Теория непрямого действия ионизирующих излучений

Министерство сельского хозяйства РФ

Воронежский государственный аграрный университет

им. К.Д. Глинки

Кафедра терапии, клинической диагностики и радиобиологии.

«Теория непрямого действия ионизирующих излучений».

Подготовила:

Студентка 4 курса

2 группы ФВМ

Возгорькова Е.О.

Воронеж

2008

Введение.

Ионизирующая радиация действует на организм как внешний или внутренний источник облучения. В последнем случае облучение происходит в результате попадания радиоактивных веществ в орга­низм с пищей, воздухом и через поврежденные кожные покровы. Инкорпорированные вещества могут быть источником α, β , или γ-излучений. Возможно комбинированное воздействие внешним и внутренним облучением. Организм может подвергаться смешанному облучению, т. е. одновременному действию различных видов внеш­ней ионизирующей радиации.

Особенности патогенетического действия различных видов лу­чистой энергии во многом зависят от их проникающей способности. Жесткие рентгеновские лучи, γ-излучение и нейтроны обладают очень большой проникающей способностью. Проникающие свой­ства мягких рентгеновских лучей, α и β -излучения ничтожны.

Ионизирующая радиация может либо вызвать преимуществен­ное поражение кожных покровов, либо привести к возникновению лучевой болезни. Это объясняется тем, что слабо проникающие в тка­ни рентгеновские лучи, α и β -частицы, действуя на организм в ка­честве внешних излучателей, преимущественно поражают покровы тела.

Внешнее облучение жесткими рентгеновскими, γ -лучами и ней­тронами, обладающими большой проникающей способностью, вызы­вает общее лучевое заболевание. Оно может быть вызвано также и внутренним облучением.

Действие инкорпорированных излучений определяется дозой попавшего в организм вещества, характером излучения, длитель­ностью периода полураспада и быстротой выведения. При прочих равных условиях более вредны те радиоактивные вещества, которые депонируются в организме, например в костях (стронции, плутоний, радий).

Обзор литературы.

При косвенном действии ионизирующих излучений наиболее выражен процесс радиолиза (радиационного разрушения) воды, потому что вода составляет основу важнейших структур клетки (80-90%). Именно в воде растворены белки, нуклеиновые кислоты, ферменты, гормоны и другие жизненно важные вещества, являющиеся основными компонентами клетки, которым легко может быть передана энергия, первоначально поглощенная водой.

Процесс радиолиза воды совершается в три фазы: в физическую – длится 10^-13 …10^-16 с; в фазу первичных физико-химических превращений – 10^-6 …10^-9 с; в фазу химических реакций – 10^-5 …10^-6 с. Физическая фаза по существу – один из моментов прямого действия ионизирующего излучения на молекулярные и биологические структуры клетки.

При взаимодействии ионизирующих излучений (гамма-кванта, заряженной частицы) с электронной сферой атомов происходит воз­буждение и ионизация атомов или молекул вещества, через которые излучения проходят. При этом на один акт ионизации приходится от 10 до 100 возбужденных атомов, которые в процессе рекомбина­ции излучают избыток энергии в виде характеристического рентге­новского излучения.

В физическую фазу происходит взаимодействие иони­зирующего излучения с молекулой воды, в результате чего выбива­ется электрон с внешней орбиты атома и образуется положительно заряженный ион воды. «Вырванный» электрон присоединяется к нейтральной молеку­ле воды, образуя отрицательный ион воды. При эффекте возбуждения образуется нейтрально заряженная молекула воды с избытком энергии, привнесенной ионизирующим излучением.

Физико-химические свойства ионизированных и возбужденных молекул воды будут отличаться от молекул воды электрически ней­тральных. Продолжительность существования таких молекул очень короткая; они распадаются (диссоциируют), образуя высокореактивные свободные радикалы водорода и гидроксила (Н⁺ и ОН^- ); насту­пает вторая фаза радиолиза воды — фаза первичных физи­ко-химических реакций.

Гидроксильные радикалы (ОН') — сильные окислители, а ради­кал водорода (Н') — восстановитель. Образование свободных радикалов может идти и другим путем. Вырванный из молекулы воды под действием излучения электрон может присоединиться к положительно заряженному иону воды с образованием возбужденной мо­лекулы. Избыточная энергия этой молекулы расходуется на ее расщепле­ние с образованием свободных радикалов водорода и гидроксила.

Ионизированная молекула воды (Н₂ О⁺ ) может реагировать с дру­гой нейтральной молекулой воды (Н₂ О), в результате чего образует­ся высокореактивный радикал гидроксила (ОН').

На этом заканчивается физико-химическая фаза и развивается третья фаза действия ионизирующего излучения — фаза хими­ческих реакций.

Обладая очень высокой химической активностью за счет нали­чия неспаренного электрона, свободные радикалы взаимодейству­ют друг с другом или с растворенными в воде веществами. Реакции могут идти следующими путями:

1. рекомбинация, восстановление воды

2. образование молекул водорода

3. образование молекул воды и выделение кислорода, который является сильным окислителем

4. образование пероксида водорода.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать