Действие ионизирующего излучения на организм человека

Особенности воздействия ионизирующего излучения при действии на живой организм

При изучении действия излучения на организм были определены следующие особенности:

- высокая эффективность поглощенной энергии. Малые количества поглощенной энергии излучения могут вызвать глубокие биологические изменения в организме;

· наличие скрытого, или инкубационного, проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении большими дозами;

· - действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией;

· - излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство. Это так называемый генетический эффект;

· - различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0.02-0.05 Р уже наступают изменения в крови;

· - не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.

· - облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционирование.

В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биологические процессы.

Известно, что две трети общего состава ткани человека составляют вода и углерод. Вода под воздействием ионизирующего излучения расщепляется на Н и ОН, которые либо непосредственно, либо через цепь вторичных превращений образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный окисел НО2 и перекись водорода Н2О2. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее.

 

Основные особенности биологического действия ионизирующего излучения следующие:

· действие ионизирующего излучения на организм не ощутимо человеком. Поэтому это опасно. Дозиметрические приборы являются как бы дополнительным органом чувств, предназначенным для восприятия ионизирующего излучения;

· - видимые поражения кожного покрова, недомогание, характерные для лучевого заболевания, появляются не сразу, а спустя некоторое время; суммирование доз происходит скрыто. Если в организм человека систематически будут попадать радиоактивные вещества, то со временем дозы суммируются, что неизбежно приводит к лучевым болезням.

· Под прямым действием понимают такие изменения, которые возникают в результате поглощения энергии излучения, самими исследуемыми молекулами (мишенями).

· Под косвенным действием понимают изменения молекул в растворе, вызванные продуктами радиационного разложения (радиолиза) воды или растворенных веществ, а не энергией излучения, поглощенной самими исследуемыми молекулами.

· При радиолизе воды молекула ионизируется заряженной частицей, теряя электрон

71)
Основные представления квантовой механики

Луи Де Бройль в 1921 г, высказал гипотезу о единстве волновых и корпускулярных свойств материи (корпускулярно-волновой дуализм «волна-частица»). Из формулы (называемой формулой Де Бройля, определяется длина волны Де Бройля l ДБ материальной частицы массой m, движущейся со скоростью v:
(1.5)

С гипотезы Де Бройля, которая была экспериментально подтверждена опытами по дифракции электронов при отражении от поверхности анода в 1923 г., началось построение математического аппарата волновой механики, впоследствии названной квантовой механикой.

В основе квантовой механике лежит представление о том, что движение всякой свободно движущейся частицы описывается движением плоской волны (волновой функцией)


Такая волновая функция называется волновой функцией Де Бройля, величина А – амплитудой, а величина – фазой волновой функции.

Функция С (р) называется амплитудой вероятности того, что частица, волновая функция которой задана «волновым пакетом»)обладает импульсом р.
Функция С (р) является Фурье-образом волновой функции в виде «волнового пакета».,
Таким образом, волна Де Бройля ψр - это волновая функция состояния, которое не может осуществиться в микромире, то есть состояния свободного движения частицы со строго определенным импульсом. Но, тем не менее, такое описание частицы часто используется в приближенных расчетах.
Таким образом, волновая функция в виде «волнового пакета» определяет область наиболее вероятного расположения частицы интервалом между нулями функции sin(x), называемым главным лепестком

Уравнение.

В нашем обыденном мире энергия переносится двумя способами: материей при движении с места на место (например, едущим локомотивом или ветром) — в такой передаче энергии участвуют частицы — или волнами (например, радиоволнами, которые передаются мощными передатчиками и ловятся антеннами наших телевизоров). То есть в макромире, где живём мы с вами, все носители энергии строго подразделяются на два типа — корпускулярные (состоящие из материальных частиц) или волновые. При этом любая волна описывается особым типом уравнений — волновыми уравнениями. Все без исключения волны — волны океана, сейсмические волны горных пород, радиоволны из далеких галактик — описываются однотипными волновыми уравнениями.

Шрёдингер применил к понятию волн вероятности классическое дифференциальное уравнение волновой функции и получил знаменитое уравнение, носящее его имя:

где x — расстояние, h — постоянная Планка, а m, E и U — соответственно масса, полная энергия и потенциальная энергия частицы.