Doza echivalentă 1
Conceptul de doze echivalente administrate datorită faptului că diferitele tipuri de radiații ionizante, chiar și pentru doze egale absorbite determina efecte biologice diferite.
Eficacitatea acțiunii biologice a radiației depinde de pierderea de energie a particulelor pe lungimea căii unitate dE / dx. care a fost numit „transfer de energie liniar“ (LET). În termeni matematici LET L denotat:
Amploarea LET în keV / microni depinde de densitatea substanței. Când împărțirea LET densității substanței la r obține valoarea L / r, care este independent de densitate. Această valoare este, de asemenea, referire la capacitatea ca LPE sau frânarea substanței, și se măsoară în MeV / cm2 x g -1. După cum se poate observa din definiția, amploarea LET caracterizează distribuția particulelor de substanță de energie transmisă de-a lungul pistei.
Știind LET, se poate determina numărul mediu de ioni produși pe unitatea de cale a particulei. Pentru aceasta este necesar să se împartă valoarea LPE pe cantitatea de energie necesară pentru a forma o pereche de ioni (W). Raportul L / W se numește o densitate liniară de ionizare (ABI). Valoarea exactă a țesuturilor W este necunoscut. Pentru gazele valoarea W este de aproximativ 34 eV. Prin urmare, pentru gaz:
Lpi = LLE / 34 (m perechi de ioni pe drum).
Cu cât valoarea LET, particula mai multe rezerve de energie pe unitatea de distanță, mai densă creează ionii sunt distribuite de-a lungul căii ferate.
Valori aproximative pentru tipuri diferite de radiații LPI
Pentru raze X și LPI cu raze gama este de aproximativ zeci sau sute de perechi de ioni pe cale de 1 mm în apă.
Pentru un # 8209; radiatii - LPI de mii de perechi de ioni.
Iradierea celulelor cu valoare a dozei de radiații absorbite numai ionizante arată cantitatea medie de energie transmisă de către sistemul iradiat. Pe densitatea de ionizare în substanță microvolumes, de exemplu într-o celulă, celulă organelle sau macromolecule pot fi judecate din LLE. Dacă ionizarea particulelor în mișcare produce în mod considerabil la distanță unul de celălalt, probabilitatea de apariție a mai multor ioni din macromoleculă, organite subcelulare sau celule întregi este relativ mic. Dimpotrivă, atunci când acționează ionizare urmat în mod continuu de-a lungul unei piste de particule, se poate aștepta apariție a multor ioni în cadrul unei structuri subcelular, cum ar fi cele două părți complementare ale ionizare în molecula de ADN dublu catenar. Consecințele biologice ale prejudiciului (ionizare) a ambelor catene ADN pentru celule semnificativ perceptibile decât distrugerea unei porțiuni dintr-o spirală ADN, menținând în același timp integritatea catenei complementare. Deoarece odată cu creșterea densității liniare crește probabilitatea de ionizare este o astfel de „pauză dublu catenar“, este clar că particulele plotnoioniziruyuschie (high LET) ar trebui să fie lovit semnificativ mai eficace a ADN-ului și a funcțiilor celulare conexe decât radiația redkoioniziruyuschee.
La diferite obiecte biologice și diferite efecte radiobiologice (acțiune letală de radiații, diferite efecte pe termen lung, cum ar fi cataracta răsărire ray și tumori maligne, reducerea duratei de viață) a fost realizată comparând eficacitatea diferitelor tipuri de particule ionizante. Eficacitatea biologică a diferitelor tipuri de radiatii este de obicei comparate cu privire la radiația standard care este utilizat ca raze X cu raze de energie la limita de 200 keV.
Coeficientul de eficacitate biologică relativă (RBE) este determinată din relația
doza necesară pentru a produce un efect biologic dat sterilizată atunci când sunt expuse la raze X a 200 keV (în greyah)
radiație investigată doza absorbită necesară pentru a obține același efect biologic (greyah)
Este important să se înțeleagă că valorile particulare de tip RBE de radiații pot fi diferite pentru diferite efecte radiobiologice (de exemplu, după criteriul supraviețuirii celulare - una valorile RBE, potrivit criteriului transformării maligne a celulelor - alte valori ale RBE, conform criteriului de formare a cataractei - valorile RBE terțe etc.) .
Acum, după o astfel de intrare lung lasa În cele din urmă, definiția dozei echivalente.
doză echivalentă (HT, R) pentru un anumit tip de radiații ionizante R este definit ca produsul dintre media dozei absorbite DT, R al acestui tip de radiații într-un T organ sau țesut pe corespunzător tipului de radiație Coeficientul de ponderare WR:
Factorii de ponderare pentru diferite tipuri de WR radiații (sau de îndată ce acestea au fost numite - „factori de calitate“, de diferite tipuri de radiații) sunt reglementate de valorile RBE diferitelor tipuri de radiații ionizante, stabilite în scopul de a evalua riscurile de radiații ale acestor tipuri de radiatii la om pentru apariția efectelor adverse pe termen lung ( adică efectele ce rezultă din expunerea la doze relativ mici de cronică sau o scurtă expunere).
Factorii de ponderare pentru diferite tipuri de radiații sunt după cum urmează:
pentru fotoni de orice energie (de exemplu, raze X și gamma # 8209; radiații) se presupune a fi 1,
pentru electroni tuturor energiilor - 1,
pentru neutroni de energie mai mic de 10 keV - 5,
de la 10 keV până la 100 keV - 10,
de la 100 keV până la 2 MeV - 20,
2 MeV până la 20 MeV - 10,
20 MeV - 5,
pentru protoni cu o energie de 2 MeV (altele decât un recul proton) - 5,
alfa # 8209; particule, fragmente de fisiune și nuclee grele - 20.
Acțiunea radiației mixte D.e.i.i. HT este definit ca suma dozelor echivalente de specii de radiații care afectează:
Unitatea D.e.i.i. SI - sievert (Sv).
Unități Comune DE - rem (roentgen echivalent) (sau, echivalent - rem - echivalent medicale cu raze X).
Relația dintre aceste unități după cum urmează: 1 Sv = 100 rem.
1 Sv - doza echivalentă de orice tip de radiații ionizante, care produce același efect biologic ca doza absorbită de 1 Gy cu raze X sau gamma.
Doza echivalentă egală cu 1 Sv este generat când media doza absorbită în organul sau țesutul să fie 1 / WR Gy.
Astfel, de exemplu, o # 8209; doza de radiație echivalentă egală cu 1 Sv este generat la o doză absorbită de 1/20 = 0,05 Gy, Gy.
Este important să ne amintim că noțiunea de doză echivalentă este legată, în primul rând, numai la persoana (nu se poate vorbi de o doză echivalentă pentru alte obiecte biologice).
Și, # 8209 în al doilea rând, numai în ceea ce privește efectele adverse îndepărtate (de exemplu, efectele ce rezultă din expunerea la doze relativ mici de expunere cronică sau scurtă). deoarece dat factorii de ponderare pentru diferite tipuri de radiatii sunt doar la astfel de efecte.
Doza efectivă (E) de radiații ionizante - valoarea utilizată ca o măsură a riscului de efecte pe termen lung ale radiațiilor tuturor corpului uman și țesuturi ale acesteia și a organelor pe baza sensibilității diferitelor țesuturi și organe la apariția acestor efecte stocastice ale radiațiilor. Acesta este definit ca suma HT dozei echivalente în țesuturi și organe T la coeficienții de ponderare respective pentru țesuturi și organe WT:
WT proiectat să reprezinte diferite susceptibilitatea diferitelor organe și țesuturi la apariția acestor efecte stocastice ale radiațiilor. Ele reprezintă contribuția relativă a diferitelor organe sau țesuturi, în general de risc (probabilitatea) de apariție a efectelor stocastice pe tot corpul pentru iradierea uniformă a corpului. Următoarele valori wt luate la diferite organe și țesuturi. gonade - 0,20; măduvă osoasă roșie - 0,12; colonului - 0,12; Ușoare - 0,12; stomac - 0,12; vezică urinară - 0,05; sân - 0,05; ficat - 0,05; esofag - 0,05; tiroidă - 0,05; Piele - 0,01; celule ale suprafețelor osoase - 0,01; restul (glandele suprarenale, creier, departamentul ekstratorokalny respirator, intestinul subțire, rinichi, mușchi, pancreas, splina, timusul, uter) - 0,05.
Unități de D.e.i.i. coincide cu unități doza echivalentă (în sistemul SI - Sv, în afara sistemului de unitate - rem). Introducerea conceptului D.e.i.i. datorită necesității de evaluare a riscului și compararea consecințelor negative îndepărtate pentru aplicarea uniformă și iradiere neuniformă a diferitelor cazuri ale corpului uman. Cu o iradiere uniformă a corpului uman D.e.i.i. Este echivalentă cu doza, ca In acest caz, doză echivalentă HT în fiecare țesut și organ al acestuia, precum și.
[1] Un volum elementar al mediului - cel mai mic volum al mediului, care este perceput ca fiind uniform.