Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Волгоградский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра химии

Реферат

на тему «Человек и радиация»

Работу выполнил:

студент 1 курса, 103 группы

фармацевтического ф-та

Фомичев Евгений Андреевич

Проверил:

К.хим.н., доцент кафедры химии Лисина Светлана Викторовна

Волгоград 2019

Оглавление

• Введение
• Основные понятия и характеристика видов излучения
• Ядерные превращения
• Лучевая болезнь
• Рассмотрим некоторые элементы, использующиеся в радиоактивной медицине
• Йод радиоактивный
• Заключение
• Список литературы

Введение

С ионизирующим излучением и его особенностями человечество познакомилось совсем недавно: в 1895 году немецкий физик В. К. Рентген обнаружил лучи высокой проникающей способности, возникающие при бомбардировке металлов энергичными электронами (Нобелевская премия, 1901 г.), а в 1896 году французский ученый А.А.Беккерель обнаружил естественную радиоактивность солей урана (Нобелевская премия, 1903 г.).

Нет необходимости говорить о том положительном, что внесло в нашу жизнь проникновение в структуру ядра, высвобождение таившихся там сил. Этому посвящено множество публикаций. Но как и всякое сильнодействующее средство, особенно такого масштаба, радиоактивность внесла в средуобитания человека вклад, который к благотворным никак не отнесешь...

Одним из первых пострадавших был сам Беккерель, получивший радиационный ожог от положенной в карман пробирки с радием. Из сравнительно небольшого числа людей, работавших в те годы с радиоактивными веществами, в результате облучения умерли свыше трехсот человек.

Со временем число пострадавших от ионизирующей радиации многократно умножилось, а сама она начала осознаваться как опасность, способная привести среду обитания человека в состояние, не пригодное для дальнейшего его существования.

Радиоактивность следует рассматривать как неотъемлемую часть нашей жизни, но без знания закономерностей процессов, связанных с радиационным излучением, невозможно реально оценить ситуацию. К сожалению, отсутствие достоверной информации вызывает неадекватное восприятие данной проблемы.

Проблема радиационного загрязнения стала одной из наиболее актуальных. Поэтому необходимо прояснить обстановку и найти верный подход.

Основные понятия и характеристика видов излучения

Радиационная медицина - наука, изучающая особенности воздействия ионизирующего излучения на организм человека, принципы лечения лучевых повреждений и профилактики возможных последствий облучения населения.Радиационная медицина изучает широкий круг вопросов и тесно связана с радиобиологией, ядерной физикой и биофизикой, биоорганической и биологической химией, клиническими дисциплинами, эпидемиологией. Большой раздел радиационной медицины - радиационная гигиена, которая выделена как самостоятельная гигиеническая наука.

Термин «ионизирующие излучения» используется для описания переноса через пространство энергии в виде электромагнитных волн либо субатомных частиц. Ионизирующее излучение - излучение, которое создается при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков.

По природе ионизирующие излучения делятся на два основных вида:

а) корпускулярные, например, альфа, бета;

б) электромагнитные, например, гамма и рентгеновское.

Основой характеристики ионизирующих излучений являются:

*для корпускулярных излучений - заряд частицы, ее масса, а также энергия; *для электромагнитных излучений - энергия.

Эти параметры определяют особенности взаимодействия ионизирующих излучений с веществом и, соответственно, степень и вероятность их повреждающего действия.

Характеристика основных видов излучения:

1) альфа-частицы (ядра гелия) имеют заряд +2, массу 4 а.е.м., энергия альфа-частиц при выходе из ядра составляет 3 - 11 МэВ (эВ - электронвольт - внесистемная единица энергии: 1 эВ = 1,6Ч10^-19 Дж); обладают высокой ионизационной способностью; имеют незначительную проникающую способность: в зависимости от энергии альфа-частиц длина их пробега в воздухе может достигать 11 см, а в биологической ткани - десятков микрометров;

2) бета-частицы - это электроны и позитроны, имеющие пренебрежимо малую массу и заряд -1, или +1 соответственно; энергия чаще измеряется в кэВ; удельная плотность ионизации, создаваемая бета-частицами, примерно в 1000 раз меньше, чем у альфа-частиц той же энергии; проникающая способность у бета-частиц больше, чем у альфа-частиц: пробег в воздухе составляет метры, в биологической ткани - сантиметры;

3) нейтроны имеют массу, равную 1 а.е.м., заряд 0; нейтрон может иметь энергию от 0,025 эВ до 300 МэВ и более. По энергии выделяют медленные и быстрые нейтроны, граница между ними лежит примерно в области 1 МэВ. Энергия нейтрона определяет характер его взаимодействия с веществом;

Рис. Проникающая способность разных видов ионизирующего излучения

4) гамма-излучение образуется при ядерных превращениях и имеет длину волны от 10^-10 до 10^-14 м; обладает высокой проникающей способностью, длина пробега в воздухе достигает сотен метров;

5) рентгеновское излучение имеет длину волны от 10^-9 до 10^-12 м. Различают характеристическое рентгеновское излучение и тормозное. Характеристическое рентгеновское излучение образуется за счет изменения энергетического состояния электрона при его переходе на энергетически более выгодную орбиталь. Тормозное излучение образуется при столкновении заряженных частиц с частицами вещества, через которое они проходят. Чем меньше длина волны, тем выше энергия излучения и больше его проникающая способность.

С понятием «ионизирующие излучения» тесно связано понятие «радиоактивность». Исторически радиоактивность является первым ядерным процессом, обнаруженным человеком (А. Беккерель, 1896 г.). В изучение данного процесса большой вклад внесли Мария Складовская-Кюри и Пьер Кюри.

Радиоактивность - самопроизвольное превращение ядер одних элементов в другие, при котором ядро переходит в более устойчивое состояние. Процесс сопровождается испусканием ионизирующих излучений (корпускулярных либо электромагнитных).

Ядерные превращения

Основной характеристикой атома являются 2 числа: массовое число (A), равное сумме протонов и нейтронов ядра, и атомный номер (Z) в периодической системе элементов Менделеева, равный числу протонов в ядре, т. е. соответствующий заряду ядра. Любая частица, входящая в состав ядра (как протон, так и нейтрон), называется нуклоном. Изотопы - атомы с одним и тем же зарядом ядра, но разным массовым числом, т. е. они отличаются количеством нейтронов в ядре. Радионуклиды - ядра радиоактивных атомов. Различают естественные и искусственные радионуклиды. Радионуклиды, которые образовались и постоянно образуются без участия человека, принято называть естественными радионуклидами. К настоящему времени известно более 900 радиоактивных изотопов, полученных искусственным путем. Особенно много искусственных радионуклидов получают в ядерных реакторах различного назначения, в том числе в реакторах АЭС, где создаются мощные потоки нейтронов. В настоящее время практически не существует таких элементов, у которых не было бы радиоактивного изотопа. По химическим свойствам радиоизотопы не отличаются от стабильных, то есть стабильный и радиоактивный изотопы следуют вместе по всем цепочкам в соответствии с химическими и биологическими законами круговорота в природе.

Рис. Строение атома неона-20

Нестабильные ядра претерпевают 4 основных типа радиоактивных превращений: альфа-распад, бета-превращение, гамма-превращение и спонтанное деление ядер. Тип радиоактивного превращения определяется видом частиц, испускаемых при распаде. Процесс радиоактивного распада всегда экзотермичен, т.е. идет с выделением энергии. Исходное ядро 12 называется материнским (в нижеприведенных схемах обозначено символом X), а получающееся после распада ядро -- дочерним (в схемах -- символ Y).

1. Альфа-распад состоит в том, что тяжелое ядро самопроизвольно испускает альфа-частицу, т. е. это чисто ядерное явление.

Известно более 200 альфа-активных ядер, почти все они имеют порядковый номер больше 83. Энергия альфа-частиц тяжелых ядер чаще всего находится в интервале от 4 до 9 МэВ. Например, альфа-излучающими радионуклидами являются Am-241; Ra-226; Rn-222; U-238 и 235; Th-232; Pu239 и 240:

2. Бета-превращение ядер - это внутринуклонный процесс, то есть в ядре распадается одиночный нуклон, происходит внутренняя перестройка ядра, вылетающие из ядра при в-распаде частицы (электрон е-, позитрон е+, нейтрино н, антинейтрино н ~) рождаются во время распада. Возможность распада одиночного нуклона хорошо иллюстрирует распад свободного нейтрона с периодом полураспада 11,7 мин.:

Различают следующие виды бета-превращения ядер:

а) электронный распад:

б) позитронный распад:

в) электронный захват (называют К-захватом, т.к. ядро поглощает один из электронов атомной оболочки, обычно из К-оболочки):

Примерами радионуклидов, претерпевающих бета-превращение, являются тритий (H-3), C-14, радионуклиды натрия (Na-22, Na-24), радионуклиды фосфора (P-30, P-32), радионуклиды серы (S-35, S-37), радионуклиды калия (K-40, K-44, K-45), Rb-87, радионуклиды стронция (Sr-89, Sr-90), радионуклиды йода (I-125, I-129, I-131, I-134), радионуклиды цезия (Cs-134, Cs-137). Энергия бета-частиц варьирует в широком диапазоне: от 0 до Emax (полная энергия, выделяющаяся при распаде) и измеряется в кэВ, МэВ. Для одинаковых ядер распределение вылетающих электронов по энергиям является закономерным и называется спектром электронов в-распада, или бета-спектром (рис. 1-4). По спектру энергии бета-частиц можно провести идентификацию распадающегося элемента (рис. 1-5).



3. Гамма-распад: за счет энергии возбуждения ядро испускает гаммаквант, переходя в более стабильное состояние. Массовое число и атомный номер при этом не изменяются:

Гамма-излучение - явление внутриядерное, спектр гамма-излучения всегда дискретен. Испускаемые ядрами гамма-кванты обычно имеют энергию от десятков кэВ до нескольких МэВ. Индекс «m» означает метастабильное состояние ядра. Гамма-превращение (или изомерный переход) претерпевают ядра следующих изотопов: Rb-81m; Cs-134m; Cs-135m; In-113m; Y-90m. Например:

4. Спонтанное деление тяжелых ядер возможно у ядер, начиная с массового числа 232. Ядро делится на 2 сравнимых по массам осколка. Именно спонтанное деление ядер ограничивает возможности получения новых трансурановых элементов. В ядерной энергетике используется процесс деления тяжелых ядер при захвате ими нейтронов:

В результате деления образуются осколки с избыточным количеством нейтронов, которые затем претерпевают несколько последовательных превращений (чаще - бета-распад).

Лучевая болезнь

Лучевая болезнь - общее расстройство организма, приобретаемое в результате воздействия на организм радиоактивного излучения по интенсивности, превышающем определенные допустимые дозы.

Лучевая болезнь поражает кровеносную, нервную, пищеварительную, эндокринную систему и кожные покровы.

Человек в процессе жизнедеятельности всегда контактирует с малыми дозами ионизирующего излучения.

Излучение исходит как от внешних (естественных и техногенных), так и внутренних источников, они проникают в организм при дыхании, употреблении воды и пищи и накапливаются в тканях.

Нормальный радиационный фон имеет суммарную дозу ионизирующего излучения, не превышающую 1-3 мЗв (мГр)/год, она считается безопасной для человеческого организма.

В соответствии с выводами Международной комиссии по радиологической защите, если порог облучения составляет более 1,5 Зв/год либо произошло единичное облучение, в результате которого организм получил дозу в объеме 0,5 Зв возможно развитие лучевой болезни.

Классифицируют лучевую болезнь, основываясь на временном интервале воздействия и величине дозы полученной радиации.

При кратковременном воздействии ионизирующего излучения большой дозы развивается острая стадия лучевой болезни.

В случае длительного, либо повторяющегося воздействия радиационного фона малых доз развивается стадия хронической лучевой болезни.

Степень тяжести и клиническая форма острого лучевого поражения определяются дозой облучения:

· Лучевая травма возникает при одномоментном/кратковременном облучении дозой менее 1 Гр; патологические изменения носят обратимый характер;

· Костномозговая форма (типичная) развивается при одномоментном/кратковременном облучении дозой 1-6 Гр. Летальность составляет 50%.

· Имеет четыре степени:

· 1 (легкая) - 1-2 Гр

· 2 (средняя) - 2-4 Гр

· 3 (тяжелая) - 4-6 Гр

· 4 (крайне тяжелая, переходная) - 6-10 Гр

Желудочно-кишечная форма является результатом одномоментного/кратковременного облучения дозой 10-20 Гр. Протекает с тяжелым энтеритом, кровотечениями из ЖКТ, лихорадкой, инфекционно-септическими осложнениями.

Сосудистая (токсемическая) форма манифестирует при одномоментном/кратковременном облучение дозой 20-80 Гр. Характеризуется тяжелой интоксикацией и гемодинамическими нарушениями.

Церебральная форма развивается при одномоментном/кратковременном облучении дозой свыше 80 Гр. Летальный исход наступает на 1-3 сутки после облучения от отека мозга.

Течение типичной (костномозговой) формы острой лучевой болезни проходит IV фазы:

· 1 - фаза первичной общей реактивности - развивается в первые минуты и часы после лучевого воздействия. Сопровождается недомоганием, тошнотой, рвотой, артериальной гипотонией и др.

· 2- латентная фаза - первичная реакция сменяется мнимым клиническим благополучием с улучшением субъективного состояния. Начинается с 3-4 суток и продолжается до 1 месяца.

· 3 - фаза развернутых симптомов лучевой болезни; протекает с геморрагическим, анемическим, кишечным, инфекционным и др. синдромами.

· 4- фаза восстановления.

Больной, имеющий хроническую лучевую болезнь, проходит 3 стадия развития:

1. Стадия формирования

2. Стадия восстановления

3. Стадия осложнения

Между стадией восстановления и стадией осложнения период составляет 1-3 года. В этот период происходит формирование характерного для лучевого воздействия клинического синдрома, он может иметь легкую и крайнюю степень тяжести.

Процесс восстановления начинается только спустя 1-3 года после того как снизится интенсивность или полностью прекратится процесс контакта с радиационным фоном.

В итоге пациент с хронической лучевой болезнью может полностью выздороветь, улучшить свое состояние, стабилизировать полученные изменения и остановить их прогрессирование.

Больные острой формой лучевой болезни подлежат госпитализации и размещении в стерильном боксе, им обеспечиваются асептические условия и предписывается постельный режим.

Первоочередные меры включают ПХО ран, деконтаминацию (промывание желудка, постановку клизмы, обработку кожи), введение противорвотных средств, устранение коллапса.

Если произошло внутреннее облучение необходимо ввести препараты, нейтрализующие известные радиоактивные вещества.

Первые сутки после появления признаков лучевой болезни медицинский персонал проводит мощную дезинтоксикационную терапию (инфузии солевых, плазмозамещающих и солевых растворов), форсированный диурез.

Ели имеются признаки некротической энтеропатии назначается голод, парентеральное питание, обработку слизистой полости рта антисептиками. Для лечения геморрагического синдрома проводят гемотрансфузию тромбоцитарной и эритроцитарной массы.

Если наблюдается развитие ДВС-синдрома проводят процедуру переливания свежезамороженной плазмы, плазмаферез.

Для профилактики инфекционных осложнений назначается антибиотикотерапия. Тяжелая форма лучевой болезни, сопровождаемая аплазией костного мозга, является показанием к его трансплантации.

В этом случае лечение является процессом подавления возникающих симптомов и осложнений, без пересадки костного мозга имеется большая вероятность летального исхода.

Перспективы лучевой болезни напрямую зависят от величины полученной дозы радиации и временного интервала воздействия.

Пациенты, которые смогли пережить критический порог 12 недель после облучения, имеют на благоприятный прогноз.

К сожалению, любые формы лучевой болезни имеют последствия. У излечившихся пациентов могут возникать гемобластозы, злокачественные новообразования различной локализации, потомки могут столкнуться генетическими аномалиями.

Для профилактики лучевой болезни лица, находящиеся в зоне радиоизлучения, должны пользоваться средствами индивидуальной радиационной защиты и контроля, препаратами-радиопротекторами, снижающими радиовосприимчивость организма.

Лица, имеющие частый контакт с источниками ионизирующего излучения, должны проходить периодические медицинские осмотры с обязательной проверкой гемограммы.

Рассмотрим некоторые элементы, использующиеся в радиоактивной медицине

РАДИЙ (Radium, Ra) -

радиоактивный химический элемент II группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Порядковый номер 88, ат. вес (масса) 226,05. Р.-- металл серебристо-белого цвета с валентностью 2. Открыт в 1898 г. П. Кюри и М. Склодовской-Кюри.

Р. получают путем обогащения урановой руды -- 1 тонна урана (см.) содержит не более 0,34 г радия.

Р. в прошлом широко применялся в медицине для контактной (аппликационной и внутритканевой) гамма-терапии больных со злокачественными опухолями. В настоящее время Р. используется для получения радона (см.), изготовления радий-бериллиевых источников нейтронов.

Кроме основного изотопа 226Ra, известны 3 естественных изотопа Р.: продукт распада актиния 223Ra (актиний-икс, AcX), продукты распада тория 224Ra (торий-икс, ThX) и 228Ra (мезоторий, MsTh1), а также 9 искусственно-радиоактивных изотопов радия. Схема радиоактивного распада P.: 226Ra > 222Rn + 4He(б) + г. В результате распада Р. образуется радиоактивный газ радон (см.), дающий начало группе короткоживущих дочерних продуктов -- радиоактивных изотопов полония, висмута и свинца, среди которых есть альфа - и бета-активные изотопы. Р. в основном, претерпевает альфа-распад, который сопровождается испусканием гамма-квантов. Энергия альфа-частиц Р. и его дочерних продуктов составляет 4,78--7,68 Мэв; энергия гамма-квантов -- 0,18--2,19 Мэв; бета-излучение имеет также широкий спектр с максимальной энергией 3,17 Мэв. Конечным продуктом распада Р. является стабильный изотоп свинца 206Pb.

Р. был использован для определения внесистемной единицы активности кюри (Ки), названной так в честь М. Склодовской-Кюри. 1 Ки равно 3,7Ч1010 распадов в секунду, что примерно соответствует скорости распада 1 г радия. С 1980 г. вместо Ки введена единица активности беккерель: 1БК=2,7Ч10-11 Ки.

226Ra относится к группе радионуклидов с высокой радиационной токсичностью, обусловленной большой эффективной энергией распада, большим периодом полураспада (ок. 1600 лет) и выраженной остеотропностью вследствие химического сродства с кальцием.

При поступлении Р. в организм его обнаруживают в крови и в мягких тканях, из которых более половины Р. выводится в первые сутки. Остальное количество Р. откладывается в костной ткани, являющейся для Р. критическим органом (см.). Экскреция Р. с калом составляет 95%, с мочой 5% .

Поражение Р. проявляется изменениями кроветворения (анемия и лейкопения), костной ткани (декальцификация, нарушение регенерации, а в отдаленные сроки -- развитие остеогенных сарком), органов дыхания (от незначительных изменений кровенаполнения и трофики слизистой оболочки дыхательных путей до развитых форм поражения в отдаленные сроки -- пневмосклероза и рака легких).

Сан.-гиг. требования к организации работ с Р. определяются его количеством, физ.-хим. состоянием и характером технол. процесса. При использовании закрытых источников излучения радиационную безопасность обеспечивают защитные экраны, дистанционные инструменты, манипуляторы. При работе с Р. в открытом виде (выделение Р., изготовление источников излучения и др.), кроме защиты от внешнего облучения, принимаются меры по предотвращению загрязнения производственной среды Р. и радоном: специальная планировка и отделка помещений, заключение технологических операций в герметичные боксы и вытяжные шкафы, использование индивидуальных средств защиты - респираторов, перчаток, спецодежды.

