CÁC NGUỒN PHÁT BỨC XẠ ION HÓA ,Các đại lượng đo liều bức xạ , 2. Detector rắn 1. Các detector khí,Các tác dụng của bức xạ ở mức lâm sàng,Các yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng sinh học của bức xạ,Quan hệ liều – đáp ứng bức xạ (radiation dose – response relationship, RDRR)
PHÓNG XẠ SINH HỌC Viện Vật lý Y Sinh học • • - Mục đích, yêu cầu: hiểu tác dụng thiết bị ion hóa lên thể người Nội dung: Bức xạ ion hóa Tương tác với đối tượng sinh học Các thiết bị sử dụng xạ ion hóa Viện Vật lý Y Sinh học CÁC NGUỒN PHÁT BỨC XẠ ION HÓA Tính chất phân loại xạ ion hóa - Phân loại: + Bức xạ mang điện + Bức xạ không mang điện - Năng lượng xạ ion hóa • Viện Vật lý Y Sinh học • Cấu trúc tính chất nguyên tử, hạt nhân Hạt nhân điện tử e- quỹ đạo e- Viện Vật lý Y Sinh học • - - Hiện tượng phóng xạ Định nghĩa: tượng hạt nhân nguyên tử phát tia không nhìn thấy, có khả ion hóa vật chất gọi tượng phóng xạ Phóng xạ tự nhiên: hạt nhân tự động phát phóng xạ Phóng xạ nhân tạo: hạt nhân không bền tạo từ phản ứng hạt nhân Viện Vật lý Y Sinh học - Hoạt độ: số lượng hạt nhân phân rã đơn vị thời gian Quy luật phân rã phóng xạ: số hạt nhân có khả phân rã giảm theo quy luật hàm mũ theo thời gian Chu kỳ bán rã: khoảng thời gian cố định để số hạt nhân giảm nửa Hằng số phân rã: xác suất để hạt nhân phóng xạ bị phân rã đơn vị thời gian Viện Vật lý Y Sinh học Viện Vật lý Y Sinh học * Các nguồn đồng vị phóng xạ Viện Vật lý Y Sinh học - Phóng xạ α: hạt nhân tự động phát hạt nhân heli biến đổi thành hạt nhân khác A A-4 z X → α + z-2 Y Đặc điểm: + tốc độ 107m/s + Có khả ion hóa chất khí dần lượng + Khả đâm xuyên yếu, không khí tối đa 8cm Viện Vật lý Y Sinh học - Phóng xạ β: + Phân rã β+ : hạt nhân phát positron biến đổi thành hạt nhân khác có số điện tích hạt nhân giảm đơn vị ZA → (Z-1)A + e+ + Phân rã β- : hạt nhân phát điện tử, biến đổi thành hạt nhân khác có số điện tích hạt nhân tăng lên đơn vị ZA → (Z+1)A + e- Viện Vật lý Y Sinh học Các tác dụng xạ mức lâm sàng Hiệu ứng tất nhiên: + chắn quan sát D vượt mức ngưỡng + xảy liều vượt mức ngưỡng + mức độ trầm trọng tăng theo liều + ví dụ: đỏ da, rối loạn NST, chết tế bào - Viện Vật lý Y Sinh học Các tác dụng xạ mức lâm sàng Hiệu ứng sớm hiệu ứng muộn -Hiệu ứng sớm: + xảy sau bị chiếu + hiệu ứng sớm thuộc hiệu ứng tất nhiên -Hiệu ứng muộn: + xảy sau nhiều năm + thuộc tất nhiên hay ngẫu nhiên Viện Vật lý Y Sinh học Các tác dụng xạ mức lâm sàng Viện Vật lý Y Sinh học Các tác dụng xạ mức lâm sàng Viện Vật lý Y Sinh học Các tác dụng xạ mức lâm sàng Viện Vật lý Y Sinh học Các yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng sinh học xạ - Độ nhạy xạ tế bào khác Độ nhạy phóng xạ phụ thuộc độ chín tế bào mức độ trao đổi chất tế bào Các tế bào mầm nhạy với phóng xạ Mô quan trẻ nhạy với phóng xạ Mức độ trao đổi chất cao độ nhạy cao Tốc độ tăng trưởng teesbaof mô cao độ nhạy cao Viện Vật lý Y Sinh học Viện Vật lý Y Sinh học Giai đoạn phân bào Viện Vật lý Y Sinh học Liều, phân liều chiếu xạ Viện Vật lý Y Sinh học Viện Vật lý Y Sinh học Hiệu ứng oxy Viện Vật lý Y Sinh học Loại xạ Tuổi tác Sự hồi phục Các chất hóa học Viện Vật lý Y Sinh học Quan hệ liều – đáp ứng xạ (radiation dose – response relationship, RDRR) - Mức độ đáp ứng sinh học phụ thuộc D - Hàm biểu diễn quan hệ D đáp ứng gọi quan hệ liêu – đáp ứng Ứng dụng RDRR: + Cơ sở việc định liều xạ trị + Cơ sở việc đánh giá tổn hại xạ Viện Vật lý Y Sinh học Quan hệ liều – đáp ứng xạ (radiation dose – response relationship, RDRR) Quan hệ liều – đáp ứng tác dụng ngẫu nhiên N cho biết xs xảy + liều thấp, tác dụng ngẫu nhiên xảy + khó đo đáp ứng D thấp, ngoại suy từ vùng D cao - hiểu biết mối quan hệ giúp đánh giá nguy ung thư tác dụng di truyền Viện Vật lý Y Sinh học Quan hệ liều – đáp ứng xạ (radiation dose – response relationship, RDRR) Quan hệ liều – đáp ứng tác dụng tất nhiên -N số đơn vị tác dụng xảy -D[...]... và trong vật chất có Z lớn Viện Vật lý Y Sinh học - Tán xạ Thomson: + Xảy ra chủ yếu với photon năng lượng thấp + Vật chất không hấp thụ năng lượng photon, không có sự ion hóa, kích thích Viện Vật lý Y Sinh học - Tán xạ Compton + NL photon >> NLLK e + Photon truyền 1 phần năng lượng cho điện tử và bị lệch khỏi phương chuyển động Viện Vật lý Y Sinh học - Sự sinh cặp + NL photon > 2 NL nghỉ e + Phần... nguyên tử K = ΔEk/Δm Đơn vị gray Viện Vật lý Y Sinh học Các đại lượng đo liều bức xạ • - - Liều tương đương Liều tương đương gây bởi một loại bức xạ lên cơ thể sống là tích số giữa liều hấp thụ D trong mô và hệ số đặc trưng cho loại bức xạ đó (hệ số chất lượng) H = wR D Đơn vị: sievert (Sv) Viện Vật lý Y Sinh học Các đại lượng đo liều bức xạ Loại bức xạ hệ số chất lượng, wR Tia X, γ, điện tử 1 Prô-tôn,... quan sinh dục Bàng quan, ngực, gan, thực quản, tuyến giáp, phần còn lại 0,01 0,12 0,2 0,05 Viện Vật lý Y Sinh học TỔNG QUAN VỀ CÁC PHÉP ĐO LƯỜNG BỨC XẠ TRONG Y SINH HỌC - Đo phổ năng lượng Đo liều Đo hoạt độ Đo lường trong an toàn bức xạ Đo liều cá nhân Phân tích trường bức xạ Viện Vật lý Y Sinh học ... Y Sinh học Tương tác của bức xạ với vật chất Tia X Tia X đặc trưng, b/x hãm Photon Tia γ, tia nhấp nháy, b/x huỷ cặp e- gia tốc, e- thứ cấp Bức xạ i-ôn hoá Tia β Tia β-, Tia β+, Tia α Hạt Hạt gia tốc P, d, He, i-ôn nặng Nơ-trôn N nhiệt, n nhanh Tia vũ trụ Viện Vật lý Y Sinh học • - Tính chất của bức xạ ion hóa: Những hạt mang điện có khả năng ion hóa trực tiếp và/hoặc kích thích nguyên tử Các bức xạ. .. gian • Viện Vật lý Y Sinh học Các đại lượng đo liều bức xạ • - Liều hấp thụ: Là đại lượng đặc trưng cho lượng năng lượng mà vật chất hấp thụ được từ bức xạ ion hóa Liều hấp thụ tại thể tích ΔV: D = ΔE/Δm Đơn vị: Gy Khả năng hấp thụ năng lượng phụ thuộc loại vật chất được chiêu Viện Vật lý Y Sinh học Các đại lượng đo liều bức xạ • - Liều Kerma Động năng của các hạt mang điện được giải phóng khi photon tương... thuộc vào động năng của điện tử Viện Vật lý Y Sinh học Viện Vật lý Y Sinh học Tương tác của photon với vật chất - Thuộc loại bức xạ có tính thâm nhập cao đối với vật chất, chúng có thể tương tác với hạt nhân, nguyên tử - Sự yếu dần của chùm tia photon theo quy luật hàm mũ và phụ thuộc chủ yếu vào: mật độ vật chất, số Z, năng lượng của photon • Viện Vật lý Y Sinh học - Hiệu ứng quang điện: + 1 photon được... trăm mét trong không khí Viện Vật lý Y Sinh học - Phóng xạ γ: AZ* = AZ + γ Đặc điểm: + Không bị lệch trong E, B + Khả năng đâm xuyên lớn, gây nguy hiểm Viện Vật lý Y Sinh học - Phân rã notron: + Nguồn đồng vị phát notron: 4 9 12 1 2 He + 4 Be → 6 C + 0 n + Lò phản ứng hạt nhân Tương tác với vật chất theo nhiều cơ chế khác nhau, tuỳ thuộc năng lượng, t/c bia: tán xạ đàn hồi, phi đàn hồi, bắt n và phát... suất xảy ra sự sinh cặp tăng theo năng lượng photon và tỷ lệ với bình phương nguyên tử số của chất hấp thụ Viện Vật lý Y Sinh học - So sánh các loại tương tác: Viện Vật lý Y Sinh học Tương tác của các hạt nặng mang điện với vật chất - Có LET cao, khả năng gây ion hóa và kích thích cao gấp hàng ngàn lần điện tử - Mất năng lượng nhanh, quãng chạy trong vật chất ngắn • Viện Vật lý Y Sinh học •Tương tác... 5 Hạt α, mảnh phân hạch 20 Viện Vật lý Y Sinh học Các đại lượng đo liều bức xạ - Liều hiệu dụng Liều hiệu dụng E là tổng của các liều tương đương trên tất cả các mô và cơ quan của cơ thể, nhân với trọng số mô wT của mỗi mô hoặc cơ quan đó E = ∑T HT wT - Đơn vị: Sv • - Viện Vật lý Y Sinh học Mô (T) WT Bề mặt xương, da Tủy xương, phổi, dạ dày, ruột kết Cơ quan sinh dục Bàng quan, ngực, gan, thực quản,... < 0,5MeV) Viện Vật lý Y Sinh học - Quá trình bắt n: + n bị hạt nhân hấp thụ + số khối hạt nhân tăng lên 1 + Hạt nhân ở trạng thái kích thích, có thể phát ra bức xạ gamma Viện Vật lý Y Sinh học Viện Vật lý Y Sinh học Các đại lượng đo liều bức xạ Liều chiếu: - Là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh của 1 chùm photon, thể hiện qua khả năng ion hóa không khí của chùm photon đó tại 1 điểm trong không gian -