2. ЕСР- дозиметрія

Добре відомо, що взаємодія іонізуючого випромінювання з організмом і іншими матеріалами може продукувати утворення серії парамагнітних часточок, такі як вільні радикали, кристалічні структурні зміни. Електронний спіновий резонанс (ЕСР) розглядається як найкраща технологія для виявлення цих парамагнітних часточок. Застосування цієї технології ЕСР в оцінці поглиненої дози, підданого дії радіації тіла, також називається ЕСР-дозиметрія. Головні характеристики цієї технології включають: 1) широкий діапазон дози від мГр до кГр, або більший; 2) сигнал може зберігатися надовго (у деяких випадках протягом 106 років); 3) швидкість вимірювання є швидкою (декілька годин на зразок); 4) як показано в рис. 3 та 4, є багато зразків та матеріалів, які можуть використовуватися для виявлення сигналу ЕСР. До теперішнього часу для вимірювання ЕСР радіаційних поглинених доз найчастіше, з матеріалів отриманих від людини, використовувалися зуби і кістки. Існують позитивні взаємовідношення „доза – ефект” і нижчий ліміт дози для двох тканини (Таб. 3).

Таблиця 3

Дозиметрична характеристика субстанцій людського тіла за допомогою ЕСР

Зразок | Дозова відповідь | Нижчий ліміт | Стабільність | Фон

кістка | лінійна > 50 Гр | < 2 Гр | краща | простий пік

емаль | лінійна > 50 Гр | біля 0,1 Гр | краща | простий пік

ніготь | лінійна > 60 Гр | ? 2 Гр | напіврозпад 300 годин | дисперсія

волосся | нечітка | - | - | -

кров

Fe 3+/ Fe 2+ | лінійна | ? 50 Гр | хвиляста | вище

білок мембран | - | вище | непоказова | дисперсія

Таблиця 4

Дозиметрична характеристика матеріалів навколишнього середовища за допомогою ЕСР

Зразок | Дозова відповідь | Нижчий ліміт | Стабільність | Фон

пластик | лінійна > 50 Гр | < 1 Гр | 48 год, 20% | дисперсія

лактоза | лінійна | 1 Гр | 1 В, 20% | множинні піки

цукор | лінійна > 6000 Гр | 30 мГр | >6 міс | множинні піки

шкіра | невірогідний | - | 24 год, 50% | -

вовна | невірогідний | - | - | S корінна

поліпропілен | лінійна | Біля 1 Гр | стабільна | простий пік

сигарета

фільтр

тютюн |

невірогідний невірогідний |

-

- |

-

- |

-

Mn 3+/ Mn 2+

скло | лінійна > 50 Гр | < 2 Гр | 24 год, 20% | простий пік

кварц | лінійна > 300 Гр | - | стабільна | нижчий

молюск | лінійна | 0,5 Гр | - | широкий пік

бавовна | лінійна | > 1 Гр | краща | нижчий

сірники | - | - | комплексна | -

шарикова ручка | лінійна | > 5 Гр | 1 В, 20% | простий пік

оргскло | лінійна > 50 Гр | Біля 1 Гр | 24 год, 15% | великий сигнал

штучний зуб | лінійна > 30 Гр | 2 Гр | 37°С, 1 В, 30% | сильний пік

Ми відкрили свою ЕСР лабораторію 25 років тому. З тієї пори, ми проаналізували більш ніж 20 видів матеріалів біопсії і зразків навколишнього середовища, та розробили чисельні ЕСР вимірювання для оцінки дози при радіаційних нещасних випадках. Рисунок 5 та 6 показують результати оцінки радіаційної дози за допомогою ЕСР на потерпілих від нещасного випадку Jilin “1,5” і нещасного випадку „Chernobyl” (Чорнобиль), відповідно.

Таблиця 5

ЕСР виміри доз кісток пацієнтів після нещасного випадку Jilin "1,5"

Позиція | Інтенсивність сигналу

(інтегральний) | Доза (Гр.)

(помилка ± 22%)

12 см вище зап’ястка | Напрямок 1

1,54 | 12

Напрямок 2

1,36 | 9,1

Зап’ясток | Напрямок 1

1,98 | 19,6

Напрямок 2

1,77 | 15,9

23 см вище коліна | Напрямок 1

3,51 | 45,4

Напрямок 2

3,08 | 38,2

Таблиця 6

ЕСР- "зубні" дози 11 резидентів з навколо Чорнобиля

Зразок |

Дата народження

(рік) | ЕСР сигнал

(інтенсивність) | Поглинена доза

1. | 1975 | 297± 57 | < 10

2. | 1969 | 383± 90 | < 10

3. | 1937 | 740± 10 | < 10

4. | 1970 | 724± 29 | < 10

5. | 1969 | 656±156 | < 10

6. | 1926 | 1206± 131 | 57± 18

7. | 1928 | 1186± 386 | 55± 18

8. | 1982 | 1061± 209 | 38± 18

9. | 1931 | 768± 193 | < 10

10. | 1920 | 837± 29 | < 10

11. | - | 476± 81 | < 10

Окрім людської тканини (кістки, зуби), ми також розробили вимірювання сигналу ЕСР, використовуючи годинникове скло. Зараз ми прогресивно удосконалюємо дослідження техніки ЕСР вимірювання біологічних доз in

Особливості взаємодії різних видів випромінювання з біологічними об'єктами. Дія іонізуючого випромінювання на організм людини. Поглинена й експозиційна дози. Одиниці вимірювання дози випромінювання Для визначення поглиненої енергії будь-якого виду випромінювання в середовищі використовують поняття поглиненої дози випромінювання. Поглинена доза випромінювання визначається енергією, яка поглинається одиницею маси опроміненої речовини. За одиницю поглиненої дози випромінювання приймається джоуль на кілограм (Дж/кг). Джоуль на кілограм - поглинена доза випромінювання, яка відповідає енергії в один джоуль будь-якого іонізуючого випромінювання, що поглинається масою в один кілограм опроміненої речовини. В системі СІ одиницю поглиненої дози будь-якого випромінювання називають грей (Гр), 1 Гр = 1 Дж/кг. . Позасистемною