Задание

Прочитай текст и выполни задание.

Радиобиологическое действие излучений

Взаимодействие излучений, которые вызывают ионизацию атомов и молекул облучаемого вещества, с живыми организмами характеризуется радиобиологическими эффектами (лучевые повреждения клеток организма, стимуляция клеточного деления и др.). В зависимости от времени облучения биологического объекта выделяются физическая (10−18−10−10 с), химическая (10−10−10−3 с) и биологическая (10−3−10 лет) стадии данного процесса.

На физической стадии облучения происходит поглощение энергии ионизирующих излучений различными биомолекулами, в результате чего появляются возбуждённые и ионизированные молекулы и атомы. Электромагнитное (γ-излучение) и корпускулярное излучения являются ионизирующими при условии, что их энергия больше 10–12 эВ, и в качестве граничного значения между ионизирующим и неионизирующим излучениями принята энергия кванта — энергия ионизации — 12 эВ, соответствующая длине волны ≈100 нм, что соотносится с границей рентгеновского и ультрафиолетового излучений.

Ядра атомов водорода (протоны) и гелия (α-частицы), электроны (β-частицы), ядерные частицы (нейтроны), не имеющие заряда, и другие частицы образуют различные потоки корпускулярных ионизирующих излучений.

Одной из количественных мер для физической модели оценки ионизирующей степени облучения вещества частицей является физическая величина — линейная плотность ионизации i, которая показывает, какое количество ионов с одинаковым знаком образуется ионизирующей частицей на элементарном пути её движения в облучаемом слое вещества. График зависимости линейной плотности i ионизации воздуха α-частицами радиоактивных изотопов от длины x при нормальном давлении представлен на рисунке 1, где R — толщина слоя облучаемого вещества, в котором задерживаются все частицы (максимальный пробег).

Рис. 1. График

Колоколообразная форма графика (рис. 1) показывает изменения линейной плотности ионизации — сначала возрастание, потом убывание при приближении длины пробега α-частицы к значению её максимального пробега, что характеризует уменьшение её скорости и, соответственно, энергии, и уменьшение или увеличение вероятности ионизации атома облучаемого вещества на различных участках графика.

В лечебной терапии используются γ-излучение, потоки α-частиц и нейтронов. Какой вид излучения наиболее эффективен при лечении кожных заболеваний человека с точки зрения взаимодействия излучения с облучаемым объектом, учитывая, что при прохождении 1 см воздушного пути γ-кванты создают 2–3 пары ионов? Ответ поясни.

(Выбери все верные утверждения, поясняющие ответ на вопрос.)

Пункт 1

Поток γ-квантов

Поток ядер гелия

Поток нейтронов

Пункт 2

При прохождении α-частицей 1 см воздушного слоя создаётся ≈2⋅106 пар ионов/м, что намного больше по сравнению с линейной плотностью ионизации γ-излучения

Поток нейтронов — как частиц, не имеющих заряда, — обладает высокой проникающей способностью в отличие от потока α-частиц, которые используются при лечении кожных заболеваний

При прохождении α-частицей 1 см воздушного слоя создаётся ≈2⋅106 пар ионов/см, что намного больше по сравнению с линейной плотностью ионизации γ-излучения

Поток нейтронов — как частиц, не имеющих заряда, — обладает низкой проникающей способностью в отличие от потока α-частиц, которые используются при лечении кожных заболеваний