СТРОНЦИЙ (Strontium, Sr) -

химический элемент периодической системы Д. И. Менделеева, подгруппы щелочноземельных металлов. В организме человека С. конкурирует с кальцием за включение в кристаллическую решетку оксиапатита кости. 90Sr, один из наиболее долгоживупих радиоактивных продуктов расщепления урана, накапливаясь в атмосфере и биосфере при испытаниях ядерного оружия, представляет огромную опасность для человечества. Радиоактивные изотопы С. применяют в медицине для лучевой терапии, в качестве радиоактивной метки в диагностических радиофармацевтических препаратах в медико-биол. исследованиях, а также в атомных электрических батареях. Соединения С. используют в дефектоскопах, в чувствительных приборах, в устройствах для борьбы со статическим электричеством, кроме того, С. применяют в радиоэлектронике, пиротехнике, в металлургической, химической промышленности и при изготовлении керамических изделий. Соединения С. неядовиты. При работе с металлическим С. следует руководствоваться правилами обращения со щелочными металлами и щелочноземельными металлами.

С. был открыт в составе минерала, позднее названного стронцианитом SrC03, в 1787 г. вблизи шотландского города Стронциана.

Порядковый номер стронция 38, атомный вес (масса) 87,62 а.е.м. Содержание С. в земной коре составляет в среднем 4-10 2 вес. %, в морской воде -- 0,013% (13 мг/л). Промышленное значение имеют минералы стронцианит и целестин SrSO4.

В организме человека содержится ок. 0,32 г стронция, в основном в костной ткани, в крови концентрация С. в норме составляет 0,035 мг/л, в моче -- 0,039 мг/л.

С. представляет собой мягкий серебристо-белый металл, t°пл 770°, t°кип 1383°.

По хим. свойствам С. сходен с кальцием и барием, в соединениях валентность стронция 4-2, химически активен, окисляется при обычных условиях водой с образованием Sr(OH)2, а также кислородом и другими окислителями.

В организм человека С. поступает гл. обр. с растительной пищей, а также с молоком. Он всасывается в тонкой кишке и быстро обменивается со С., содержащимся в костях. Выведение С. из организма усиливают комплексоны, аминокислоты, полифосфаты. Повышенное содержание кальция и фтора в воде препятствует кумуляции С. в костях. При увеличении концентрации кальция в рационе в 5 раз накопление С. в организме снижается вдвое. Избыточное поступление С. с пищей и водой вследствие его повышенного содержания в почве нек-рых геохим. провинций (напр., в отдельных р-нах Восточной Сибири) вызывает эндемическое заболевание - уровскую болезнь.

В костях, крови и других биол. субстратах С. определяют гл. обр. спектральными методами

РАДОН (Radonum, Rn) -

радиоактивный химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева, тяжелый инертный газ. Порядковый (атомный) номер 86, атомный вес (масса) 222, валентность 0.

В 1899--1903 гг. Дорном (F. Е. Dorn), Дебьерном (A. Debierne), Э. Резерфордом было обнаружено, что препараты урана, тория и актиния выделяют радиоактивные газы (эманации), представляющие собой, как позднее было установлено, изотопы элемента с атомным номером 86, названного радоном.

В природе встречается 4 изотопа радона: 222Rn с периодом полураспада 3,83 суток; 220Rn, называемый также тороном (Tn), с периодом полураспада 54,5 сек.; 219Rn, называемый также актиноном (An), и 218Rn с периодом полураспада 0,035 сек. Все они -- члены естественно-радиоактивных рядов, дочерние продукты распада изотопов радия: 226Ra (Ra), 224Ra (ThX), 223Ra (AcX) и 222Ra (Ra). Распадаясь с испусканием альфа-частиц, они образуют изотопы полония - 218Ро (RaA), 216Po(ThA), 215Ро (АсА) и 214Ро (RaC). Искусственно, с помощью ядерных реакций, получены еще 24 короткоживущих изотопа Р. с атомным весом между 200 и 226 (периоды полураспада от долей секунды до десятков минут).

Природный Р., образующийся в радиоактивных рудах, постепенно поступает в гидросферу и атмосферу.Средняя концентрация Р. в атмосфере 6Ч10-18 об. %. Для получения Р. через водный р-р соли радия пропускают газ (воздух, азот, аргон и др.), который переводит Р. в нужный объем воды или воздуха. Затем извлекают радон сорбированием на пористых телах или химическими методами.

Практическое применение нашел 222Rn. Его дочерние радиоактивные продукты, в свою очередь, распадаются с испусканием альфа-частиц с энергией 5,30--7,68 Мэв, бета-излучения (макс. энергия 3,17 Мэв) и гамма-квантов (макс. энергия 2,19 Мэв).

В первые три десятилетия 20 в. радон (его гамма-излучение) применяли для лечения злокачественных опухолей. В современных условиях для целей внутритканевой гамма-терапии используют другие радиоактивные элементы.

