Биологические и радиационно-химические эффекты нейтронного облучения клеток Escherichia coli и макромолекул

• Автор: Соколов, Виктор Алексеевич
• Шифр специальности: 03.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 188 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Физические представления о взаимодействии

нейтронов и тяжелых заряженных частиц с веществом

1.1.1. Источники нейтронов, используемые для медикобиологических целей

1.1.2. Основные процессы взаимодействия нейтронов с элементами тканеэквивалентной среды. .

1.1.3. Способы описания радиационного поля, создаваемого в веществе нейтронами

1.1.4. Потеря энергии быстрыми тяжелыми заряженными частицами

1.1.5. Потеря энергии тяжелыми заряженными частицами малых энергий

1.2. Биологическое действие нейтронов на

бактерии.
1.2.1. Летальные эффекты
1.2.2. Влияние модифицирующих факторов .
1.2.3. Генетические эффекты .
1.2.4. Влияние пространственного распределения вторичных тяжелых заряженных
частиц
1.3. Радиационные эффекты в органических веществах под действием нейтронов и тяжелых ионов малых энергий . .
1.3.1. Изучение с помощью ЭПРспектроекопии свободных радикалов, образующихся под действием плотноионизируюших излучений
и нейтронов .
1.3.2, Действие тяжелых ионов малых энергий на биомакромолекулы и синтетические полимеры
ГЛАВА 2. МАТЕШАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Источники излучений. Дозиметрия .
2.2. Микробиологические методики .
2.3. ЭПРспектро скопил .
2.4. Определение ферментативной активности пероксидазы
ГЛАВА 3. РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ДЕЙСТВИЯ НЕЙТРОНОВ РЕАКТОРА БРЮ СО СРЕДНИМИ ЭНЕРГИЯМИ 0, МэВ И 0, МэВ НА КЛЕТКИ .I
3.1. Летальные эффекты нейтронного облучения клеток .i в суспензии и их модификация .
3.2. Сравнительная эффективность нейтронов и
излучения по образованию мутаций у .i
3.3. Облучение клеток .i нейтронами в условиях наличия и отсутствия равновесия вторичных тяжелых заряженных частиц
ГЛАВА 4. РАДИАЦИОННОХИМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ДЕЙСТВИЯ НЕЙТРОНОВ И МЕДЛЕННЫХ ТЯЖЕЛЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ НА БИОМАКРОМОЛЕКУЛЫ И СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
4.1. Сравнительная эффективность образования свободных радикалов в ДНК и пероксидазе под действием нейтронов и Гиэлучения
4.2. Повреждающее действие протонов и ионов с энергиями I0 кэВ на пероксидазу и
полимерыIII
ГЛАВА 5. ЗАВИСИМОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ДЕЙСТЕИЯ НЕЙТРОНОВ НА БАКТЕШИ ОТ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ ВТОРИЧНЫМИ ТЯЖЕШ ЗАРЯЖЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ . . .
5.1. Биофизические подходы к интерпретации закономерностей действия нейтронов на бактерии
5.1.1. Подход на основе ЛПЭ
5.1.2. Микродозиметрический подход .
5.1.3. Подход на основе распределения частиц
по энергиям .
5.1.4. Роль упругих ядерных столкновений . . .
5.2. Сравнительные биологические эффекты нейтронного облучения и их молекулярная
природа
ЗАКЛОТЕЖЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Ядрам отдачи более тяжелых элементов передается в 3, раз меньшая энергия вследствии их значительно большей массы. При увеличении энергии нейтронов до десятков МэВ начинает проявляться анизотропия рассеяния, увеличивается доля протонов, летяших в направлении вперед, т. За исключением нескольких резонансных пиков для атомов О, , С в области нескольких сот кэВ, сечения упругого рассеяния для четырех наиболее важных элементов ткани являются плавно убывающими функциями энергии до приблизительно б МэВ. Энер
гетические потери нейтронов с энергией ниже МэВ в основном определяются упругим рассеянием на атомах водорода. Неупругое рассеяние. Неупругое рассеяние связано с передачей части кинетической энергии нейтрона ядру отдачи в виде энергии возбуждения Е . При переходе возбужденного ядра в состояние с более низкой энергией испускается один или несколько гаммаквантов. Заметный вклад в суммарные потери энергии при непругом рассеянии на атомах 0 , С и вносят нейтроны с энергиями 8 МэВ. Энергетические спектры рождаемых при этом ядер отдачи незначительно отличаются от спектров при упругом рассеянии. Реакции с испусканием заряженных частиц. При взаимодействии с биологической средой нейтронов с энергиями выше МэВ могут происходить ядерные реакции, в ходе которых образуются тяжелые заряженные частицы протоны, дейтроны, сС частицы и т. СЖГ , . Этот процесс потерт энергии нейтронов в биологической ткани менее вероятен по сравнению с процессами упругого и неупругого рассеяния. Радиационный захват. Захват ядром облучаемого вещества нейтрона, сопровождающийся испусканием только гаммаквантов, называется радиационным захватом. Образующееся при захвате ядро с большим на единицу массовым числом А1 оказывается в возбужденном состоянии, которое снимается вылетом каскада гаммаквантов. Непрямые потери энергии за счет радиационного захвата в водных средах определяются захватом тепловых нейтронов прото
нами рСп. МэВ. Этой реакцией обусловлен, в основном, фон редкоионизирушей составляющей при энергии первичных нейтронов менее МэВ. Так как биологические объекты состоят из многих элементов и ввиду большого количества возможных процессов и ядерных взаимодействий, испытываемых нейтронами, при расчетах поглощенной энергии нейтронного излучения прибегают к разного рода упрощениям и аппроксимациям. Подобные упрощения, как правило, сохраняют достаточную точность для рассмотрения современных радиобиологических экспериментов , , , I , . I.1. Способы описания радиационного поля, создаваемого в веществе нейтронами. Радиационное поле, которое создается в веществе вторичными частицами р, ьС, С, , О и др. ЛПЭ или микроскопическими величинами функциями пространственного распределения поглощенной энергии по какимлибо выделенным микрообъемам. Эти величины получают либо расчетнотеоретическим путем, либо экспериментально , с помошью разного рода дозиметрических и микродозиметрических систем. Поглощенная энергия нейтронного излучения описывается в терминах поглощенной дозы, , где средняя энергия, переданная элементу объема с массой , или кермы , где Е кин сумма начальных кинетических энергий всех заряженных частиц, образованных косвенно ионизирующим излучением в элементе объема с массой . Переданная энергия в пределах выбранного объема вещества не обязательно равна поглощенной энергии излучения, выраженной дозой , вследствие того, что образовавшаяся частица может выйти из данного объема, не успев выделить энергии. В этом плане понятие кермы имеет преимущество применительно к нейтронному излучению по сравнению с поглощенной дозой, связанное с тем, что керма не зависит от сложностей энергетического транспорта заряженными частицами и имеет определенное значение, в отличие от поглощенной дозы, для исчезающе малых объемов вещества, который погружен в другое вещество или расположен в свободном пространстве И. Б.КеиримМаркус, . Значения кермы получены для разных энергий нейтронов и разных поглощающих материалов, представляющих интерес для радиобиологии и дозиметрии, в работах , , . I,.