Кравців Р.Й., Салата В.З., Семанюк В. І., Фреюк Д.В., Ярошович І. Г. Ветеринарна радіологія

Подождите немного. Документ загружается.

Ветеринарна радіологія

зультаті життє діяльності мікроорганізмів мікрококу глютамікус.

При їх опроміненні отримують штами, які продукують лізин в 2,5

тисячі разів інтенсив ніше порівняно з неопроміненими мікроор-

ганізмами. Технологія одер жання лізину проста: мікроорганізми

розмножують, поміщають в бак, де вони виділяють лізин. Остан-

ній осаджують на іонообмінних смо лах, переводять у водний

розчин, з якого викристалізовують лізин у вигляді дрібних кри-

сталиків жовтого кольору. Одержаний продукт упа ковують і від-

правляють споживачам.

Можливості практичного використання стимулюючого впли-

ву іонізу ючого випромінювання для підвищення продуктивно-

сті с.-г. тварин були вперше виявлені в птахівництві через опромі-

нення яєць до і в процесі інкубації, а також опромінення курчат і

курей в різні вікові періоди.

Ефективним є використання іонізуючої радіації при кон сер-

вуван ні та зберіганні готової тваринницької продукції з тим, щоб

повно цінною та якісною доставити її до споживача. Опромінення

м’яса на 80% знижує потребу у нітратах і нітритах при його техно-

логічній обробці, що зараз стає особливо актуальним.

Іонізуюче випромінювання досить перспективне для збері-

гання і знешкодження тваринницької сировини для промислово-

сті, зокрема шкір, вовни тварин у випадку їх ураження сибіркою,

ящуром чи іншою інфекцією.

Сьогодні конструктивно розроблена гамма-установка, що

спри ятиме вирішенню питання знешкодження гною, отже, охо-

роні навколишнього середовища.

Як використовується радіаційна стерилізація, у чому її переваги?

Радіаційна стерилізація широко використовується у всьому

світі. Вона вигідно відрізняється від традиційних газових і тепло-

вих методів стерилізації своєю економічністю та екологічною чи-

стотою. В основі радіаційної стерилізації лежить використання

непружного розсіювання швидких електронів у матеріалі, що об-

робляється, де утворюється велике число вторинних електронів

та відбувається іонізація.

Для проведення стерилізації використовується прискорювач

ЕЛВ-4. Об’єктами радіаційної стерилізації можуть бути вироби

медичного призначення: перев’язувальні матеріали, шприци, гол-

ки, системи переливання крові, зонди, катетери, хірургічний шов-

ний матеріал (кетгут, шовк), акушерські комплекти і білизна од-

норазового використання, гумові рукавички тощо (рис. 2.14).

Рис. 2.14. Об’єкти радіаційної стерилізації медичного

призначення.

Визначальними особливостями радіаційного методу є сте-

рилізація медичних виробів з пластику, що деформується при те-

пловій стерилізації та стерилізація виробів у герметичних упаков-

ках, що забезпечують тривалі терміни (декілька років) зберігання

стерильності.

Бактерицидний ефект дії іонізуючого випромінювання мо-

же бути використано і для засобів штучного осіменіння, оскільки

сім’яприймачі, піпетки, трубки тощо виготовляються, в основно-

му, із полімерів, а останні, як правило, термонестійкі, тому раді-

остерилізація є практично єдиним засобом знищення мікроор-

ганізмів при промисловому випуску стерильної продукції. При

цьому вироби можуть бути простерилізовані на кінцевому ета-

пі виробництва і в упакованому, готовому до випуску вигляді, в

будь-якій кількості.

У Нідерландах картонні коробки, що служать тарою для мо-

лока, в повсякденній практиці стерилізують за допомогою іонізу-

ючого опромінення.

Фізико-хімічні основи радіології

Ветеринарна радіологія

Радіаційна біотехнологія знаходить своє місце також у ви-

робництві вакцин. Технологія виготовлення вакцин полягає в то-

му, що найбільш розповсюдженим засобом дії на мікроорганізми

є нагрівання та обробка вакцин хімічними речовинами: спиртом,

ацетоном, формальдегідом тощо. При цьому частина клітинних

антигенів, що відповідають за створення в організмі повного іму-

нітету, знищується. Отже, необхідні нові засоби, які б з однієї сто-

рони мали бактерицидну дію, а з другої – зберігали високі іму-

нологічні властивості живих організмів. В якості такого засобу

запропоновано іонізуюче випромінювання. З його використан-

ням з’явилась можливість одержувати радіовакцини, радіоанти-

ген тощо.

Як одержують радіовакцини та їх призначення?

Наприклад, проти глисних захворювань радіовакцину ви-

готовляють з яєць глистів або їх личинок певної стадії розвитку,

опромінюючи їх нелетальною дозою з метою пригнічення патоген-

ності та інактивації паразита з одночасним збереженням здатно-

сті до утворення в організмі тварин імунітету до даного захворю-

вання. Аналогічним чином можна приготува ти й вірусні вакцини.

Однією з перших була одержана радіовакцина проти сказу. В ряді

країн світу радіовакцини вже знайшли практичне застосування.

Так, наприклад, у США використовують вакцини проти парази-

тарного бронхіту ВРХ та овець, що викликається нематодами. Ра-

діовакцина – це препарат не лише сьогоднішнього дня, але й, оче-

видно, майбутнього.

Які перспективи розвитку ветеринарної радіології?

Створена ветеринарна радіологічна служба повинна взяти під

контроль території, що служать джерелом корму та середовищем

утримання с.-г. та промислових тварин, значні за своїм масштабом

та різноманітні за хімічним складом водоймища як середовище для

вирощування риби та інших харчових гідробіонтів, зонально різ-

ні продукти рослинного і тва ринного походження як джерела для

харчування населення та сирови ни для промисловості.

Основним завданням ветеринарної радіологічної служби є

вивчення закономірностей міграції радіонуклідів у біологічному

ланцюгу: ґрунт – рослина – тварина – продукція тваринництва –

людина, що сприятиме одер жанню високоякісної продукції, без-

печної для споживання з точки зору радіотоксикологічної дії.

В останні роки ветеринарні лікарі-радіологи контролюють

радіаційну ситуацію та радіоактивну забрудненість всіх об’єктів

ветеринарно-санітарного нагляду – від кормів до готової тварин-

ницької продукції і на підставі науково обґрунтованих даних ра-

діоекології розробляють заходи щодо зниження, обмеження або

виключення надходження радіонуклідів до організму людини.

Практичні рекомендації радіотоксикології та радіо екології скла-

дають фундамент методу радіологічної експертизи об’єктів вете-

ринарного нагляду.

Для втілення в життя програми роботи радіологічних відді-

лів та лабораторій, ветлікарям-радіологам необхідно вже сьогод-

ні вивчити теоретичні положення, освоїти нові методики раді-

ологічних досліджень, хоча, здавалось би, на сьогоднішній день

вони далекі від їх повсякденної практич ної роботи. Проте в по-

дальшому слід чекати розширення об’єму роботи радіологічних

відділів ветеринарних лабораторій у міру зростання зас тосування

ядерної енергії у тваринництві, ветеринарній медицині та пов’яза-

них із ними галузями с.-г. науки і практики, що сприятиме інтен-

сифікації с.-г. виробництва в цілому, а це, в свою чергу, вимагає

поповнення ветеринарних радіологічних кадрів, що вже сьогодні

обумовлює оволодіння професійними знаннями, вміннями та на-

вичками з ветеринарної радіології у процесі підготовки високок-

валіфікованого ветеринарного спеціаліста шляхом запроваджен-

ня вивчення курсу ветеринарної радіології.

Фізико-хімічні основи радіології

3. Радіологічні величини та одиниці їх виміру

Яка кількісна характеристика радіаційних явищ і процесів?

Радіологічні величини – це група фізичних величин, призна-

чених для кількісної характеристики (опису) радіаційних явищ і

процесів.

