Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Взаємодія з речовиною

Довжина хвилі рентгенівських променів порівнянна з розмірами атомів, тому не існує матеріалу, з якого можна було б виготовити лінзу для рентгенівських променів. Крім того, при перпендикулярному падінні на поверхню рентгенівські промені майже не відображаються. Незважаючи на це, в рентгенівської оптиці були знайдені способи побудови оптичних елементів для рентгенівських променів. Зокрема з'ясувалося, що їх добре відображає алмаз ^[4].

Рентгенівські промені можуть проникати крізь речовину, причому різні речовини по-різному їх поглинають. Поглинання рентгенівських променів є найважливішим їх властивістю в рентгенівської зйомки. Інтенсивність рентгенівських променів експоненціально зменшується в залежності від пройденого шляху в поглинаючому шарі (I = I ₀ ^e-kd, де d - товщина шару, коефіцієнт k пропорційний Z λ, Z - атомний номер елемента, λ - довжина хвилі).

Поглинання відбувається в результаті фотопоглощенія (фотоефекту) і комптонівського розсіювання:

• Під фотопоглощеніем розуміється процес вибивання фотоном електрона з оболонки атома, для чого потрібно, щоб енергія фотона була більше деякого мінімального значення. Якщо розглядати ймовірність акта поглинання в залежності від енергії фотона, то при досягненні певної енергії вона (ймовірність) різко зростає до свого максимального значення. Для більш високих значень енергії ймовірність безперервно зменшується. Унаслідок такої залежності кажуть, що існує межа поглинання. Місце вибитого при акті поглинання електрона займає інший електрон, при цьому випускається випромінювання з меншою енергією фотона, відбувається т. н. процес флюоресценції.
• Рентгенівський фотон може взаємодіяти не тільки з пов'язаними електронами, а й з вільними, а також слабосвязанних електронами. Відбувається розсіювання фотонів на електронах - т. зв. комптонівське розсіювання. В залежності від кута розсіяння, довжина хвилі фотона збільшується на певну величину і, відповідно, енергія зменшується. Комптонівське розсіювання, в порівнянні з фотопоглощеніем, стає переважаючим при більш високих енергіях фотона.

На додаток до названих процесів існує ще одна принципова можливість поглинання - за рахунок виникнення електрон- позитронних пар. Однак для цього необхідні енергії більш 1,022 Ме В, які лежать поза окресленої вище межі рентгенівського випромінювання (<250 кеВ). Проте при іншому підході, коли "ренгеновскім" називається випромінювання, що виникло при взаємодії електрона і ядра або тільки електронів, такий процес має місце бути. Крім того, дуже жорстке рентгенівське випромінювання з енергією кванта більше 1 МеВ, здатне викликати Ядерний фотоефект.

12Поглинання енергії заряджених частинок

Облучение тканей косвенно ионизирующими частицами в конечном счете заканчивается появлением заряженных частиц: фотоны рентгеновского и у-излучения высвобождают в тканях высокоэнергетические электроны, нейтроны вызывают появление в тканях протонов отдачи, а-частиц и ядер других элементов. Все эти заряженные частицы обладают значительной энергией и способны многократно вызывать ионизацию я возбуждение атомов и молекул. Для того чтобы описать характер ионизации поглотителя, необходимо построить качественную картину и выяснить количественные закономерности взаимодействия ускоренных заряженных частиц с атомами.

Помимо косвенно ионизирующих частиц в радиобиологических экспериментах используют так называемые корпускулярные излучения - потоки атомных и субатомных частиц, движущихся с изменяющимися скоростями. К их числу относятся потоки р-частиц, т. е. быстрых электронов, испускаемых в процессе радиоактивного распада; потоки электронов, ускоренные в электрическом поле; протонное излучение, генерируемое специальными ускорителями; а-частицы, испускаемые радиоактивными веществами; продукты деления урана и т. д.

Ускоренные заряженные частицы, которыми облучают ткани, вызывают возбуждение и ионизацию атомов точно так же, как и те заряженные частицы, которые высвобождаются нейтронами или фотонами рентгеновского и у-излучения (различие, естественно, связано с неодинаковой энергией и зарядом высвобождающихся в каждом отдельном случае ионизирующих частиц). Важно знать, как зависит ионизирующая способность заряженных частиц от величины их энергии, от массы и величины заряда, который они несут.

13) Лінійна передача енергії та практичне застосування іонізуючого випромінювання в медицині.

Облучение тканей косвенно ионизирующими частицами в конечном счете заканчивается появлением заряженных частиц: фотоны рентгеновского и у-излучения высвобождают в тканях высокоэнергетические электроны, нейтроны вызывают появление в тканях протонов отдачи, а-частиц и ядер других элементов. Все эти заряженные частицы обладают значительной энергией и способны многократно вызывать ионизацию я возбуждение атомов и молекул. Для того чтобы описать характер ионизации поглотителя, необходимо построить качественную картину и выяснить количественные закономерности взаимодействия ускоренных заряженных частиц с атомами.

Помимо косвенно ионизирующих частиц в радиобиологических экспериментах используют так называемые корпускулярные излучения - потоки атомных и субатомных частиц, движущихся с изменяющимися скоростями. К их числу относятся потоки р-частиц, т. е. быстрых электронов, испускаемых в процессе радиоактивного распада; потоки электронов, ускоренные в электрическом поле; протонное излучение, генерируемое специальными ускорителями; а-частицы, испускаемые радиоактивными веществами; продукты деления урана и т. д.

Ускоренные заряженные частицы, которыми облучают ткани, вызывают возбуждение и ионизацию атомов точно так же, как и те заряженные частицы, которые высвобождаются нейтронами или фотонами рентгеновского и у-излучения (различие, естественно, связано с неодинаковой энергией и зарядом высвобождающихся в каждом отдельном случае ионизирующих частиц). Важно знать, как зависит ионизирующая способность заряженных частиц от величины их энергии, от массы и величины заряда, который они несут.

14 Послідовність процесів, що ведуть до радіаційного пошкодження. Дія радіації на людину.

Радіоактивні речовини характеризуються іонізуючим випромінюванням, енергії якого достатньо для відділення електронів від атомів (в результаті чого утворюються заряджені іони) і розриву хімічних зв'язків. Іонізуюча радіація може зашкодити будь-якому типу тканини людського організму, причому в більшості випадків пошкодження від іонізуючого випромінювання не піддаються відновленню. Більше того – будь-яке порушення природного механізму відновлення організму призводить до утворення ракових клітин.

У загальному випадку ступінь ушкоджень організму залежить від інтенсивності і тривалості впливу радіації на нього. Наслідки для здоров'я в результаті радіаційного опромінення прийнято поділяти на дві основні категорії: стохастичні і не стохастичні.