Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Основы радиационной биофизики" -> 22

Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б., Беренфельд Б.С. Основы радиационной биофизики — Москва, 1982. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviradicionnoybiofiziki1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 144 >> Следующая

Ф. Дессауэр в 20-е гг. подошел к проблеме биологического действия ионизирующей радиации, исходя из физической природы излучения. Выдвинутая им гипотеза «точечного нагрева» основывалась «а- следующих положениях1:
1 — ионизирующие излучения обладают очень малой объемной
плотностью по сравнению с видимым или ультрафиолетовым светом энергетически эквивалентной дозы;
2 — фотоны рентгеновского или у-излучения, ускоренные элек-
троны или тяжелые заряженные частицы обладают огромной энергией, величина которой значительно превосходит энергию любой химической связи;
3 — облучаемый биологический объект, например клетка, со-
стоит, с одной стороны, из относительно безразличных и, с другой — весьма существенных для жизни микрообъемов и структур;
4 — в облучаемом объекте при поглощении относительно не-
большой общей энергии в отдельных случайных и редкорасположенных микрообъемах оставляются настолько большие порции энергии, что их можно сравнить с микро-
1 Цит. по: Тимофеев-Рессойский Н. В. и др. Применение принципа попадания в радиобиологии. М., Атомиздат, 1968.
локальным нагреванием и они могут производить почти любые узколокальные изменения в веществе
5 — так как распределение «точечного теплая является чкс-то статистическим, то конечный эффект з клетке будет зависеть от случайных попаданий дискретных порций энергии в жизненно существенные микрооб^емы внутри клетки. С повышением дозы увеличивается вероятность таких попаданий, и наоборот, при понижении дозы вероятность снижается. Из этого следует, qto любая самая малая доза может соответственно с м^лой вероятностью и, следовательно, малой частотой вызьфать экстремальный биологический эффект (например, гибель или инактивацию :клетки), но даже при очень вькюкой дозе могут с малой вероятностью и малой частотой сохраниться отдельные неповрежденные клетки.
В последующих работах, выполненных Дж. Кротутером, Д. Ли, К. Циммером, Н. В. Тимофеевым-Реосовским и др., были предложены и успешно использованы для анализа радиобиологических эффектов принцип попадания и концепция мишени (или мишеней).
В общем виде количественный анализ, основанный на принципе попадания, состоит в том, что полученные в эксперименте кривые «доза—эффект» интерпретируют на основании следующих физических принципов:
1 — ионизирующие излучения переносят энергию в дискрет-
ном виде;
2 ‘— акты взаимодействия (попадания) не зависят друг ог
друга и подчиняются пуассоновскому распределению;
3 — исследуемый эффект наступает, если число попаданий в
некоторую чувствительную область, так называемую мишень, равно по крайней мере п.
Рассмотрим простейший случай «одноударного процесса», когда попаданием считают одиночный перенос некоторого минимального количества энергии. Энергия попадания определяется характером повреждения и спецификой облучаемой системы, т. е. тестируемый эффект наступает лишь тогда, когда определенное минимальное количество энергии поглощено чувствительной областью — мишенью.
Представим, что облучаемая система состоит из N0 объектов, каждый из которых обладает мишенью сечением 5 и объемом у. Пусть для инактивации объекта достаточно, чтобы трек плотноио-низирующей частицы прошел через сечение мишени 5; такое событие будем именовать попаданием. Это предположение имеет смысл. Так, например, а-частица с энергией 2,5 МэВ (табл. 1-7) образует около 3000 пар ионов на 1 мкм пути. Если пренебречь неравномерностью распределения ионов вдоль трека, то даже при толщине мишени 10-3 мкм с большой вероятностью в пределах мишени, через которую проходит трек частицы, возникнет несколько ионизаций. Если траектории частиц распределяются по попе-
речному сечению объекта случайным образом и не зависят друг от друга, то вероятность одного, двух........ п попаданий в ми-
шень, находящуюся в пределах объекта, описывается соотношением
= (1М>
где а — среднее число попаданий в мишень. Если D — среднее-число частиц, пролетающих через единичную площадку сечением S, a S — сечение мишени, то
a=SD. (II-2)
При как угодно малой дозе излучения существует вероятность прохождения частицы через одну из мишеней. С увеличением потока частиц (т. е. с ростом дозы излучения) возрастает число мишеней, претерпевших попадание, т. е. величина D пропорциональна поглощенной дозе излучения.
Если N0 — общее число объектов в облучаемой системе, а N — число объектов, сохранивших после облучения исходные свойства (т. е. «выживших»), то величина N/N0 соответствует вероятности непопадания (п = 0). Из уравнения (II-1) для случая я = 0 (учитывая, что 0! = 1) получим
N/N0 = ^~SD- = e-^. (11-3}
При некоторой дозе облучения выполняется условие SD = = 1. Это соответствует случаю, когда в среднем число попаданий равно числу мишеней. В действительности же часть попаданий испытали уже однажды пораженные мишени, а некоторые не претерпели ни одного попадания. Согласно статистике Пуассона при SD= 1 реально поражается только 63% мишеней, а 37% оказываются непораженными. Действительно, подставив в уравнение (II-3) значение SD= 1, лолучим
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 144 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed