Aplikasi perubatan radiasi Gamma

Sinar gamma adalah foton yang dikeluarkan oleh pereputan nuklei atom isotop radioaktif, seperti cesium (l37 Cs), kobalt (60 Co). Sinar-X adalah foton yang terbentuk di medan elektrik akibat pengeboman elektron sasaran, contohnya, dari tungsten (ini adalah prinsip operasi pemecut linear).

Apabila elektron bergerak pantas cukup dekat dengan nukleus tungsten, mereka tertarik padanya dan mengubah trajektori gerakan. Perubahan arah menyebabkan kelembapan pergerakan, dan tenaga kinetik dipindahkan ke foton bremsstrahlung x-ray. Fotonya radiasi ini mempunyai pelbagai tenaga yang berbeza, dari sifar hingga maksimum, yang bergantung kepada tenaga kinetik elektron pengeboman.

Apparatus seperti betatron dan akselerator linier menjana elektron dengan tenaga kinetik yang tinggi dan oleh itu menghasilkan sinaran X berkuasa tinggi. Sebagai tambahan kepada foton bremsstrahlung, foton ciri dibentuk, kerana atom cenderung mengisi orbital elektron bebas yang dihasilkan. Sinaran gamma dan X-ray boleh secara kolektif dipanggil foton; Untuk tujuan terapeutik, nilai tenaga, kaedah foton terkemuka ke sasaran, tetapi bukan sumber mereka, adalah kepentingan yang lebih tinggi.

Interaksi foton sinar gamma dan x-ray

Enam mekanisme berikut merangkumi interaksi foton dengan perkara:
1) Compton scattering;
2) penyerapan fotoelektrik;
3) pembentukan pasangan;
4) pembentukan kembar tiga;
5) kerosakan fotokimia;
6) penyebaran koheren (tanpa pemindahan tenaga).

Kesan Compton adalah mekanisme utama interaksi foton dengan bahan yang digunakan dalam terapi radiasi moden (RT). Apabila foton daripada pancaran pemecut linear berinteraksi dengan elektron orbital atom luaran, sebahagian daripada tenaga foton dipindahkan ke elektron dalam bentuk tenaga kinetik. Foton mengubah arah, tenaganya berkurangan. Elektron yang dikeluarkan dan terbang, memberikan tenaga, mengetuk elektron lain.

Hasil peluncuran dan perkembangan kesan akumulasi semasa penyinaran dengan foton tenaga tinggi, yang diukur dalam megavolts, adalah kesan merosakkan kulit yang rendah, kerana perubahan minimum terjadi pada tisu permukaan. Model peranti lama tidak memberikan perlindungan terhadap kulit.

Kesan fotoelektrik diperhatikan pada tenaga yang lebih rendah dan digunakan dalam peranti yang digunakan dalam radiologi diagnostik. Dalam interaksi ini, foton insiden diserap sepenuhnya oleh elektron cengkerang dalaman, dan yang terakhir terbang dengan tenaga kinetik yang sama dengan tenaga foton minus tenaga yang dibelanjakan untuk menyambung dengannya. Elektron shell luar "jatuh" di ruang kosong. Oleh kerana elektron ini mengubah orbitnya, menghampiri nukleus, tenaganya berkurang, dan kelebihannya dikeluarkan dalam bentuk foton, yang dipanggil ciri.

Dalam pembentukan pasang foton dengan tenaga 1.02 MeV, lebih berinteraksi dengan medan elektrik yang kuat nukleus dan kehilangan semua tenaga perlanggaran. Tenaga perlanggaran foton berubah menjadi bahan dalam bentuk pasangan positron-elektron. Jika ini berlaku pada elektron orbit, maka interaksi tiga zarah dan dipanggil pembentukan triplet.

Dan akhirnya, semasa kerosakan fotokimia, foton dengan tenaga tinggi terbang ke dalam nukleus dan mengetuk neutron, proton atau satu-zarah. Fenomena ini menunjukkan keperluan untuk membuat perlindungan ketika memasang pemecut linier, memberikan tenaga lebih dari 15 MeV.

Kesan radiasi langsung dan tidak langsung.
Sasaran radiasi DNA, lesi yang paling sering membawa kepada kematian, secara skematik ditunjukkan di tengah.
Apabila terdedah secara langsung, foton memisahkan elektron dari molekul sasaran (DNA).
Dalam mekanisme tidak langsung molekul lain, misalnya, air, terion, elektron bebas menghampiri sasaran dan kerosakan DNA.

Bagaimana untuk melindungi diri anda dari gamma radiasi kepada seseorang - aplikasi

Radiasi gamma adalah bahaya yang cukup serius kepada tubuh manusia, dan untuk semua kehidupan secara umum.

Ini adalah gelombang elektromagnet dengan panjang yang sangat kecil dan kelajuan tinggi penyebaran.

Apakah mereka berbahaya, dan bagaimana anda boleh melindungi daripada impak mereka?

Mengenai sinaran gamma

Semua orang tahu bahawa atom-atom semua zat mengandungi nukleus dan elektron yang berputar di sekelilingnya. Sebagai peraturan, inti adalah pembentukan yang agak stabil yang sukar untuk merosakkan.

Dalam kes ini, ada bahan yang nukleusnya tidak stabil, dan dengan beberapa pendedahan kepada mereka, komponen mereka dipancarkan. Proses sedemikian dipanggil radioaktif, ia mempunyai komponen tertentu, dinamakan selepas huruf pertama abjad Yunani:

Perlu diingat bahawa proses radiasi dibahagikan kepada dua jenis, bergantung kepada apa yang dibebaskan sebagai hasilnya.

  1. Aliran sinar dengan pelepasan zarah - alpha, beta dan neutron;
  2. Sinaran tenaga - X-ray dan gamma.

Radiasi gamma adalah aliran tenaga dalam bentuk foton. Proses pemisahan atom di bawah pengaruh radiasi disertai oleh pembentukan bahan-bahan baru. Dalam kes ini, atom-atom dari produk yang baru terbentuk mempunyai keadaan yang agak tidak stabil. Secara beransur-ansur, dalam interaksi zarah-zarah asas, pemulihan keseimbangan berlaku. Hasilnya adalah pelepasan tenaga berlebihan dalam bentuk gamma.

Keupayaan menembusi sinaran sedemikian sangat tinggi. Ia mampu menembusi kulit, tisu, pakaian. Penembusan lebih berat akan melalui logam. Untuk memegang sinaran seperti tembaga agak konkrit atau konkrit diperlukan. Walau bagaimanapun, panjang gelombang radiasi γ sangat kecil dan kurang daripada 2 · 10 -10 m, dan kekerapan berada dalam julat 3 * 1019 - 3 * 1021 Hz.

Zarah gamma adalah foton dengan tenaga yang agak tinggi. Para penyelidik berpendapat bahawa tenaga radiasi gamma mungkin melebihi 10 5 eV. Dalam kes ini, sempadan antara x-ray dan sinar γ jauh ketara.

Sumber:

  • Pelbagai proses di luar angkasa,
  • Pereputan zarah dalam proses eksperimen dan penyelidikan,
  • Peralihan nukleus elemen dari keadaan dengan tenaga yang tinggi ke keadaan rehat atau dengan tenaga yang kurang,
  • Proses penggerakan zarah yang dikenakan dalam medium atau pergerakannya dalam medan magnet.

Ahli fizik Perancis Paul Villard menemui radiasi gamma pada tahun 1900, yang menjalankan kajian radiasi radium.

Apakah radiasi gamma berbahaya?

Radiasi Gamma adalah yang paling berbahaya, bukan alpha dan beta.

Mekanisme tindakan:

  • Sinar gamma mampu menembusi kulit di dalam sel hidup, akibat kerosakan dan kemusnahannya.
  • Molekul yang rosak menimbulkan pengionan zarah-zarah baru yang baru.
  • Hasilnya adalah perubahan dalam struktur bahan tersebut. Zarah-zarah yang terjejas mula mengurai dan berubah menjadi bahan toksik.
  • Akibatnya, sel-sel baru terbentuk, tetapi mereka sudah mempunyai kecacatan tertentu dan oleh itu tidak berfungsi sepenuhnya.

Radiasi gamma berbahaya kerana interaksi seseorang dengan sinar tidak dirasakan olehnya dengan cara apapun. Hakikatnya, setiap organ dan sistem tubuh manusia bertindak balas berbeza dengan γ-ray. Pertama sekali, sel-sel yang dapat dengan cepat membahagikan menderita.

Sistem:

  • Limfatik,
  • Cordial,
  • Pencernaan,
  • Hematopoetik,
  • Seksual.

Ia ternyata menjadi pengaruh negatif pada tahap genetik. Di samping itu, sinaran sedemikian cenderung untuk berkumpul di dalam tubuh manusia. Pada masa yang sama, pada mulanya, ia praktikal tidak nyata.

Di mana radiasi gamma digunakan

Walaupun kesan negatif, saintis telah menemui aspek positif. Pada masa ini, sinaran tersebut digunakan dalam pelbagai bidang kehidupan.

Gamma radiasi - permohonan:

  • Dalam kajian geologi dengan bantuan mereka menentukan panjang telaga.
  • Pensililan pelbagai instrumen perubatan.
  • Digunakan untuk memantau keadaan dalaman pelbagai perkara.
  • Simulasi tepat dari laluan kapal angkasa.
  • Dalam pengeluaran tanaman, ia digunakan untuk menghasilkan varieti baru tumbuhan dari yang bermutasi di bawah pengaruh sinar.

Zarah gamma radiasi telah menemui aplikasinya dalam bidang perubatan. Ia digunakan dalam rawatan pesakit kanser. Kaedah ini dipanggil "terapi radiasi" dan berdasarkan kesan sinaran pada sel yang membahagikan dengan cepat. Akibatnya, dengan penggunaan yang betul, adalah mungkin untuk mengurangkan perkembangan sel-sel tumor yang tidak normal. Walau bagaimanapun, kaedah sedemikian biasanya digunakan apabila orang lain tidak berdaya.

Secara berasingan, ia harus dikatakan mengenai kesannya pada otak manusia

Penyelidikan moden telah membuktikan bahawa otak sentiasa memancarkan impuls elektrik. Para saintis percaya bahawa sinaran gamma berlaku pada saat-saat ketika seseorang harus bekerja dengan informasi yang berbeda pada saat yang sama. Pada masa yang sama, sebilangan kecil gelombang tersebut membawa kepada pengurangan kapasiti storan.

Cara melindungi radiasi gamma

Perlindungan jenis apa yang ada, dan apa yang perlu dilakukan untuk melindungi diri anda dari sinaran berbahaya ini?

Di dunia moden, manusia dikelilingi oleh pelbagai radiasi dari semua pihak. Walau bagaimanapun, zarah gamma dari ruang mempunyai kesan yang minimum. Tetapi apa yang ada di sekeliling adalah bahaya yang lebih besar. Ini terutama terpakai kepada orang yang bekerja di pelbagai loji tenaga nuklear. Dalam kes sedemikian, perlindungan terhadap radiasi gamma terdiri daripada penggunaan beberapa langkah.

  • Tidak lama lagi di tempat-tempat dengan radiasi sedemikian. Semakin lama seseorang terdedah kepada sinar ini, semakin banyak kerosakan akan berlaku di dalam badan.
  • Ia tidak perlu berada di mana sumber radiasi terletak.
  • Pakaian pelindung mesti digunakan. Ia terdiri daripada getah, plastik dengan pengisi timbalan dan sebatiannya.

Perlu diingatkan bahawa pekali pelemahan radiasi gamma bergantung kepada apa yang menjadi bahan penghalang pelindung. Contohnya, plumbum dianggap sebagai logam terbaik kerana keupayaannya menyerap radiasi dalam kuantiti yang banyak. Walau bagaimanapun, ia cair pada suhu yang agak rendah, oleh itu dalam beberapa keadaan logam yang lebih mahal digunakan, misalnya, tungsten atau tantalum.

Satu lagi cara untuk melindungi diri anda adalah untuk mengukur kuasa radiasi gamma dalam watt. Di samping itu, kuasa juga diukur dalam sieverts dan X-ray.

Kadar sinaran gamma tidak boleh melebihi 0.5 mikrosievert sejam. Walau bagaimanapun, lebih baik jika penunjuk ini tidak melebihi 0.2 microsievert sejam.

Untuk mengukur sinaran gamma, peranti khas digunakan - dosimeter. Terdapat beberapa peranti sedemikian. Selalunya digunakan seperti peranti sebagai "sinar dosimeter radiasi gamma dkg 07d". Ia direka untuk pengukuran gamma dan X-ray yang cepat dan berkualiti tinggi.

Peranti sedemikian mempunyai dua saluran bebas yang boleh mengukur setara DER dan Dos. Sinaran gamma medan adalah kuasa dos setara, iaitu jumlah tenaga yang menyerap bahan pada setiap unit masa, dengan mengambil kira kesan sinaran pada tubuh manusia. Bagi penunjuk ini, terdapat juga piawaian tertentu yang mesti diambil kira.

Sinaran boleh menjejaskan tubuh manusia, tetapi juga untuknya terdapat penggunaan dalam beberapa bidang kehidupan.

GAMMA RADIASI

GAMMA RADIATION - radiasi elektromagnet yang dipancarkan semasa kerosakan radioaktif dan tindak balas nuklear, iaitu semasa peralihan nukleus atom dari satu keadaan tenaga ke yang lain.

G.-i. digunakan dalam perubatan untuk rawatan tumor (lihat Terapi Gamma, Terapi Radiasi), serta untuk pembasmian premis, peralatan dan ubat (lihat Pensterilan, sejuk). Sebagai sumber G.-i. menggunakan pemancar gamma - isotop radioaktif semula jadi dan buatan (lihat Isotop, radioaktif), dalam proses pembusukan

yang memancarkan sinar gamma. Pemancar gamma digunakan untuk pembuatan sumber G.-i. pelbagai intensiti dan konfigurasi (lihat. Gamma devices).

Dengan sifatnya, sinar gamma adalah sama dengan sinar-X, sinar inframerah dan ultraviolet, serta cahaya dan gelombang radio yang boleh dilihat. Jenis-jenis radiasi elektromagnet (lihat) hanya berbeza dalam keadaan pembentukan. Sebagai contoh, sebagai akibat daripada pengerasan zarah-zarah berudara pantas terbang (elektron, zarah alfa atau proton), bremsstrahlung berlaku (lihat); pada pelbagai peralihan atom dan molekul dari keadaan teruja ke keadaan yang tidak diingini, pelepasan radiasi sinar-X, inframerah, sinar ultraviolet atau sifat berlaku (lihat).

Dalam proses interaksi dengan bahan, sinaran elektromagnetik mempamerkan kedua sifat gelombang (mengganggu, refracts, diffracts) dan corpuscular. Oleh itu, ia boleh dicirikan oleh panjang gelombang atau dianggap sebagai aliran zarah yang tidak dicairkan - quanta (foton), yang mempunyai massa massa Mk dan tenaga (E = hv, di mana h = 6.625 × 10 27 erg - s kuantum tindakan, atau Planck tetap, = c / λ - frekuensi radiasi elektromagnet). Semakin tinggi kekerapan, dan karenanya radiasi elektromagnetik, semakin banyak sifat korpuskularnya muncul.

Sifat-sifat pelbagai jenis radiasi elektromagnet tidak bergantung kepada kaedah pembentukannya dan ditentukan oleh panjang gelombang (λ) atau tenaga quanta (E). Perlu diingat bahawa sempadan tenaga di antara brek dan G.-i. tidak wujud, berbeza dengan jenis radiasi elektromagnetik seperti gelombang radio, sinaran cahaya, ultraviolet dan radiasi inframerah, yang masing-masing dicirikan oleh julat tenaga tertentu (atau panjang gelombang), yang praktikalnya tidak bertindih. Oleh itu, tenaga gamma-quanta yang dipancarkan dalam proses pereputan radioaktif (lihat Radioaktiviti) berkisar dari beberapa puluh volt kilo-elektron ke beberapa mega-elektron-volt, dan dengan beberapa transformasi nuklear ia dapat mencapai puluhan mega-elektron-volt. Pada masa yang sama, bremsstrahlung dengan tenaga dari sifar hingga beratus-ratus dan beribu-ribu mega-elektron-volt dijana pada pemecut moden. Walau bagaimanapun, brek dan G.-i. berbeza dengan ketara bukan sahaja dengan syarat pendidikan. Spektrum radiasi bremsstrahlung adalah berterusan, dan spektrum sinaran, serta spektrum radiasi ciri atom, adalah diskret (garis). Ini dijelaskan oleh hakikat bahawa nukleus, serta atom dan molekul, hanya boleh berada dalam keadaan tenaga tertentu, dan peralihan dari satu keadaan ke keadaan yang lain tiba-tiba berlaku.

Dalam proses melewati suatu bahan, gamma-quanta berinteraksi dengan elektron-elektron, medan elektrik nukleus, dan juga dengan nukleus itu sendiri. Hasilnya adalah lemahnya intensitas pancaran utama G.-i. terutamanya disebabkan oleh tiga kesan: penyerapan fotoelektrik (kesan foto), penyebaran yang tidak sepadan (Kesan Compton), dan pembentukan pasangan.

Penyerapan fotoelektrik adalah proses interaksi dengan elektron atom, dengan Krom, gamma quanta memindahkan semua tenaga mereka kepada mereka. Akibatnya, kuantum gamma hilang, dan tenaganya dibelanjakan untuk pemisahan elektron dari atom dan komunikasi tenaga kinetik kepadanya. Dalam kes ini, tenaga kuantum gamma ditransmisikan secara besar-besaran kepada elektron yang terletak pada shell K (iaitu pada cangkang yang paling dekat dengan nukleus). Dengan peningkatan jumlah atom penyerap (z), kebarangkalian kesan fotoelektrik meningkat secara berkadar mengikut kuasa 4 nombor atom bahan (z 4), dan dengan peningkatan dalam sinar gamma, kebarangkalian proses ini menurun dengan ketara.

Penyebaran yang tidak ikhlas adalah interaksi dengan elektron atom, dengan sinar gamma hanya memancarkan sebahagian daripada tenaga dan momentumnya kepada elektron dan selepas kesan perubahan arah gerakan (menghilang). Dalam kes ini, interaksi berlaku terutamanya dengan elektron luaran (valent). Dengan peningkatan tenaga quanta gamma, kebarangkalian hamburan tidak berkurangan berkurangan, tetapi lebih perlahan daripada kebarangkalian kesan fotoelektrik. Kebarangkalian proses meningkat dalam perkadaran dengan peningkatan jumlah atom penyerap, iaitu kira-kira sebanding dengan kepadatannya.

Pembentukan pasangan adalah proses G.-i. dengan medan elektrik nukleus, akibatnya kuantum gamma ditukar menjadi sepasang zarah: elektron dan positron. Proses ini diperhatikan hanya apabila tenaga kuantum gamma lebih besar dari 1.022 MeV (lebih besar daripada jumlah tenaga yang saling terhubung dengan jisim lain elektron dan positron); dengan peningkatan tenaga kuantum gamma, kebarangkalian proses ini meningkat berkadaran dengan kuadrat bilangan atom bahan menyerap (z 2).

Bersama dengan proses utama interaksi G.-i. penyebaran koheren (klasik) G.-i. Ia adalah suatu proses interaksi dengan elektron-elektron atom, akibatnya kuantum gamma hanya mengubah arah gerakannya (menghilangkan), dan tenaganya tidak berubah. Sebelum dan selepas proses penyebaran, elektron tetap terikat kepada atom, iaitu, keadaan tenaganya tidak berubah. Proses ini penting hanya untuk G.-i. dengan tenaga sehingga 100 kev. Apabila tenaga radiasi lebih tinggi daripada 100 keV, kebarangkalian penyebaran koheren adalah 1-2 pesanan magnitud kurang daripada tidak sepadan. Gamma quanta juga boleh berinteraksi dengan nukleus atom, menyebabkan pelbagai tindak balas nuklear (lihat), yang dipanggil photonuclear. Kebarangkalian reaksi fotonuklear adalah beberapa pesanan magnitud kurang daripada kebarangkalian proses interaksi lain G.- dan. dengan bahan.

Oleh itu, untuk semua proses utama interaksi gamma-quanta dengan bahan, sebahagian daripada tenaga radiasi diubah menjadi tenaga kinetik elektron, yang, melalui bahan itu, menghasilkan pengionan (lihat). Hasil daripada pengionan dalam kimia kompleks. bahan mengubah bahan kimia mereka. sifat, dan dalam tisu hidup perubahan-perubahan ini akhirnya membawa kepada kesan biol (lihat radiasi pengionan, kesan biologi).

Peratusan setiap proses interaksi G.-i. dengan bahan bergantung kepada tenaga sinar gamma dan bilangan atom bahan menyerap. Oleh itu, di udara, air, dan biol, tisu, penyerapan akibat kesan fotoelektrik adalah 50% pada tenaga G.i.i yang sama dengan kira-kira 60 keV. Pada tenaga 120 keV, bahagian kesan fotoelektrik hanya 10%, dan bermula dari 200 keV proses utama yang bertanggungjawab untuk pengecilan G.-i. dalam bahan, adalah tidak berselerak. Bagi bahan-bahan dengan nombor atom purata (besi, tembaga), pecahan kesan fotoelektrik tidak penting pada tenaga melebihi 0.5 MeV; untuk memimpin, kesan fotoelektrik mesti dipertimbangkan sebelum tenaga G.-i. kira-kira 1.5-2 meV. Proses pembentukan pasangan mula memainkan peranan tertentu untuk bahan-bahan dengan nombor atom kecil dari kira-kira 10 MeV, dan untuk bahan-bahan dengan nombor atom besar (plumbum) - dari 2.5 hingga 3 MeV. Kelemahan G.-i. dalam bahan, semakin kuat, semakin rendah tenaga sinar gamma dan semakin banyak kepadatan dan jumlah atom bahan tersebut. Dengan arah sempit rasuk G.-i. penurunan intensiti monoenerik G. G. (terdiri daripada gamma-quanta dengan tenaga yang sama) berlaku mengikut undang-undang eksponen:

di mana saya adalah intensiti radiasi pada titik tertentu selepas laluan penyerap lapisan ketebalan d, Io- intensiti radiasi pada titik yang sama dengan ketiadaan penyerap, e - nombor, asas logaritma semulajadi (e = 2.718), μ (cm -1) - pekali pelemahan linear, yang mewakili pengecilan relatif keamatan G.-i. lapisan bahan tebal 1 cm; pekali pelemahan linear ialah nilai total yang terdiri daripada pekali pelarasan linier τ, σ dan χ, yang disebabkan oleh proses fotoelektrik, penyebaran tidak sepadan dan pembentukan pasangan (μ = τ + σ + χ).

Oleh itu, pekali pelemahan bergantung kepada sifat penyerap dan tenaga G.-i. Semakin berat bahan dan menurunkan tenaga G.-i., semakin besar pekali pelemahan.

Bibliografi: Aglintsev KK Dosimetry radiasi pengion, p. 48, dan sebagainya, M. - L., 1950; Bibergalla. V., Margulis, U. Ya, dan Vorobyev, E. I. Perlindungan terhadap X-ray dan sinar gamma, M., 1960; Gusev N. G. dan dr. Asas fizikal perlindungan radiasi, h. 82, M., 1969; Kimel L. R. dan Mashkovich V.P. Perlindungan terhadap sinaran mengion, h. 74, M., 1972.

Gelombang elektromagnet: apakah radiasi gamma dan bahayanya

Ramai orang tahu tentang bahaya pemeriksaan sinar-X. Terdapat orang-orang yang telah mendengar tentang bahaya bahawa sinar dari kategori gamma mewakili. Tetapi tidak semua orang tahu tentang apa sinaran gamma dan apa bahaya yang ditimbulkannya.

Di antara banyak jenis radiasi elektromagnet, terdapat sinar gamma. Mengenai mereka penduduk tahu lebih kurang daripada x-ray. Tetapi ini tidak menjadikan mereka kurang berbahaya. Ciri utama sinaran ini dianggap sebagai gelombang kecil.

Secara semula jadi, mereka kelihatan seperti cahaya. Kelajuan penyebaran mereka di angkasa adalah sama dengan cahaya, dan 300 000 km / s. Tetapi kerana ciri-cirinya, radiasi tersebut mempunyai kesan toksik dan traumatik yang kuat terhadap semua makhluk hidup.

Bahaya utama sinaran gamma

Sumber utama penyinaran gamma adalah sinar kosmik. Juga, pembentukan mereka dipengaruhi oleh pembusukan nukleus atom pelbagai unsur dengan komponen radioaktif dan beberapa proses lain. Tidak kira apa cara khusus radiasi seseorang, ia selalu membawa akibat yang sama. Ini adalah kesan pengionan yang kuat.

Fizik menunjukkan bahawa gelombang terpendek spektrum elektromagnet mempunyai tepu tenaga terbesar quanta. Oleh kerana itu, latar belakang gamma mendapat kemuliaan arus dengan rizab tenaga yang besar.

Pengaruhnya terhadap semua kehidupan adalah dalam aspek berikut:

  • Keracunan dan kerosakan kepada sel hidup. Ini disebabkan oleh hakikat bahawa keupayaan menembusi sinaran gamma mempunyai tahap yang sangat tinggi.
  • Kitaran pengionan. Di sepanjang jalan rasuk, molekul-molekul itu musnah kerana ia mula aktif mengionkan kumpulan molekul seterusnya. Dan sebagainya tak terhingga.
  • Transformasi sel. Sel-sel yang dimusnahkan dengan cara yang sama menyebabkan perubahan yang kuat dalam pelbagai strukturnya. Hasilnya adalah kesan negatif ke atas tubuh, menjadikan komponen yang sihat menjadi racun.
  • Kelahiran sel bermutasi yang tidak dapat melaksanakan tugas fungsinya.

Tetapi bahaya utama radiasi jenis ini adalah kekurangan mekanisme khas pada seseorang yang bertujuan untuk mengesan gelombang yang tepat pada masanya. Oleh kerana itu, seseorang dapat menerima sinaran radiasi yang mematikan dan bahkan tidak langsung memahaminya.

Semua organ manusia bertindak balas dengan berbeza kepada zarah gamma. Sesetengah sistem lebih baik daripada yang lain kerana kepekaan individu yang dikurangkan kepada gelombang berbahaya tersebut.

Paling teruk, kesannya terhadap sistem hematopoietik. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa di sini bahawa salah satu sel yang paling cepat membelah dalam tubuh hadir. Juga mengalami radiasi seperti:

  • saluran penghadaman;
  • kelenjar limfa;
  • alat kelamin;
  • folikel rambut;
  • Struktur DNA.

Setelah menembusi struktur rantaian DNA, sinaran itu mencetuskan proses mutasi yang banyak, mengetuk mekanisme semulajadi keturunan. Jangan selalu doktor boleh segera menentukan apa pun punca kemerosotan mendadak dalam kesihatan pesakit. Ini berlaku kerana tempoh latensi yang panjang dan keupayaan radiasi untuk mengumpul kesan berbahaya di dalam sel.

Aplikasi Gamma

Setelah mengetahui apa sinaran gamma, orang mula tertarik dengan penggunaan sinaran berbahaya.

Menurut kajian baru-baru ini, dengan kesan radiasi spontan yang tidak terkawal dari spektrum gamma, akibatnya tidak akan terjadi. Dalam situasi yang sangat diabaikan, penyinaran dapat "mengembalikan" generasi akan datang tanpa akibat yang nyata untuk ibu bapa.

Walaupun terbukti bahaya sinar tersebut, saintis masih terus menggunakan sinaran ini pada skala perindustrian. Selalunya penggunaannya terdapat dalam industri sedemikian:

  • pensterilan produk;
  • pemprosesan peralatan perubatan dan peralatan;
  • mengawal keadaan dalaman beberapa produk;
  • kerja geologi, di mana perlu untuk menentukan kedalaman telaga;
  • penyelidikan ruang, di mana anda perlu mengukur jarak;
  • penanaman tumbuhan.

Dalam kes kedua, mutasi tanaman pertanian memungkinkan untuk menggunakannya untuk berkembang di wilayah negara yang tidak asalnya menyesuaikan diri dengan ini.

Sinar gamma digunakan dalam perubatan dalam rawatan pelbagai penyakit onkologi. Kaedah ini dipanggil terapi radiasi. Ia bertujuan untuk memaksimumkan kesan pada sel yang membahagikan dengan cepat. Tetapi selain mengitar semula sel-sel tersebut yang berbahaya kepada tubuh, pembunuhan sel-sel yang menyertainya yang sihat berlaku. Kerana kesan sampingan ini, selama bertahun-tahun doktor telah berusaha mencari ubat yang lebih berkesan untuk melawan kanser.

Tetapi ada bentuk-bentuk onkologi dan sarcomas yang tidak dapat dihapuskan oleh kaedah sains yang lain. Kemudian terapi radiasi diresepkan untuk menekan aktiviti penting sel tumor patogen dalam masa yang singkat.

Penggunaan radiasi lain

Hari ini, tenaga radiasi gamma dipelajari dengan cukup baik untuk memahami semua risiko yang berkaitan. Tetapi seratus tahun yang lalu, orang merawat penyinaran sedemikian lebih keras. Pengetahuan mereka tentang sifat-sifat radioaktiviti diabaikan. Kerana kejahilan itu, ramai orang mengalami penyakit yang tidak difahami oleh doktor zaman dahulu.

Ia adalah mungkin untuk memenuhi unsur radioaktif dalam:

  • glazes untuk seramik;
  • perhiasan;
  • cenderahati vintaj.

Beberapa "salam dari masa lalu" boleh berbahaya walaupun hari ini. Ini adalah benar terutamanya bagi bahagian peralatan perubatan atau ketenteraan yang sudah lapuk. Mereka ditemui di wilayah unit tentera dan hospital tentera terbengkalai.

Juga bahaya besar adalah logam besi radioaktif. Ia boleh membawa ancaman sendiri, atau ia boleh dijumpai di wilayah dengan peningkatan radiasi. Untuk mengelakkan pendedahan kepada logam sekerap yang terdapat di tapak pelupusan, setiap objek mesti diperiksa dengan peralatan khas. Dia boleh mendedahkan latar belakang radiasi sebenarnya.

Dalam "bentuk tulen", bahaya radiasi gamma adalah dari sumber-sumber seperti:

  • proses di luar angkasa;
  • eksperimen dengan pereputan zarah;
  • peralihan unsur teras dengan kandungan tenaga yang tinggi pada rehat;
  • pergerakan zarah yang dikenakan dalam medan magnet;
  • pengurangan zarah yang dikenakan.

Penemuan dalam bidang kajian zarah gamma ialah Paul Villar. Pakar Perancis dalam bidang penyelidikan fizikal mula bercakap tentang sifat radiasi gamma pada tahun 1900. Dia mendorongnya ke eksperimen ini untuk mengkaji ciri radium.

Bagaimana untuk melindungi daripada sinaran berbahaya?

Untuk mempertahankan diri sebagai pemblokir yang berkesan, anda perlu mendekati penciptaannya secara menyeluruh. Alasan untuk ini - radiasi semula jadi spektrum elektromagnetik, yang mengelilingi seseorang secara berterusan.

Dalam keadaan normal, sumber sinar tersebut dianggap tidak berbahaya, kerana dos mereka adalah minimum. Tetapi selain meredakan alam sekitar, terdapat letupan radiasi berkala. Penduduk Bumi dari pelepasan kosmik melindungi keterpencilan planet kita dari orang lain. Tetapi orang tidak dapat menyembunyikan dari banyak loji kuasa nuklear, kerana mereka biasa di mana-mana.

Peralatan institusi sedemikian amat berbahaya. Reaktor nuklear, serta pelbagai litar teknologi, menimbulkan ancaman kepada warganegara biasa. Satu contoh yang jelas ini adalah tragedi di loji tenaga nuklear Chernobyl, akibatnya masih muncul.

Untuk meminimumkan kesan sinaran gamma pada tubuh manusia dalam perusahaan yang sangat berbahaya, sistem keselamatan sendiri diperkenalkan. Ia termasuk beberapa perkara utama:

  • Hadkan masa yang dihabiskan berhampiran objek berbahaya. Semasa operasi pembubaran di NPP Chernobyl, setiap pelikuidasi diberikan hanya beberapa minit untuk melaksanakan salah satu daripada banyak fasa pelan umum untuk menghapuskan akibatnya.
  • Had jarak. Sekiranya keadaan itu dibenarkan, semua prosedur harus dilakukan secara automatik sejauh mungkin dari objek berbahaya.
  • Kehadiran perlindungan. Ini bukan sahaja merupakan bentuk khas untuk pekerja pengeluaran yang berbahaya, tetapi juga halangan perlindungan tambahan bahan yang berbeza.

Bahan-bahan dengan ketumpatan tinggi dan nombor atom yang tinggi bertindak sebagai penghalang untuk halangan tersebut. Antara yang paling biasa dipanggil:

Paling terkenal dalam bidang ini. Ia mempunyai intensiti penyerapan sinar gamma tertinggi (seperti sinaran gamma dipanggil). Gabungan yang paling berkesan dianggap digunakan bersama:

  • papan plumbum tebal 1 cm;
  • lapisan konkrit 5 cm secara mendalam;
  • kedalaman lajur air 10 cm.

Diambil bersama, ini mengurangkan radiasi sebanyak separuh. Tetapi untuk menyingkirkannya semua yang sama tidak akan berfungsi. Juga, plumbum tidak boleh digunakan dalam persekitaran suhu tinggi. Sekiranya rejim suhu tinggi sentiasa disimpan di dalam rumah, maka takat lebur yang rendah tidak membantu penyebabnya. Ia mesti digantikan dengan rakan-rakan mahal:

Semua pekerja perusahaan di mana radiasi gamma yang tinggi dikehendaki dikehendaki memakai pakaian kerja yang dikemas kini secara kerap. Ia bukan sahaja mengandungi pengisi timbunan, tetapi juga asas getah. Jika perlu, pelengkap skrin anti-radiasi saman.

Sekiranya radiasi telah meliputi kawasan besar wilayah, maka lebih baik untuk segera bersembunyi di tempat perlindungan khas. Sekiranya tidak berdekatan, anda boleh menggunakan ruang bawah tanah. Semakin tebal tembok bawah tanah sedemikian, semakin rendah kebarangkalian menerima dos radiasi yang tinggi.

Sinaran gamma: mengenai bahaya dan faedah

Sekumpulan khabar angin dan cerita-cerita seram di sekitar konsep seperti radiasi, pengionan, sinaran gamma, menimbulkan kekeliruan dan ketakutan dalam semua yang tidak ahli radiologi dosimetri atau ahli fizik nuklear. Mari kita cuba memahami banyak fakta dan pengetahuan tersebar yang diterima oleh orang biasa terutamanya dari media massa.

Terminologi dan teori

Untuk memahami asas-asas yang kita anggap semua orang tahu tentang struktur atom semua bahan. Nukleus dan elektron yang berputar di sekelilingnya membentuk satu sistem dengan cas neutral. Sekiranya satu atau lebih elektron tersingkir daripada sistem ini, atom akan memperolehi cas tertentu dan akan dipanggil ion.

Mengetuk elektron keluar dari sistem elektron nukleus adalah proses pengionan. Sinaran - ini adalah sinaran mengion, satu rasuk zarah mengetuk elektron, memberikan sifat khas atom.

Terdapat tiga jenis sinaran yang diketahui yang boleh menyebabkan pengionan zarah-zarah asas. Judul ini menggunakan huruf Greek: radiasi alfa, beta dan gamma.

Sinaran - apakah mereka?

Mana-mana radiasi ini adalah aliran zarah berkelajuan tinggi yang lebih kecil daripada atom. Zarah pengion adalah berbahaya apabila mereka bergerak. Tetapi usul itu tidak boleh berterusan dan, elektron tersingkir atau tidak, zarah-zarah itu kehilangan kelajuan dan berhenti. Selepas itu mereka tetap berada di dalam bahan atau diserap olehnya.

Semuanya mempunyai masa kewujudannya, dan zarah radioaktif (pengionan) tidak terkecuali. Ketiga-tiga jenis radiasi yang disebutkan ini dibentuk oleh zarah-zarah yang berlainan (mereka disebut quanta) dengan kelajuan yang berbeza dan darjah penembusan ke dalam bahan tersebut.

Alpha, beta, gamma

Radiasi kumpulan pertama terdiri daripada alpha quanta, yang sangat cepat kehilangan kelajuan kerana mereka berat. Jalan hidup mereka hanya beberapa mikron kecil.

Jenis kedua radiasi dibentuk oleh beta quanta, dicirikan oleh kelajuan yang sangat tinggi. Keupayaan menembusi mereka lebih besar dan mereka akan menembus ke dalam organisma hidup oleh beberapa milimeter.

Radiasi gamma adalah aliran sinar gamma, dikurniakan dengan tenaga yang tinggi dan terbang pada kelajuan cahaya, quanta berkelajuan tinggi, yang mempunyai sifat zarah dan gelombang.

Di dalam bahaya paling besar pada pendedahan manusia, radiasi gamma berada di tempat pertama.

Apakah bahaya itu?

Alfa-quanta, tentunya sangat sengit, tetapi sehelai kertas biasa akan menjadi penghalang yang tidak dapat dilupakan bagi mereka. Di samping itu, untuk pendedahan, ia perlu menjadi sangat dekat dengan objek radiasi.

Zarah beta mempunyai jisim kecil dan mudah mengubah arah gerakan dengan kehadiran rintangan. Tingkap biasa tidak akan terlepas radiasi ini. Dalam hubungan langsung dengan tubuh manusia, aliran beta quanta dapat menyebabkan luka bakar kulit.

Sinaran gamma, tidak seperti alfa dan beta, mempunyai kuasa menembusi yang besar. Di samping itu, keanehan spesies ini adalah di bawah pengaruhnya pemusnahan atom bahan yang terjadi dengan pembentukan keadaan tidak stabil baru unsur tersebut.

Radiasi ini paling sering difahami sebagai sinaran. Halangan kaca tidak akan menyelamatkannya - di sini memimpin skrin dan struktur konkrit yang kuat diperlukan.

Bagaimana ia berfungsi?

Intipati mekanisme kesan merosakkan sinar gamma:

  • Dalam perjalanan mereka, quanta meninggalkan ion, yang seterusnya, menjadi sumber pengionan.
  • Melewati sel-sel organisma hidup, sebahagian daripada molekul-molekul itu dimusnahkan dan menjadi racun.
  • Radiasi ini adalah mutagen terkuat yang menyebabkan perubahan pada semua peringkat bahan genetik.

Sel-sel badan yang membahagi dengan cepat adalah paling mudah rosak. Mutasi disebarkan ke generasi sel-sel seterusnya, memburukkan keadaan. Oleh itu, yang pertama menderita ialah sistem pembentukan sel darah, nodus limfa, sel pembiakan, organ pencernaan dan beg rambut.

Di mana semua ini datang?

Sumber semulajadi sinaran gamma telah lama wujud sebelum perkembangan fizik nuklear manusia. Ia tidak sia-sia sumber buatan - kemudahan kuasa nuklear - menarik perhatian perhatian pakar keselamatan.

Adalah penting untuk diingati bahawa hampir mustahil untuk mendapatkan dos radiasi dalam kehidupan seharian yang menimbulkan bahaya serius terhadap kehidupan. Dan berdekatan dengan kemudahan nuklear tidak ada kena mengena dengannya.

Dari kemungkinan pendedahan semula jadi, luaran dan dalaman dapat dibezakan. Bahagian luar berlaku dalam kehidupan kita sentiasa - radiasi matahari dan galaksi ruang, radiasi batu, terutama gunung berapi, dan udara. Batin disebabkan oleh makanan atau air yang memasuki tubuh kita.

Tahap radiasi (radiasi latar belakang) jauh dari purata. Terdapat tempat di mana ia sentiasa dinaikkan, contohnya, di kawasan bergunung-gunung tinggi, berhampiran gunung berapi, dan juga di kapal angkasa dan di dalam pesawat.

Kemanusiaan telah menyesuaikan diri dengan hidup dalam lingkungan radiasi yang sedia ada dan telah membentuk margin keselamatan biologi tertentu, yang, tanpa pelanggaran yang nyata, membolehkannya untuk menahan radiasi berkali-kali lebih besar.

Tapi bagaimana dengan faedahnya?

Seperti yang anda ketahui, segala-galanya di dunia kita adalah dwi. Dan sinaran gamma tidak terkecuali. Dengan pengendalian yang mahir dan penggunaan peralatan moden dan cara perlindungan dan memberi manfaat kepada orang itu. Berikut adalah beberapa contoh menggunakan sinar gamma:

  • pensterilan peralatan dan instrumen dalam perubatan;
  • Pengesanan kecacatan gamma adalah kaedah yang berkesan untuk mengesan kecacatan komponen ultra-tepat;
  • penentuan jarak - dari kedalaman telaga dan ciri-ciri rongga kerak bumi, ke pengukuran ruang;
  • dalam bioteknologi, penyinaran gamma digunakan untuk mendapatkan organisma mutan untuk pembiakan baka baka dan tumbuhan baru;
  • sebagai elemen terapi radiasi dalam rawatan kanser.

Cara untuk melindungi

Seperti yang telah disebutkan, latar belakang semulajadi tidak boleh menjadi unsur penting jangkitan. Tetapi selepas pembangunan tenaga nuklear dan pembangunan separuh hayat zarah radioaktif, penyinaran mungkin akan mengatasi kita secara tiba-tiba. Tragedi di loji kuasa nuklear Chernobyl menunjukkan dunia tidak bersedia untuk akibat sedemikian dalam menguasai atom damai.

Hanya perlindungan khas yang berkesan untuk melindungi terhadap sinaran gamma. Tetapi ruang bawah tanah rumah akan melemahkan kesan radiasi seribu kali.

Tidak berlebihan dan perhatian terhadap objek dengan tanda khas. Sebagai contoh, plutonium radioaktif digunakan dalam pengesan kebakaran. Dan jam tangan sensor pendengaran dan jam tangan menyelam mengandungi garam radium 226. Di luar, barang-barang ini tidak berbahaya, tetapi tidak membongkar mereka.

Langkah berjaga-jaga keselamatan

Kod Jenayah memperuntukkan suatu artikel untuk pencemaran radioaktif yang sengaja atau tidak sengaja. Oleh itu, jika anda mencari item dengan penanda radiasi, maka:

  • jangan buka atau buangnya;
  • memaklumkan perkhidmatan khusus;
  • melindungi diri anda dan orang lain dengan bergerak sejauh mungkin dari sumber.

Pencegahan peribadi dikurangkan kepada mencuci tangan yang teliti, kerana pencemaran sifat radioaktif disebarkan seperti bakteria.

Gamma-radiation: konsep, sumber, aplikasi dan kaedah perlindungan

Radiasi Gamma adalah salah satu daripada gelombang pendek radiasi elektromagnetik. Oleh kerana panjang gelombang radiasi gamma yang sangat kecil, mereka telah menyatakan sifat-sifat korpuskular, manakala sifat gelombang praktikal tidak hadir.

Sinaran gamma-ionisasi mempunyai kesan traumatik yang kuat terhadap organisma hidup, dan ia benar-benar mustahil untuk mengenali oleh deria.

Ia tergolong dalam kumpulan radiasi pengionan, iaitu, menyumbang kepada transformasi atom yang stabil dari berbagai bahan ke dalam ion dengan caj positif atau negatif. Kelajuan radiasi gamma adalah setanding dengan kelajuan cahaya. Penemuan fluks radiasi sebelum ini dibuat pada tahun 1900 oleh ahli sains Perancis, Villars.

Untuk nama radiasi radioaktif digunakan huruf abjad Yunani. Sinaran, yang berada pada skala radiasi elektromagnet selepas sinar-X, dipanggil gamma - huruf ketiga abjad.

Perlu difahami bahawa sempadan antara jenis radiasi yang berlainan sangat bersyarat.

Apakah radiasi gamma?

Marilah kita cuba, mengelakkan istilah tertentu, untuk memahami apa sinaran gamma-ionisasi. Mana-mana bahan terdiri daripada atom, yang seterusnya termasuk nukleus dan elektron. Satu atom, dan lebih-lebih lagi nukleusnya adalah sangat stabil, oleh itu syarat khas diperlukan untuk membelahnya.

Sekiranya keadaan ini entah bagaimana timbul atau diperoleh secara artifisial, proses kerosakan nuklear berlaku, yang disertai oleh pembebasan sejumlah besar tenaga dan zarah-zarah asas.

Bergantung pada apa yang sebenarnya wujud dalam proses ini, radiasi dibahagikan kepada beberapa jenis. Sinaran Alpha, beta dan neutron dibezakan oleh pembebasan zarah-zarah asas, manakala sinaran sinar-X dan sinar gamma adalah aliran tenaga.

Walaupun, pada hakikatnya, apa-apa radiasi, termasuk radiasi dalam rentang gamma, adalah seperti aliran zarah. Dalam kes radiasi ini, zarah-zarah fluks adalah foton atau kuark.

Menurut undang-undang fizik kuantum, semakin kecil panjang gelombang, semakin tinggi tenaga kuaranta radiasi.

Oleh kerana panjang gelombang sinar gamma sangat kecil, boleh dikatakan bahawa tenaga radiasi gamma sangat tinggi.

Kejadian sinaran gamma

Sumber radiasi dalam pelbagai gamma adalah pelbagai proses. Di alam semesta terdapat objek di mana tindak balas berlaku. Hasil tindak balas ini adalah radiasi gamma kosmik.

Sumber utama sinaran gamma adalah quasar dan pulsar. Reaksi nuklear dengan pelepasan tenaga dan sinaran gamma juga berlaku semasa transformasi bintang menjadi supernova.

Sinaran elektromagnet Gamma berlaku pada pelbagai peralihan di kawasan shell elektron atom, serta pereputan nuklei beberapa elemen. Antara sumber sinar gamma juga boleh dipanggil medium tertentu dengan medan magnet yang kuat, di mana zarah-zarah asas dihalang oleh daya tahan media ini.

Bahaya ray Gamma

Oleh kerana sifatnya, radiasi spektrum gamma mempunyai kuasa penembusan yang sangat tinggi. Untuk menahannya, anda memerlukan dinding plumbum dengan ketebalan sekurang-kurangnya lima sentimeter.

Mekanisme perlindungan kulit dan lain-lain makhluk hidup bukan halangan kepada radiasi gamma. Ia menembusi terus ke dalam sel-sel, yang mempunyai kesan buruk pada semua struktur. Molekul-molekul iradiasi dan atom-atom bahan menjadi sumber sinaran dan menimbulkan pengionan zarah-zarah lain.

Hasil daripada proses ini, yang lain diperoleh dari satu bahan. Daripada jumlah ini, sel-sel baru dibuat dengan genom yang berbeza. Tidak perlu dalam pembinaan sel sisa-sisa baru struktur lama menjadi toksin untuk badan.

Bahaya terbesar sinaran sinaran untuk organisma hidup yang menerima sinaran dos adalah bahawa mereka tidak dapat merasakan kehadiran di angkasa gelombang maut ini. Dan juga bahawa sel hidup tidak mempunyai sebarang perlindungan khusus terhadap tenaga yang merosakkan yang membawa radiasi pengionan gamma. Pengaruh terbesar radiasi jenis ini ada pada keadaan sel-sel kuman yang membawa molekul DNA.

Sel-sel yang berlainan dalam tubuh berkelakuan berbeza dalam sinar gamma, dan mempunyai pelbagai tahap penentangan terhadap kesan tenaga jenis ini. Walau bagaimanapun, satu lagi sifat sinaran gamma adalah keupayaan kumulatif.

Dos tunggal dos kecil tidak menyebabkan kesan merosakkan yang tidak boleh diperbaiki pada sel hidup. Itulah sebabnya sinaran radiasi telah digunakan dalam bidang sains, perubatan, industri dan lain-lain bidang aktiviti manusia.

Skop ray gamma

Fikiran para ahli sains yang ingin tahu telah menemui bidang aplikasi walaupun untuk sinar maut. Pada masa ini, sinaran gamma digunakan dalam pelbagai industri, pergi ke faedah sains, dan juga berjaya digunakan dalam pelbagai peranti perubatan.

Keupayaan untuk mengubah struktur atom dan molekul ternyata memberi manfaat kepada rawatan penyakit serius yang memusnahkan badan di peringkat sel.

Untuk rawatan tumor kanser, sinar gamma adalah sangat diperlukan, kerana mereka boleh memusnahkan sel-sel yang tidak normal dan menghentikan bahagian pesat mereka. Kadang-kadang mustahil untuk menghentikan pertumbuhan sel-sel kanser yang tidak normal, maka radiasi gamma datang untuk menyelamatkan, di mana sel-selnya hancur sepenuhnya.

Sinaran pengionan gamma digunakan untuk memusnahkan mikroflora patogen dan pelbagai pencemar yang berpotensi berbahaya. Alat dan peranti perubatan disterilkan dalam sinaran radioaktif. Juga, radiasi jenis ini digunakan untuk membasmi beberapa produk.

Sinar gamma bersinar melalui pelbagai produk logam untuk industri aeroangkasa dan industri lain untuk mengesan kecacatan tersembunyi. Dalam bidang pengeluaran di mana kawalan maksimum terhadap kualiti produk diperlukan, pengesahan jenis ini semata-mata tidak diperlukan.

Dengan bantuan sinar gamma, para saintis mengukur kedalaman penggerudian, mendapatkan data mengenai kemungkinan berlakunya pelbagai batu. Sinar gamma juga boleh digunakan dalam pembiakan. Tumbuhan terpilih tertentu disiradi dengan aliran yang ketat untuk mendapatkan mutasi yang diperlukan dalam genom mereka. Dengan cara ini, penternak mendapat tumbuhan baru dengan ciri-ciri yang mereka perlukan.

Dengan bantuan aliran gamma, kelajuan kapal angkasa dan satelit buatan ditentukan. Dengan menghantar sinar ke luar angkasa, saintis dapat menentukan jarak dan memodelkan laluan kapal angkasa.

Cara untuk melindungi

Bumi mempunyai mekanisme pertahanan semula jadi terhadap radiasi kosmik, lapisan ozon dan atmosfera atas.

Sinar-sinar itu, yang mempunyai kelajuan yang luar biasa, menembusi ruang terlindung bumi, tidak menyebabkan banyak bahaya kepada makhluk hidup. Bahaya paling besar adalah sumber dan radiasi gamma yang diperolehi dalam keadaan daratan.

Sumber bahaya pencemaran sinaran yang paling penting masih menjadi perusahaan di mana tindak balas nuklear terkawal dijalankan di bawah kawalan manusia. Ini adalah loji kuasa nuklear di mana tenaga dihasilkan untuk menyediakan penduduk dan industri dengan cahaya dan haba.

Untuk memastikan pekerja kemudahan ini diambil langkah-langkah yang paling serius. Tragedi-tragedi yang berlaku di berbagai belahan dunia, disebabkan kehilangan kawalan manusia terhadap tindak balas nuklear, mengajar orang untuk berhati-hati dengan musuh yang tidak kelihatan.

Perlindungan pekerja loji kuasa

Di perusahaan tenaga nuklear dan industri yang berkaitan dengan penggunaan radiasi gamma, masa bersentuhan dengan sumber bahaya sinaran adalah sangat terhad.

Semua pekerja yang mempunyai perniagaan perlu menghubungi atau berada berhampiran dengan sumber radiasi gamma menggunakan saman pelindung khas dan melalui beberapa langkah pembersihan sebelum kembali ke zon "bersih".

Untuk perlindungan berkesan terhadap sinar gamma, bahan yang mempunyai kekuatan tinggi digunakan. Ini termasuk plumbum, kekuatan tinggi konkrit, kaca plumbum, jenis keluli tertentu. Bahan-bahan ini digunakan dalam pembinaan litar perlindungan loji janakuasa.

Unsur bahan-bahan ini digunakan untuk membuat saman radiasi untuk pekerja loji kuasa yang mempunyai akses kepada sumber radiasi.

Dalam zon yang dipanggil "panas", plumbum tidak menahan pemuatan, kerana takat leburnya tidak cukup tinggi. Di rantau ini di mana tindak balas termonuklear berlaku dengan melepaskan suhu tinggi, logam jarang-bumi mahal, seperti tungsten dan tantalum, digunakan.

Semua orang yang berurusan dengan sinaran gamma disediakan dengan peranti pengukur individu.

Oleh kerana kekurangan sensitiviti semulajadi kepada sinaran, seseorang boleh menggunakan dosimeter untuk menentukan apa dos radiasi yang dia terima dalam tempoh tertentu.

Normal adalah dos yang tidak melebihi 18-20 microroentgen per jam. Tiada apa yang amat dahsyat akan berlaku apabila disinari dengan dos sehingga 100 microroentgen. Jika seseorang telah menerima dos sedemikian, akibatnya mungkin muncul dalam masa dua minggu.

Apabila menerima dos 600 x-ray, seseorang menghadapi kematian dalam 95% kes dalam tempoh dua minggu. Dosis 700 x-ray adalah 100% kes kematian dalam kes.

Daripada semua jenis radiasi, ia adalah sinar gamma yang membawa bahaya paling besar kepada manusia. Malangnya, kebarangkalian pencemaran sinaran wujud untuk semua orang. Walaupun berada jauh dari tumbuh-tumbuhan industri yang menghasilkan tenaga dengan membelah nukleus atom, seseorang boleh terdedah kepada bahaya radiasi.

X-ray dan terapi gamma

Jenis utama radiasi pengion yang kini digunakan untuk terapi adalah radiasi elektromagnetik tenaga tinggi dalam dua bentuk: radiasi sinar-X dan sinar gamma. Pertimbangkan kaedah generasi mereka dalam pemasangan perubatan.

Rajah. h Topeng untuk mengelakkan pergerakan pesakit semasa penyinaran.

Terapi sinar-X adalah berdasarkan kepada penggunaan sinaran-X yang dihasilkan menggunakan alat terapi sinar-x atau pemecut zarah. Radioterapi jarak jauh dibezakan (voltan penjanaan 30 + 100 kV, panjang fokus kulit 1.5 + 10 cm); radioterapi jarak jauh (voltan penjanaan 180 + 400 kV, panjang fokus kulit 40 + 50 cm); jarak jauh, atau megavolt, terapi sinar-x (bremsstrahlung dihasilkan pada pemecut elektron dengan tenaga foton 5 + 40 MeV, panjang fokus kulit 1 m atau lebih).

Dengan radioterapi jarak dekat, medan dos dicipta di lapisan permukaan badan penyinaran. Oleh itu, ia ditunjukkan untuk rawatan lesi yang agak cetek pada kulit dan membran mukus. Untuk neoplasma malignan kulit, dos tunggal 2 + 4 /) digunakan, 5 hari seminggu, jumlah dos adalah 6 ° + 8 ° Gy. Radioterapi Mediolance digunakan untuk penyakit bukan tumor. Radioterapi jarak jauh kerana keunikan tenaga pengagihan ruang adalah berkesan untuk tumor malignan yang mendalam.

Penyinaran jarak jauh dilakukan pada peranti di mana sinar-X dihasilkan oleh voltan pada tiub sinar X dari 10 hingga 250 kV. Peranti mempunyai satu set penapis tambahan yang diperbuat daripada tembaga dan aluminium, gabungannya, pada voltan yang berbeza pada tiub, membolehkan individu untuk mendalam yang berbeza dari fokus patologi untuk mendapatkan kualiti sinaran yang diperlukan. Peranti radiotherapy ini digunakan untuk merawat penyakit non-neoplastik. Radioterapi close-focus dilakukan pada peranti yang menghasilkan radiasi tenaga rendah dari 10 hingga 6 kV. Digunakan untuk merawat tumor malignan yang dangkal.

Berbanding dengan terapi gamma x-ray mempunyai kelebihan penting kerana hakikat bahawa radiasi y mempunyai tenaga yang lebih besar daripada sinar-x. Oleh itu, sinar-u menembusi jauh ke dalam badan dan mencapai tumor dalaman.

Terapi gamma didasarkan pada penggunaan radiasi y-radionuklida. Bergantung pada lokasi sumber radiasi y, mereka memancarkan aplikasi jauh (permukaan), di dalam rongga dan penyinaran interstisial lesi. Seperti radioterapi megavolt, terapi gamma jauh digunakan dalam amalan onkologi sebagai kaedah bebas merawat neoplasma ganas dan sebagai komponen terapi gabungan. Mereka menggunakan cross-sectional pelbagai bidang, kadang-kadang mudah alih, pilihan untuk penyinaran, dan, jika boleh, organ-organ penting, yang disebut kritikal, harus dikecualikan dari zonnya. Jumlah sinaran radiasi dengan fraksinasi tradisional menggunakan dos tunggal 2 Gy mencapai 60- ^ 70 Gy.

Rajah. 4. Dua pilihan untuk terapi sinaran tumor otak: a - Penyinaran dua hala kepala pesakit dengan sinar X-ray intensiti yang sama; b - penyinaran pada 8 sudut dengan rasuk dengan intensiti yang berlainan (berbeza dengan tenaga, serta jumlah fluks foton) dan dengan undang-undang berlainan variasi intensiti sinaran sepanjang masa semasa terapi.

Dalam terapi gamma, pemasangan gamma (senjata gamma) digunakan di mana sumber radiasi adalah radionuklid semula jadi 226 Ra, isotop buatan manusia Co, '37Cs, 9 2 1g, dan lain-lain.

Hingga pertengahan abad ke-20, pemasangan gamma dengan 226 Ra digunakan dalam radioterapi. Keuntungan mereka adalah hayat perkhidmatan yang panjang, sejak separuh hayat radium G = 1 tahun. Kelemahan - kos tinggi radium dan aktiviti yang rendah (tidak lebih daripada ki).

Radium-226 adalah isotop radioaktif unsur radium kimia dengan nombor atom 88 dan nombor massa 226. Ia tergolong dalam keluarga radioaktif 2 3 8 U. Aktiviti 1 g nukleida ini adalah lebih kurang 36.577 GBq. T = 1600 tahun. 323 Rn mengalami pembusukan, hasil daripada pembusukan nukleida 222 Rn terbentuk: 226 Ra- * 222 Rn +> Dia. Tenaga yang dikeluarkan zarah ialah 4.784 MeV (dalam 94.45% daripada kes) dan 4.601 MeV (05.55% daripada kes), manakala beberapa tenaga dikeluarkan dalam kuantum y (dalam 3.59% kes terdapat pelepasan kuantum y dengan tenaga 186.21 keV). Produk peluruhan Ra, yang mana ia berada dalam keadaan keseimbangan sekular, adalah pemancar y yang keras (dengan tenaga sehingga 2 MeV). 1 g radium dengan penapis platinum 0.5 mm tebal pada jarak 1 m mencipta kadar dos 0.83 p / j.

Terapi gamma mula digunakan secara meluas selepas pelepasan senjata kobalt (1951).

