Promieniowanie jonizujÄ…ce
Wykład 6
" Promieniowanie elektromagnetyczne:
czyli
- rentgenowskie
- gamma
" Promieniowanie korpuskularne:
O falujÄ…cych i
- alfa
- beta
niefalujÄ…cych
- neutrony oraz inne czÄ…stki
zagrożeniach
" Promieniowanie kosmiczne
Pochłanianie promieniowania jonizującego Fizyczne mechanizmy pochłaniania
jonizujÄ…cego promieniowania
elektromagnetycznego
" Liniowy µ i masowy µ/Á
współczynnik
pochłaniania
" Udział różnych
mechanizmów w
procesie pochłaniania
µ = Ä + Ã + Ä„
I = I0e-µx
mv2
" Etapy pochłaniania:
Efekt fotoelektryczny
h½ = E +
j
fizyczny, chemiczny i 2
biologiczny
Fizyczne mechanizmy pochłaniania
Fizyczne mechanizmy pochłaniania
jonizujÄ…cego promieniowania
jonizujÄ…cego promieniowania
elektromagnetycznego
elektromagnetycznego
h½ > 2mec2 = 1.02 MeV
1
Zjawisko Comptona
2
h½ = h½
h Zjawisko tworzenia par pozyton-negaton
1+ 2 (1- cos¸ )
0
m c
1
Fizyczne mechanizmy pochłaniania Mechanizm pochłaniania jonizującego
jonizujÄ…cego promieniowania promieniowania korpuskularnego
elektromagnetycznego
dE 4Ä„N e4z2 Z
A
- = Å" Å" Á Å" Å" B
ZF  zjawisko fotoelektryczne, C  zjawisko Comptona, dx me v2 A
TP  tworzenie par
Działanie promieniowania jonizującego na Działanie promieniowania jonizującego na
organizmy żywe organizmy żywe  procesy chemiczne
H2O + h½H2O+ + e-
Radioliza wody  proces
rozpadu czÄ…steczek wody pod
H2O + e- H2O*
wpływem promieniowania
jonizujÄ…cego. H2O* H. + OH.
OH. + OH. H2O2
Szkodliwe produkty radiolizy: H2O2, wolne rodniki H* i
LET (linear energy transfer)  liniowe przekazywanie energii OH*, uwodnione elektrony.
Działanie promieniowania jonizującego na Działanie promieniowania jonizującego na
organizmy żywe  procesy molekularne organizmy żywe  zmiany na poziomie
komórek
Działanie pośrednie: wtórne reakcje produktów radiolizy
Uszkodzenie funkcji spełnianych przez błony biologiczne:
wody z cząsteczkami DNA, białkami oraz innymi
biomolekułami. zmiany w procesach syntezy białek w retikulum
endoplazmatycznym, zaburzenie fotosyntezy, zmiana
W białkach na reakcje z rodnikami są szczególnie wrażliwe
przepuszczalności błon, zaburzenia fosforylacji oksydacyjnej
aminokwasy zawierajÄ…ce siarkÄ™: metionina, cysteina,
w mitochondriach, uwalnianie zawartości lizosomów.
cystyna.
Efektywny okres zaniku izotopów promieniotwórczych w
Działanie bezpośrednie: uszkadzanie cząsteczek przez
organizmie
promieniowanie. Rozrywanie łańcuchów DNA,
dezaminacja białek. Działanie na aminokwasy zawierające
1 1 1
grupy SH  tworzenie mostków siarczkowych.
= +
Tef Tfiz Tbiol
2
Działanie infradz
więków na organizm Działanie ultradz
więków na organizm
" Infradz
wiÄ™ki (½ < 20 Hz)
" Ultradz
wiÄ™ki (½ > 20 kHz)
" y
ródła naturalne: morze, wiatr, wyładowania
" Działanie termiczne (1 W/m2 daje
atmosferyczne, ruchy tektoniczne.
mniej niż 3 °C)
" y
ródła sztuczne: transport lotniczy, kolejowy, drogowy.
" Działanie mechaniczne  rozrywanie
" Oddziaływanie na organizm poprzez rezonans (klatka wiązań, mikroprzepływy,
piersiowa i brzuch: 4-10 Hz, pęcherz moczowy 10-18 uszkodzenia komórek i organelli
Hz).
" Kawitacje trwałe i przejściowe
" Skutki odczuwalne dla poziomu natężenia powyżej 120
" Działanie chemiczne  powstawanie
dB
wolnych rodników, zmiana pH,
" Powodują zakłócenie procesów fizjologicznych, depolimeryzacja, zwiększenie
nadmierne zmęczenie, wymioty. szybkości reakcji chemicznych.
" Powyżej 170 dB mogą mieć skutki śmiertelne. " Działanie na poziomie całego
organizmu: szkodliwość
ultradz
więków
3