Відомо, що радіація – це дія іонізуючого випромінювання на

предмет або тіло. Тому всі (без винятку) радіоактивні випроміню-

вання мають властивість іонізувати середовище, через яке вони

розповсюджуються, тому вони ще називаються іонізуючими ви-

промінюваннями.

У будь-якому радіонукліді відбувається поступовий розпад

ядер його атомів, причому за одиницю часу розпадається певна

частина їх загальної кількості. Для будь-якої кількості даного ра-

діонукліда характерна така статистична закономірність: половина

загальної кількості ядер радіоактивних атомів розпадається завж-

ди за однаковий час, який називається періодом піврозпаду Т.

Період піврозпаду (Т) – це час, протягом якого активність ра-

діоактивного матеріалу або число ядер атома зменшується вдвічі

й обчислюється за формулою: Т=0,693/

λ, де 0,693 – основа нату-

рального логарифма, оскільки радіоактивний розпад це логариф-

мічна залежність;

λ – кількість ядер, що розпадається за цю ж оди-

ницю часу і називається сталою розпаду. Отже, період піврозпаду

для даного радіонукліда – величина стала.

Згідно із законом радіоактивного розпаду, повний розпад

ядер не відбувається ніколи. Чим більший період піврозпаду або

чим менша швидкість розпаду, тим довше “живе” радіонуклід,

створюючи радіоактивне випромінювання. Різні радіонукліди ха-

рактеризуються різним періодом піврозпаду. Так, для

131

І він ста-

новить 8,06 доби, для

Sr – 51 добу,

Со – 5,25 p.,

Sr – 28,6 p.,

239

– 24000 p.,

235

U – 710 млн. років.

У зв’язку з тим, що швидкість розпаду різних радіонуклідів

неоднакова, однакові маси різних радіонуклідів мають різну ак-

тивність. Так, якщо взяти радіонукліди з однаковою масою

Lі,

Р і

236

U, які мають різні періоди піврозпаду (відповідно 0,89 с,

14,3 доби та 4,5х10

p.), то найвищу активність матимуть літій та

фосфор і дуже малу –

238

U, оскільки найбільша кількість розпадів

за 1 с відбуватиметься у перших двох радіонуклідів.

Тому радіонукліди поділяються на довгоживучі (роки, млрд.

років) і короткоживучі (с, год., доби).

Які особливості використання радіаційних величин

в інтернаціональній системі (СІ)?

З часу відкриття радіоактивності радіаційних величин було

небагато і всі вони були пов’язані з двома основними позасистем-

ними одиницями, які отримали назву епонімічні, тобто утворе-

ні від власних імен видатних вчених, зокрема Кюрі (Кі) та Рент-

ген (Р).

З 1960 року починається новий період у розвитку метрології

і стандартизації, пов’язаний з появою універсальної системи оди-

ниць – системи інтернаціональної (СІ). Універсальність означає,

що дана система охоплює всі галузі науки, техніки, народного го-

сподарства, медицини та ветеринарії. Особливістю метричної си-

стеми є її десятковість. Крім універсальності, система інтернаціо-

нальна має наступні переваги:

1) когерентність – утворення похідних одиниць від основних

шляхом їх множення або ділення без використання числових ко-

ефіцієнтів;

2) зручні розміри основних та похідних величин досягаються

завдяки використанню системи інтернаціональної шляхом:

а) спрощеного запису формул та рівнянь;

б) міжнародної стандартизації вимірювань;

в) взаєморозуміння та співробітництва в наукових, торго-

вельних та культурних зв’язках між спеціалістами різних

країн;

3) метрологічна єдність у спеціальній освіті різних країн.

З 1 січня 1980 року застосування одиниць інтернаціональ-

ної системи на основі стандарту (СТ СЭВ 1052-78) є обов’язко-

вим. Цим стандартом передбачено поступове зняття ряду по-

засистемних одиниць, які використовувалися в медичній та

ветеринарній радіології, але не увійшли в систему інтернаціо-

нальну, зокрема такі, як: рентген, кюрі, рад, бер, калорія, ерг – та

Радіологічні величини та одиниці їх виміру

Ветеринарна радіологія

заміна їх відповідними новими одиницями системи інтернаціо-

нальної (СІ): кулон на кілограм, беккерель, грей, зіверт, джоуль,

електронвольт. Природно, що введення системи інтернаціональ-

ної вимагає багато часу, засобів та зусиль для навчання кадрів

на всіх рівнях, перебудови всіх вимірювальних технічних засо-

бів. Необхідно навчитися не лише робити розрахунки в нових

радіологічних величинах (одиницях), але й думати на основі но-

вих мір, звикати до девальвації номінальних значень активно-

сті радіоактивних джерел іонізуючих випромінювань, значення

поглинутих доз, якими користуються в радіонуклідній діагно-

стиці, променевій терапії, радіаційній гігієні та радіологічно-

му контролі об’єктів ветеринарного нагляду, щоби виключити

пов’язані з цим помилки при виданні сертифікату радіологічної

експертизи об’єктів ветеринарного нагляду.

Одиниці вимірювання поділяються на основні та похідні. В

системі інтернаціональній основними є три радіологічні вели-

чини:

беккерель – одиниця активності радіонукліда;

грей – одиниця поглинутої дози випромінювання;

зіверт – одиниця еквівалентної дози випромінювання.

Похідні одиниці системи інтернаціональної утворюються з

основних та додаткових одиниць за допомогою визначених спів-

відношень, які визначають взаємозв’язок між відповідними раді-

ологічними величинами (додаток 1).

Для зручності практичного застосування досить великих або

досить малих розмірів радіологічних величин, їх одиниці системи

інтернаціональної перетворюють за допомогою десяткових множ-

ників. Десятковий множник – це ступінь числа 10 і має вигляд 10

де n – ціле позитивне або негативне число.

Застосовуючи кратні та дробові множники, можна кожну

одиницю збільшувати в 10

разів з інтервалом 10

або зменшува-

ти її до 10

-18

частки з тим самим інтервалом.

Чотири множники – 10

, 10

і 10

-1

є винятками з цього пра-

вила, тому ними рідше користуються. Утворення нових одиниць

з цими десятковими множниками допустиме, проте воно повин-

но бути достатньо обґрунтованим. Решта десяткових множників

застосовуються без обмеження. У кожному конкретному випадку

треба вибирати множник так, щоб числове значення радіологіч-

ної величини знаходилося в діапазоні від 0,1 до 1000:

1 Кі = 3,7х10

Бк = 37х10

Бк = 37 ГБк.

У яких одиницях вимірюють активності радіонуклідів?

Для характеристики радіонуклідів з 1930 р. широко користу-

ються спеціальною одиницею кюрі (введена у 1910 р.), що відпо-

відає активності 1 г

226

Ra, в якому відбувається 3,7х10

(37 млрд.)

розпадів за 1 с. У зв’язку із труднощами у визначенні точної маси

радіонуклідів, зараз радіометрія перейшла від поняття “кількість

радіоактивної речовини” до поняття “активність радіонукліда”,

яке характеризує основну властивість радіонукліда – здатність

розпадатися з певною, властивою кожному окремому радіонуклі-

дові, швидкістю. Величина активності пропорційна масі радіону-

кліда, тому можна умовно вважати її кількісною характеристикою

для радіонуклідів.

Відповідно до ГОСТ 8.417-81 “Государственная система обе-

спечения единства измерений. Единицы физических величин” пе-

редбачено обов’язкове використання одиниць Міжнародної си-

стеми (СІ). Згідно з цією системою, одиницею активності є одне

ядерне перетворення за 1 с, яке дістало назву беккерель (Бк) і ма-

тематично подається так: 1

×1/с, або с

-1

. У практиці радіаційного

контролю досі широко використовується спеціальна (позасистем-

на) одиниця активності – кюрі (Кі). 1 Кі = 3,7

×10

Бк.

Співвідношення між позасистемною одиницею кюрі й оди-

ницею СІ беккерель та їхніми похідними наведено в додатку 2.

Радіоактивність – це кількісна міра радіоактивної речови-

ни, що визначається кількістю розпадів атомних ядер за одини-

цю часу.

1. Система інтернаціональна: 1 розпад за 1 секунду (розп./с).

Ця одиниця називається беккерель (Бк).

1 Бк = 1

розп

; 1 Бк = 2,7×10

-11

Кі

2. Позасистемна: 37 000 000 000 розпадів за 1 секунду або

37 000 000 000 Бк. Отже, 1 Кі = 3,7

×10

розп./с = 3,7×10

Бк.

Питома радіоактивність (А

пит

) – це співвідношення актив-

Радіологічні величини та одиниці їх виміру

Ветеринарна радіологія

ності радіонукліда (А) до загальної маси досліджуваного матеріалу

(відібраного взірця), що містить даний радіонуклід і виражається

одиницею радіоактивності, поділеною на одиницю маси (кг, г, мг):

пит

, де

пит

– питома радіоактивність (Бк/кг);

А – активність радіонукліда (Бк, Кі);

М – маса досліджуваної проби (взірця).

1. Система інтернаціональна:

Бк

кг

2. Позасистемна:

Кі

;

Кі

;

Кі

;

мКі

;

мкКі

;

кг г мг кг кг

І так далі.

Об’ємна радіоактивність (

об

) – це активність радіонукліда

(А) в об’ємі (V) досліджуваного рідкого чи газоподібного середо-

вища, представленого в м

, см

, мм

, л, мл:

об

, де

об

– об’ємна радіоактивність;

А – активність радіонукліда (Бк, Кі);

V – об’єм досліджуваної проби (взірця).

1. Система інтернаціональна: Бк/м

2. Позасистемна: Кі/м

, Кі/см

, Кі/мм

, Кі/л, Кі/мл; мКі/м

мКі/см

, мКі/мм

, мКі/л, мКі/мл; мкКі/м

мкКі/см

, мкКі/мм

, мкКі/л, мкКі/мл.

Поверхнева радіоактивність (

пов

) – це активність радіону-

кліда, що знаходиться на одиниці досліджуваної площі або по-

верхні тіла:

пов

, де

пов

– поверхнева радіоактивність;

А – активність радіонукліда (Бк, Кі);

S – досліджувана площа в км

, м

, см

, мм

1. Система інтернаціональна: Бк/м

2. Позасистемна: Кі/км

, Кі/м

, Кі/см

, Кі/мм

;

мКі/км

, мКі/м

, мКі/см

, мКі/мм

;

мкКі/км

, мкКі/м

, мкКі/см

, мкКі/мм

У яких одиницях вимірюють величину енергії,

що вивільняється при розпаді атомного ядра?

Отже, кожне перетворення атомного ядра (радіоактивний

розпад), що здійснюється з метою його стабілізації, супроводжу-

ється виділенням енергії, яка виражається у електронвольтах (еВ).

Електронвольт – це така величина енергії, якої набуває електрон

або інша елементарна складова частинка атома, проходячи в елек-

тричному полі з різницею потенціалів в 1 вольт. Для вимірювання

більшої величини енергії застосовуються наступні величини:

1 деВ (декаелектронвольт) = 10 еВ;

1 геВ (гектоелектронвольт) = 10

еВ;

1 кеВ (кілоелектронвольт) = 10

еВ;

1 МеВ (мегаелектронвольт) = 10

еВ;

1 ГеВ (гігаелектронвольт) = 10

еВ;

1 ТеВ (тераелектронвольт) = 10

еВ;

1 ПеВ (петаелектронвольт) = 10

еВ;

1 ЕеВ (ексаелектронвольт) = 10

еВ.

Для зручності практичного застосування випромінювану

енергію можна представити таким чином: 20 МеВ = 2

×10

еВ.

При поділі одного ядра звільняється приблизно 200 МеВ

енергії, що складатиме 2

×10

еВ (200000000 електронвольт), в той

час коли хімічна енергія зв’язку атомів у молекулах з розрахунку

на один атом складає 2-5 еВ. Ось чому ядерні реакції характери-

зуються в мільйон разів більшими енергіями порівняно з хіміч-

ними.

Радіологічні величини та одиниці їх виміру