Основы клинической дозиметрии Дозиметрия Дозиметрия – обнаружение наличия
Основы клинической дозиметрии
Дозиметрия Дозиметрия – обнаружение наличия ионизирующей радиации, измерение ее величины и определение вида, а также последствий воздействия этой радиации на организм Важный практический раздел радиационной медицины, так как именно от дозы зависит степень радиационной опасности, нанесенный вред здоровью и последствия контакта с ИР
Одна из главных дозиметрических величин - экспозиционная доза Определяется по способности излучения ионизировать воздух Общеизвестной внесистемной единицей измерения является "Рентген" (Р) Эта доза накапливается за 1 час на расстоянии 1 м от 1г радия Это такое количество гамма или рентгеновского излучения, которое в 1см3 сухого воздуха образует 2,082 * 109 пар ионов
И сразу измеряем фон
Забегая вперед скажем Доза, полученная в единицу времени, называется мощностью дозы. Чем больше мощность дозы, тем быстрее накапливается общая доза. Зная мощность дозы и время контакта с радиацией вычисляют полученную итоговую дозу Пример: 67 микрорентген в час или 0.000067 рентген при пребывании рядом с источником в течении 6 час дадут суммарную экспозиционную дозу 0.000402 рентгена (402 микрорентгена) В сутки доза составит 0.001608 Р, а в год – 0.58692 Рентгена
А природный фон? ТИПИЧНЫЕ значение фона на улице (открытой местности) - 8 - 12 мкР/час, в помещении - 15 - 20 мкР/час. В год – 0.1752 Р Кроме того, необходимо учитывать, что при измерениях на "уровне фона" в одном и том же месте прибор может показать, например, 8, 15 и 10 мкР/час Поэтому для получения достоверного результата рекомендуют провести несколько измерений и затем вычислить среднее арифметическое. В нашем примере среднее составит (8+15+10)/3 = 11 мкР/час.
Определяем безопасность продуктов Продукт пригоден к дальнейшему использованию
Поглощённая доза Честно сказать – неважно сколько денег у вас в кармане, важно сколько из них лично ваши и вы их можете потратить Это аналогия для понимания сути поглощенной дозы Единица поглощённой дозы в системе единиц СИ – Грэй (Гр) Соответствует энергии излучения в 1Дж, поглощённой 1 кг вещества
Рад - внесистемная единица поглощённой дозы Соответствует энергии излучения 100 эрг, поглощённой веществом массой 1 грамм 1 Гр = 1 Дж/кг = 104 эрг/г = 100 рад 1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр
Эквивалентная доза Оказалось что радиация разной природы по разному повреждает организм Для оценки влияния ИИ на человека используются поправочные коэффициенты Ранее их называли "коэффициенты качества излучения" (К) - коэффициенты, учитывающие различное влияние на биологические объекты (различную способность повреждать ткани организма) разных излучений при одной и той же поглощённой дозе. Используются при расчёте "эквивалентной дозы" Эти коэффициенты равны соответственно: рентгеновское, гамма, бета-излучение, электроны и позитроны - 1 протоны – 5 нейтроны от 5 до 10 альфа-частицы, осколки деления, тяжёлые ядра - 20
Эффективная эквивалентная доза Эффективная эквивалентная доза - эквивалентная доза, рассчитанная с учётом разной чувствительности различных тканей организма к облучению; Равна эквивалентной дозе, полученной конкретным органом, тканью (с учётом их веса), умноженной на соответствующий "коэффициент радиационного риска"
Подробнее Для организма в целом этот коэффициент принят равным 1, а для некоторых органов имеет следующие значения: костный мозг (красный) - 0,1 щитовидная железа - 0,05 лёгкие, желудок, толстый кишечник - 0,12 гонады (яичники, семенники) - 0,20 кожа - 0,01 Для оценки полной эффективной эквивалентной дозы, полученной человеком, рассчитывают и суммируют указанные дозы для всех органов
Зиверт Зиверт (Зв) - единица эквивалентной и эффективной эквивалентной доз в системе СИ, при которой в 1 кг вещества выделяется энергия в 1 Дж При К=1 (для рентгеновского, гамма-, бета- излучений, электронов и позитронов) 1 Зв соответствует поглощённой дозе в 1 Гр: В общем случае: 1 Зв = 1 Гр * К = 1 Дж/кг * К = 100 рад * К = 100 бэр 1 Зв = 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад = 100 бэр На практике используют намного меньшие величины - мкЗв, англ - µSv Естественное фоновое ионизирующее излучение обычно варьируется вблизи 2,4 мЗв/год
Зиверт Рольф Максимилян шведский физик
БЭР БЭР - биологический эквивалент рада и рентгена. Внесистемная единица измерения эквивалентной дозы При коэффициенте качества излучения К = 1, то есть для рентгеновского, гамма и бета - излучений, электронов и позитронов – 1 бэр соответствует поглощённой дозе в 1 рад В общем случае: 1 бэр = 1 рад * К = 100 эрг/г * К = 0,01 Гр * К = 0,01 Дж/кг * К = 0,01 Зиверт 1 бэр = 1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг = 0,01 Зиверт При определенном приближении можно считать что 1 Р и 1 Бэр - это одно и то же
Мощность эквивалентной дозы Доза, полученная в единицу времени, называется мощностью дозы. Чем больше мощность дозы, тем быстрее растет доза излучения Для эквивалентной дозы в СИ единица мощности дозы – зиверт в секунду (Зв/с), внесистемная единица – бэр в секунду (бэр/с) На практике чаще всего используются их производные (мкЗв/час, мбэр/час и т.д.)
