Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Количественная трековая авторадиография β–активных “горячих“ частиц






    Термин “горячая“ частица относится к микроскопическим частицам, содержащим радиоактивные нуклиды с высокой активностью и с размерами 1 ÷ 100 мкм. Появление их связано с ядерными испытаниями, деятельностью ядерных производств и авариями на ядерно-технических установках (ядерные реакторы). Эти частицы, (в основном заряженные частицы; далее рассматриваются β – излучающие нуклиды) при попадании внутрь организма обусловливают высокий риск радиационных воздействий на ткани и органы человека. Риск оценивается на основании различных биологических моделей, при использовании которых требуется информация о функциях радиального распределения поглощенных доз в окрестности “горячей“ частицы в биологической ткани.

    Существуют различные возможности установления этих распределений:

    ● априори предполагается, что частица содержит определенный β – изотоп с известной активностью; далее на основании функции Левинджера (разд. %%) рассчитывается зависимость «радиус–доза» в биологической ткани; естественно, что обычно исходная информация или отсутствует, или известна с большой неконтролируемой погрешностью;

    ● измеряется активность и энергетическое распределение (спектр) β – частиц реальной “горячей“ частицы методами

    β – спектроскопии; далее на основании этой информации с использованием функции Левинджера определяется зависимость «радиус–доза»;

    ● реализуется подход на основании метода авторадиографии с использованием высокочувствительных толстослойных ядерных фотоэмульсий*. Измеряется и обрабатывается денситограмма плотности dG/dr проявленных зерен в объёме фотоэмульсии в радиальном направлении в окрестности “горячей“ частицы; далее это распределение преобразуется в распределение поглощенной энергии dE / dr=f (r) в эмульсии, которое трансформируется в распределение «радиус–доза» биологической ткани.

    Трек β – частицы в эмульсии характеризуется полным количеством образованных зерен G, полным пробегом L и радиусом R (рис.88).

     

    Рис.66. Параметры трека β – частицы

     

     

    Зависимость числа зерен G на треке от энергии электрона Т аппроксимируется соотношением:

    ,

    где n 0 = 17, Т0 = 28, 6 кэВ, w0 = 1, б7 кэВ/зерно. Аналогичная упрощенная функция с учетом констант:

    .

    Зависимость “пробег–энергия” для электронов в эмульсии можно определить соотношением:

    ;

    соответствующая связь числа зерен G с пробегом R:

    .

    Из данных соотношений можно получить функции радиального распределения зерен G иэнергии Е:

    (++)

    (R 0– максимальный пробег электрона).

    При известном β – спектре эмиссии по нему можно проинтегрировать соотношения (++):

    (11)

    , (22)

    Т0 – максимальная (граничная) энергия β –спектра, R (T) – радиус трека электрона с энергией Т.

    Результаты расчетов по (11) и (22) для широкого набора β –спектров позволяют сделать вывод о примерно постоянном (в пределах 5¸ 10%) значении энергии w на образование зерна, т.е.

    , w» 2, 35 кэВ/зерно.

    Функция Левинджера был использована для расчета радиальных дозовых распределений в фотоэмульсии; было установлено, что с погрешностью ±15% оно совпадает с распределением в биологической ткани, если соответствующие толщины выражены в массовых единицах. Обработка изображения экспонированной β – частицами эмульсии проводится в соответствии с геометрией, показанной на рис. (88):

     

    Рис. тт. К обработке экспонированной фотоэмульсии

     

    Размер “горячей“ частицы значительно меньше R(T0) и она рассматривается как точечный изотропный источник; толщина фотоэмульсии H > R(T0). Измеряется распределение оптической плотности почернения: , , .

    Объёмная плотность зерен определяется соотношениями:

    , .

    Следующие соотношения устанавливают связь рассматриваемых величин:

    ; , , , . Далее устанавливается следующая связь величин:

    .

    Интегрирование по радиусу (плотность почернения в вертикальном направлении) определяет функцию по переменной х:

    ;

    Это уравнение относительно неизвестной функции есть интегральное уравнение Абеля, решение которого следующее:

    .

    а)

     

    Рис.11. Измеренное распределение оптической плотности почернения (а) и восстановленное дозное рспределение (б)

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.