Fizika texnika fakulteti

I BOB. YADRO NURLANISHLARINING TIBBIYOTDA QO‘LLANILISHI

Yadro nurlanishlari tibbiyotda tashxis qo'yishda va davolashda keng qo’laniladi. Yadro nurlanishlari asosan radionuklidlar ko'rinishda tashxis qoyishda qo’laniladi. Radionuklid tashxisi yoki ayrim hollarda nishonlangan atomlar deb nomlangan metod qalqonsimon bez kasalligini aniqlash uchun qo'llaniladi. Shuningdek, bu metod qon va boshqa suyuqliklarning taqsimotini o'rganishga, yurak va boshqa a’zolarning kasaUiklariga tashxis qoyishga imkon beradi.

1. 
   Dozimetriya asoslari
   

Ionlovchi yadro nurlanishlar, ya’ni zaryadlangan zarralar, gammanurlanish va neytronlar muhit orqali o’ganda muhit atomlari tarkibidagi elektronlar, atomlaming yadrolari bilan o‘zaro ta’sirlashib, turli effektlarni yuzaga keltiradi. Bu effektlar uchinchi bobda batafsil yoritilib berilgan.

Turli jismlarda, jumladan, tirik organizm to‘qimalarida ham, nurlanishlar ta’sirida ma’lum energiya yutiladi va ulardagi atomlar ionlashadi yoki uyg‘ongan holatga o’tadi. Shuning uchun ham nurlanish dozasini o’chash asosan ionlashtirish natijasida hosil bo‘lgan zaryad miqdorini o’chashga asoslangan bo’ishi mumkin. Haqiqatan ham, gamma-kvantlar muhit orqali o‘tganda yuqorida aytilgan effektlar natijasida elektron yoki pozitronlar yuzaga keladi.
Dozimetriyaning asosiy vazifasi ionlovchi nurlanishning aholiga va boshqa obyektlarga nisbatan xavflilik darajasini aniqlash va baholashdan iborat. Bunday joylarda odamlar bevosita nurlanish manbalari bilan ish olib boradi. Nurlanishdan himoyalanishni tashkil etish kerak. Nuqtaviy manbaning nurlanish dozasini amalga oshirishning 3 ta y o ii bor.
1) Nurlanish dozasi masofa bo'yicha 1/r² bo‘yicha kamayadi.
2) Nurlanish vaqti kam bo’ishi kerak.
3) Odam bilan nurlanish orasiga himoya devori qo‘yish kerak.
Nurlanish ta’sirida tirik organizm hujayrasida turli o‘zgarishlar yuz beradi. Masalan, nurlatilgan hujayralaming bo’inish mexanizmi va xromosoma apparati buziladi, hujayralaming yangilanish va bo’inish jarayonlari susayadi va h.k. Nurlanish organizmning turli qismlariga turlicha ta’sir ko‘rsatadi. Masalan, ilik, qora taloq, jinsiy bezlar kabi hujayralari doimo yangilanib turuvchi to‘qima va a’zolarga radioaktiv nurlanishlar ta’siri, ayniqsa, kuchli bo’adi. Hujayralaming shikastlanishi va nobud bo’ishi esa alohida a’zolarning ishlash funksiyasining buzilishiga sabab bo’adi va bular o‘z navbatida kishi organizmining halok bo’ishiga olib keladi.
Ionlashtiruvchi nurlanishlaming tirik organizm hujayrasiga ta’sirini o’ganish bo‘yicha olib borilgan fundamental va amaliy tadqiqotlar natijasida yangi fan - radiologiya vujudga keldi. Radiologiya - turli kasalliklarni tashxislash va davolash uchun inson tanasida ionlashtiruvchi nurlanish ta’sirini o‘rganadigan tibbiyotning maxsus bo’imi. Ushbu fanning tamoyiilariga asoslangan radiatsion terapiya bugungi kunda onkologiyani jarrohlik va kimyoterapiya bilan birga davolashda keng qo’laniladi. Bu fanda ionlashtiruvchi nurlanishlaming tirik organizmga salbiy ta’sirining ijobiy tomonidan keng foydalaniladi, ya’ni mazkur nurlanish yordamida xavfli o'smalar mavjud bo’gan soha nurlantirila145 di. Bu nurlanishlar natijasida saraton hujayrlarining DNK strukturasi buziladi va ularning ko‘payish hamda bo‘linish qobilyati kamayadi,
Dozimetriya - ionlashtiruvchi nurlanishni o’chash usullari va qurilmalari, radioaktiv nurlanishning biologik organizmga ta’sir darajasini miqdoriy ko‘rsatkichlar asosida tavsiflash haqidagi nazariy va amaliy bilimlar majmuasi hisoblanadi.
1901-yilda A. Bekkerel va Mariya Sklodovskaya-Kyuri, Per Kyuri tomonidan radiatsion nurlanishning teriga kuydiruvchi ta’sir ko‘rsatishi qayd qilingan va rentgen nurlanishning biologik ta’sirini ifodalash uchun dastlabki — HED (Haut erithem dosis - teri eritemasini yuzaga keltiruvchi doza) o’chov birligi fanga kiritilgan va radiatsion dozimetriya yo‘nalishiga asos solingan.
Ionlovchi nurlanish ta’siri ostida muhitda sodir bo’adigan va qayd qilinadigan fizik-kimyoviy hodisalaming tabiatiga bogiiq holda ionlovchi nurlanishlami aniqlash va qayd qilish ionizatsion, kimyoviy, ssintillatsion, fotograflk va boshqa usullar yordamida amalga oshiriladi.
Dozimetriyada qo’laniladigan asosiy fizik kattaliklar va ularning o’chov birliklari 1.1.1-jadvalda keltirilgan.


1.1.1-jadval. Asosiy dozimelrik kattaliklar va ularning о ’lchov birliklari

Dozimetriyada qo‘llaniladigan fizik kattaliklar kutilayotgan radiatsiya effektlari bilan bog‘liq bo‘ladi. Odatda bu kattaliklar dozimetrik kattaliklar deyiladi. 0 ‘lchangan fizik kattaliklar va kutilayotgan radiatsiya effekti o‘rtasida o‘mati!gan munosabatlar dozimetrik kattaliklarning eng muhim xususiyatidir. Ushbu jadvalda keltirilgan kattaliklar bilan tanishib chiqamiz. Dozimetriyada asosan to‘rtta nurlanish dozasi qo‘llaniladi, ya’ni ekspozitsion doza, yutilgan doza, integral doza va ekvivalent doza. Ionlashtiruvchi nurlanish ta’sirini baholash uchun dozimetriyada qabul qilingan asosiy fizik kattalik yutilgan doza yoki oddiygina nurlanish dozasi hisoblanadi. Nurlanish dozasi nurlanayotgan moddaning birlik massasida yutilgan nurlanish energiyasidir. Agar modda hajmi elementining massasi dm va o‘rtacha yutilgan energiya dE bo‘lsa, nurlanish yutilgan dozasi quyidagi formula bilan aniqlaniladi:

(1.1-1)
Xalqaro o‘lchov birliklari tizimida yutilgan doza qiymati o‘lchov birligi Grey (Gr) hisoblanadi: 1 Gr = l J/kg. (4.2)
Shuningdek, yutilgan dozani o’chashda xalqaro o‘lchov birliklari tizimidan tashqari oMchov birligi sifatida Rad ishlatiladi: 1 Rad = 0,01 Gr. (4.3)
Yutilgan nurlanish dozasini bevosita aniqlash qiyin masala hisoblanadi, shu sababli ekspozitsion doza deb nomlangan kattalikdan foydalaniladi.
Ekspozitsion doza deb, gamma-nurlar ta’sirida havoning elementar hajmida hosil bo’gan bir xil ishorali barcha ionlar to’iq zaryadining mazkur hajmdagi havo massasiga dm nisbatiga aytiladi:
(1.1-2)
bu yerda dQ - havoning elementar hajmida hosil bo’lgan bir xil ishorali ionlaming to’liq zaryadi. Ushbu ionlar havoning elementar hajmida fotonlar ta’sirida yuzaga kelgan barcha ikkilamchi elektronlar tormozlanishi natijasida hosil bo’adi.
Ekspozitsion doza rentgen va gamma-nurlarining ionlash qobiliyatini belgilaydi va atmosfera havosining birlik massasi bo‘yicha zaryadlangan zarrachalaming kinetik energiyasiga aylantirilgan nurlanish energiyasini ifodalaydi.
Ekspozitsion doza birligi xalqaro o’lchov tizimida Kl/kg qabul qilingan. Shuningdek, amalda va ilmiy adabiyotlarda ekspozitsion dozaning xalqaro o’chov birliklari tizimidan tashqari o’chov birligi sifatida Rentgen (R) ham ishlatiladi: 1 R = 2,58 10^-4 Kl/kg
Jonli to‘qimalar nurlanishining individual ta’sirini o‘rganish shuni ko‘rsatadiki, xuddi shu yutilgan dozalarda, turli xil nurlanishlar organizmga bir xil bo’magan biologik ta’sir kolrsatadi. Bu o g ir zarralar (masalan, proton) to‘qimada yo‘l birligida yengil zarralarga (masalan, elektron) nisbatan ko‘proq ion hosil qilishi bilan bogiiq. Bir xil yutilgan dozada, nurlanish hosil qilgan ionizatsiya zichligi qanchalik katta bo’sa, shu nurlanishning radiobiologik halokat ta’siri shunchalik yuqori bo’adi. Ushbu ta’simi hisoblash uchun ekvivalent doza tushunchasi joriy etilgan. Ekvivalent doza yutilgan dozaning qiymatini maxsus koeffitsient nisbiy biologik samaradorlik koeffitsienti (RBE) yoki sifat koeffitsientiga ko‘paytirish bilan hisoblanadi:
(1.1-3)
Xalqaro o’chov birliklari tizimida ekvivalent doza qiymati o’chov birligi Zivert (Zv) hisoblanadi. Shuningdek, ekvivalent dozani o’chashda xalqaro o’chov birliklari tizimidan tashqari o’chov birligi sifatida Ber ishlatiladi: 1 Ber = 0,01 Zv. Hozirgi vaqtda ishlab chiqariluvchi bareha turdagi dozimetrlar Zv o’chov birligi shkalasi bo‘yicha belgilanadi. Ziverl (Zv) o’chov birligi shvetsiyalik radiofizik Rolf Zivert sharafiga qo‘yilgan.
Nurlanish bilan ishlaydigan odamlar guruhi yoki turar-joylardagi aholiga nurlanishning ko‘rsatgan dozasi kollektiv effektiv ekvivalent doza atamasi bilan ifodalanadi. Bu dozani quyidagi ifoda orqali topish mumkin:
(1.1-4)
bu yerda, F_i — guruhdagi odamlar soni.
Kollektiv effektiv ekvivalent dozaning oMchov birligi qilib, odamzivert (odam-Zv) qabul qilingan.
Turli nurlarning biologik ta’sirini taqqoslash uchun sifat koeffitsienti (SK) yoki nisbiy biologik effektivlik deb ataluvchi kattalikdan foydaniladi. Bu kattaliklar energiya yutilishi bir xil bo’ganda ko‘rilayotgan nurlanishning biologik ta’siri gamma-nurlanishning biologik ta’siridan necha marta katta ekanini ko‘rsatadi. 4.2-jadvalda nurlanishlarning sifat koeffitsienti (SK) qiymatlari keltirilgan.
Ionlovchi nurlanishlarning manbalar bilan ishlaganda radiatsion xavfsizlik masalalarini hal qilish uchun chegaraviy ruxsat etiigan ekvivalent doza tushunchasidan keng foydalaniladi. Agar xodimning bir yilda olgan nurlanish dozasi shu chegara ekvivalent dozasidan ortmasa, bunday nurlanish ta’sirida 50 yil davomida ishlaganda ham xodimning sogiigida sezilarli o‘zgarish ro‘y bermaydi.
Radioaktiv nurlanishlar ta’sirida ishlovchi kishilar (A kategoriya) uchun chegara ekvivalent doza 2 ber/yil (0,02 Zv/yil) deb belgilangan. Boshqa kategoriyadagi kishilar uchun bu qiymat taxminan 10 marta kichik bo‘lishi kerak. Har xil yoshdagi (A kategoriyadagi) xodimlarning olishi mumkin bo’gan chegaraviy yig‘indi dozaning qiymati quyidagi formuladan aniqlanadi:
D ≤ 5 (N -18), (4.7) (1.1-5)
bu yerda N - radioaktiv nurlanish manbalar bilan ishlayotgan xodimning yoshi, 18 - radioaktiv manbalar bilan ishlash boshlangan yoshi. Yoshi N>19 va shu bilan birga tibbiy ko‘rikdan o‘tgan hamda maxsus imtihonlami topshirgan insonlarda radioaktiv bilan ishlashga ruxsat beriladi. Barcha hollarda yoshi 30 yoshga to’gan xodim uchun uning organizmida to‘plangan doza 60 ber&an ortmasligi lozim. 1.1.2-jadvaI. Nurlanishlarning sifat koeffitsienti (SK).

1.1.2-jadval. Nurlanishlarning sifat koeffitsienti (SK).

Dozimetriyada dozalardan tashqari doza quwati deb nomlangan kattaliklardan ham foydalaniladi, Vaqt birligi ichidagi nurlanish dozasiga doza quwati deyiladi. Mos ravishda, yutilish doza va ekspozitson doza quvvatlari quyidagi ifodalar orqali ifodalanadi:

(1.1-6)
Doza quvvatining o‘lchov birliklari: yutilgan doza quwati - Gr/s (rad/s), ekspozitsion doza quwati - R/s.

2.