Cobalt-bo adalah produk anak p

-penguraian nukleus 60 Fe (T = 1.5 (h) x, 6 tahun): 60 Fe-? 6 ° co. Cobalt-bo juga mengalami kerosakan beta (T-5.2713 tahun), hasilnya ialah isotop nikel stabil 6u Ni terbentuk: 6o Co- * 6o Ni + e-. Kemungkinan besar adalah pelepasan elektron (tenaga p - pelarut sebanyak 2,823 MeV) dan neutrinos dengan jumlah tenaga sebanyak 0.318 MeV, 1.491 dan 0.665 MeV (dalam kes terakhir, kebarangkalian hanya 0.022%). Selepas pelepasan mereka, nukleol 60 Ni berada di salah satu daripada tiga tahap tenaga dengan tenaga sebanyak 1.332, 2.158 dan 2305 MeV, dan kemudian memasuki keadaan dasar, mengeluarkan y-quanta. Yang paling mungkin ialah pelepasan quanta dengan tenaga 1.1732 MeV dan 1.3325 MeV. Jumlah tenaga peluruhan 6i Co ialah 2.823 MeV. Ko

Balt-bo diperoleh secara artifisial, mendedahkan isotop tunggal kobalt 59 Co untuk membombardir neutron dan (dalam reaktor atom, atau menggunakan penjana neutron).

Rajah. 5. Spektrum gamma keretakan kobalt-bo. Kita dapat melihat garis yang sesuai dengan tenaga 1.1732 dan 1.3325 MeV.

Pada masa ini, 60 Co secara beransur-ansur digantikan oleh isotop * 37Cs dan '9 2 1g. Kelebihan * 37Cs adalah separuh hayat panjang (T-30 l). Walaupun sinaran y yang dipancarkan oleh wCs kurang penembusan daripada b0 Co, isotop ini boleh digunakan untuk tujuan yang sama seperti 60 Co, dengan ketara mengurangkan berat badan perlindungan sinaran. Cari aplikasi dan pemasangan dengan 1 ^ 2 1g. Kelemahan ^ Ir adalah pendek

separuh hayat (hanya 74 hari), jadi iridium perlu dihantar setiap empat minggu ke reaktor untuk mengaktifkan semula.

Rajah. 6. Skim keruntuhan kobalt-bo. Cesium-137 dibentuk terutamanya semasa pembelahan nuklear dalam reaktor nuklear. Aktiviti 1 g nukleus ini adalah lebih kurang 3.2 o 12 Bq, T = zo, 1b71 tahun, dalam 94.4% kes, pembusukan berlaku dengan pembentukan isomer nukleus, 37i, Ba (T = 2.55 min), yang giliran memasuki keadaan dasar dengan pelepasan kuantum u dengan tenaga 0.662 MeV (atau elektron penukaran dengan tenaga sebesar 0.662 MeV). Jumlah tenaga yang dikeluarkan semasa pereputan beta satu nukleus, 37 Cs, adalah 1.175 MeV.

Iridium-192 T = 73.8 hari, 95.24%, mengalami p-reput, diiringi oleh

radiasi y, dengan pembentukan, () 2 Pt. Sesetengah p-zarah ditangkap oleh nukleus lain 193 1g, yang bertukar menjadi 192 Os. Baki 4.76% "> 2 1g disintegrasikan oleh mekanisme penangkapan elektron. Iridium-192 adalah pemancar y yang kuat: dengan satu kejadian kerosakan, 7 y-quanta dipancarkan dengan tenaga daripada 0.2 hingga 0.6 MeV.

Rajah. 7. Skema kerosakan, 3? Cs.

Untuk terapi gamma jauh di dalam tubuh manusia, maksimum dos radiasi dibuat pada kedalaman 4 + 5 mm, akibatnya beban sinaran pada kulit dikurangkan. Ini membolehkan dos radiasi jumlah yang lebih tinggi dihantar ke sasaran.

Pemasangan untuk terapi gamma jarak jauh dari tumor malignan menyediakan penggunaan pancaran y yang dikendalikan radiasi. Ia dilengkapi dengan bekas pelindung Pb, W atau U, yang mengandungi sumber radiasi. Diafragma memungkinkan untuk mendapatkan medan penyinaran dari bentuk dan saiz yang diperlukan dan untuk menghalang sinaran sinaran dalam kedudukan tidak berfungsi pemasangan. Peranti mencipta kadar dos yang signifikan pada jarak puluhan sentimeter dari sumbernya.

Terdapat pemanasan gamma yang panjang dan pendek. Dalam pemilihan tumpuan yang pendek (jarak dari sumber radiasi kepada kulit pesakit kurang daripada 25 cm), bertujuan untuk penyinaran tumor yang tidak lebih dari 3-4 cm, sumber biasanya digunakan sehingga 90 ° C. Peranti gamma fokus panjang (jarak antara sumber dan kulit 70 * 100 cm) digunakan untuk meredakan tumor mendalam; sumber radiasi di dalamnya biasanya 60 Dengan aktiviti beberapa ribu pengantuk; mereka mencipta pengagihan dos yang menggalakkan. Terdapat pemfailan gamma fokus untuk radiasi statik dan mudah alih. Di kedua, sumber radiasi boleh berputar di sekeliling satu paksi, atau secara serentak bergerak sekitar tiga paksi saling tegak, menggambarkan permukaan sfera. Dengan penyinaran mudah alih, kepekatan dos yang diserap dicapai dalam nidus untuk dirawat, dengan pemeliharaan kerosakan kepada tisu yang sihat.

Satu contoh persediaan gamma adalah gamma statik

alat terapeutik Agat-S, yang dimaksudkan untuk penyinaran tumor malignan yang mendalam dengan pancaran tetap sinar-y. Ketua radiasi adalah kes keluli di mana bahagian-bahagian perlindungan dari uranium habis dipasang. Sumber radiasi masih ada. Shutter jenis cakera rotary dengan lubang tirus digerakkan dengan menggunakan pemacu elektrik yang mempunyai kawalan jauh. Di bahagian bawah kepala sinaran adalah diafragma berputar. Ia terdiri daripada empat pasang blok tungsten, yang membolehkan untuk mendapatkan medan segi empat tepat. Sumber radiasi pengionan adalah 60 Co isotop dengan tenaga radiasi y-efektif sebanyak 1.25 MeV. Aktiviti nominal sumbernya adalah 148 TBq (4000 Ci). Kadar dos pendedahan y-radiasi dalam rasuk kerja pada jarak 75 cm dari sumber tetapi r / min.

Rajah. 8. Unit penumpu berputar ROKUS-AM: 1 - kepala radiasi, 2 - diafragma; 3 - meja perubatan; 4 - paksi darjah putaran.

Peranti gamma-terapeutik yang berputar ROKUS-AM direka untuk pendedahan konvergen, putaran, sektor, tangen dan statik tumor malignan yang mendalam. Ciri utama peranti adalah keupayaan untuk menjalankan semua teknik y-terapi terpencil, mewujudkan pengagihan dos yang paling optimum di dalam tubuh pesakit.

Senjata kobalt mempunyai beberapa kelebihan berbanding pemecut linier. Mereka memerlukan voltan bekalan sederhana dan tidak tertakluk kepada penyelenggaraan yang kerap. Oleh itu, senapang kobalt sesuai digunakan di hospital-hospital di bandar-bandar kecil. Pemecut linear adalah pemasangan yang lebih kompleks, ia terpakai di pusat perubatan besar dengan kakitangan fizik dan jurutera yang berkelayakan.

Senjata Gamma mempunyai kelemahan:

  • - Kesukaran untuk memastikan sinaran intensiti tinggi dari sumber "titik" dan juga untuk membentuk balok sempit.
  • - Tenaga radiasi yang relatif rendah merumitkan akses kepada tumor mendalam. Tidak mustahil untuk mengubah tenaga radiasi, menyesuaikan diri dengan kedalaman tumor.
  • - Separuh hayat isotop - sumber radiasi - kecil. Oleh sebab penurunan aktiviti sumber, seseorang perlu menambah masa pendedahan pesakit (dan bukannya yang kecil) atau menggantikan sumbernya. Mengubah sumbernya adalah operasi mahal dan teknikal yang sukar.
  • - Tidak kira sama ada peranti ini berfungsi atau tidak, ia sentiasa menjadi pembawa radiasi radioaktif yang kuat, dan boleh menjadi berbahaya sekiranya berlaku kebakaran, kecurian, kemalangan yang teruk.

Sumber alternatif radiasi pengionan tenaga tinggi untuk terapi sinaran telah menjadi akselerasi elektron padat, yang memungkinkan untuk mendapatkan rasuk elektron dan bremsstrahlung dalam rentang sinar-X dan gamma.

Kuasa radiasi gamma pemecut adalah beberapa kali lebih tinggi berbanding dengan senjata gamma. Tenaga elektron (dan oleh itu y-quanta) boleh diubah dalam julat 44-50 MeV. Pemecut linear boleh digunakan untuk merawat elektron. Untuk tujuan ini, rasuk elektron melalui dinding nipis dikeluarkan di luar dan selepas collimation digunakan untuk menyinari pesakit. Untuk rawatan berkesan dengan rasuk elektron tenaga elektron, seseorang boleh memilih dari satu set yang agak luas dengan langkah kecil.

Walau bagaimanapun, penggunaan bremsstrahlung, yang timbul apabila dibombardir dengan elektron dipercepatkan sasaran dari logam top-melt mtop, telah menjadi lebih meluas.

Kelebihan yang ketara bagi pemecut atas pemasangan berasaskan gamma adalah bahawa dalam kedudukan tidak berfungsi mereka benar-benar selamat dan tidak mempunyai sumber radioaktif isotop yang kuat. Tidak ada masalah punca kerosakan sumber dengan masa.

Untuk terapi sinaran, industri menghasilkan pemecut linear dengan tenaga berpuluh-puluh MeV yang agak kecil. Pemecut linear menjana aliran zarah ketumpatan tinggi dan dengan itu membolehkan untuk mendapatkan kadar dos yang signifikan. Mereka menjana radiasi berdenyut dengan keliangan yang tinggi.

Elektron yang dipercepat diarahkan kepada sasaran logam refraktori, akibatnya sinar-x bremsstrahlung dihasilkan. Ia dicirikan oleh spektrum tenaga berterusan, dan pemecut linear dengan voltan yang mempercepatkan i MV tidak dapat menghasilkan foton dengan tenaga yang lebih besar daripada 1 MeV. Tenaga purata bremsstrahlung adalah 1/3 otomax

Catatan. Penugasan radiasi elektromagnet ke sinaran x-ray atau sinaran gamma dalam perubatan sinaran berbeza daripada fizik nuklear. Dalam bidang perubatan, bremsstrahlung dengan spektrum yang berterusan dirujuk sebagai X-ray, walaupun pada tenaga yang tinggi. Oleh itu, radiasi dengan tenaga 20 + 150 keV dirujuk kepada sinar-X diagnostik, radiasi "permukaan" - kepada tenaga 50 + 200 keV, kepada radiografi organisasi 200 + 500 keV, ke super X-ray ke 500 + 1000 keV, dan megar entgeno 1 + 25 MeV. Sinaran daripada radionuklida dengan garis tenaga diskret dalam lingkungan 0.3 + 1.5 MeV dirujuk sebagai radiasi y.

Penderas lurus membentuk balok X-ray conical yang mampu menyimpang dari 15 0 ke menegak hingga 15 0 ke arah mendatar. Untuk mengehadkan zon penyinaran, diafragma pemalam yang diperbuat daripada aloi tungsten digunakan, yang memastikan pemasangan medan penyinaran segi empat tepat dengan beberapa langkah dalam beberapa sentimeter. Kemungkinan penyinaran oleh medan berayun disediakan dengan gabungan putaran sinaran radiasi di sekitar paksi mendatar dengan serentak

pergerakan mendatar dan menegak meja di mana pesakit berada.

Rajah. 9. Pemecut linear perubatan LINAC.

Untuk membentuk bidang yang kompleks, pelbagai blok logam berat digunakan, bentuknya dipilih secara individu untuk setiap pesakit untuk melindungi organ-organ yang sihat dari radiasi. Juga digunakan collimators dengan bentuk pembolehubah - collimators flap. Mereka terdiri daripada pelbagai plat nipis yang diperbuat daripada logam berat, yang menyerap dengan baik radiasi y. Setiap plat boleh bergerak secara berasingan di bawah kawalan komputer. Program komputer, dengan mengambil kira lokalisasi tumor dan organ yang sihat, membentuk urutan dan jumlah pergerakan setiap petal dalam kolimator. Akibatnya, kolimator individu terbentuk, yang memberikan medan penyinaran optimum untuk setiap pesakit dan setiap rasuk.

Kejayaan terapi radiasi bergantung kepada bagaimana ketepatan penyinaran tumor dan benih mikroskopinya disediakan, oleh itu, adalah penting untuk menentukan lokasi dan sempadan tumor secara tepat dengan menggunakan pemeriksaan klinikal menggunakan teknik pengimejan optimum. Kehadiran organ penting normal yang bersebelahan dengan tumor mengehadkan jumlah dos radiasi.

Komputasi tomografi (CT) telah memberikan sumbangan penting dalam menentukan lokalisasi tumor utama. Imej CT sesuai untuk tujuan perancangan radioterapi, kerana ia terbentuk di bahagian silang dan memberikan gambaran visualisasi tumor dan organ bersebelahan, serta kontur tubuh pesakit, yang diperlukan untuk dosimetri. Kajian CT dijalankan di bawah keadaan yang sama dengan mereka yang menjalani terapi radiasi yang perlu dilakukan, yang memastikan pembiakan tepat prosedur perubatan seterusnya. Kaedah CT memperoleh nilai istimewa dalam merawat tumor bersaiz kecil, iaitu. apabila perlu untuk melakukan penyinaran dengan ketepatan yang lebih besar daripada apabila menyinari jumlah besar.

Urutan rawatan terdiri daripada peringkat berikut. Pada tomografi komputer mendapatkan imej 3D kawasan di mana kehadiran tumor malignan. Doktor menyesuaikan kawasan tumor dan kawasan kritikal dalam rangkaian yang sihat, menentukan julat dos yang diperlukan yang akan digunakan untuk menyerap setiap kawasan. Seterusnya merancang dos yang akan diterima pesakit semasa penyinaran.

Dalam perancangan, keamatan dan bentuk rasuk jatuh ditetapkan, dan dos yang diperolehi dimodelkan menggunakan algoritma berangka. Dengan carian dan penghampiran berturut-turut, ciri-ciri rasuk tersebut dipilih di mana pembahagian medan dos mendekati yang diberikan sebanyak mungkin. Iradiasi kemudian dijalankan menggunakan ciri-ciri balok yang dikira. Dalam kes ini, pesakit harus berada dalam kedudukan yang sama seperti ketika menerima tomograms. Gabungan ini difasilitasi oleh penggunaan sistem kedudukan ketepatan tinggi yang memberikan ketepatan sehingga 2 mm.

Rajah. w. Sistem pemasangan asas untuk terapi sinar-x dan gamma.

Perkembangan selanjutnya terhadap terapi radiasi konformal adalah terapi radiasi IMRT (Therapy-Modulated Therapy Terapi) - terapi sinaran dengan rentetan modulus intensiti. Di sini, keamatan rasuk individu yang jatuh di bawah bahagian yang berlainan boleh berubah (disebabkan oleh perubahan dalam bentuk kolimator kelopak). Pada masa yang sama, kemungkinan membentuk bidang dos sedekat mungkin ke tumor berkembang.

Arah terapi radiasi jarak jauh adalah terapi radiasi konformal 4-D (4D CRT Conformal Radiation Therapy), yang juga dikenali sebagai terapi radiasi di bawah kawalan visual (IGRT, Terapi Radiasi Terpandu Imej). Kemunculan arah ini disebabkan oleh fakta bahawa pada beberapa penyetempatan (paru-paru, usus, prostat) lokasi tumor terasa dapat berubah semasa penyinaran walaupun dengan pengawasan luaran yang boleh dipercayai pesakit. Sebabnya adalah pergerakan badan pesakit yang berkaitan dengan pernafasan, proses tidak terkawal alami dalam usus, sistem kencing. Semasa penyinaran pecahan, pesakit obes boleh menurunkan berat badan secara dramatik melalui satu siri pendedahan, hasilnya lokasi semua organ berubah berbanding dengan tanda luaran. Oleh itu, pada pemecut perubatan, peranti dipasang untuk mendapatkan gambaran imej pesakit di kawasan yang segera. Sebagai peranti sedemikian, mesin x-ray tambahan digunakan. Kadang-kadang radiasi pemecut itu sendiri digunakan pada dos yang lebih rendah untuk pengimejan. Peranti ultrasonik juga digunakan untuk mengawal tanda kontras yang diimplan atau ditetapkan pada tubuh pesakit.

Contoh kompleks pemasangan untuk terapi X-ray ialah Novalis (Novalis). Penderas linier perubatan (LINAC) menjana sinar-X, yang tepat diarahkan ke lokasi tumor. Novalis digunakan untuk merawat tumor yang terletak di seluruh badan. Terutamanya berkesan adalah penyinaran tumor otak yang terletak berhampiran saraf optik dan batang otak. Gentry berputar di sekitar pesakit dan mengambil kira kemungkinan perubahan dalam koordinat objek yang disinari.

Pepatal linear perubatan moden menyediakan penerapan kaedah terapi radiasi yang tinggi dengan perlindungan maksimum tisu sihat yang menyebarkan tumor: penyesuaian (mengulang saiz dan bentuk tumor) penyinaran tiga dimensi dengan kawalan pengimejan visual (IGRT); sinaran ketepatan dengan sinaran termodulasi intensiti (IMRT); terapi radiasi yang boleh menyesuaikan diri dengan keadaan semasa pesakit (ART, Terapi Radiasi Adaptasi); radiasi stereotactic (ketepatan); radiasi yang disegerakkan oleh pernafasan pesakit; radiasi radiasi.

Radioterapi stereotactic adalah cara untuk merawat formasi patologi otak dan korda tulang belakang, kepala, leher, tulang belakang, organ dalaman (paru-paru, ginjal, hati, dan organ pelvik kecil) dengan memberikan radiasi pengionan yang tinggi ke kawasan sasaran (standard 2oGr). Kesan satu-satu daripada dos radiasi yang tinggi pada sasaran itu adalah setanding * untuk campur tangan pembedahan radikal. Radioterapi stereotactic mempunyai beberapa kelebihan berbanding terapi sinaran tradisional: menggabungkan kesan yang paling berkesan pada tisu tumor dengan kesan minima pada tisu biasa, yang dapat mengurangkan jumlah kambuhan tumor tempatan; memudahkan kerja pakar *, membolehkan anda mengawal sepenuhnya prosedur, dengan itu meratakan kesilapan yang disebabkan oleh faktor manusia dalam proses rawatan; tidak mengambil banyak masa, iaitu membolehkan anda melangkau aliran pesakit yang signifikan; praktikalnya tidak memberikan komplikasi, yang meminimumkan kos rawatan yang terakhir; dalam kebanyakan kes, pesakit boleh meninggalkan klinik pada hari campur tangan, menjimatkan kos setiap katil; menggunakan mana-mana pemecut linear moden.

Kami akan membincangkan terapi jenis ini secara terperinci dalam bab mengenai radiosurgeri.

Terapi penangkapan foton (LFT) didasarkan pada peningkatan dalam pembebasan tenaga tempatan akibat kesan fotoelektrik yang disebabkan oleh elektron-kompilasi photoabsorption dan lincah Auger yang bersamaan pada atom unsur-unsur dengan Z yang besar, yang merupakan sebahagian daripada ubat-ubatan yang diperkenalkan ke dalam jaringan tumor. Seperti yang telah disebutkan, kesan Auger diiringi oleh pelepasan elektron dan sinaran ciri-ciri rendah tenaga menengah. Akibatnya, atom berada dalam keadaan pengionan yang tinggi dan kembali ke keadaan biasa selepas satu siri peralihan elektron kompleks dan pemindahan tenaga ke zarah-zarah sekitarnya, termasuk yang terletak di dalam sel-sel tumor. ERT menjanjikan untuk digunakan sebagai radioterapi intraoperatif menggunakan mesin x-ray lembut.

Teknologi LRT melibatkan penggabungan unsur-unsur stabil dengan tinggi Z ke dalam struktur DNA sel malignan dengan penyinaran seterusnya dengan sinaran x-ray atau γ-radiasi, merangsang kesan fotoelektrik dan cascade Auger yang bersamaan. Pembebasan tenaga yang dihasilkan diselaraskan dalam tisu biologi mengikut pengedaran dadah yang mengandungi elemen berat.

Pyrimidine halogenasi biasanya stabil dimasukkan ke dalam DNA selular, dan mereka mengaktifkan halogen (bromin, iodin) oleh foton monochromatic dengan tenaga di atas kelebihan K-penyerapan. Contohnya ialah kaedah merawat pesakit dengan bentuk kanser setempat, menggabungkan penyinaran tumor dengan radiasi y menggunakan agen kemoterapeutik - 5-fluorouracil dan cisplatin. Zon tumor disinari dengan radiasi foton dari pemasangan gamma-terapeutik kepada dos dalam sasaran radiasi 30-5-32.4 Gy. Selepas 10 hari, rawatan diulang. Dalam kes ini, jumlah dos untuk rawatan penuh mencapai 64.8 Gy, dan tempoh rawatan adalah 40 hari. Menurut kaedah lain, derivatif halogenated xanten (dibenzopyranes) diperkenalkan ke dalam tumor, selepas itu sasaran disinari dengan radiasi pengionan dengan tenaga 1 hingga 150 keV. Dalam kaedah lain, agen sebaliknya disuntik ke dalam tumor, nanopartikel yang terdiri daripada iodin, gadolinium atau atom emas, dan kemudian tumor disinari dengan X-ray dengan tenaga 30-5-150 keV. Kelemahan kaedah ini ialah penggunaan agen kontras dalam bentuk dos yang tidak diketahui, yang tidak menjamin kehadiran atom unsur-unsur ini dalam sasaran yang disinari.

Hasil terbaik diperolehi menggunakan farmaseutikal yang mengandungi satu atau lebih elemen berat dengan nombor atom 53, 55 ^ 83 (isotop stabil iodin, gadolinium, indium, dan lain-lain) dengan kandungan ligan tambahan dalam bentuk asid iminodiucetik, ether mahkota, atau porphyrin. Alat ini disuntik ke dalam tumor, diikuti dengan penyinaran x-ray dengan tenaga dalam jarak antara 10 hingga 200 keV. Teknik ini membolehkan untuk meningkatkan dos terapi foton secara langsung dalam tisu tumor sambil mengurangkan beban radiasi pada tisu normal.

RPT telah dicadangkan sebagai kaedah untuk mengubati tumor otak ganas yang sangat teruk - glioblastoma multiforme.

Di klinik, terapi radiasi biasanya digunakan untuk merawat pesakit kanser, ia juga digunakan untuk memerangi beberapa penyakit lain, tetapi lebih kerap.

Dalam onkologi, terapi radiasi digunakan untuk merawat penyakit seperti kanser paru-paru, laring larva, esofagus, payudara, payudara lelaki, tiroid, tumor kulit ganas, tisu lembut, otak dan saraf tunjang, kanser rektum, kelenjar prostat, serviks dan badan rahim, vagina, vulva, metastasis, limfogranulomatosis, dll.

Yang paling sensitif terhadap radiasi adalah tumor dari tisu penghubung, contohnya, limfosarcoma - tumor setempat dari sel limfoid (leukemia), myeloma - tumor dari sel-sel plasma yang terkumpul di sumsum tulang dan endothelioma - tumor dari endothelium yang melambangkan saluran dari dalam. Sangat sensitif adalah beberapa tumor epitel yang cepat hilang semasa penyinaran, tetapi terdedah kepada metastasis, seminoma - tumor ganas dari sel epitel sperm yang membentuk sperma, chorionepithelioma - tumor malignan dari tapak membran janin janin. Tumor dari epitel epitel (kanser kulit, kanser bibir, laring, bronkus, kerongkongan) dianggap sensitif yang sederhana. Tumor dari epitelium kelenjar (perut, buah pinggang, pankreas, kanser usus), sarcomas yang sangat berbeza (tumor tisu penghubung), fibrosarcoma - tumor ganas dari tisu penghubung lembut, osteosarcoma - tumor ganas dari tisu tulang, hati dan jantung, amat sensitif. tisu, chondrosarcoma - tumor ganas dari tulang rawan, melanoma - tumor yang terbentuk daripada sel pembentukan melanin. Tumor hati tidak begitu sensitif terhadap sinaran radioaktif, dan hati itu sendiri sangat mudah rosak oleh radiasi. Hasilnya, percubaan untuk memusnahkan tumor hati dengan radiasi mungkin lebih memudaratkan hati itu sendiri berbanding dengan kesan rawatan kanser.

Yang paling sukar untuk radioterapi adalah tumor pepejal radiasi yang tinggi, yang tidak dapat diobservasi dan tidak dapat diamati, yang biasanya termasuk kanser prostat, yang sel-sel tumor dapat bertahan dengan dos radiasi yang besar, menyebabkan kambuhnya tumor berikutnya. Untuk memerangi tumor seperti itu, radiasi sinar-X atau sinaran gamma yang tinggi digunakan dalam mod penyinaran multipolar atau putaran.

Terapi radiasi radikal digunakan untuk penyebaran tumor tempatan-serantau. Penyinaran tertakluk kepada tumpuan utama dan bidang metastasis serantau. Bergantung kepada lokasi tumor dan radiosensitiviti, jenis terapi radiasi, kaedah penyinaran dan nilai dos dipilih. Jumlah dos setiap kawasan tumor utama ialah 75 Gy, dan 50 Gy per zon metastatik.

Terapi radiasi paliatif dilakukan pada pesakit dengan proses tumor biasa, di mana mereka tidak dapat mencapai penyembuhan lengkap dan berkekalan. Dalam kes-kes ini, hasil rawatan, hanya regresi separa tumor berlaku, mabuk dikurangkan, sindrom nyeri hilang dan fungsi organ yang terjejas oleh tumor dipulihkan, yang memastikan pemanjangan kehidupan pesakit. Untuk tujuan ini, gunakan dos fokus yang lebih kecil - 40 Gy.

Terapi sinaran simptomatik digunakan untuk menghapuskan gejala yang paling teruk penyakit neoplastik yang berlaku dalam gambar klinikal pada masa rawatan (pemampatan batang vena besar, saraf tunjang, ureter, saluran empedu, sindrom kesakitan).

Tumor utama sangat sensitif terhadap radioterapi. Ini bermakna walaupun tumor agak besar, dos radiasi yang rendah boleh digunakan. Contoh klasik adalah limfoma, yang boleh dirawat dengan baik. Kaedah radioterapi merawat kanser kulit, sebagai dos yang mencukupi yang boleh membunuh sel kanser menyebabkan kerosakan kecil pada tisu normal. Tumor hati, sebaliknya, sangat sensitif kepada sinaran, dan hati itu sendiri mudah rosak oleh radiasi. Akibatnya, cubaan memusnahkan tumor hati tidak boleh memudaratkan hati normal. Penyetempatan penting tumor berhubung dengan organ-organ berdekatan. Sebagai contoh, tumor yang terletak berhampiran saraf tunjang adalah lebih sukar untuk dirawat, kerana saraf tunjang tidak dapat didedahkan kepada sinaran yang kuat, dan tanpa ini sukar untuk mencapai kesan terapeutik.

Reaksi tumor kepada pendedahan radiasi pada dasarnya bergantung pada saiznya. Kawasan kecil lebih mudah disinari dengan dos yang tinggi daripada yang besar. Tumor sangat besar bertindak balas kurang kepada radiasi daripada yang kecil atau mikroskopik. Untuk mengatasi kesan ini menggunakan strategi yang berbeza. Sebagai contoh, dalam rawatan kanser payudara, kaedah seperti eksisi tempatan yang meluas dan mastektomi + penyinaran berikutnya, pengurangan saiz tumor dengan kaedah kemoterapi + penyinaran berikutnya digunakan; peningkatan awal dalam radiosensitiviti tumor (contohnya, dengan ubat-ubatan seperti cisplatin, cetuximab) + penyinaran berikutnya. Jika tumor utama dibuang melalui pembedahan, tetapi sel-sel kanser kekal, terima kasih kepada radioterapi selepas pembedahan, sebarang luka kecil boleh dimusnahkan.

Tumor sering menyebabkan sakit yang teruk jika mereka ditekan terhadap tulang atau saraf. Radioterapi yang bertujuan untuk memusnahkan tumor boleh membawa kepada penghapusan pantas dan kadang-kadang radikal manifestasi ini. Begitu juga, jika pembengkakan tumor mengembang, seperti esophagus, menangkap menelan, atau paru-paru, mengganggu pernafasan, halangan-halangan ini dapat dihilangkan melalui radioterapi. Dalam keadaan sedemikian, banyak dos radiasi yang lebih rendah digunakan, dan dengan itu kesan sampingan kurang teruk. Akhirnya, dos yang rendah membolehkan rawatan berulang kali.

Tidak semua jenis kanser boleh dirawat dengan terapi foton. Sebagai contoh, untuk melawan leukemias yang tersebar di seluruh badan, terapi sinaran tidak mempunyai masa depan. Lymphoma boleh tertakluk kepada rawatan radikal jika ia dilokalisasi dalam satu kawasan badan. Banyak tumor radioresistant yang sederhana (kanser kepala dan leher, kanser payudara, rektum, serviks, kelenjar prostat, dan sebagainya) boleh diterima hanya jika mereka berada di peringkat awal pembangunan.

Terdapat dua kumpulan kesan sampingan terapi radiasi: tempatan (tempatan) dan sistemik (umum).

Kerosakan radiasi tempatan awal termasuk perubahan yang telah dikembangkan semasa menjalani terapi radiasi dan dalam masa beberapa hari selepas penamatannya. Kerosakan radiasi yang berlaku selepas tiga bulan, selalunya bertahun-tahun selepas terapi radiasi, dipanggil kesan radiasi yang terlambat, atau jangka panjang.

Cadangan ICRP menentukan tahap yang dibenarkan bagi kekerapan radiasi radiasi semasa terapi radiasi - tidak melebihi 5%.

Penyinaran boleh menyebabkan kemerahan, pigmentasi dan kerengsaan kulit di kawasan pendedahan radiasi. Biasanya, kebanyakan tindak balas kulit berlaku selepas berakhirnya rawatan, tetapi kadang-kadang kulit menjadi lebih gelap dalam warna daripada kulit biasa.

Sekiranya kecederaan tempatan, luka terbakar radiasi boleh berlaku di tapak impak, peningkatan kerapuhan vaskular, pendarahan kecil-kecil mungkin berlaku, dan kaedah hubungan penderaan menyebabkan ulser permukaan yang disinari. Kerosakan sistemik akibat kerosakan sel yang terdedah kepada radiasi. Kelemahan adalah kesan sampingan radioterapi yang paling biasa. Ia melemahkan badan dan berterusan selama beberapa minggu selepas kursus. Oleh itu, rehat sangat penting sebelum dan selepas rawatan.

Sekiranya radioterapi merangkumi kawasan yang besar dan sumsum tulang terlibat, tahap sel darah merah, leukosit dan platelet boleh menurunkan darah secara sementara. Ini lebih sering dilihat dengan gabungan terapi radiasi dan kemoterapi dan, sebagai peraturan, tidak teruk, bagaimanapun, sesetengah pesakit mungkin memerlukan pemindahan darah dan antibiotik untuk mengelakkan pendarahan.

Kerosakan rambut hanya berlaku di kawasan yang terdedah. Alopecia sedemikian adalah sementara dan selepas penghujung pertumbuhan rambut rawatan disambung semula. Walau bagaimanapun, bagi kebanyakan orang, radioterapi tidak menyebabkan rambut rontok sama sekali.

Apabila radioterapi dilakukan pada organ pelvik pada wanita, hampir mustahil untuk mengelakkan penyinaran ovari. Ini membawa kepada menopaus pada wanita yang belum mencapai secara semulajadi, dan tanpa anak. Terapi radiasi boleh merosakkan janin, jadi disyorkan untuk mengelakkan kehamilan ketika melakukan radiasi ke kawasan panggul. Di samping itu, terapi radiasi boleh menyebabkan pemberhentian haid, serta gatal-gatal, pembakaran dan kekeringan dalam faraj.

Pada lelaki, radioterapi untuk organ panggul tidak mempunyai kesan langsung pada kehidupan seks, tetapi kerana mereka merasa sakit dan letih, mereka sering kehilangan minat seks. Pendedahan lelaki kepada dos yang lebih tinggi membawa kepada penurunan bilangan spermatozoa dan penurunan keupayaan mereka untuk menyuburkan.

Tumor ganas pada kanak-kanak adalah sensitif terhadap sinaran. Penyinaran anak-anak kecil dilakukan semasa tidur, kedua-duanya semulajadi dan disebabkan oleh penggunaan alat khas.

Apabila menggunakan terapi sinaran dalam amalan klinikal, perlu diingatkan bahawa radiasi itu sendiri boleh menyebabkan kanser. Amalan telah menunjukkan bahawa neoplasma sekunder jarang berlaku (di antara anda, pesakit yang menjalani terapi radiasi, kanser kedua menjadi sakit i). Biasanya, kanser menengah berkembang 204-30 tahun selepas prosedur radiasi, tetapi penyakit onco-hematologi boleh berlaku walaupun 54-10 tahun selepas kursus terapi radiasi.

Kawalan kanser adalah masalah kompleks yang pada masa ini tidak mempunyai penyelesaian satu sama satu. Rawatan penyakit onkologi yang berkesan adalah mungkin hanya dengan kombinasi optimum kaedah pembedahan, kemoterapi, radioterapi dan kaedah diagnostik nuklear.

Terapi sinar-X digunakan bukan sahaja dalam onkologi. Keupayaan X-ray untuk mengurangkan kereaktifan tisu di zon penyinaran, mengurangkan gatal-gatal, bertindak anti-radang, menindas pertumbuhan tisu yang berlebihan - adalah asas untuk menggunakan roentgenotherapy untuk gatal-gatal, infiltrat, granulomas, dengan keratinisasi yang meningkat. X-ray mempunyai sifat-sifat yang menyegarkan, yang berguna dalam memerangi penyakit kulat. Radioterapi digunakan untuk merawat gangguan radang (bisul, karbunkel, mastitis, menyusup, fistulas), proses degeneratif, otot, saraf, radang urat saraf, sakit hantu, penyakit kulit tertentu, dan lain-lain. Kaedah Its merawat neuralgia trigeminal, penyakit mata yang teruk, tiroid, dsb. Penggunaan terapi foton untuk memerangi tumor jinak adalah terhad oleh risiko kanser yang disebabkan oleh radiasi.

Peranan khas dalam terapi sinar-X dimainkan oleh sinar Bucca - sinaran "sempadan", yang terletak pada spektrum tenaga di sempadan antara sinar-x dan sinar ultraviolet. Mereka dipanggil super-sinar X yang lembut. Berbeza dengan X-ray, eritema, apabila disinari dengan sinaran sempit, sering berkembang tanpa tempoh laten; Sinar Bucca tidak mempunyai sifat-sifat yang menyembur, penyerapan sinar oleh lapisan dangkal kulit lengkap. Petunjuk untuk rawatan dengan sinar Bucca: ekzema kronik, neurodermatitis, bentuk terhad lichen planus, dll.