Основные приборы для измерения радиации Радиацию измеряют радиометрами и дозиметрами Радиометр показывает мощность дозы излучения здесь и сейчас Но для оценки влияния радиации на организм важна не мощность, а именно полученная доза Дозиметр - это прибор, который, измеряя мощность дозы излучения, умножает её на время воздействия радиации, подсчитывая тем самым полученную владельцем эквивалентную дозу Бытовые дозиметры измеряют, как правило, только мощность дозы гамма-излучения (некоторые еще и бета-излучения), весовой множитель которых (коэффициент качества излучения) равны 1
Вывод Дозиметр показывает эквивалентную дозу. Бытовые дозиметры измеряют, как правило, только мощность дозы гамма-излучения, весовой множитель которого равен 1 Поэтому даже при отсутствии в приборе функции дозиметра можно мощность дозы, измеренную в Р/ч поделить на 100 и умножить на время облучения, получив таким образом искомое значение дозы в Зивертах
Существует несколько групп методов определения радиоактивности, среди них выделяют: Физические Ионизационный Сцинтиляционный (люминисцентный) Полупроводниковый Калориметрический Нейтронно-активационный (наведение вторичной радиации под воздействием потока нейтронов, при этом возникает легко обнаруживаемое бета - излучение)
Химические методы Химические методы (в жидких или твердых химических системах) Фотографический Биологические методы Биологический – а) выживаемости живых объектов; б) морфологических и биохимических изменений тканей; в) грубой оценки степени лучевых поражений (эпиляционная, эритемная дозы и т.д.) Расчетные методы Это единственно возможный метод определения дозы от инкорпорированных радионуклидов
В основе устройства большинства радиометров и дозиметров – счетчик Гейгера
Ганс Вильгельм Гейгер Немецкий физик, член Берлинской Академии наук Вместе с Резерфордом изобрел прибор для регистрации (счета) отдельных заряженных частиц, позже (1928) усовершенствованный им совместно с В. Мюллером (счетчик Гейгера-Мюллера)
Счетчик Гейгера - Мюллера Относится к ионизационным методам регистрации Представляет собой заполненную парами инертного газа трубку, с 2-мя электродами, на них подано высокое напряжение Если в рабочем объёме счётчика нет свободных ионов, электрический разряд в нём не возникает При попадании в счётчик ионизирующей частицы в газе образуются ионы, которые движутся к своим электродам Вблизи электродов они ускоряются настолько, что начинают и сами ионизовать газ - это явление ударной ионизации В результате возникает вспышка коронного разряда и через счётчик течёт импульс тока
Индивидуальный пленочный дозиметр Работа основана на действии радиации на фотоэмульсию Состоит из светонепроницаемого контейнера с куском фотопленки Человек носит дозиметр с собой несколько месяцев Затем пленку проявляют в специальной лаборатории О полученной дозе можно судить по почернению фотопленки
Иногда дозу можно увидеть на часах Polimaster Wrist Gamma Indicator Они не только показывает текущее время, но и могут работать в качестве дозиметра, отображающего значение дозы гамма-излучения. Сделаны эти часы-дозиметр в Швейцарии, поэтому можете не удивляться их цене — $ 370.
Тоже дозиметры Эти удивительные и тоже похожие на часы приборы – на самом деле не просто дозиметры, а точнейшие аппараты, способные регистрировать и измерять 4 вида излучения + его энергетический спектр
Немного истории
Средние века
Разновидности современных дозиметров
Дозиметр Радэкс РД-1503
Возможности прибора Измерение мощности эквивалентной дозы (МЭД) гамма и рентгеновского излучений Измерение эквивалентной дозы (ЭД) гамма и рентгеновского излучений Измерение поверхностной плотности потока бета-частиц Измерение времени накопления эквивалентной дозы
Биологический метод дозиметрии Основан на наблюдении за облученными лабораторными животными Радиационную чувствительность животных выражают через такие величины : ЛД 50/30 и ЛД 100/30 (ЛД - летальная доза) - это такие минимальные дозы облучения, которые вызывают гибель соответственно 50% и 100% облученных животных на протяжении 30 дней Недостатки – дороговизна, сложность и длительность процесса
20-osnovy_klinicheskoy_dozimetrii.ppt
- Количество слайдов: 49