Презентация на тему: Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом

Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
ЛПЭ для разных видов ИИ
Отрезки треков ЗЧ с различной ЛПЭ
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Зависимость ОБЭ от ЛПЭ
Отрезки треков ЗЧ с различной ЛПЭ
Эффект overkill
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Свойства химических связей
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом
1/30
Средняя оценка: 4.6/5 (всего оценок: 49)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (236 Кб)
1

Первый слайд презентации: Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом

Изображение слайда
2

Слайд 2

Радиочувствительность степень восприимчивости биологического объекта (клетки, ткани, органа, организма) к воздействию ионизирующей радиации. Мерой радиочувствительности служит доза излучения, вызывающая определённый уровень гибели облучаемых объектов Для молекул используется термин радиопоражаемость

Изображение слайда
3

Слайд 3

Радиобиологический парадокс несоответствие между энергией излучения поглощенной биологическим объектом и последствиями, к которым приводит облучение

Изображение слайда
4

Слайд 4

Теория мишени Принцип попадания характеризует дискретность поглощения энергии излучения и вероятностный характер «попадания» Принцип мишени характеризует важную особенность облучаемого объекта — биологического вещества, его высокую структурированность и гетерогенность в морфологическом и функциональном отношениях.

Изображение слайда
5

Слайд 5

Ионизирующие излучение поток заряженных или нейтральных частиц вызывающий ионизацию воздуха. Ионизация эндотермический процесс образования ионов из нейтральных атомов или молекул. (отрыв электрона от атома)

Изображение слайда
6

Слайд 6

Прямая ионизация возникает при кулоновском взаимодействии заряженной ионизирующей частицы с электронами атомов среды Прямоионизирующие излучения: альфа, бета и др. виды ИИ, состоящие из заряженных частиц

Изображение слайда
7

Слайд 7

Косвенная ионизация происходит при взаимодействии незаряженных частиц с веществом. Ионизацию производят вторичные (заряженные) частицы, образующиеся в этом взаимодействии. Косвеноионизирующие излучения: гамма, рентгеновское, нейтронное, т.е. состоящие из незаряженных частиц

Изображение слайда
8

Слайд 8

Ионизирующее излучение УДЕЛЬНЫЕ ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ Ион. Рад. Яд.Вз. Т.З.Ч. ( , р,) + + + →0 →0 Л.З.Ч. ( e, e+) + + + 0 n   + + +    →0 Косв.И.И. Прям.И.И Взаимодействие И.И. с веществом

Изображение слайда
9

Слайд 9

Шпоры Структура трека электрона Блоб Разветвленный трек Короткий трек Трек - путь частицы в веществе, маркированный ионизациями (ионизационный след) Разветвленный трек Образуется при энергии вторичных электронов от 5000 эВ. Его структура похожа на структуру основного трека Шпора (рой ионов, шпур) сфера размером 1-2 нм, содержащая в среднем 2-3 иона и столько же возбужденных молекул. Расстояние между шпорами около 100 нм (в среднем для электронов) Шпора образуется при передачи энергии в среднем около 60 эВ Блоб сферическая область, состоящая из нескольких тесно расположенных шпор. Содержит около 20 ионов. Образуется в результате вторичной, третичной и т.д. ионизации при энергии вторичных электронов 100-500 эВ. Короткий трек цилиндрическая область, состоящая из близко расположенных шпор. Образуется при энергии вторичных электронов 500-5000 эВ.

Изображение слайда
10

Слайд 10

Шпоры Структура трека ТЗЧ Блоб Разветвленный трек Короткий трек КОЛОНЧАТАЯ ИОНИЗАЦИЯ

Изображение слайда
11

Слайд 11

Линейная плотность ионизации (ЛПИ) Среднее число ионов образованных на единицу пути [ мкм -1 ] ЛПИ * 34 эВ = ЛПЭ

Изображение слайда
12

Слайд 12

Линейная передача энергии (ЛПЭ, LET) Средние ионизационные потери энергии на единицу пути ионизирующей частицы в пределах объема ее трека Единица измерения кэВ/мкм

Изображение слайда
13

Слайд 13

редкоионизирующие излучения ЛПЭ < 10 кэВ/мкм. плотноионизирующие излучения ЛПЭ > 10 кэВ/мкм.

Изображение слайда
14

Слайд 14: ЛПЭ для разных видов ИИ

ИИ Энергия ЛПЭ ЛПИ R ö 8 кэВ 4,7 138 R ö 200 кэВ 2,6 76 R ö 1 МэВ 0,5 15  1 МэВ 0,4 12  450 кэВ 0,2 6  25 МэВ 0,3 9 n 12 МэВ 9,5 279 n 400 кэВ 36 1059  10 МэВ 56 1649  5 МэВ 150 4421

Изображение слайда
15

Слайд 15: Отрезки треков ЗЧ с различной ЛПЭ

Изображение слайда
16

Слайд 16

Относительная биологическая эффективность ОБЭ = D э / D х в качестве стандартного выбрано рентгеновское излучение с Е=180- 200 кэВ, которое образует примерно 100 пар ионов на 1 мкм пути в воде. Для такого излучения ОБЭ принимают равной единице

Изображение слайда
17

Слайд 17

Вид излучения W R Рентгеновское и гамма-излучение 1 Бета-изл., электроны, позитроны 1 Протоны с энергией  10 МэВ 10 Альфа-изл. с энергией  10 МэВ 20 Нейтроны с энергией  20 кэВ 3 Нейтроны с энергией 0,1 - 10 МэВ 10 Тяжелые ядра отдачи 20 Коэффициенты относительной биологической эффективности (коэффициенты качества)

Изображение слайда
18

Слайд 18: Зависимость ОБЭ от ЛПЭ

Изображение слайда
19

Слайд 19: Отрезки треков ЗЧ с различной ЛПЭ

Изображение слайда
20

Слайд 20: Эффект overkill

Изображение слайда
21

Слайд 21

Теория мишени Принцип попадания характеризует дискретность поглощения энергии излучения и вероятностный характер «попадания» Принцип мишени характеризует важную особенность облучаемого объекта — биологического вещества, его высокую структурированность и гетерогенность в морфологическом и функциональном отношениях.

Изображение слайда
22

Слайд 22

Индукционная поляризация Р =  *Е, где Р - поляризация молекулы, Е - напряженность электрического поля,  - поляризуемость молекулы,  = D 2 / ε, где D = q * l – дипольный момент, l - длина связи, ε – энергия связи, т.о. Р = ( q * l ) 2 Е / ε

Изображение слайда
23

Слайд 23

Сечение поглощения энергии излучения  ~ r 0 /(Е + ε ), где  - сечение поглощения, r 0 - размер мишени, Е - энергия частицы; ε - энергия связи в системе, поглощающей энергию

Изображение слайда
24

Слайд 24: Свойства химических связей

Связь Процесс Энергия эВ/связь Длина связи Лабильные: Ван-дер-ваальсовы Гидрофобные Водородные Обуславливают структуру био-полимеров, межмолекулярные вза- имодействия, конформационные переходы; Обеспечивают физи-ческий механизм регуляции основ-ных жизненных функций 0,05 – 0,1 до 0,1 мкм для макро-молекул Ковалентная Нарушение структуры макромоле-кул, разрывы цепей макромолекул, образование свободных радикалов 2-8 ~2А Электростатическая (электрон- атом) Ионизация, образование заряжен-ных частиц, свободных электронов 10-15 ~1А Тепловая энергия взаимодействия молекул Денатурация макромолекул ~kT 0,04 до 1,2 мкм

Изображение слайда
25

Слайд 25

Радиобиологические эффекты Детерминированные (нестохастические, пороговые ) ближайшие (ОЛБ, ХЛБ; локальные лучевые повреждения и др.) отдаленные (радиосклеротические процессы, радиоканцерогенез, радиокатарактогенез и прочие

Изображение слайда
26

Слайд 26

Радиобиологические эффекты Недетерминированные (стохастические, беспороговые) соматико-стохастические (лейкозы и опухоли различной локализации), генетические (генные мутации и хромосомные аберрации) тератогенные (умственная отсталость, уродства)

Изображение слайда
27

Слайд 27

Радиобиологические эффекты Этапы формирования Радиационно-физический этап. Поглощение энергии излучения структурами и молекулами клетки; миграция, диссипация и трансформация этой энергии. Образование возбужденных, ионизиро-ванных молекул и свободных радикалов. Возможна обратимость процессов. Длительность этапа 10 -18 -10 -8 сек.

Изображение слайда
28

Слайд 28

Радиобиологические эффекты Этапы формирования Радиационно-химический этап. Радикальные реакции и цепные процессы, образование радиотоксинов, «химическое усиление» действия радиации. Первичные радиобиологические про-цессы, начальные изменения биологически важных макромолекул, надмолекулярных клеточных структур. Возможна обратимость процессов Длительность этапа 10 -1 4 -10 -4 сек.

Изображение слайда
29

Слайд 29

Радиобиологические эффекты Этапы формирования Радиационно-биохимический этап. Изменения метаболизма и энергетики клетки. Опосредованное действие радиации на ДНК. Нарушения координации действия ферментных систем и процессов клеточного деления. Возможна обратимость процессов за счет действия неспецифических регуляторных систем клетки и репарации. Длительность этапа 10 -4 -10 6 сек.

Изображение слайда
30

Последний слайд презентации: Особенности взаимодействия ионизирующих излучений с биологическим веществом

Радиобиологические эффекты Этапы формирования Радиационно-генетический этап. Фиксация радиационных изменений в генетических, мембранных и биохимических регуляторных системах клетки Морфологическое и функциональное формирование радиобиологического эффекта. Процессы необратимы. Длительность этапа 10 2 -10 12 сек.

Изображение слайда