Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Радиационная биофизика (ионизирующие излучения)" -> 44

Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 448 c.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка): radiacionnayabiofizika2004.djvu
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 210 >> Следующая

~ = e~s9 = е"1 = 0,37. (П1.4)
Л'о
Из соотношения (III.3) определяется и доза облучения, прн которой выживает 37% объектов, т.е. N/N0 = 0,37, еслн воспользоваться
Рис. III.2. Зависимость между числом непораженных мишеней и поглощенной дозой ионизирующих излучений: 1 — объект с мишенью сечением 5; 2 — треки частиц
формулой (1.8) для пересчета флю-енса в дозу:
D = 1,602 ¦ 10~1ОЬФ Гр, (Ш.5)
где L — средняя ЛПЭ в единицах МэВ • г-1 см2.
Отношение N/Nq легко определить в эксперименте: это доля «выживших» объектов по отношению к их общему числу до облучения. Узнав, при какой дозе облучения выживает 37% объектов, т.е. N/Nq = 0,37 (эту дозу излучения обозначают символом ?>з?), мы можем определить сечение ми-шенн, принимая, что дозе D37 соответствует флюенс Ф37, который определяется формулой (III.5):
5Фзт = 1, S = 1/Ф37. (Ш-6)
На рнс. III.2, а-б представлена схема, иллюстрирующая зависимость числа пораженных мишеней от дозы облучения. Из рис. Ш.2, а видно, что даже прн облучении в малой дозе некоторое число частиц проходит через мишеии и вызывает их инактнвацню. С ростом дозы число пораженных объектов возрастает резко, почти линейно, а затем все более вероятно повторное прохождение частиц через уже пораженные мишени. При дозе D37 общее число частиц соответствует числу мишеней (SD ~ 1), но 37% объектов остаются непораженными,
*) Здесь не учитываются процессы восстановления в облученных клетках.
1. Принцип попадания и концепция мишеней
95
тогда как некоторые из 63% мишеней испытали по два и более попаданий (рис. П1.2, б). Даже при очень большой дозе облучения все же какое-то число объектов оказалось не пораженным излучением (рнс. III.2, в). Графически зависимость доли выживших клеток от величины дозы выражается экспонентой (рнс. III.2, г)
N/N„ =e~s9 = e~D'D^. (III.7)
Аналогичные рассуждения можно использовать для анализа «одноударных процессов» при действии рентгеновского или 7-излучения, вызывающего редко расположенные акты ионизации по всему объему облучаемого объекта. В этом случае можно установить еще один важный параметр мишени — ее объем.
Пусть в системе имеется Nq объектов с мишенью объемом V, и для инактивации достаточно одиночной ионизации в пределах этой мишени. Если акты ионизации подчиняются распределению Пуассона, то вероятность 1, 2,п попаданий в мишень описывается уравнением того же типа, что и (III.2):
р(п) = (ш-8)
где а — среднее число попаданий в мишень, пропорциональное дозе, то есть а = vDy причем смысл коэффициента будет определен, если воспользоваться правилом, по которому в показателе экспоненты должна стоять физически безразмерная величина*). Для случая п = 0 доля выживших объектов определяется из соотношения
?=(^=е-- (III.9)
На рис. III.3, a-в показано, как с ростом числа ионизаций в облучаемой системе (т.е. с ростом дозы ионизирующего излучения) увеличивается доля пораженных объектов. Как и в случае плотной ионизации, при самой малой дозе вероятно возникновение ионизации хотя бы в одной из мишеней, и при дозе D37 число ионизаций в среднем соответствует числу мишеней- Зависимость между долей непораженных объектов N/Nq и поглощенной дозой экспоненциальна
*) К сожалению, это простое математическое правило было проигнорировано во многих трудах по теории мишени, где в показатель степени или под знак логарифма ставили величины различной физической размерности, хотя там возможна только нулевая размерность. Однако, пользуясь указанным простым правилом, можно без труда установить ошибки, допущенные некоторыми авторами. Происхождение ошибки нетрудно проследить. Основоположники теории мишени выражали показатель соотношения (Ш.1) в виде произведения объема мишени V на дозу D, указывая при этом, что в данном случае доза измеряется количеством попаданий в единичный объем 1 см3 (см., например, [65]). Но впоследствии, когда определение дозы точно установилось, существенное замечание Циммера и др. было прочно забыто.
96 Гл. III. Зависимость биологического эффекта от поглощенной дозы
D\
Доза облучения
Рис. IIL3. Зависимость между числом непораженных объектов и дозой 7- или рентгеновского облучения: 1 — объект с мишенью объемом V; 2 ~ акты ионизации
1,0 1,5 2,0 Доза у-лучей, х 103 Гр
Рис. III.4. Инактивация вируса табачной мозаики 7-излучением. Кривая «доза-эффект» преобразована из соответствующей кривой на рис. III.1, в
(рнс. III.3, г), а по величине дозы ?>37 можно определить так называемый коэффициент радиочувствительности I/, пропорциональный объему мишени V.
Таким образом, точный смысл коэффициента v — I/.D37 — это обратная величина средней дозы ?>37, при которой выживаемость уменьшается в е = 2,72 раза
(т.е. 1/е = 0,37). Теоретические положения концепции мишени, основанные на предположении об «одноударности» процесса попадания, предсказывают экспоненциальную зависимость «доза-эффект». В реальных условиях эксперимента такую зависимость наблюдали прн облучении макромолекул, вирусов, бактериальных спор, некоторых одноклеточных организмов (см., например, рнс. Ш.1, а-г). Чтобы выявить существование экспоненциальной зависимости эффекта облучения от поглощенной дозы, поступают следующим образом. Объекты облучают в широком диапазоне доз, для каждой дозы определяют долю выживших N/Nq и находят значение натурального логарифма этой величины. Если на графике, отражающем зависимость In N/Nq от поглощенной дозы, все точки укладываются на прямую, значит выполняется соотношение
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed