РАДИОУГЛЕРОДНОЕ ДАТИРОВАНИЕ.

Образование атомов радиоуглерода под воздействием космических лучей обычно происходит в верхних слоях атмосферы на высотах от 8 до 18 км.В результате окисления и пермешивания радиоуглерода радиоактивный углекислый газ, равномерно распределяется в атмосферном углекислом газе. Однако относительное содержание радиоуглерода ¹⁴C в атмосфере остается чрезвычайно малым – ок. 1,210^–12 г на один грамм обычного углерода ¹²С. Все растительные и животные ткани содержат углерод. В мертвых органических тканях происходят внутренние изменения, включая и распад атомов радиоуглерода. В ходе этого процесса за 5730 лет половина исходного числа нуклидов ¹⁴C превращаются в атомы ¹⁴N. Измерение содержания изотопа ¹⁴С в образце дает лишь приблизительную дату.

Методы:

+определение количества е, выделяющихся в процессе распада ¹⁴С. Интенсивность их выделения соответствует количеству ¹⁴С в исследуемом образце.

+ АМС-датировка, требует использования масс-спектрометра, с помощью которого выявляются все атомы с массой 14; особый фильтр позволяет различать ¹⁴N и ¹⁴С.

+Использование счетчика, сходного со счетчиком Гейгера.Любой радиоактивный распад, происходящий внутри прибора, вызывает слабый электрический импульс.Счётик требует внешней экранировки.

+ жидкостная сцинтилляция. углеродсодержащий газ превращают в жидкость,добавляют сцинтиллятор, вспышки которого фиксируют ФЭУ.

Метод радиоактивных меток: Принцип метода состоит в подборе соответствующего иона, введении в организм, и регистрации характеристик, на положении того, что рад.ион ведёт себя идентично стабильному изотопу, входящему в природное соединение.

Преимущества метода:

+возможность определения малых концентраций веществ(10^-14-10^-6моль/л.), работа с малыми количествами вещ.(мкг), исследование динамики процессов.

+количественные измерения процессов и реакций(Применяются методики с применением счётчика Гейгера-Мюллера, сцинтилляционных счётчиков с ФЭУ.)

В мембранологии метод используется для решения проблем мембранной проницаемости для ионов, молекул, изучение проницаемости в зависимости от внешних факторов, с помощью него были определены количества ионов при развитии потэнциала возбуждения нервного волокна.

Дозиметрия ионизирующих излучений — раздел прикладной ядерной физики, в котором рассматриваются свойства ионизирующих излучений, физические величины, характеризующие поле излучения и взаимодействие излучения с веществом (дозиметрические величины). В более узком смысле слова Д. и. и. — совокупность методов измерения этих величин. Важнейший признак дозиметрических величин — их связь с радиационно-индуцированными эффектами, возникающими при облучении объектов живой и неживой природы. Под радиационно-индуцированными эффектами в общем смысле понимают любые изменения в облучаемом объекте, вызванные воздействием ионизирующих излучений. Основной дозиметрической величиной является доза ионизирующего излучения и ее модификации. Задача Д. и. и. — описание дозного поля, сформированного в живом организме в реальных условиях облучения. Необходимость разработки Д. и. и. возникла вскоре после открытия Рентгеном (W.К. Röntgen) в 1895 г. излучения, названного его именем (см. Рентгена лучи). Интенсивное накопление данных по биологическому действию рентгеновского излучения, с одной стороны, открывало реальную перспективу его применения в медицине, а с другой — указывало на опасность неконтролируемого облучения живого организма. В результате встал вопрос о дозиметрическом обеспечении практического применения источников ионизирующих излучений. В начале 20 в. основными источниками излучения были радий и рентгеновские аппараты, и Д. и. и. сводилась фактически к дозиметрии фотонного ионизирующего излучения (рентгеновского и гамма-излучения). Затем по мере развития технических средств ядерной физики, создания и усовершенствования ускорителей заряженных частиц и особенно после пуска в 1942 г. первого ядерного реактора число источников и связанных с ними видов ионизирующих излучений существенно расширились. В соответствии с этим появились методы дозиметрии потоков заряженных частиц, нейтронов, высокоэнергетического тормозного излучения и др. Стал расти и список дозиметрических величин, соответствующих задачам многообразного практического применения ионизирующих излучений различной природы. Ионизирующие излучения — потоки фотонов, а также заряженных или нейтральных частиц, взаимодействие которых с веществом среды приводит к его ионизации. Ионизация играет важную роль в развитии радиационно-индуцированных эффектов, особенно в живой ткани. Средний расход энергии на образование одной пары ионов сравнительно мало зависит от вида И. и., что позволяет судить по степени ионизации вещества о переданной ему энергии И. и. Для регистрации и анализа И. и. инструментальными методами также используют ионизацию. Необходимость количественной оценки действия ионизирующего излучения на различные вещества живой и неживой природы привела к появлению дозиметрии –это раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают величины, характеризующие действие ионизирующего излучения на вещества, а также методы и приборы для их измерения. Количественно действие ионизирующего излучения (независимо от его природы) оценивается по энергии, переданной веществу. Для этого вводится величина – доза (порция) излучения.

*Поглощенная доза (доза излучения)(D,[D]=[Гр])-величина, равная отношению энергии ΔЕ, переданной элементу облучаемого вещества, к массе Δm этого элемента. 1 Гр соответствует дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Иногда пользуются внесистемной единицей рад:1 рад=10^-2 Гр.

Экспериментально измерить дозу излучения трудно, т.к. тело неоднородно, энергия рассеивается по различным направлениям. Можно оценить поглощенную телом дозу по ионизирующему действию излучения в воздухе, окружающем объект.

*Экспозиционная доза (Х) характеризует ионизирующее действие рентгеновского и γ-излучения в воздухе, окружающем облучаемое тело. В СИ [Х]=[Кл/кг]. 1 Кл/кг соответствует экспозиционной дозе фотонного излучения, при которой в результате ионизации в 1 кг сухого воздуха (при нормальных условиях) образуются ионы, несущие заряд, равный 1 Кл каждого знака. На практике пользуются единицей рентген [Р].1 Р=2,58*10^-4Кл/кг.

При экспозиционной дозе 1 Р в результате ионизации в 1 см3 сухого воздуха при норм.условиях образуется 2*10^9 пар ионов. Связь между поглощенной и экспозиционной дозами: D=f*X, f- некоторый коэффициент, зависящий от облучаемого вещества и энергии фотонов. Для костной ткани f=1-4,5, для воды и мягких тканей f≈1.

Относительная биологическая эффективность (ОБЭ) ионизирующих излучений - показатель, необходимый для количественной оценки качества излучения.

ОБЭ оценивают сравнением дозы излучения, вызывающей определённый биологический эффект, с дозой стандартного излучения, обуславливающий тот же эффект. Ранее в качестве стандартного принималось рентгеновское излучение, генерируемое при напряжении на трубке в 180-250 кВ. Значение (величину, коэффициент) ОБЭ вычисляют по формуле: ОБЭ = Dr/Dx,

где Dr - доза рентгеновского излучения, Гр; Dx - доза изучаемого излучения, Гр; при этом эффект сравнивают по одному и тому же показателю. Сейчас принимается, что в качестве стандартного можно использовать гамма-излучение, которое широко применяется при лучевой терапии опухолей и для которого соответственно известны количественные данные о связи с дозой самых разных эффектов поражения.

*Эквивалентная доза (Н) используется для оценки действия ионизирующего излучения на биологические объекты. В СИ единицей эквивалентной дозы является зиверт [Зв]: 1 Зв=1Дж/кг. Внесистемная единица- бэр(биологический эквивалент рентгена): 1 бэр=10^-2 Зв

Связь м/д эквивалентной и поглощенной дозой: Н=KD, K-коэф-т качества, безразмерный, он показывает во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем фотонного, при одной дозе излучения в тканях, устанавливается на основании опытных данных.

*Эффективная эквивалентная доза (Нэф). Биологический эффект воздействия даже одного и того же вида излучения на разные органы различен. Если некоторый коэффициент риска (b) при облучении всего организма принять за 1, то для отдельных органов этот коэффициент будет иметь следующие значения:0,12-красный костный мозг;0,03-кость,щитовидка;0,15-молочная железа;0,12-легкие;0,25-яичники и семенники;0,30-другие ткани. В связи с этим вводится эффективная эквивалентная доза: Hэф=b*H, b-коэф-т риска для данного органа.

Доза облучения пропорциональна времени действия ионизирующего облучения. Вводят количественную характеристику-мощность дозы (N)-величина, определяющая дозу, полученную объектом за единицу времени.

При равномерном действии излучения мощность поглощенной дозы N_D численно равна отношению дозы D ко времени t, в течении которого действовало ионизирующее излучение: N_D= D/t (Вт/кг=Гр/с=рад/с)

Мощность экспозиционной дозы N_X=X/t=Kγ*A/r^2, где Kγ-гамма-постоянная, характерная для данного радиоактивного препарата, А-активность радиоактивного препарата, r-расстояние от источника (Кл/(кг*с)=А/кг=Р/с)

Мощность эквивалентной дозы: N_H=H/t (Зв/с=Дж/(кг*с)=бэр/с)

Нормы радиационной безопасности определяется предельно допустимой эквивалентной дозой за год (ПДД):

ПДД для взрослого населения =5мЗв/год;ПДД для детей 1,7 мЗв/год;ПДД для профессионалов 50 мЗв/год.

Предельно допустимые мощности экспозиционной дозы: норма-20 мкР/ч;Летальные дозы (ЛД) для облучения всего организма ЛД50-400Р; ЛД90-800Р,где 50 и 90 означают 50% и 90% летальных исходов.

Естественный (природный) радиационный фон создается естественными радиоактивными источниками: космические лучи(0,25 мЗв/год); радиоактивность недр (0,52 мЗв/год ); радиоактивность пищи (0,2 мЗв/год). Это соответствует общей мощности 1-2 мЗв/год или 10-20 мкР/ч. Мощность эквивалентной дозы, соответствующая нормальному радиационному фону =1,25 мЗв/год, предельно допустимый фон 5 мЗв/год.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: