0377

obrazują reakcję biologiczną cechującą się brakiem dawki progowej. Takie wykładnicze krzywe otrzymuje się m.in. w przypadku napromieniowania komórek ssaków: 1) promieniami o dużej gęstości jonizacji i wartości LET powyżej 40 keV/u.m, 2) również promieniami o małej gęstości jonizacji, ale po napromienieniu frakcjonowanym lub ciągłym z małą mocą dawki.

Jeśli populację napromienić promieniowaniem o małej wartości LET, ale przy dużej mocy dawki, krzywa przeżycia przyjmuje charakter niewykładniczy (krzywa 2 na ryc. 19.17). Jak widać, początkowy odcinek krzywej jest równoległy do osi odciętych, po czym zagina się biegnąc dalej równolegle do pierwszej krzywej. Zagięcie krzywej jest dowodem istnienia dawki progowej — D_Q dla badanego efektu. Krzywej odpowiada równanie 19.21

19.21

/=-£-= l-(l-e-W>0ⁿ Mo

w którym n jest punktem przecięcia przedłużenia prostoliniowej części krzywej z osią rzędnych. Dla dużych dawek, przy określonym n, D₀ D₃₇. Interpretacja tego równania jest trudna i wykracza poza ramy podręcznika.

Równania 19.20 i 19.21 są słuszne tylko wtedy, gdy zachodzi bezpośrednie działanie promieniowania, tj. kiedy efekt promieniowania ujawnia się w miejscu absorpcji tego promieniowania. Można je wtedy interpretować na podstawie tzw. teorii trafień i teorii tarczy. Punktem wyjścia obu teorii jest stwierdzenie, że absorpcja promieniowania w materii nic jest procesem ciągłym, lecz kwantowym oraz podporządkowanym prawom statystyki.

a

b

)

\

(

/

objętość

wrażliwa

tarcza

przeniesienie

energii

0^H2°

Ryc. 19.18. Działanie promieniowania: a — bezpośrednie; b — pośrednie.

Z matematycznych rozważań tego stwierdzenia wynika, że efekt biologiczny po napromienieniu jednorodnej populacji biologicznej (np. komórki w hodowli in vitro, kolonia drobnoustrojów, roztwór biocząsteczek, np. DNA itp.) ujawni się w statystycznym składniku tej populacji (komórka, bakteria, cząsteczka DNA itp.) tylko wówczas, gdy w składniku tym zajdzie określona minimalna ilość „trafień”, czyli pojedynczych aktów absorpcji promieniowania. Umiejscowienie trafień nie może być przy tym dowolne. W każdym obiekcie biologicznym istnieje jedna lub kilka „wrażliwych objętości” lub „tarcz”, w których musi nastąpić określona ilość aktów absorpcji (trafień), aby efekt popromienny mógł się ujawnić. W równaniu 19.21 n oznacza właśnie liczbę tarcz w powyższym rozumieniu.

W układach żywych nie zawsze zachodzi bezpośrednie działanie promieniowania; miejsce absorpcji energii nie musi być identyczne z miejscem ujawnienia się reakcji radiobiologicznej (ryc. 19.18). W tym przypadku zachodzi pośrednie działanie promieniowania.

Za działanie pośrednie odpowiedzialne są przede wszystkim niektóre produkty radiolizy

383