1. Задачи,приводящие к понятию производной а о скорости движения материальной точки

• Название: 1. Задачи,приводящие к понятию производной а о скорости движения материальной точки
• Анкор: FIZIKA1.docx
• Дата: 29.04.2018
• Размер: 1.34 Mb.
• Имя файла: FIZIKA1.docx
• Тип: Документы; #18650
• страница: 10 из 10

54.Методы радиационной медицины. Радионуклидная диагностика.
Медицинские приложения явления радиоактивного распада можно представить двумя группами:

Одна группа – это методы, использующие радиоактивные индикаторы с диагностическими и исследовательскими целями. Различные радионуклиды вводятся в организм вместе с фармприпоратами, где они становятся внутренними источниками гамма - излучений.

Другим важнейшим методом диагностики является томография, использующая различные ядерные физические явления. Томографы позволяют получать послойное изображение фрагмента отдельного органа, органа в целом и даже всего организма. Вторая группа методов основана на применении ионизирующего излучения радионуклидов для биологического действия с лечебной целью. Так, для лечения онкологических заболеваний применяют методы лучевой радиоизотопной терапии. 2. Радионуклидная диагностика: методы радионуклидной диагностики основаны на том, что в кровь, дыхательные пути, пищеварительный тракт человека вводятся вещества, содержащие радионуклиды, являющиеся источниками внутреннего радиоактивного излучения, чаще всего гамма-излучения. Эти вещества избирательно накапливаются в том или другом органе и их называют радиофармпрепаратами. Радиофармацевтический препарат (РФП) — это химическое соединение, содержащее в своей молекуле радиоактивный нуклид. Это вещество разрешено для введения человеку с диагностической целью. Радиоактивные изотопы, таким образом, являются «метками», по которым можно судить о наличии тех или иных препаратов в органе. Радионуклидные диагностические исследования проводятся для достижения двух целей: 1)оценки функции органа или системы и ее изменения при заболеваниях; 2)получения анатомического изображения органов. Благодаря большому разнообразию радионуклидов и «меченых» ими препаратов в настоящее время можно изучать практически любую физиологическую и морфологическую системы организма человека.
55.Методы радиоизотопной терапии.

Радиоизотопные методы исследований основаны на регистрации интенсивности гамма-излучения радионуклида, введенного в организм или образцы биологических сред, а также радионуклидов, содержащихся в биологических тканях организма. Гамма – терапия – это метод лечения онкологических заболеваний с помощью гамма – излучения. Для этого применяют чаще всего специальные установки, называемые кобальтовыми пушками. Одним из перспективных направлений терапии ионизирующими излучениями является «протонная терапия». Типичные энергии протонов в пучках, используемых в терапии, составляют 150-250 МэВ. Лечение протонными пучками на сегодняшний день осуществляется более в 20 лечебных странах мира. Применяют так же радоновую терапию: минеральные воды, содержащие ²²²Rn и его продукты, используются для воздействия на кожу (радоновые ванны), органы пищеварения (питье), органы дыхания (ингаляция). Для лечения онкологических заболеваний применяют α-частицы в комбинации с потоками нейтронов. В опухоль вводят элементы, ядра которых под воздействием потока нейтронов вызывают ядерную реакцию с образованием α-излучения. Таким образом, α-частицы и ядра отдачи образуются в том месте органа, которое необходимо подвергать воздействию.

56.Ускорители заряженных частиц и их использование в медицине.
Ускорителем называют устройство, в котором под действием электрических и магнитных полей формируется пучок заряженных частиц высокой энергии. Распространённым ускорителем является бетатрон. Бетатроны способны ускорять электроны до десятков МэВ.

Ускорители заряженных частиц применяют как средство лучевой терапии в двух основных направлениях. 1) Используют тормозное рентгеновское излучение, возникающее при торможении электронов (использование тормозного излучения оказывается более эффективным, чем гамма-терапия); 2) используют прямое действие ускоренных частиц: электронов и протонов. Электроны ускоряются бетатроном, а протонный пучок получают от других ускорителей. Заряженные частицы, в том числе и протоны, наибольшую ионизацию производят перед остановкой. Поэтому при попадании пучка протонов в биологический объект извне наибольшее воздействие будет оказано не на поверхностные слои, а на опухолевые ткани, которые расположены в глубине организма. В этом основная выгода применения заряженных частиц для лучевой терапии глубинных опухолей. Поверхностные слои в этом случае повреждаются минимально. Малое рассеяние протонов позволяет формировать узкие пучки и, таким образом, очень точно воздействовать на опухоль.

Ускорители применяют и в диагностике, где можно выделить так же 2 области: 1) ионная медицинская радиография (пробег тяжелых заряженных частиц (α-частицы, протоны) зависит от плотности вещества, поэтому если регистрировать поток частиц до и после прохождения объекта, то можно получить сведения о средней плотности вещества); 2) применение синхротронного излучения. Синхротронным излучением называют интенсивное ультрафиолетовое и мягкое рентгеновское излучение, которое испускают электроны, движущиеся по круговой орбите со скоростями, близкими к скорости света. Наиболее эффективным для облучения глубоколежащих опухолей являются ионы высоких энергий, т.к. в этом случае окружающая здоровая ткань получает небольшую долю радиации.

57. Дозиметрия ионизирующего излучения. Поглощенная и экспозиционная дозы. Мощность дозы.

Дозиметрия-раздел ядерной физики, в котором рассматриваются физические величины, характеризующие распределение ионизирующего излучения и его взаимодействия с веществом. Эти физические величины называются дозиметрическими. Поглощенной дозой излучения (дозой излучения ) Д_п называется энергия ионизирующего излучения, поглощенная единицей массы облучаемой среды. Измеряется в системе СИ в Греях (Гр). 1 Гр равен энергии в 1Дж, поглощенной массой в один кг. На практике распространенной единицей Д_п для излучений любых видов(α-,β-,γ- и т.д.) является рад: 1рад=0,01 Дж/кг=100 эрг/г. Величина поглощенной дозы зависит от: вида излучения, свойств и геометрии источника излучения, времени облучения, вида облучаемого материала. Поглощенную энергию ΔE в некотором объеме, содержащем вещество массой m, можно представить в виде: ΔE=E_вх-E_вых+E₀, E_вх-энергия всех частиц, входящих в данный объём; E_вых-энергия всех частиц, выходящих из него; E₀-энергия всех частиц, испускаемых источником, находящимся внутри данного объёма (например, радионуклидами). Формирование дозы определяется физическими процессами, которые связаны с взаимодействием излучения с веществом. Для электромагнитного излучения (фотонного) Д_п зависит от атомного номера Z элементов вещества: чем выше Z, тем больше Д_п. Для нейтронов Д_п определяется ядерным составом вещества, поскольку они взаимодействуют с ядрами атомов. Зависит от энергии нейтронов. Для живой ткани Д_п формируется, в основном, в результате взаимодействия нейтронов с ядрами C,H,N,O. Для быстрых нейтронов (0,5-10 Мэв), основным процессом, определяющим поглощенную дозу в живой ткани, является упругое рассеяние. Экспозиционная доза рентгеновского и γ-излучения Д_з представляет собой энергетическую характеристику излучения, оцениваемую по эффекту ионизации сухого атмосферного воздуха. Д_Э измеряется непосредственно над облучаемым объектом. Единица Дэ-кулон на килограмм (Кл/кг). Дэ=1Кл/кг соответствует тому, что электроны и позитроны освобожденные в 1 кг атмосферного воздуха в первичных актах поглощения и рассеяния фотонов, образуют при полном торможении в воздухе ионы с суммарным зарядом 1 Кл. Внесистемная единица Дэ-рентген 1Р=2,58*10^-4Кл/кг. Мощность экспозиционной дозы рентгеновского и γ-излучений: N_э=, измеряется в амперах на килограмм (А/кг). Зная атомный состав вещества, среднюю энергию ионизации и энергетический спектр излучения, по величине экспозиционной дозы можно рассчитать поглощенную дозу рентгеновского и γ-излучений: Дп=fДэ. Здесь Дп измеряется в радах, а Дэ в рентгенах.
58. Количественная оценка биологического действия ионизирующего излучения. Коэффициент качества излучения. Эквивалентная доза.

59. Первичное действие ионизирующих излучений на организм. Защита от ионизирующих излучений.

Ядерные излучения оказывают пагубное воздействие на все живые организмы. При этом интенсивность и характер повреждений зависят от вида частиц и дозы облучения(0-20 отсутствие явных повреждений; 20-50 возможные изменения состава крови; 50-100 изменение состава крови; 100-200 повреждения, возможна потеря трудоспособности; 200-400 нетрудоспособность, возможная смерть; 400 смертность 50%; 600-смертельная доза). Одно и то же облучение по-разному действует на разные органы и организмы. При достаточно большой дозе погибает любой организм. Структуру живого организма можно разделить на 3 уровня: отдельные молекулы; клетки; макроскопические части или системы организма (например, дыхательная система, мышечные ткани). Первичное действие излучения на организм состоит в повреждении молекул. Существуют два механизма повреждения-прямой и косвенный. В прямом механизме ядерная частица действует непосредственно, либо через ядра отдачи или промежуточные электроны на сами макромолекулы. В косвенном механизме под действием излучения происходит радиолиз воды. Продукты радиолиза реагируют с макромолекулами.

Ядерные излучения оказывают разрушающее действие на организм человека. Поэтому при работе с любыми источниками радиации необходима защита. Для расчета любой защиты нужно установить предельно допустимую дозу(ПДД), облучение которой безвредно для организма. При установлении ПДД исходят из того, что в естественных условиях облучение человека за счет космических лучей и радиоактивных веществ земной коры составляет около 0,1 бэр в год и является достаточно безвредным. Но, с другой стороны, доза 400-600 бэр смертельна. Принятая сейчас ПДД от внешних источников облучения для лиц, непосредственно работающих с излучением, составляет 5 бэр в год. Ядерные излучения опасны еще и тем, что даже их большие дозы не воспринимаются органами чувств человека. Простейшим методом защиты является удаление от источника излучения на достаточное расстояние R, т.к. даже без учета поглощения в воздухе интенсивность излучения падает как 1/R². В тех случаях, когда удаление от источника на достаточное расстояние невозможно, используют преграды из поглощающих материалов. Наиболее проста защита от α-излучения, т.к. α-частицы,вылетающие из радиоактивных ядер, имеют ничтожно малые пробеги. При необходимости визуального наблюдения используют окошки из специального содержащего свинец стекла. Лучшими поглотителями тепловых нейтронов являются бор и кадмий. При расчете защиты от тепловых нейтронов необходимо учитывать вторичное γ-излучение, возникающее при захвате нейтронов. Быстрые нейтроны слабо поглощаются любыми веществами. Поэтому для защиты от быстрых нейтронов их сначала замедляют (обычно водой или графитом), а уже после замедлителя ставят поглотитель. Для защиты от особо мощных источников излучения используется бетон. Толщина иногда достигает нескольких метров.

60. Лучевая болезнь, ее виды. Периоды и симптомы острой лучевой болезни.

ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ - заболевание, возникающее в результате воздействия на организм человека ионизирующих излучений в дозах, превышающих допустимые. Виды лучевой болезни: 1) острая-возникает в результате однократного или ряда последовательных воздействий ионизирующих излучений в больших дозах; 2) хроническая-возникает при длительном (в течение многих месяцев) облучении в малых дозах. Острая лучевая болезнь делится на 4 периода: первичной реакции, скрытый, период разгара и период восстановления. Первичные реакции возникают сразу после облучения. При этом отмечается возбуждение, или, наоборот, состояние апатии, вялость, слабость, головокружение, тошнота, а в тяжелых случаях рвота и понос. Расстраивается сон, нарушается аппетит. Возможна временная потеря сознания. Пульс и артериальное давление становятся неустойчивыми. В крови выявляются характерные изменения преимущественно со стороны белых кровяных телец. Эти явления по прошествии нескольких часов могут сгладиться или исчезнуть вовсе. После этого наступает скрытый период заболевания. При этом заметно улучшается общее состояние организма. Однако, несмотря на кажущееся благополучие, болезнь неуклонно прогрессирует. Спустя некоторое время (от нескольких дней до двух, трех недель) наступает период разгара болезни, который начинается с резкого ухудшения общего состояния, сопровождающегося повышением температуры тела, рвотой и поносом, часто с примесью крови. Появляется кровоточивость десен и других слизистых оболочек, образуются язвы, под кожей возникают характерные кровоизлияния. Через 2-3 недели начинают выпадать волосы. Все это сопровождается развитием малокровия и нервными расстройствами. Резко падает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям. При благоприятном течении и в результате своевременного лечения лучевая болезнь может вступить в фазу восстановления. Состояние больного постепенно начинает улучшаться, нормализуется температура, постепенно исчезают признаки нарушения функций ЦНС, восстанавливается нормальный состав крови. У некоторых больных, перенесших острую лучевую болезнь, могут наблюдаться остаточные явления в виде слабости, быстрой утомляемости, головных болей, предрасположенности к инфекционным заболеваниям, а также нерезко выраженное малокровие.