома составляет приблизительно 1 Зв (1000 мЗв).

Если доза является низкой и/или воздействует длительный период времени (низкая мощность дозы), обусловленный этим риск существенно снижается, поскольку в этом случае увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. Тем не менее риск долгосрочных последствий, таких как рак, который может проявиться через годы и даже десятилетия, существует. Воздействия этого типа проявляются не всегда, однако их вероятность пропорциональна дозе облучения. Этот риск выше в случае детей и подростков, так как они намного более чувствительны к воздействию радиации, чем взрослые.

Эпидемиологические исследования в группах населения, подвергшихся облучению, например людей, выживших после взрыва атомной бомбы, или пациентов радиотерапии, показали значительное увеличение вероятности рака при дозах выше 100 мЗв. В ряде случаев более поздние эпидемиологические исследования на людях, которые подвергались воздействию в детском возрасте в медицинских целях (КТ в детском возрасте), позволяют сделать вывод о том, что вероятность рака может повышаться даже при более низких дозах (в диапазоне 50-100 мЗв).

Дородовое воздействие ионизирующего излучения может вызвать повреждение мозга плода при сильной дозе, превышающей 100 мЗв между 8 и 15 неделей беременности и 200 мЗв между 16 и 25 неделей беременности. Исследования на людях показали, что до 8 недели или после 25 недели беременности связанный с облучением риск для развития мозга плода отсутствует. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака у плода после воздействия облучения аналогичен риску после воздействия облучения в раннем детском возрасте.

Деятельность ВОЗ

ВОЗ разработала радиационную программу защиты пациентов, работников и общественности от опасности воздействия радиации на здоровье в планируемых, существующих и чрезвычайных случаях воздействия. Эта программа, которая сосредоточена на аспектах общественного здравоохранения, охватывает деятельность, связанную с оценкой риска облучения, его устранением и информированием о нем.

В соответствии с основной функцией, касающейся "установления норм и стандартов, содействия в их соблюдении и соответствующего контроля" ВОЗ сотрудничает с 7 другими международными организациями в целях пересмотра и обновления международных стандартов базовой безопасности, связанной с радиацией (СББ). ВОЗ приняла новые международные СББ в 2012 году и в настоящее время проводит работу по оказанию поддержки в осуществлении СББ в своих государствах-членах.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

ООО Учебный центр

Реферат по дисциплине:

Горелова Ирина Владимировна

Москва 2017 год

1. Ионизирующие излучения и его разновидности 4

2. Источники ионизирующего излучения 6

3. Способы радиационного воздействия на живые организмы 7

4. Меры измерения биологического действия ионизирующего

5. Действия ионизирующего излучения на живые организмы 10

Список литературы 13

Радиоактивное излучение определенных условиях может представлять опасность для человека. Важно понимать какое излучение и в какой степени опасно для человека и животных.

В больших дозах радиация вызывает сильное поражения тканей, а в малых дозах вызывает рак и провоцируют генетические дефекты, которые могут проявляться и последующих поколениях облученного человека.

Все живые организмы подвергаются воздействию ионизирующего излучения, обусловленного естественным радиоактивным фоном, от естественных и искусственных источников. В гораздо меньшей степени человек подвергается облучению связанному с атомной энергетикой. Так же большие дозы облучения мы получаем, например от использования рентгеновских лучей в медицине. Естественный фон радиации увеличивается при сжигание угля и использование воздушного транспорта. Длительное пребывание в закрытых помещениях, приводят к увеличению облучения за счет естественной радиации.

Цель этой работы: рассказать о различных видах излучений, как о естественных, так и о техногенных источников, показать воздействие на человека и окружающую среду, осветить основные свойства ионизирующего излучения.

1. Ионизирующие излучения и его разновидности

Ионизи́рующее излуче́ние — это потоки фотонов, элементарных частиц или осколков деления атомов, способные ионизировать вещество, т.е. проходить через ткани и клетки живых организмов, сообщать им энергию, разрушать связи внутри молекул и вызывать изменения в их структуре ткани.

Естественные источники ионизирующего излучения: космическое излучение, естественные радиоактивные вещества в почве, воздухе и материалах. Одним из наиболее распространенных естественных источников радиации является радон - газ, не имеющий вкуса и запаха. Его концентрация в закрытых помещениях в 8 раз больше, чем в проветриваемых.

Искусственные источники: производства связанные с добычей, переработкой, хранением, транспортировкой, утилизацией и использованием радиоактивных изотопов: атомные станции, научно-исследовательские установки, военные объекты, медицинская аппаратура лучевой терапии,

Ионизирующие излучения делятся на фотонные и корпускулярные.

К фотонному относятся:

а) Y-излучение ( Гамма-излучение) это поток квантов с большой электромагнитной энергии, их длина волны значительно меньше межатомных расстояний, т.е. y

б) рентгеновское излучение - электромагнитные волн, энергия фотонов которых

Корпускулярное ионизирующее излучение состоит из потока заряженных частиц (альфа-,бета-частиц, протонов, электронов), их кинетическая энергия достаточна для ионизации атомов при столкновении.

а) нейтроны - незаряженные частицы, образуются при реакциях деления ядер атомов урана или плутония. Эти частицы нейтральны, и они глубоко проникают во всякое вещество, включая живые ткани. Нейтронное излучение превращает атомы стабильных элементов в атомы их радиоактивных изотопов. Проникающая способность нейтронов такая же как и у Y- излучением.

б) бета частицы - электроны, излучаемые при радиоактивном распаде с средней ионизирующей и проникающей способностью (пробег в воздухе до 10-20 м).

в) альфа частицы - положительно заряженные ядра атомов гелия. Они обладают малой проникающей способностью (пробег в воздухе - не более 10 см), бумага и неповрежденная кожа является для них непреодолимым препятствием. Но при попадании внутрь они наиболее опасны.

2. Источники ионизирующего излучения

Источники ионизирующего излучения:

2. Искусственные источники: производства связанные с добычей, переработкой, хранением, транспортировкой, утилизацией и использованием радиоактивных изотопов: атомные станции, научно-исследовательские установки, военные объекты, медицинская аппаратура лучевой терапии,

Главная причина опасности ионизирующего излучения - радиационная авария. Она может быть вызвана неисправностью оборудования, нарушением техники безопасности или ошибками персонала, стихийными бедствиями или другими причинами, из-за которых произошло облучение людей выше установленных норм или к радиоактивное загрязнение окружающей среды.

При авариях выбрасываются:

-части и осколки активной зоны реактора;

-топливо и отходы в виде пыли, в аэрозоли в смеси с воздухом при попадании в организм могут вызывать мучительный кашель;

-выбросы состоящие из двуокиси кремния. Дозы облучения огромны и даже недолгое облучение губительно для человека.

На предприятиях по разработке месторождений и обогащению урана. Из их отходов выделяется радиоактивный газ – радон , который вызывает облучение тканей лёгких. Так же отходы могут попасть в расположенные рядом водоемы.

Использование ядерного топлива приводит в возможным кражам радиоактивного вещества. Использование его в террористических целях. Для изготовления ядерных боеприпасов кустарным способом, а также угрозы вывода из строя ядерных объектов, с целью получения выкупа.

Так же испытания ядерного оружия дает свой вклад в ионизирующее излучение.

3. Способы радиационного воздействия на живые организмы

В зависимости от того где расположен ИИИ облучение может быть внутренне и внешнее.

При внешнем облучении источник находится вне человека.: космические лучи, радиоактивные излучатели в воздухе, в земле, в стенах

Внутреннее облучение, зависит от попадания радиоактивных веществ внутрь организма человека.

- через открытые раны и повреждения кожи;

- через пищеварительный тракт с пищей и водой.

- при вдыхании воздуха, Из дыхательной системы радиоактивные элементы попадают в кровь, лимфу разносятся по всему организму, оседая в различных органах.

Внутреннее облучение более опасно, а его последствия более тяжёлые, так как:

- увеличивается доза облучения, которая связана со временем нахождения радионуклида в организме;

- происходит непосредственное контактное облучение;

- в облучении участвуют альфа частицы, самые активные и самые опасные;

- радиоактивные вещества в разных количествах накапливаются в разных органах, усиливая местное облучение

- невозможно использовать какие-либо меры защиты: ОЗК, противогаз.

4. Меры измерения биологического действия ионизирующего

При определенных дозах ионизирующее излучение может представлять опасность для человеческого организма.

Чем больше получаемая человеком энергия и чем меньше его масса, тем к более серьезным нарушениям может привести облучение.

Энергия облучения, поглощенная веществом и рассчитанная на единицу массы – поглощенная доза излучения ( D ). Единица измерения в СИ - 1 Грей (Гр).

Поглощенная доза равна 1 Гр , если 1 кг вещества получил энергию в 1 Дж.

Если при облучении используются рентгеновские лучи или гамма-излучение, то поглощенную дозу измеряют в рентгенах (Р): 1 Гр= 100 Р

Для достоверности измерений надо учитывать, что различные виды излучениё вызывают разные биологические эффекты. Поэтому вводят коэффициент качества К, показывающий, во сколько раз опасность от воздействия данного излучения больше, чем от гамма-излучения, при той же поглощенной дозе. К равен 10 для нейтронного излучения, 20 - для альфа излучения.

Поэтому для оценки биологического эффекта введена эквивалентная доза (Н) она учитывает поглощенную дозу D и коэффициент качества К:

Н = D * В СИ единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв). Также применяют миллизиверт (мЗв) и микрозиверт (мкЗв).

Так же необходимо учитывать, что ионизирующее излучение при одной и той же эквивалентной дозе по разному действует на разные органы. Каждый орган имеет свой коэффициент радиационного риска: для легких – 0,12 для щитовидной железы – 0,03.

5. Действия ионизирующего излучения на живые организмы

Ионизирующее излучение способно проникать в биологические ткани и клетки, выбивая электроны из атомов клетки, вызывая ионизацию живой ткани. Ионизация нарушает жизнедеятельность клеток и отрицательно сказывается на здоровье человека.

Механизм такого воздействия заключается в поглощении энергии ионизации организмом и разрыве химических связей его молекул с образованием высокоактивных соединений, так называемых свободных радикалов.

Воздействие ионизирующего излучения изменениет структуры молекулы воды. Так же изменяется структура атомов, из которых состоит живая ткань. Происходит разрушение ядра и разрыв наружной мембраны. Утрачивается основная функция растущих клеток - способность к делению, и это приводит к гибели клеток. Либо для зрелых клеток ионизация вызывает разрушение функций клеток. Наступает гибель клеток, и она которая в отличие от фи з иологической гибели необратима.

Дополнительное поглощение энергии при ионизации в организме нарушает равновесие энергетических процессов, которые происходят в организме.

В работе представлены описание ионизирующего излучения, способы влияния на организм человека, рассказано о мерах измерения излучения.

Затронут вопрос о том, что малые дозы облучения не представляют серьезной опасности для человека.

Так же рассказано об источниках радиоактивного излучения. Хотелось бы отметить , что в обычной жизни человек получает достаточную дозу облучения не от АЭС, а от естественного фона излучения.

Житель промышленно развитой страны, имеющий всю индивидуальную дозу облучения от естественных и от техногенных источников радиации, имеет вероятность преждевременной смерти из-за курения (при выкуривании пачки сигарет в день) в 100 раз больше вероятности умереть от рака вследствие облучения.

Рассказано о естественной радиации которая вносит большой вклад в эквивалентную дозу каждого человека, так же обращается внимание на техногенные источники радиации.

Говорится о том ,что атомная энергетика является экологически чистой индустрией с большими перспективами. АЭС и ледоколы, кардиостимуляторы сердца, системы пожарной охраны и дефектоскопы – это далеко не свё, что может предложить наука.

Информация представленная в работе предоставляет информацию необходимую для оценки понимая риска, связанного с радиационным излучением для каждого человека.

Список литературы

1. Акимов В.А., Дурнев Р.А.,Миронов С.К., Защита от чрезвычайных ситуаций. 5-11 классы; Энциклопедический справочник. – М.; Дрофа, 2011

3. Навратил Д.Д., Хала И., Радиоактивность, ионизирующее излучение и ядерная энергетика, 2013.
4. Радиация. Дозы, эффекты, риск: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990.-79 с, ил.

5. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99): Гигиенические нормативы. - М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999.- 116с.

Читайте также: