ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические свойства и дозиметрия различных излучений из "Действие радиации на живые клетки" Атомы любого элемента состоят из положительно заряженного ядра, окруженного отрицательными электронами каждый атом в целом электрически нейтрален. Прохождение ионизирующего излучения через вещество сопровождается вырыванием электронов из атомов, пронизываемых излучением этот процесс, называемый ионизацией, и определяет в основном потерю энергии излучения. [c.7] подвергшиеся ионизации, оказываются, естественно, положительно заряженными и обычно называются ионами. [c.7] Возможно, некоторые биологически важные действия излучения представляют собой результат такого разделения электрических зарядов. Однако в большинстве случаев представляется более вероятным приписать эти действия химическим изменениям, сопровождающим ионизацию каждая молекула, один из атомов которой оказывается ионизированным, почти неизбежно испытывает химическое превращение. [c.7] Мы знаем, что атомы, входящие в состав молекулы, удерживаются вместе химическими связями электронов этих атомов. Удаление такого связывающего электрона из молекулы приведет к ее диссоциации или другим химическим изменениям. [c.7] Следует ожидать, что удаление из молекулы других электронов, не участвующих в образовании химических связей, также должно привести к химическим изменениям, так как энергия ионизации (10 эв или выше, в зависимости от рода ионизирующего атома и энергетического уровня, с которого электрон вырван) превышает энергию, необходимую для удаления атома из молекулы. [c.7] Потеря энергии излучением при прохождении его через ткани может происходить и в результате другого процесса — возбуждения, состоящегося в том, что электрон под действием излучения, не покидая атома или молекулы, переходит в состояние с более высоким значением энергии. Очевидно, при возбуждении атом претерпевает менее глубокие изменения, чем при ионизации. [c.7] Таким образом, утверждение, что энергия диссоциации связи С—Н равна 94 ккал г-моль означает, что энергия, необходимая для диссоциации одной молекулярной связи, равна приблизительно 4 эв. [c.7] Возбуждение может вызваться как ионизирующими излучениями, так и ультрафиолетовым светом. [c.8] В простых реакциях (например, в реакциях с неорганическими газообразными веществами) возбуждение, вызываемое ультрафиолетовым светом, как причина, порождающая химические изменения, лишь немногим менее эффективно по сравнению с ионизацией рентгеновыми лучами. [c.8] Имеются, однако, некоторые указания, что при разложении больших органических молекул возбуждение оказывается значительно менее действенным, чем ионизация. [c.8] При изучении биологических де ютвий излучений, в частности в экспериментах по инактивации вирусов и бактерицидному действию , получены количественные данные как для ионизирующих излучений, так и для ультрафиолетового света. Согласно этим данным, возбуждение, вызываемое ультрафиолетовым светом, во много раз менее эффективно, чем ионизация. Поэтому, имея дело с ионизирующим излучением, вполне допустимо, по-видимому, пренебречь возбуждением как причиной биологических эффектов по сравнению с ионизацией. [c.8] Электроны, вырванные из атомов в процессе ионизации, впоследствии присоединяются к другим атомам, превращая их в отрицательные ионы. Для физических измерений ионизации положительные и отрицательные ионы имеют одинаковое значение, поэтому обычно говорят о возникновении пар ионов. Но поскольку энергия связи электрона в атомах, образующих отрицательный ион, меньше даже энергии возбуждения, то с полным основанием образование отрицательных ионов можно рассматривать как процесс, не представляющий биологической важности. Поэтому, говоря об ионизации, мы будем иметь в виду только образование положительных ионоз в результате вырывания электронов из атомов и молекул. Эти электроны могут обладать энергией, достаточной, чтобы в свою очередь произвести одну или несколько ионизаций, прежде чем они потеряют большую часть энергии и будут захвачены нейтральными атомами. [c.8] Вторичная ионизация играет существенную роль и рассмотрена далее более подробно. Отметим, что и здесь биологически важно лишь образование положительных ионов. [c.8] Практически вся энергия, теряемая излучением при прохождении через ткани, в конечном итоге превращается в тепловую. Таким образом, например, доза в 10 р оказывается достаточной для повышения температуры ткани примерно на 0,25° С. Столь незначителььюе повышение температуры, вызываемое большой дозой излучения, указывает, что биологические э( )фекты ионизирующего излучения нельзя объяснить одними температурными изменениями, как это можно сделать, например, для большинства биологических эффектов, обусловленных ультракороткими волнами. Кроме того, локальный характер элементарных процессов поглощения энергии указывает нато, что энергия, определяющая в дальнейшем повышение температуры ткани в целом на 0,25° С, первоначально сосредоточена в пределах небольших групп атомов, повышая температуру в очень малом объеме ткани. Такова картина явления, лежащая в основе теории точечного нагрева (Дессауэр, 1923). [c.8] Концепция, рассматривающая акт ионизации как образование точечной области высокой температуры, менее удовлетворительна, чем представление об ионизации атома как опричине, ведущей к химическому изменению его молекулы. [c.8] Необходимо, однако, иметь в виду, что процесс перехода энергии ионизации и возбуждения в тепловую энергию может сопровождаться химическим изменением молекул, находящихся вблизи области высокой ионизации, если даже сами эти молекулы не подверглись ионизации. [c.8] При облучении малых объектов (бактерии, вирусы) удобна следующая методика препарат приготовляют в виде суспензии в непоглощающей среде, свободной от поглощающих примесей облучению подвергают слой однородной суспензии, причем толщину слоя и концентрацию выбирают таким образом, чтобы при прохождении через слой ультрафиолетовое излучение поглощалось полностью. [c.9] Для получения величины поглощенной энергии в эргах на организм или на кубический микрон ткани достаточно разделить полную падающую энергию на число взвешенных организмов или на объем протоплазмы в исследуемой суспензии. [c.9] В некоторых случаях может оказаться более удобным облучать исследуемый материал в образцах такой толщины, которая достаточна для поглощения лишь незначительной доли падающего излучения. Зная коэффициент поглощения облучаемого материала или лучше коэффициент поглощения той его части, поглощение в которой, согласно нашим представлениям, определяет биологический эффект, можно вычислить поглощение энергии в этой части в эргах на 1 см . [c.9] В тех случаях, когда нельзя избежать чрезмерного поглощения из-за слишком большой толщины слоя облучаемого материала или промежуточных тканей (например, при облучении спермы самцов дрозофилы), количественные определения оказываются невозможными. Исключение представляют эксперименты, условия которых позволяют проводить прямое измерение интенсивности излучения, доходящего до объекта исследования. Чтобы дать представление о величине коэффициентов поглощения для различных материалов, приведем в табл. 1 коэффициенты поглощения некоторых веществ для волны длиной 2536 Л (эта волна относится к наиболее эффективной в биологическом отношении области и, кроме того, легко может быть получена практически монохроматической). В других работах можно найти коэффициенты поглощения для других длин волн. [c.9] Вернуться к основной статье