В леч. целях при различных, преимущественно хронических, заболеваниях применяют радоновые ванны, орошения и ингаляции, терапевтический эффект которых связан с радиационным воздействием всосавшегося радона и продуктов его распада.

При работе с Р. необходимо использовать герметичные боксы и соблюдать меры радиационной безопасности.

Йод радиоактивный

ионизирующее излучение лучевая болезнь

Природный Й. состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 127. Известны 24 радиоактивных изотопа Й. с массовыми числами от 117 до 139, включая два изомера (121MI и 126MI); 12 радиоактивных изотопов Й. обладают секундными и минутными периодами полураспада, 8 -- часовыми, 3 -- периодами полураспада от нескольких дней до 2 мес. и один (129I) -- периодом полураспада в несколько десятков миллионов лет.

В медицине применяют четыре радиоизотопа Й.: 123I (T1/2 = 13,3 часа), 125I (T1/2 = 60,2 дня), 131I (T1/2 = 8,06 дня) и 132I (T1/2 = 2,26 часа). Первым из них и вообще первым из искусственных радиоактивных изотопов начал использоваться в медицине и нашел широкое клин, применение йод-131 (позднее также йод-132), но затем в радиодиагностике эти изотопы стали постепенно вытесняться радиофарм. препаратами с йодом-123 и с йодом-125.

Йод-131 можно получать двумя путями: выделением из смеси продуктов деления урана и из облученного медленными нейтронами теллура. Первый путь использовался в начальный период организации массового производства радиоизотопов, но затем от него отказались. Для получения йода-131 обычно используют ядерную реакцию 130Te (n, гамма) 131Te с последующим распадом теллура-131 и превращением его в йод-131. При облучении нейтронами природного теллура образуются различные его изотопы (с массовыми числами 127, 129 и 131), которые путем бета-распада превращаются в изотопы Й., соответственно: в стабильный 127I, очень долго живущий 129I (активность к-рого пренебрежимо мала) и 131I. Йод-131 распадается с испусканием сложного спектра бета-излучения, основные две из пяти его составляющих обладают максимальными энергиями Ебета = 0,334 МэВ (7,0%) и Ебета = 0,606 МэВ (89,2%), а составляющая спектра с наиболее высокой энергией имеет Ебета = 0,807 МэВ (0,7%). Спектр гамма-излучения 131I также сложный и состоит из 15 линий (включая гамма-излучение дочернего 131MXe), основные из которых имеют энергии Егамма = 0,080 МэВ (2,45%); 0,284 (5,8%); 0,364 (82,4%); 0,637 (6,9%) и 0,723 (1,63%). Интенсивность остальных гамма-линий составляет доли процента. В препаратах 131I всегда присутствует небольшая генетическая примесь радиоактивного 131MXe, который в свою очередь путем изомерного перехода с Т1/2 -- 11,8 дня превращается в стабильный изотоп 131Xe.

Радиофарм. препараты (РФП) с изотопами Й. выпускаются в разнообразных лекарственных формах. Массовое лечебно-диагностическое применение нашли более 30 РФП, меченных разными изотопами Й., прежде всего натрия йодид. Этот препарат выпускается для мед. применения в виде инъекционного изотонического р-ра, содержащего радиойод без изотопного носителя, а также в желатиновых капсулах для перорального приема. Радиоактивный натрия йодид применяют с диагностической целью, гл. обр. для определения функционального состояния и сканирования щитовидной и слюнной желез, исследования йодного обмена, а также для лечения тиреотоксикоза, тиреотоксического зоба и метастазов рака щитовидной железы. При радиодиагностических исследованиях пациенту вводят 5--50 мккюри 131I и 20-- 200 мккюри 132I.

ТАЛЛИЙ (Tl) - химический элемент III группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева; ат. номер 81, ат. вес (масса) 204,39. Открыт в 1861 г.

Т. серебристо-белый мягкий металл. В природе встречается в полиметаллических рудах, пиритах. Среднее содержание в земной коре (кларк) 4,5*10-5% по массе. Окисляется на воздухе при комнатной температуре. Реагирует с хлором, бромом, йодом. Получают Т. параллельно с получением свинца, цинка и других металлов из отходов и полупродуктов полиметаллических руд, переводя их в растворимые соли, к-рые затем обрабатывают и очищают.

Т. и его соединения находят применение в приборостроении, в производстве оптических стекол, полупроводников, при разделении алмазов, в химической и других отраслях промышленности; входит в состав ряда сплавов с магнием, селеном, цинком. Широкое использование имеют также соли Т.: галоидные, сульфат, сульфид, карбонат Т., теллуриды, селениды, муравьино-моло-новокислый Т. (жидкость Клеричи) и др.

Известны радиоактивные изотопы Т. с массовыми числами от 184 до 210, за исключением 203Tl и 205Tl, к-рые являются стабильными. В медицине используют 199Tl, 204Tl и наиболее широко - 201Tl. При радиодиагностических исследованиях 199Tl и 201Tl вводят внутривенно в физиол. р-ре. Являясь бпол. аналогом калия, эти изотопы быстро и активно аккумулируются миокардом. Препараты хлорида таллия, 199Tl или 201Tl используют в радиоизотопной диагностике (см.) для сцинтиграфии миокарда, исследования нарушений сердечно-сосудистой системы, в т. ч. микроциркуляции, для венографии. Исследования проводят с помощью гамма-камеры или быстродействующего сканера, настроенных на фо-топпк излучения 60--80 кэВ при ширине энергетического окна 15- 20%. Полученные данные обрабатывают на компьютере.

204Tl-аппликаторы применяют в дерматологии и офтальмологии для лечения заболеваний с поверхностной локализацией процесса -- нейродермита, экземы, гемангиомы, склерита, кератита и др.; их накладывают непосредственно на очаг поражения. Максимальный пробег []-частиц 204Tl в тканях -- 3,4 мм. Суммарные дозы местного облучения при различных заболеваниях -- от 600 до 4500 рад (6--45 Гр). Поглощенные дозы при внутривенном введении 201Tl на все тело составляют 0,17 -- 0,24 рад!мкюри (4,6-10-11--6,5-10~и Гр/Бк) и в расчете на одну почку (критический орган) -- 0,39--0,65 рад/мкюри (10,5*10-11 -- 17,6*10-11 Гр/Бк). При применении 199Tl эти величины значительно меньше. При работе с препаратами радиоактивного таллия необходимо руководствоваться «Санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений».

ИТТРИЙ радиоактивный (Yttrium; Y) - химический элемент III группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Порядковый номер 39, ат. вес (масса) 88,905. И. относится к редким рассеянным металлам, его максимальная положительная валентность равна трем.

И. имеет один стабильный изотоп - 89Y (100%) и 20 радиоактивных с атомными весами от 82 до 96; в их числе два относительно долгоживущих изотопа - 88Y (108,1 дня) и 91Y (58,8 дня). Остальные изотопы И. имеют минутные и часовые периоды полураспада. В медицине применяется иттрий-91 и гл. обр. короткоживущий иттрий-90 (64 часа).

Иттрий-91 испускает (бета-излучение с граничными энергиями двух спектров Ебета =1,545 МэВ (99,78%) и 0,34 (0,22%), а также гамма-излучение весьма малой интенсивности с энергией 1,21 МэВ (0,22%). Иттрий-90 тоже практически чистый бета-излучатель с бета-спектром из двух составляющих, основная из которых обладает высокой граничной энергией, равной 2,27 МэВ (Еср=0,93 МэВ), а вторая-- 0,513 МэВ (0,02%). При распаде 90Y испускается также весьма слабое гамма-излучение (0,02%) с энергией 1,76 МэВ.

Иттрий-91 извлекают из продуктов деления урана, в частности из облученных в реакторе отработанных тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ). Иттрий-90 получают облучением в реакторе природного И. по ядерной реакции 89Y(n, гамма).

Однако в виду низкого сечения активации (1,26 барн) по этой реакции получается препарат И. с носителем невысокой удельной активности. 90Y без носителя можно получить также, выделяя его из продуктов деления урана, но при этом он будет в смеси с более долгоживущим 91Y, что нежелательно.

Для получения чистого без носителя 90Y его химически выделяют из равновесной смеси с долгоживущим материнским изотопом 90Sr, являющимся одним из основных продуктов деления урана. При необходимости регулярного получения иттрия-90 используют изотопный генератор 90Sr -- 90Y, когда из одной и той же порции стронция по мере потребности элюируют 90Y. При этом в случае приготовления иттрия-90 для клин, применения тщательно следят за тем, чтобы в элюате не оказалось примеси высокорадиотоксичного стронция-90, для чего при необходимости проводят повторную очистку И. от стронция, достигая снижения величины его примеси до 10-4--10-5 %.

И. применяют в медицине в основном для лучевой терапии опухолей различной локализации в виде коллоидных р-ров, суспензий, микросфер и гранул.

Так, олеат 90Y применяют для лучевой терапии опухолей небольших размеров (диам, до 3 см), локализующихся в коже и подкожной клетчатке; силикат 90Y - для терапии злокачественных новообразований, расположенных поверхностно, а также для профилактического введения в послеоперационные рубцы; гранулы с 90Y - для лечения опухолей мозга основания черепа, гипофиза.

И. относится к радиоизотопам средней радиотоксичности. На рабочем месте без разрешения сан.-эпид, службы может использоваться препарат И. активностью до 10 мккюри.

ТЕХНЕЦИЙ (Technetium, Tc) - химический элемент VII группы периодической системы Менделеева; порядковый номер 43, ат. вес (масса) 98,9062; искусственный радиоактивный элемент, не имеющий стабильных изотопов. Известен 21 радиоактивный изотоп Т. с массовыми числами от 90 до 110 и 9 изомеров с периодами полураспада от 0,82 сек. до 4,2*106 лет. Металлический Т. в виде порошка имеет серый цвет, компактный металл (слитки плавленого металла, проволока и др.) - серебристо-серый, t°пл 2200°± 50°, t°кип 4700°. Существование элемента и основные его хим. свойства были предсказаны Д. И. Менделеевым, к-рым он был назван как аналог марганца экамарганцем. Открыт в 1937 г. итал. учеными Перрье и Сегре (С. Perrier, E. Segre) при бомбардировке ядер молибдена дейтронами и получил название «технеций» (греч. technitos искусственный).

В медицине применяют 99mTc, являющийся дочерним продуктом 99Мо и распадающийся с периодом полураспада 6,007 часа путем изомерного перехода с испусканием гамма-квантов (Егамма = 140,5 кэв, выход - 88,3%), характеристического рентгеновского излучения, электронов конверсии и Оже электронов. В результате распада 99mTc переходит в 99Тс, к-рый, в свою очередь, претерпевая бета-распад, превращается в стабильный 99Ru. Период полураспада 99Тс - 2,12*103 лет. Использовать 99mTc для радио-изотопной диагностики предложили в 1962 г. Харпер (P. V. Harper) и соавт.

В наст, время разработаны и используются в клин, практике ок. 20 различных радиофармацевтических препаратов (см.) на основе 99mTc. Они применяются для функционального и анатомо-топографического исследования головного мозга, щитовидной и слюнных желез, легких, печени, почек, скелета, сердечно-сосудистой, желчевыделительной и лимф, систем, костного мозга.

Работа с 99mTc должна проводиться в соответствии с действующими «Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений». 99mTc относится к группе радиационной опасности Г. Наибольшая активность 99mTc в открытом виде на рабочем месте, не требующая регистрации или разрешения органов государственного сан. надзора,- 100 мккюри (3,7 кБк).

Заключение

Радиация играет огромную роль в развитии цивилизации на данном историческом этапе. Благодаря явлению радиоактивности был совершен существенный прорыв в области медицины и в различных отраслях промышленности, включая энергетику. Но одновременно с этим стали всё отчётливее проявляться негативные стороны свойств радиоактивных элементов: выяснилось, что воздействие радиационного излучения на организм может иметь трагические последствия. Подобный факт не мог пройти мимо внимания общественности.

Облученность от естественных источников радиации увеличилась за последние десятилетия за счет использования авиатранспорта, испытаний ядерного оружия, ввода в строй многочисленных атомных электростанций, широкого использования рентгенодиагностики в медицине, использования радиоизотопов и электронных устройств в быту.

И чем больше становилось известно о действии радиации на человеческий организм и окружающую среду, тем противоречивее становились мнения о том, насколько большую роль должна играть радиация в различных сферах человеческой деятельности.

Эпидемиологические и сравнительно-биологические исследования населения, животных, растений и микроорганизмов в районах с повышенным фоном естественной радиоактивности, несомненно, должны быть расширены. Они обогащают наши знания о результатах длительного действия малых доз ионизирующей радиации на биосферу. Решение вопроса о приспособлении организмов к повышенным уровням облучения, о стимулирующих, благоприятных влияниях малых доз радиации на существование популяций представляет огромный интерес, так же как и установление минимальных уровней, угнетающих, снижающих жизненные показатели популяций.

Исключительно большой практический интерес имеет проблема одновременного действия ионизирующей радиации и ряда других физических и химических факторов окружающей нас среды. Два аспекта этой проблемы особенно злободневны. Первый заключается в возможности уменьшить разрушающее действие радиации путем одновременного воздействия другого физического или химического фактора. Проблема защиты от вредного действия радиации - одна из самых актуальных проблем.

Список литературы

1. Ионизирующая радиация: обнаружение, контроль, защита / Ю.А. Виноградов. - М.: СОЛОН-Р, 2009.

2. Вдовенко В. М. и Дубасов Ю. В. Аналитическая химия радия, Л., 1973

3. Павлов А. С. Внутритканевая гамма- и бетатерапия злокачественных опухолей, М., 1967

4. Полуэктов Н. С. и д р. Аналитическая химия стронция, М., 1978

5. Pеми Г. Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, М., 1972

6. Гусаров И. И. Радонотерапия, М., 1974

7. Левин В. И. Получение радиоактивных изотопов, М., 1972

8. Машковский М. Д. Лекарственные средства, ч. 2, М., 1977

9. Кошарко К.А. и др. Лечение трофических язв и пролежней радиоактивными апликаторами с P32, Tl и Sr90, 1974

10. Нормы радиационной безопасности (НРБ--76), М., 1978.

В. В. Бочкарев

11. Паркер Р., Смит П. и Тейлор Д. Основы ядерной медицины, пер. с англ., М., 1981

Используемые сайты:

1.http://rep.bsmu.by/bitstream/handle/BSMU/5100/Радиационная%20медицина.pdf?sequence=1&isAllowed=y

2. https://chernobyl-zone.info/luchevaya-bolezn.html

3.https://vk.com/doc186504458_527625922?hash=e8ebbed3bff7f9077e&dl=e317d5199d4b1349da

4. бмэ.орг/index.php

5. http://www.studentlibrary.ru/?SSr=13013417f0213f29d87d53e1005219

Размещено на Allbest.ru

...