BỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ THỂ SỐNG - Trình bày: Lê Văn Thắng – Y2E, Trương Việt Hoàng – Y2B, Hán An Ninh – Y2B

Tương tác của bức xạ với vật chất a, Giữa hạt vi mô với vật chất + Hạt vi mô tương tác với các điện tử quỹ đạo bản chất là lực tĩnh điện + Chú ý: Hệ số truyền năng lượng tuyến tính... b

BỨC XẠ ION HÓA VÀ CƠ

I Đại cương

II Liều bức xạ và phương pháp đo

III Tác dụng sinh học của bức xạ ion hóa

IV Bài tập

1.2 Hiện tượng phóng xạ

Định nghĩa

Là hiện tượng hạt nhân nguyên tử + Hoặc tự biến đổi

+ Hoặc từ trạng thái năng lượng

cao về trạng thái năng lượng thấp hơn 1.3 Phân loại

- Bức xạ có bản chất là hạt vi mô có

hoặc không có điện tích

 Năng lượng có bản chất là động năng Gồm:

+ Tia α

+ Tia β +

+ Tia β

+ Tia neutron

- Bức xạ có bản chất sóng điện từ hay dòng các photon truyền qua không gian

1.4.Các công thức về phóng xạ

- Định luật phân rã phóng xạ: Nt = N0

- Hoạt độ phóng xạ: Số nguyên tử bị

phân rã trong 1 đơn vị thời gian

- Hoạt độ tại thời điểm t: q = -dNt/dt = λ.Nt

- Đơn vị SI : 1 Bq = 1 phân rã/1 giây

1 Ci = 3,7 1010 Bq

•  

- Chu kì bán rã: T1/2 = ln2/λ

- Mật độ bức xạ: J = n/4лrr2

- Cường độ bức xạ: I = J.E (W/m2)

1.5 Tương tác của bức xạ với vật chất

a, Giữa hạt vi mô với vật chất

+ Hạt vi mô tương tác với các điện

tử quỹ đạo bản chất là lực tĩnh điện + Chú ý: Hệ số truyền năng lượng tuyến tính

b, Giữa hạt năng lượng cao và vật chất Bản chất khác với lực tương tác

• Photon tới truyền một phần năng lượng cho

electron vỏ ngoài và làm bật nó ra khỏi nguyên tử

c, Tương tác của neutron với vật chất

- Hiện tượng tán xạ đàn hồi

- Hiện tượng tán xạ không đàn hồi

- Phản ứng bắt neutron

II Liều bức xạ và phương

pháp đo

      1. Phương pháp đo

 Nguyên tắc:

    -  Dựa vào phản ứng hóa học: bức xạ ion hóa gây nên các phản  ứng hóa học trên phim ảnh.

    -  Dựa vào hiệu ứng vật lý: tương tác của bức xạ ion hóa gây nên      + Sự ion hóa chất khí: hiện tượng dẫn điện của chất khí

              VD: buồng ion hóa, buồng đếm Geiger – Muller, …

   + hiện tượng phát quang ở một số chất

      VD: ống đếm nhấp nháy, …

 Sự ghi đo dựa trên sự ion hóa chất khí hay tính phát quang:  SGK        

      Liều chiếu : Dc =

• Chỉ dùng cho tia  và tia X , áp dụng cho với các máy  phát tia X, tia 

• Cho biết  tổng số điện tích  của  các ion cùng dấu  tạo ra  trong một  khối lượng không khí  nhất định ở  điều kiện  tiêu chuẩn  khi bị chùm tia chiếu vào

• Đơn vị hệ SI : C/kg    

• Đơn vị khác R – roengent  

• 1 C/kg  3876 R        

•  

            Liều hấp thụ : D =

• Chỉ phần của bức xạ ion hóa tương tác với vật chất trong  

cơ thể sống ( tức bị cơ thể hấp thụ năng lượng) mới có thể  gây nên các tác động sinh học. 

• Để đánh giá các tác dụng sinh học lên cơ thể sống của bức 

xạ ta cần ước lượng có bao nhiêu năng lượng bức xạ được  hấp thụ bởi một đơn vị khối lượng của một bộ phận hay  toàn bộ cơ thể. 

• Liều hấp thụ = Năng lượng bức xạ ion hóa được hấp thụ /  khối lượng của đối tượng sống hấp thụ năng lượng đó

• Đơn vị quốc tế (SI) của liều hấp thụ là Gray (Gy).

• 1 Gy = 1 J/kg

•  

Liều tương đương = Liều hấp thụ x Q

• Q là hệ số chất lượng tia

• Tác động sinh học của bức xạ không chỉ phụ thuộc vào liều hấp  thụ  mà còn phụ thuộc khả năng ion hóa trong các tế bào sống   của các loại bức xạ khác nhau, tức là mức độ gây tổn thương  của chúng

• Các hạt neutron, proton và  alpha có thể gây nên tổn thương  gấp 5-20 lần so với cùng một liều hấp thụ bức xạ tia beta và 

gamma

• Đơn vị liều tương đương trong SI là  Sievert (Sv). 

• 1 Sv là đại lượng lớn , khuyến cáo liều tương đương tổng cộng  một người một năm không nên vượt quá  0.05 Sv (50 mSv)

       Liều hiệu dụng = Liều tương đương x W

• W là trọng số của mô

• Các loại tế bào trong các mô khác nhau thì có độ nhạy cảm  phóng xạ khác nhau nên người ta đưa vào một khái niệm là  trọng số của mô W. 

       Suất liều ( ký hiệu là P )

       Suất liều là liều bức xạ trong 1 đơn vị thời  gian

VD:    Suất liều chiếu là  Pc = 

      Suất liều hấp thụ là  P = 

•  

Bài tập

Bài 1 : Một lít sữa chứa 1,5g Canxi Hàm lượng Ca phóng xạ là 0,01% Chu kì bán rã 1,329.109 năm Tính hoạt độ phóng xạ của lít sữa.

Giải:  Ta có :  q  =   N   λ = 

=   . 6,02 . 

      =   37,34  Bq

 

Bài 2: Cho 100mCi 198Au nguồn phóng xạ ban

đầu với chu kì bán rã là 2,7 ngày Biết khối lượng chất phóng xạ không bị thất thoát ra ngoài Tính khối lượng chất phóng xạ còn lại sau 1 tuần.

Giải: Ta có : = .    =  100        

 =>  =     => =  6.79  (g)

 

Bài 4: Đồng vị phóng xạ chiếu đến bệnh nhân ung thư sau 3 tuần, y tá cách bệnh nhân 4m nhận suất liều

24,4 nSv/h , tính suất liều y tá nhận được k/c 0,5m ngay khi bệnh nhân nhận được lượng đồng vị phóng xạ

•  

 

Bài 5:   Một nguồn phóng xạ cần có hoạt độ phóng xạ 6 Ci để 

dùng trong chữa bệnh 1 tuần trước khi dùng nguồn phát xạ với  chu kì bán rã 1,82.s được chuẩn bị. Nguồn chuẩn bị phải có 

III Tác dụng sinh học của

Bức xạ Ion hóa

1. Cơ chế tác dụng 

2. Tổn thương của cơ thể sống dưới tác dụng của  Bức xạ Ion hóa

3. Ứng dụng*

4. Bài tập

TỔN THƯƠNG

*

Phân

tử

*

Tế bào

*

Mô

*

Toàn thân

      GIÁN TIẾP

- Sp là gốc tự do có khả năng  oxi hóa mạnh         lấy điện tử  của pthc cấu thành tế bào

       ( Pứ dây chuyền,  tác dụng lan 

xa, kéo dài )

CHÚ Ý:

• Thực nghiệm cho thấy, ở cơ chế GIÁN TIẾP, 

càng nhiều O2 trong tổ chức sống thì tổn 

thương sinh học khi bị chiếu xạ càng cao      (hiệu ứng oxi)

• Kết quả: tổn thương DNA, màng TB, các 

protein và ez đặc dụng

•  

Tổn thương (cấp độ phân tử)

•  Tế  bào  vẫn  phân  chia  thành  hai 

tế  bào  mới  nhưng  có  rối  loạn 

trong cơ chế di truyền.

       Toàn thân (Bảng T327)

• Giá trị LET là hệ số truyền tải NL tuyến tính (linear  energy transfer) – NL tia truyền cho vật chất trên  đơn vị chiều dài mà tia đi qua

      LET= E/

Phụ thuộc vào bản chất và NL tia mang theo!!!

• Giá trị LET của tia alpha và neutron lớn nhất, của  tia gamma và beta nhỏ nhất

• Tia gamma và tia X : tổ chức sâu, 

    tia alpha, bêta : tổ chức nông. 

•  

0,1 Gy Không có dấu hiệu tổn thương trên lâm sàng Tăng sai lệch

nhiễm sắc thể có thể phát hiện được.

1 Gy Xuất hiện bệnh nhiễm xạ trong số 5-7 % cá thể sau chiếu xạ.

2-3 Gy Rụng lông, tóc, đục thủy tinh thể, giảm bạch cầu, xuất hiện

ban đỏ trên da Bệnh nhiễm xạ gặp ở hầu hết các đối tượng bị chiếu Tử vong 10-30 % số cá thể sau chiếu xạ.

3-5 Gy Giảm bạch cầu nghiêm trọng, ban, xuất huyết, nhiễm khuẩn,

rụng lông, tóc Tử vong 50% số cá thể sau chiếu xạ.

6 Gy Vô sinh lâu dài ở cả nam và nữ Tử vong hơn 50% số cá thể

bị chiếu cả khi được điều trị tốt nhất.

BIỂU HIỆN SAU CHIẾU XẠ

YẾU TỐ QUYẾT ĐỊNH MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG

• Yếu tố thời gian : suất liều và thời gian nghỉ

• Yếu tố không gian : kích thước vùng và vị trí 

chiếu xạ

• Yếu tố khác : hiệu ứng nhiệt độ, hiệu ứng oxi, hàm lượng

  Biện pháp đảm bảo an toàn bức xạ - SGK

• (Chú ý nguyên liệu  dùng cho các tia X, 

gamma, beta, neutron mạnh – Tr 332 )

Chúc các em thi tốt !!!