واحد های اندازه گیری میزان پرتو: اکسپوژر: exposure= Q M میزان یونیزاسیون تولید شده توسط پرتوX یا گاما در واحد جرم واحد آن در سیستم SI کولن بر کیلوگرم )C/Kg( در سیستم cgs رونتگن) R ( یک رونتگن مقدار پرتوX منفی ایجاد کند. یا گامایی که بتواند در 1cm 3 از هوا در شرایط استاندارد یک واحد بار الکتروستاتیک یون مثبت یا رابطه بین )R( و :C/Kg 1R = 2.58 10 4 C Kg دوز جذبی یا انرژی جذبی) D ( : میزان انرژی جذب شده از کلیه ی پرتوها در واحد جرم ماده یا بافت بدن. واحد آن در سیستم SI گری) Gy ( انرژی یک ژول ناشی از پرتوها به 1Kg از ماده در سیستم cgs راد) rad ( انرژی 100 ارگ ناشی از پرتوها به 1gr از ماده 1 Gy = 100 Rad رابطه بین : Gy & Rad دز معادل :)DE( این دز بیانگر اثرات بیولوژیکی پرتو در واحد دزجذبی بافت می باشد. برای پرتوهای مختلف ضرایب وزنی متفاوتی تعریف می شود.این ضرایب وزنی را فاکتور کیفیت پرتو) QF ( می نامند. فاکتور کیفیت پرتوQF نوع پرتو پرتوهای X و گاما پرتوهای بتا با انرژ ی بیشتر از 0.03 Mev نوترون ها و پروتون ها تا انرژی 10 Mev ذرات آلفا هسته های سنگین 1 1.1 10 10 20
D E = D Q F واحد آن در سیستم SI سیورت) sv ( در سیستم cgs ر م) rem ( رابطه : sv & rem 1sv = 100 rem دز موثر:بیانگر میزان حساسیت بافت در برابر پرتو می باشد. W t 0.2 0.12 0.15 0.12 0.03 0.01 بافت های مختلف گنادها مغز استخوان پستان ریه تیرویید پوست = دز موثر واحد آن مانند دزمعادل است. حداکثر دز مجاز) MPD (: مقدار اشعه ای است که اگر فردی آن را دریافت کند انتظار می رود در تمام طول عمر خود دچار ضایعه ای نشود. کمیته ی NCRP برای افراد پرتوکار 5 ر م و برای افراد عادی 5.5 ر م را مشخص کرده است که این مقدار به 2 و 5.2 کاهش یافته است. پرتوکاران حد معادل دز موثر کل پوست دستها پاها اندام ها و بافت های دیگر عدسی چشم جنین-رویان)پرتوکار باردار( حد دزمجاز)میلی سیورت( 50 500 500 150 5
دگرگونی های پشت سرهم: مربوط به واپاشی هایی است که هسته ی بدست آمده خود رادیواکتیو است. A λ A B λ B... B نیز خود واپاشی خواهد داشت. تولید هسته ی دخترB توسط هسته ی مادر Aاست و اکتیویته ی A معادل با آهنگ تولید B A a = dn A dt = λ A N A N a = N οa e λ at آهنگ خالص واپاشی B =تفاوت بین آهنگ تولید آن و آهنگ واپاشی آن. با فرض t0=0 و = 0 B N A a = dn b dt =λ an a =λ b N b 1)N b = λ a λ b λ a =N οa (e λ at e λ bt انواع تعادل در دگرگونی های پشت سرهم: تعادل پایدار=اگر نیمه عمر مادر بسیار بزرگتر از دختر بود. تعادل گذرا=اگر نیمه عمر مادر در حدود 05 برابر بزرگتر از دختر بود. فرمول 1 در تعادل پایدار و گذرا: پایدار t1 2 a t1 2 b x a x b e λat e λ bt N b = λ a λ b N οa e λ at t1 2 a > t1 2 b λ a < λ b e λat > e λ bt مهم ترین کاربرد تعادل پایدار در درمان سرطان ریه می باشد. تعادل بین رادیم و رادون گذرا:
N b = λ a N λ b λ a e λat λ b N b λ a N b =λ ana a بعد از رسیدن به تعادل گذرا هسته ی دختر با ثابت واپاشی هسته ی مادر واپاشی خواهد کرد. اکتیویته ی دختر بعد از رسیدن به تعادل بیشتر از هسته ی مادر است. تولید رادیونوکلوئیدها: راکتور سیکلوترون ژنراتور راکتور: چشمه ی بزرگی از نوترون های حرارتی است. یک راکتور از میله های سوختی که از مواد شکاف پذیر و سنگین مانند پلوتونیوم ساخته شده تشکیل می شود.احتمال شکاف خودبه خودی در میله ها زیاد است. در فرایند شکاف هسته های سنگین به هسته های کوچکتر و هم جرم تبدیل می شود که همراه با گسیل نوترون می باشد. انرژی این نوترون ها زیاد است بنابراین باید به نوترون های حرارتی با انرژی کمتر تبدیل شوند.برای این کار از موادی مانند آب معمولی یا آب سنگین یا گرافیت که وزن مولکولی پایینی دارند استفاده می شود. برهم کنش با نوترون های حرارتی به دو صورت انجام پذیر است: تابش 1.شکافت عناصر سنگین )واکنش های f) & n در این مدل هدفی از عناصر سنگین وارد راکتور شده و nهای حرارتی جذب آنها شده و شکافت رخ می دهد. این رادیونوکلوئید های حاصل شکافت بدون حامل اند.)بدون آلودگی به ایزوتوپ ها( بنابراین A ویژه ی باالیی دارند. محصوالت شکافت=غنی از نوترون)ناپایدار( β 2.واکنش ربایش نوترون) n Y( & در ربایش نوترون nگرمایی توسط هسته ی هدف گیر افتاده و برای رسیدن به پایداری پرتو گاما گسیل می کند. محصوالت ایزوتوپ هسته ی هدف می باشند. Aویژه نسبتا پایینی دارند. سیکلوترون: چشمه ذرات باردار است.
در این روش ذرات باردار را در سیکلوترون شتاب داده و بعد از رسیدن به انرژی باال با یک هدف برخورد می دهیم. با توجه به این مطلب که به علت وجود میدان مغناطیسی ذره مسیر دایره ای را شروع خواهد کرد و به هر ذره ای که در مسیر دایره ای حرکت می کند نیروی گریز از مرکز f = mv2 r وارد می شود می توان نوشت: qvb= mv2 r r = mv qb ژنراتورهای رادیونوکلوئید: ژنراتور از یک ستون شیشه ای یا پالستیکی تشکیل شده است که ماده ی جاذب در آن وجود دارد.در انتهای این ستون صفحه ی سوراخ داری وجود دارد که رادیونوکلوئید دختر می تواند از این طریق خارج شود. ویال A که شامل مایع حل کننده می باشد. مایع وارد ستون شده مادر جذب می شود و دختر به سمت ویال B می رود که می توان بارها و بارها بعد از تولید مجدد آن را استخراج کرد. جدا شدن مادر از دختر به دلیل تفاوت در ویژگی های شیمیایی آنهاست. تولید نوترون:)نوترونی که بیرون از هسته باشد=نوترون آزاد)رادیواکتیو(( 1.شکافت خودبه خود:در تعداد محدودی از هسته ها که در ناحیه شکافت اند رخ می دهند. 2.شکاف در اثر گیراندازی n :چنانچه نوترون توسط هسته های سنگین گیر بیفتند. 3.شتاب دهنده ی ذرات:ذرات باردار سبک که شتاب گرفته اند به عناصری برخورد کرده و حاصل واکنش ها تولید n است. طبقه بندی نوترون ها برحسب انرژی آنها: نوترون میانی: 1ev < E u < 10Kev نوترون تند: 10Kev < E u < 1mev نوترون خیلی تند: E U > 1MEV
نوترون حرارتی: E U < 0.5EV نوترون فوق حرارتی: 0.5 < E U < 1EV پایان فصل دوم تهیه و تدوین: انجمن علمی دانشجویان رادیولوژی مشهد