СТАДИИ РАДИОБИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Радиационно-физическая стадия радиобиологического процесса

В отличие от многих других биологических и медицинских дисциплин, изучающих различные виды патологических процессов, для радиобиологии изначально известен этиологический фактор, т.е. причина последующих процессов в организме, — это ионизирующая радиация. Этот фактор всегда может быть количественно охарактеризован: 1) прямо, с помощью измерительной аппаратуры при постановочных опытах; 2) косвенно, при непредвиденных контактах биообъектов с источником излучения.

Важнейшими характеристиками ионизирующего излучения узаконены доза и мощность дозы с очевидно входящим в них параметром времени. Для наглядности связи между этими тремя параметрами обратимся к рис. 1.1. На нем представлено поле возможных сочетаний дозы, мощности дозы и времени в пределах, достаточно реальных для человеческой практики. На оси ординат представлена доза, на оси абсцисс — мощность дозы (обе оси в логарифмическом

Рнс. 1.1. Поле радиационных воздействий в координатах доза — мощность дозы

масштабе), а идущие наискось пунктирные линии накладывают на поле радиационных воздействий временную сетку. Доза измеряется в единицах поглощенной энергии, эта единица, именуется грей (Гр) в честь известного английского радиобиолога, энергетически 1 Гр составляет 1 Дж/кг. На практике в ходу сантигреи (сГр, использованы на данном рис. 1.1) и миллигреи (мГр).

Сразу же скажем еще об одном отличительном признаке изучаемого радиобиологами фактора воздействия на биообъекты. Он абсолютно вездесущ и составляет один из постоянных экологических факторов — радиационный фон. Он существует за счет космического излучения (конечно, ослабленного и преобразованного атмосферой), естественных радиоактивных изотопов, попадающих в организм человека, и, наконец, излучений радиоактивных веществ, представленных в скальных породах, строительных материалах (отсюда раздутая в свое время проблема радона). Радиационный фон в отдельных регионах нашей планеты имеет существенно более высокие значения, чем усредненный по большинству мест обитания радиационный фон, равный примерно 2—3 мГр/год. На рис. 1.1 показаны уровни получаемых человеком доз от радиационного фона за разные промежутки времени.

Специальные исследования показали, что пребывание животных и растений в условиях снижения обычного радиационного фона ухудшает их состояние (X. Планель, А.М. Кузин). Если же при тех же условиях содержания радиационный фон восстанавливали путем внесения радиоактивных веществ, состояние животных улучшалось.

Вообще, диаграмма на рис. 1.1 построена с позиций, адекватных радиобиологии человека. Оси ординат и абсцисс пересекаются в областях, разделяющих дозы и мощности доз на большие и малые по критериям выраженности радиобиологических эффектов у человека. В результате образуются четыре квадранта с разными соотношениями больших и малых доз — мощностей доз (читатель легко может определить по рис. 1.1 эти соотношения). Такое графическое представление делает естественной постановку одной из фундаментальных задач радиобиологии. Это структурирование физического поля возможных радиационных воздействий соответствующими биологическими эффектами, конечно, различное для разных биологических видов и для разных периодов времени проявления таких эффектов от срока воздействия. На этом фундаменте можно строить потом обобщающие теории и концепции.

Основной инструмент радиобиологического исследования состоит в построении дозовой кривой эффекта. Оказалось, что для построения единообразных дозовых зависимостей для разных типов

Плотность ионизаций в треках разных видов излучения 11.1)

Рис. 1.2. Плотность ионизаций в треках разных видов излучения 11.1): число пар ионов, которые различные виды излучения создают в объеме, равном объему небольшого вируса:

I — у-излучение; 2 — жесткое рентгеновское излучение; 3 — мягкое рентгеновское излучение; 4 — излучение протона или а-частицы

излучения недостаточно оценки дозы в единицах поглощенной энергии. Необходимо учесть плотность ионизаций в треке кванта/час- тицы (рис. 1.2).

Так появилось подразделение излучений на редко- и плотноиони- зирующие, а затем и понятие эквивалентной дозы, унифицирующее эффект указанных видов излучения в единой дозовой зависимости. Эквивалентная доза равна произведению поглощенной дозы на весовой множитель излучения. Единица эквивалентной дозы — зиверт (Зв, Ъ). Весовой множитель излучения колеблется от единицы для рентгеновских лучей до 20 — для альфа-частиц.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >