Применение излучения: Полезная информация — Официальный сайт Роспотребнадзора

Применение инфракрасного излучения, модулированного терагерцевыми частотами, в комплексной терапии больных острым ишемическим инсультом | Реуков

1. Go A.S., Mozaffaria D., Roger V.L., Benjamin E.J. and 34 others. Heart Disease and Stroke Statistics – 2014 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 2014; 112 (3): e280–e292.

2. Барашков Н.С. Клинико-экономические аспекты острых нарушений мозгового кровообращения у больных с артериальной гипертензией. //Автореф. дис. … канд. мед. наук. Ульяновск. 2010; 25. [Barashkov N. With. Clinical and economic aspects of acute disorders of cerebral circulation in patients with arterial hypertension. //Author. dis. … candidate. honey. Sciences. Ulyanovsk. 2010; 25.].

3. Бокерия Л.А., Ступаков И.Н., Гудкова Р.Г. Успехи и проблемы российской кардиохирургии.//Здравоохранение.2012; (3):24-33.[Bokeriya L. A., Stupakov I. N., Gudkova R. G. the Successes and problems of Russian cardiac surgery.//Health.2012; (3):24-33.].

4. Рожкова Т.И. Клинико-эпидемиологический анализ качества оказания медицинской помощи больным с инсультом в отдельных регионах Российской Федерации (по данным госпитального регистра).//Автореф. дис. … канд. мед. наук. Ульяновск. 2011; 24 с. [Rozhkova T. I. Clinical and epidemiological analysis of the quality of medical care for acute stroke patients in some regions of the Russian Federation (according to hospital register).//Author. dis. … candidate. honey. Sciences. Ulyanovsk. 2011; 24].

5. Суслина З.А., Варакин Ю.Я., Верещагин Н.В. Клинико-эпидемиологические исследования – перспективное направление изучения церебральной патологии (сообщение первое). //Анналы неврологии. 2009; (3):4-11.[Suslina Z. A., Varakin Yu. Ya., Vereshchagin N. In. Clinical and epidemiological studies – a promising direction of the study of cerebral pathology (first message).//The annals of neurology. 2009; (3):4-11].

6. Дамулин И.В., Парфёнов В.А., Скоромец А.А., Яхно Н.Н.. Нарушения кровообращения в головном и спинном мозге. //В кн.: Болезни нервной системы. /Под редакцией Н. Н. Яхно, Д. Р. Штульмана. — М.: Медицина, 2003; 1: 231-302. [Damulin I. V., Parfenov V. A., Skoromets A. A., Yakhno N. N.. of circulatory Disorders in the brain and spinal cord. //In kN.: Diseases of the nervous system. /Edited by N. N. Yakhno, D. R. Stulman. — M.: Medicine, 2003; 1: 231-302].

7. Kapralova A.V., Pogodin A.S. Influence of terahertz radiation of various ranges on molecule’s conformation of bovine serum albumin. — In: Digest Reports of International Symposium “Terahertz Radiation: Generation and Application”, Novosibirsk, 2010; 82.

8. Фёдоров В.И., Клементьев В.М., Хамоян А.Г. и др. Субмиллиметровый лазер как потенциальный инструмент медицинской диагностики. /Миллиметровые волны в биологии и медицине, 2009; (1-2): 88–97.[Fedorov V. I., Klementyev V. M., Khamoyan A.G., etc. Submillimetre laser as a potential tool for medical diagnostics /Millimeter waves in biology and medicine. 2009; (1-2): 88–97].

9. Ramundo-Orlando A. Terahertz Radiation Effects and Biological Applications. //Journal of Infrared, Millimeter and Terahertz Waves. 2009; 30 (12): 1308–1318.

10. Гуляев Ю.В., Креницкий А.П., Бецкий О.В. и др. Терагерцовая техника и её применение в биомедицинских технологиях. — Успехи современной радиоэлектроники. 2008; (9): 8–16. [Gulyaev Yu. V., Krenicki A. P., Betsky O. V., Terahertz technology and its application in biomedical technology. — The successes of modern radio electronics. 2008; (9): 8-16].

11. Казаринов К.Д. Биологические эффекты электромагнитного поля терагерцевого диапазона. //Электронная техника. Серия 1: СВЧ-техника. 2009; 503 (4): 48–58. [Kazarinov K. D. Biological effects of electromagnetic field of the terahertz range. //Electronic engineering. Series 1: the microwave technique. 2009; 503 (4): 48-58].

12. Бецкий О.В., Лебедева Н.Н. Современные представления о механизмах воздействия низкоинтенсивных миллиметровых волн на биологические объекты.// Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2001; (3): 5–19. [Betsky O. V., Lebedeva N. N. Modern concepts of the mechanisms of action of low-intensity millimeter waves on biological objects.// Millimeter waves in biology and medicine. 2001; (3): 5-19].

13. Новиков Б.А., Баграев Н.Т., Клячкин Л. Е., Маляренко А.М. Терагерцевая кремниевая наноэлектроника в медицине.//Инновации. 2011; (10): 105-119. [Novikov B. A., Bagrayev N. T., Klyachkin L. E.; Malyarenko, A. M. Terahertz silicon nanoelectronics in medicine.//Innovation. 2011; (10): 105-119].

14. Баграев Н.Т., Маляренко А.М., Клячкин Л.Е. Способ стимулирования основных биохимических реакций организма для лечения и регенерации тканей, панель для лечения и регенерации тканей и излучатель. //Патент на изобретение №2314844 от 20.01.2008 г. — Бюл. №2 — с приоритетом от 20.07.2005 г. [Bagrayev N. T., Malyarenko A.M., Klyachkin L.E. Sposob of stimulation of the main biochemical reactions of an organism for treatment and regeneration of fabrics, the panel for treatment and regeneration of fabrics and a radiator. //The patent for the invention No. 2314844 of 20.01.2008 — Bulletin No. 2 — with a priority of 20.07.2005.].

15. Реуков А.С., Кирьянова В.В., Симаков К.В., Баранцевич Е.Р., и др. Способ лечения больных с угнетением сознания в остром периоде ишемических инсультов. //Патент на изобретение №2523135 (зарегистрировано 22 мая 2014г. с приоритетом от 12 апреля 2013г.). [Reukov S. A., Kiryanova V. V., Simakov K. V., Barancevich E. R., etc. Method of treatment of patients with inhibited consciousness in the acute period of ischemic stroke. //Patent for the invention №2523135 (registered 22 may 2014. with priority from April 12, 2013)].

16. Одинак М.М., Скворцов В.И., Вознюк И.А., Румянцева С.А., Стаховская Л.В., и др. Оценка эффективности цитофлавина у больных в остром периоде ишемического инсульта //Журнал неврологии и психиатрии. 2010; (12): 29-36. [Odinak M. M., Skvortsov, V. I. Voznyuk, I. A., Rumyantseva S. A., L. V. Stakhovsky, etc. to assess the efficacy of cytoflavin in patients in the acute period of ischemic stroke //Journal of neurology and psychiatry. 2010; (12): 29-36].

17. Руководство для врачей врачей и научных работников. Шкалы, тесты и опросники в медицинской реабилитации. /Под редакцией А.Н.Беловой, О.Н.Щепетовой.-М.,»Антидор», 2002; 126-127.[A guide for physicians physicians and researchers. Scales, tests and questionnaires in medical rehabilitation. /Edited by A. N. Belova, O. N. Shepetovki.-M.,»Antidoron», 2002; 126-127].

18. Вознюк И.А., Голохвастов С.Ю., Фокин В.А. и др. Нарушения церебрального кровотока и перфузионные расстройства в остром периоде ишемического инсульта. //Инсульт (приложение к журн неврол. и психиат.). Спец выпуск. — 2008; С. 242—243. [Voznyuk I. A. Golokhvastov, S. Yu., Fokin V. A. et al. cerebral blood flow and perfusion disorders in the acute period of ischemic stroke. //Stroke (Supplement to journal damage. and the psychiatrist.). Special edition. — 2008; P. 242—243].

19. Гусев Е.И., Скворцова В.И. //В кн: Ишемия головного мозга. — М: Медицина, 2001; 327. [Gusev E. I., Skvortsova V. I. //In the book: cerebral Ischemia. — M: Medicine, 2001; 327]. Инсульт: диагностика, лечение, профилактика. /Под ред. З.А. Суслиной, М.А. Пирадова. —

20. М: МЕДпресс-информ. 2008; 283. [Stroke: diagnostics, treatment, prophylaxis. /Under the editorship of Z. A. Suslina, M. A. Piradov. — M: Medpress-inform. 2008; 283.

21. Rothman L.S., Barbe A., Chris Benner D., et.al. The HITRAN molecular spectroscopic database: edition of 2000 including updates through 2001. //Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer. 2003; (82): 5– 44.

22. Бецкий О.В., Креницкий А.П., Майбородин А.В. и др. Молекулярные HITRAN-спектры газов метаболитов в терагерцевом и ИК диапазонах частот и их применение в биомедицинских технологиях. — Биомедицинские технологии и радиоэлектроника 2007; (7): 5–9. [Betsky O. V., Krenicki A. P., Maiborodin AV, etc., the HITRAN Molecular spectra of gases metabolites in terahertz and infrared frequency bands and their use in biomedical technology. — Biomedical technologies and Radioelectronics 2007; (7): 5-9].

ПРИМЕНЕНИЕ ЛОКАЛЬНОГО ДЛИННОВОЛНОВОГО ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В КОМПЛЕКСНОЙ ТЕРАПИИ ОГРАНИЧЕННОЙ СКЛЕРОДЕРМИИ | Секирин

Актуальность. Ограниченная склеродермия часто приводит к необратимым косметическим изменениям, а  в далеко зашедших случаях  – к нарушению функции органа и инвалидности. Медикаментозная терапия недостаточно эффективна, она может вызывать побочные явления и осложнения. В связи с этим большое внимание уделяется немедикаментозным методам лечения данного заболевания, способным оказывать положительное клинико-патогенетическое влияние и  потенцировать эффекты медикаментозной терапии. Цель  – изучение влияния локального длинноволнового инфракрасного излучения на течение ограниченной склеродермии и  оценка терапевтической эффективности данного метода в  комплексе с традиционно проводимой медикаментозной терапией. Материал и методы. Под наблюдением находились 55  пациентов с  ограниченной склеродермией. Пациенты контрольной группы (n = 20) в течение 14–20 суток получали стандартную медикаментозную терапию: антибактериальные препараты, протеолитические ферменты, блокаторы кальциевых каналов, антиоксиданты, ангиопротекторы и  корректоры микроциркуляции для местного применения, а  также аппликации кортикостероидных гормонов. Пациентам основной группы (n = 35) на фоне стандартной медикаментозной терапии проводилось локальное длинноволновое инфракрасное облучение патологических очагов (длина волны 4–16 мкм, 1 раз в сутки 10 дней). Оценивали динамику интенсивности отека и гиперемии по периферии очага поражения, распространенность и  выраженность патологического процесса с  помощью модифицированной методики балльной системы mRODNAN Skin Score, а  также состояние микроциркуляторного русла на аппарате «Спектротест». Результаты. У  пациентов, получавших в  дополнение к  стандартной медикаментозной терапии ограниченной склеродермии локальное длинноволновое инфракрасное излучение, по сравнению с  контрольной группой было отмечено более выраженное снижение индекса mRODNAN (6,3 ± 0,5  и  2,2 ± 0,1  соответственно, р < 0,05), значительное снижение показателей сатурации кислорода в  патологических очагах (0,9 ± 0,001  и  0,646 ± 0,04  у.е., р < 0,05) и  повышение объема кровотока в  микроциркуляторном русле (0,091 ± 0,002  и  0,23 ± 0,045  у.е., р < 0,05), а  также более бы-строе наступление клинического эффекта – на 14 ± 2,3 дня (р < 0,05). В контрольной группе клинический эффект наступал лишь на 20 ± 4,2 дня (р < 0,05), в  очагах поражения была отмечена тенденция к  снижению сатурации кислорода крови с  0,87 ± 0,01 до 0,817 ± 0,005  у.е. и  увеличению объема кровотока в  микроциркуляторном русле с  0,086 ± 0,004 до 0,1 ± 0,003  у.е. Стандартная медикаментозная терапия не обеспечила полного разрешения элементов ограниченной склеродермии, что подтверждалось результатами оценки индекса mRODNAN (до лечения его среднее значение в  этой группе составляло 6,4 ± 0,5, после лечения  – 5,3 ± 0,2, р ≥ 0,05). Заключение. Доказана клиническая эффективность применения локального длинноволнового инфракрасного излучения в  комплексной терапии ограниченной склеродермии. Положительный эффект выразился в  нормализации показателей микроциркуляции, увеличении показателей кровотока, снижении показателей сатурации кислорода в очагах поражения (развитие активной репарации), а  также повышении клинической эффективности и ее более быстром наступлении.

. Применение излучения эрбиевого лазера при хирургическом стоматологическом лечении пациентов с нарушениями гемостаза

Актуальность. Хирургическое стоматологическое лечение пациентов с нарушениями гемостаза является важной и до конца не решенной проблемой. Известно, что практическая стоматология, являясь в основном массовым амбулаторно-поликлиническим видом медицинской помощи, занимает по количеству посещений второе место после терапевтической помощи. В ее объеме значительная доля выпадает на хирургическую стоматологию с абсолютным преобладанием операций удаления зуба. Кровоснабжение альвеолярных отростков, межзубных и межкорневых перегородок, десны, зубов и тканей пародонта отличается наличием обильной сети сосудов различного калибра, что делает актуальным поиск новых эффективных методов гемостаза при проведении стоматологического хирургического лечения у пациентов с риском развития кровотечений.

Цель исследования — оценка эффективности эрбиевого лазера при проведении стоматологического хирургического лечения пациентов с нарушениями гемостаза.

Материал и методы. Было проведено стоматологическое хирургическое лечение 74 пациентов с различными нарушениями гемостаза, обусловленными тромбоцитопениями различного генеза, тромбоци-темиями, приемом антиагрегантов и антикоагулянтов. Оперативные вмешательства проводились под местной анестезией в амбулаторных условиях. В предоперационном периоде все пациенты были обследованы клинически, рентгенологически и лабораторно, при необходимости были проведены консультации гематолога и кардиолога. При работе мы использовали эрбиевый лазер с длиной волны 2940 нм.

Результаты. Во время проведения оперативного вмешательства у всех пациентов отмечалась повышенная кровоточивость из сосудов микроциркуляторного русла, преимущественно из капилляров слизистой оболочки рта. При использовании эрбиевого лазера удалось добиться надежного гемостаза, местные гемостатические препараты не применялись. При работе с мягкими тканями использовали энергию излучения эрбиевого лазера без водно-воздушного охлаждения для коагуляции стенок сосудов микроциркуляторного русла мягких тканей и обес-печения гемостаза. Работа на твердых тканях осуществлялась эрбиевым лазером бесконтактно в импульсном режиме, с водно-воздушным охлаждением. При проведении удалений зубов лунка зуба обрабатывалась эрбиевым лазером в импульсном режиме бесконтактно, далее производилась обработка окружающих мягких тканей прилегающей десны и периодонтальной связки в режиме коагуляции. Осложнения воспалительного характера и кровотечения в послеоперационном периоде не наблюдались.

Вывод. Применение эрбиевого лазера эффективно при оперативных вмешательствах у пациентов с нарушениями гемостаза и позволяет оказывать стоматологическую хирургическую помощь данной группе пациентов на качественно новом уровне.

Комплексное применение лазерного излучения и интерференционных токов в медицинской реабилитации детей с нейрогенной дисфункцией мочевого пузыря

Оригинальная статья

^1,2,3Новикова Е. В., ² Меновщикова Л.Б., ⁴Прикулс В.Ф., ⁴ Трунова О.В.

¹ Московский научно-практический центр медицинской реабилитации, восстановительной и спортивной медицины Департамента здравоохранения города Москвы, Москва, Россия
² Детская городская клиническая больница имени Н.Ф. Филатова Департамента здравоохранения города Москвы, Москва, Россия
³ Первый Московский государственный медицинский университет, Москва, Россия
⁴ Московский областной научно-исследовательский институт им М.Ф. Владимирского, Москва, Россия

Резюме:

Статья посвящена медицинской реабилитации детей с нейрогенной дисфункцией мочевого пузыря. Медицинскаяреабилитация детей с нейрогенной дисфункцией мочевого пузыря включает в себя поведенческую терапию, медикаментозное лечение, метод биологической обратной связи, физиотерапию. Популярность физиотерапевтических методов объясняется влиянием на основные звенья патогенеза, отсутствием побочных эффектов и возможностью применения у детей раннего возраста.Цель исследования. Изучение эффективности комплексного применения лазерного излучения и интерференционных токов в медицинской реабилитации детей с НДМП.Материалы и методы. Клинические наблюдения и специальные исследования проведены у 40 детей с гиперактивным мочевым пузырем в возрасте от 3 до 10 лет. Основную группу составили 20 детей, получавших лазернуютерапию и интерференционные токи, 20 – группа сравнения (без физиотерапии).Результаты. Положительная динамика отмечалась уже к середине курса медицинской реабилитации, у третибольных выявлялось снижение ургентности и ургентного недержания мочи, наметилась тенденция к нормализации числа мочеиспусканий в сутки, к концу курса медицинской реабилитации динамика клинических симптомовбыла более выраженной и достоверной. Установлено благоприятное влияние интерференционных токов и лазерного излучения на клиническое течение нейрогенной дисфункцией мочевого пузыря, состояние уродинамики искоростные характеристики акта мочеиспускания. Научно обоснована целесообразность включения интерференционных токов и лазерного излучения в медицинскую реабилитацию детей с нейрогенной дисфункцией мочевого пузыря.Заключение. Медицинская реабилитация детей с нейрогенной дисфункцией мочевого пузыря с включением лазерного излучения и интерференционных токов оказывает благоприятное влияние на симптомы гиперактивностимочевого пузыря, показатели урофлоуметрии, цистометрии и способствует восстановлению нормального ритма мочеиспускания. В результате проведенных исследований эффективность медицинской реабилитации с включениемлазерного излучения и интерференционных токов составила 85,0 %, в группе сравнения лишь 60,0 % (р

Ключевые слова: нейрогенная дисфункция мочевого пузыря, гиперактивный мочевой пузырь, медицинская реабилитация, интерференционные токи, лазерное излучение

Для цитирования: Новикова Е.В., Меновщикова Л.Б., Прикулс В.Ф., Трунова О.В. Комплексное применение лазерного излучения и интерференционных токов в медицинской реабилитации детей с нейрогенной дисфункцией мочевого пузыря. Вестник восстановительной медицины. 2020; 4 (98): 71–76. https://doi.org/10.38025/2078-1962-2020-98-4-71-76

Список литературы:

1. Меновщикова Л.Б., Николаев С.Н., Хан М.А., Гусева Н.Б. Корсунский А.А Основные принципы диагностики и лечения расстройств мочеиспускания у детей и подростков: Методические рекомендации № 10. Медицина. 2013: 38 c.
2. Любарская Ю.О., Атдуев В.А. Гиперактивный мочевой пузырь. Ремедиум Приволжье. 2014; (5): 36-41.
3. Wu C, Franco I. Management of vesicoureteral reflux in neurogenic bladder. Investig Clin Urol. 2017; (58): 54-58. DOI: 10.4111/icu.2017.58. S1. S54
4. Хан М.А., Меновщикова Л.Б., Новикова Е.В. Медицинская реабилитация детей с нейрогенной дисфункцией мочевого пузыря. Доктор. ру. 2013; (10): 60-61.
5. Осипов И.Б., Сарычев С.А. Консервативное лечение нарушений резервуарной функции мочевого пузыря у детей с миелодисплазией. Педиатр. 2012; Т.3(4): 67-73.
6. Пушкарь Д.Ю., Аляев Ю.Г., Глыбочко П.В. Урология. Российские клинические рекомендации. М. ГЭОТАР-Медиа. 2014: 192 c.
7. Глыбочко П.В., Аляева Ю.Г. Интегративная урология: руководство для врачей. М. Медфорум. 2014: 432 c.
8. Costa Monteiro L.M., Cruz G.O., Fontes J.M., Vieira ETRC, Santos E.N., Araujo G.F., Ramos E.G. Early treatment improves urodynamic prognosis in neurogenic voiding dysfunction: 20 years of experience. Rio de Janeiro. Jornal de Pediatria. 2017; 93:4: 420-427. DOI: 10.1016/j.jped.2016.11.010
9. Гусева Н.Б. Длин В.В., Корсунский А.А. Нoктурия как симптом гиперактивного мочевого пузыря у детей. Педиатрия. 2015 ; Т.94(3): 175-181.
10. Brownrigg N., Braga L., Rickard M., Farrokhyar F., Easterbrook B., Dekirmendjian A., Jegatheeswaran K., DeMaria J., Lorenzo A. The impact of a bladder training video versus standard urotherapy on quality of life of children with bladder and bowel dysfunction: A randomized controlled trial. International Urology and Nephrology. 2017; 49(12): 2105-2109.
11. Вишневский Е.Л., Гусева Н.Б., Игнатьев Р.О. Способ лечения детей с нейрогенной дисфункцией мочевого пузыря при снижении активности позыва к мочеиспусканию методом биологически обратной связи. Патент на изобретение № 2452531.2012
12. Dumoulin C., Hay-Smith J. Pelvic floor muscle training versus no treatment, or inactive control treatments, for urinary incontinence in women. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2010; (20): 1. https:// www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20091581
13. Хан М.А., Погонченкова И.В., Новикова Е.В. Меновщикова Л.Б. Этапная медицинская реабилитация детей с обструктивной уропатией. Вестник восстановительной медицины. 2017; 6(82): 81-85.
14. Меновщикова Л.Б., Хан М.А., Новикова Е.В. Физические методы в лечении гиперактивного мочевого пузыря. Детская хирургия. 2008; (5): 21-24.
15. Новикова Е.В., Куянцева Л.В. Рассулова М.А., Трунова О.В. Современные технологии лазерного излучения в педиатрии. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2016; (2): 119-120.
16. Kajbafzadeh A., Sharifi-Rad L., Ladi-Seyedian S., Mozafarpour S. Transcutaneous interferential electrical stimulation for the management of non-neuropathic underactive bladder in children: a randomised clinical trial. BJU International. 2016; 117(5): 793-800.
17. Новикова Е.В., Николаев С.Н., Фанаскова Е.Р. Медицинская реабилитация детей со спинальным дизрафизмом. Вестник восстановительной медицины. 2015; 6(70): 32-35.

Применение низкоэнергетического лазерного излучения в лечебно-профилактических и реабилитационных целях

Тема 1

Организация работы кабинета лазеротерапии в физиотерапевтическом отделении, аппаратура, техника безопасности Оборудование: основными документами, регламентирующими работу с лазерными аппаратами, являются: ГОСТ Р-50723-94. Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных изделий; Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров № 5804-91; ОСТ 42-21-16-86. Система стандартов безопасности труда, отделения, кабинеты физиотерапии. Общие требования безопасности; Приказ МЗ и МП РФ от 14.03.96 г. № 90. О порядке проведения предварительных и периодических медицинских осмотров работников и медицинских регламентах допуска к профессии. Семинар (офлайн)

Тема 2

Физико-химические основы взаимодействия электромагнитного излучения оптического спектра с живым организм В данном разделе специалисты ознакомятся с воздействием на живой организм низкоэнергетическим лазерным излучением с лечебной целью относится к методам физической терапии. При внешнем фотоэффекте электрон, поглотив фотон, покидает вещество, что обусловлено когерентным поляризованным, монохрпоматическим волновым воздействием лазерной энергии. Однако, эти проявления при взаимодействии света с биообъектом выражены весьма незначительно, поскольку в полупроводниках и диэлектриках (ткани организма являются таковыми) электрон, захватив фотон, остается в веществе и переходит на более высокие энергетические уровни (в синглетное или триплетное состояние). Семинар (офлайн)

Тема 3

Современные концепции механизма действия лазерного излучения и сочетание с другими физическими фактор Динамическая структура внеклеточного пространства и принципы ее регуляции (система основной регуляции) под действием НИЛИ определяют эффективность вне- и внутриклеточных каталитических процессов. Последние зависят от структуры основной субстанции (называемой также внеклеточным матриксом). Матрикс представляет собой молекулярную решетку, состоящую из высокополимерных углеводов и протеинов (протеогликанов-гликозаминогликанов), структурных протеинов (коллагена, эластина) и связующих гликопротеинов (фибронектина). Протеогликановые

Тема 4

гликозаминогликановые комплексы имеют отрицательный электрический заряд и способны связывать воду и участвовать в ионном обмене. Тем самым они гарантируют изотонию и изоосмию матрикса, что закрепляется в отдалённом периоде лазерным излучением на уровне ДНК- структур. Семинар (офлайн)

Тема 5

Итоговое занятие: тестовый контроль.

Синхротронные источники излучения, их устройство и применение.

Научно-популярная лекция на тему: «Ускорители элементарных частиц. Синхротронные источники излучения, их устройство и применение».

Докладчик:

Коюда Дмитрий Анатольевич, аспирант 1 года обучения кафедры физики твердого тела и наноструктур (ФТТНС) физического факультета Воронежского государственного университета. Участник исследований в области физики твердого тела на синхротронах SRC (город Стоутон, штат Висконсин, Соединенные Штаты Америки) и BESSY II Гельмгольц Центра Берлина (город Берлин, Германия) синхротронной группы кафедры ФТТНС.

Среди всех ныне существующих ускорителей элементарных частиц именно синхротронные источники излучения (или синхротроны) выделяются особым образом.

Во всем мире в настоящее время создаются центры по использованию синхротронного излучения (СИ), строятся дорогостоящие источники. Синхротронное излучение используется сегодня практически во всех областях современной науки, где изучается взаимодействие электромагнитного излучения с веществом.

Значение синхротронного излучения в наши дни трудно переоценить: вследствие удивительного сочетания фундаментальности его свойств и важности его научно-технических приложений интерес к нему непрерывно возрастает. Интересно, что открытие и первые наблюдения синхротронного излучения происходили довольно драматично. Его свойства на начальном этапе исследования казались загадочными и необычными.

С момента открытия синхротронное излучение не только завоевало настоящее в научном эксперименте, но и является инструментом будущего.

На лекции, которая будет проходить 24 июня в Книжном клубе «Петровский», аспирант кафедры физики твердого тела и наноструктур физического факультета ВГУ Коюда Дмитрий расскажет, чем же отличаются современные ускорители элементарных частиц, и покажет, почему синхротроны занимают особое положение среди их большого множества. Слушатели узнают об истории открытия и исследования синхротронного излучения, в которой российские физики сыграли не последнюю роль. История СИ, которое вначале воспринималось как препятствие для ускорения частиц и стало одним из важнейших инструментов исследования материи, весьма поучительна.

На примере различных синхротронов мира слушатели познакомятся с физикой явления, устройством источников СИ и узнают о некоторых применениях СИ в физике твердого тела, в атомной и молекулярной спектроскопии, в биологии и медицине.

Исходя из опыта стажировок на синхротронах SRC (Synchrotron Radiation Center, город Стоутон, штат Висконсин, США) и BESSY II (Берлин, Германия), Дмитрий более детально расскажет о тонкостях проведения экспериментов на ускорителях и особенностях работы, как в Германии, так и в США.

Лекция рассчитана и на тех, кто имеет физическое образование, и на тех, кто просто интересуется задачами современной науки и устройством окружающего нас мира.

24 июня 2013, 18 часов 01 мин

Книжный клуб «Петровский», г. Воронеж, ул. 20-летия ВЛКСМ, 54а, ТЦ «Петровский пассаж»

Вход свободный!

Подробная информация: http://vk. com/event55108893

Контакты: +7 961 188 3 999 – Дмитрий

+ 7 920 226 18 70 – Максим

Примеры практического применения анализа солнечного излучения—ArcMap

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

Прямое солнечное излучение (инсоляция) – это движущая сила для физических и биологических систем Земли. Полезно знать количество инсоляции в определенных географических точках, чтобы применять ее в различных полях, таких как сельское хозяйство, управление ресурсами, метеорология, гражданское строительство и экологические исследования.

Например, полезно знать, сколько освещения получает область за период времени, чтобы определить новую территорию для лыжного курорта или лучшие местоположения для выращивания определенных культур, требующих для оптимального роста особого микроклимата. В другом примере, карты инсоляции оказались важными для прогнозирования поведения лесных пожаров и принятия решений относительно лучших методов пожаротушения. Для гражданского строительства и городского планирования, инсоляция может быть важными входными данными для моделей пригодности для определения оптимальных территорий.

На следующем графике были выбраны четыре местоположения (пронумерованные красные точки) наряду с отмывкой, которая представляет возможные территории для виноградника. Для максимального роста сельскохозяйственных культур, нужно определить, какое местоположение будет иметь максимальное количество солнечного освещения в течение вегетационного сезона (апрель-октябрь).

Примеры местоположений на ЦМР для анализа солнечного излучения

С помощью анализа области солнечного излучения, была вычислена глобальная инсоляция (прямая + рассеянная, WH/m²) для всей исследуемой области, показывающей, где находится наибольшее количество излучения в течение летних месяцев (красный = высокая инсоляция; синий = низкая инсоляция).

Значения солнечного излучения, вычисленные для всей области

Таблица атрибутов точек анализа солнечной радиации отображает глобальную инсоляцию, вычисленную для всего местоположения территории. Местоположение 3 (выделено синим) имеет наибольшую инсоляцию и может считаться лучшим местоположением для роста винограда на основе этого критерия.

Более точные анализы могут быть ориентированы на оптимальный диапазон инсоляции, или оптимальный режим, в плане того, в какое время суток получена инсоляция, и баланс между прямым и рассеянным излучением. Эти результаты могут быть легко генерализованы как часть более сложных моделей для определения оптимальных местоположений для выращивания винограда в географическом регионе.

Связанные разделы

использований радиации | NRC.gov

Хотя ученые знали об излучении только с 1890-х годов, они разработали множество вариантов использования этой природной силы. Сегодня радиация используется в медицине, науке и промышленности на благо человечества, а также для производства электроэнергии. Кроме того, у излучения есть полезные применения в таких областях, как сельское хозяйство, археология (датирование углерода), исследование космоса, правоохранительные органы, геология (включая горнодобывающую промышленность) и многие другие.Для получения дополнительной информации см. Следующие разделы на этой странице:

Применение в медицине

Больницы, врачи и стоматологи используют различные ядерные материалы и процедуры для диагностики, мониторинга и лечения широкого спектра метаболических процессов и заболеваний у людей. Фактически, диагностические рентгеновские лучи или лучевая терапия были назначены примерно 7 из каждых 10 американцев. В результате медицинские процедуры с использованием излучения спасли тысячи жизней благодаря обнаружению и лечению различных состояний, от гипертиреоза до рака костей.

Наиболее распространенные из этих медицинских процедур включают использование рентгеновских лучей — вид излучения, которое может проходить через нашу кожу. При рентгенографии наши кости и другие структуры отбрасывают тени, потому что они плотнее нашей кожи, и эти тени можно обнаружить на фотопленке. Эффект аналогичен помещению карандаша за лист бумаги и удерживанию карандаша и бумаги перед источником света. Тень от карандаша раскрывается, потому что большая часть света имеет достаточно энергии, чтобы проходить через бумагу, но более плотный карандаш останавливает весь свет.Разница в том, что рентгеновские лучи невидимы, поэтому нам нужна фотопленка, чтобы «увидеть» их за нас. Это позволяет врачам и стоматологам выявлять сломанные кости и проблемы с зубами.

Рентгеновские лучи и другие формы излучения также используются в различных терапевтических целях. Когда они используются таким образом, они чаще всего предназначены для уничтожения раковой ткани, уменьшения размера опухоли или уменьшения боли. Например, радиоактивный йод (в частности, йод-131) часто используется для лечения рака щитовидной железы, болезни, от которой ежегодно страдают около 11 000 американцев.

рентгеновских аппаратов также были подключены к компьютерам в машинах, называемых компьютерными томографами (CAT) или компьютерными томографами (CT). Эти инструменты предоставляют врачам цветные изображения, на которых показаны формы и детали внутренних органов. Это помогает врачам находить и идентифицировать опухоли, аномалии размера или другие физиологические или функциональные проблемы с органами.

Кроме того, больницы и радиологические центры в США ежегодно проводят около 10 миллионов процедур ядерной медицины.В таких процедурах врачи вводят слаборадиоактивные вещества пациентам, которых привлекают определенные внутренние органы, такие как поджелудочная железа, почки, щитовидная железа, печень или мозг, для диагностики клинических состояний.

Академические и научные приложения

Университеты, колледжи, средние школы и другие академические и научные учреждения используют ядерные материалы в курсовой работе, лабораторных демонстрациях, экспериментальных исследованиях и в различных приложениях физики здоровья.Например, точно так же, как врачи могут маркировать вещества внутри тела людей, ученые могут маркировать вещества, которые проходят через растения, животных или наш мир. Это позволяет исследователям изучать такие вещи, как пути, по которым различные типы загрязнения воздуха и воды проходят через окружающую среду. Точно так же радиация помогла нам узнать больше о типах почвы, в которой должны расти различные растения, размерах недавно обнаруженных нефтяных месторождений и следах океанских течений. Кроме того, исследователи используют низкоэнергетические радиоактивные источники в газовой хроматографии для идентификации компонентов нефтепродуктов, смога и сигаретного дыма и даже сложных белков и ферментов, используемых в медицинских исследованиях.

Археологи также используют радиоактивные вещества для определения возраста окаменелостей и других объектов с помощью процесса, называемого углеродным датированием. Например, в верхних слоях нашей атмосферы космические лучи ударяют по атомам азота и образуют естественный радиоактивный изотоп, называемый углеродом-14. Углерод содержится во всех живых существах, и небольшой процент из них составляет углерод-14. Когда растение или животное умирают, они больше не поглощают новый углерод, а углерод-14, который они накапливали в течение своей жизни, начинает процесс радиоактивного распада.В результате через несколько лет старый объект имеет более низкий процент радиоактивности, чем новый объект. Измеряя эту разницу, археологи могут определить приблизительный возраст объекта.

Промышленное использование

Мы могли бы целый день говорить о многочисленных и разнообразных применениях излучения в промышленности и не завершать список, но несколько примеров иллюстрируют эту мысль. При облучении, например, продукты питания, медицинское оборудование и другие вещества подвергаются воздействию определенных типов излучения (например, рентгеновских лучей), чтобы убить микробы, не нанося вреда дезинфицируемому веществу — и не делая его радиоактивным.При такой обработке продукты портятся намного дольше, а медицинское оборудование (например, бинты, шприцы для подкожных инъекций и хирургические инструменты) стерилизуются без воздействия токсичных химикатов или сильной жары. В результате, там, где мы сейчас используем хлор — химическое вещество, которое токсично и с которым трудно обращаться, — мы можем когда-нибудь использовать радиацию для дезинфекции питьевой воды и уничтожения микробов в сточных водах. Фактически, ультрафиолетовый свет (форма излучения) уже используется для дезинфекции питьевой воды в некоторых домах.

Аналогичным образом, излучение используется для удаления токсичных загрязнителей, таких как выхлопные газы угольных электростанций и промышленности. Например, электронно-лучевая радиация может удалить из окружающей среды опасные диоксиды серы и оксиды азота. Ближе к дому многие ткани, из которых шьется наша одежда, были облучены (обработаны радиацией) перед тем, как подвергнуться воздействию выделяющих почву или устойчивых к образованию морщин химикатов. Эта обработка заставляет химические вещества связываться с тканью, чтобы наша одежда оставалась свежей и без морщин в течение всего дня, но при этом наша одежда не становится радиоактивной.Точно так же посуда с антипригарным покрытием обрабатывается гамма-излучением, чтобы еда не прилипала к металлической поверхности.

В сельском хозяйстве радиация используется для улучшения производства и упаковки пищевых продуктов. Семена растений, например, подверглись радиационному воздействию, что привело к появлению новых и лучших видов растений. Помимо укрепления растений, радиацию можно использовать для борьбы с популяциями насекомых, тем самым сокращая использование опасных пестицидов. Радиоактивный материал также используется в датчиках, которые измеряют толщину яичной скорлупы, чтобы отсеивать тонкие, бьющиеся яйца перед их упаковкой в ​​картонные коробки.Кроме того, многие из наших пищевых продуктов упакованы в полиэтиленовую термоусадочную пленку, которая подверглась облучению, чтобы ее можно было нагреть до температуры выше обычной точки плавления, и обернуты вокруг продуктов, чтобы обеспечить герметичное защитное покрытие.

Повсюду мы видим светоотражающие знаки, обработанные радиоактивным тритием и фосфоресцентной краской. Ионизирующие детекторы дыма, использующие крошечный кусочек америция-241, следят за тем, как мы спим. Датчики, содержащие радиоизотопы, измеряют количество воздуха, попадающего в наше мороженое, в то время как другие предотвращают утечку, поскольку наши бутылки с газировкой тщательно заполняются на заводе.

Инженеры также используют датчики, содержащие радиоактивные вещества, для измерения толщины бумажных изделий, уровней жидкости в резервуарах с нефтью и химикатами, а также влажности и плотности почвы и материалов на строительных площадках. Они также используют рентгеновский метод, называемый рентгенографией, для обнаружения в противном случае незаметных дефектов в металлических отливках и сварных швах. Рентгенография также используется для проверки потока масла в закрытых двигателях, а также скорости и способа износа различных материалов. В каротажных устройствах используются радиоактивный источник и оборудование для обнаружения, чтобы идентифицировать и регистрировать образования глубоко внутри ствола скважины (или скважины) для добычи нефти, газа, минералов, грунтовых вод или геологоразведочных работ.Радиоактивные материалы также питают наши мечты о космосе, поскольку они питают наши космические корабли и снабжают электричеством спутники, которые отправляются в миссии в самые отдаленные регионы нашей солнечной системы.

Атомные электростанции

Электроэнергия, производимая при делении ядер — расщеплении атома — является одним из самых больших применений излучения. Поскольку наша страна становится нацией потребителей электроэнергии, нам нужен надежный, обильный, чистый и доступный источник электроэнергии. Мы зависим от него, чтобы он давал нам свет, помогал нам ухаживать и кормить себя, поддерживал работу наших домов и предприятий, а также приводил в действие многие машины, которые мы используем.В результате мы используем около трети наших энергоресурсов для производства электроэнергии.

Электричество можно производить разными способами — с помощью генераторов, работающих от солнца, ветра, воды, угля, нефти, газа или ядерных ядер. В Америке атомные электростанции являются вторым по величине источником электроэнергии (после угольных электростанций), производя примерно 21 процент электроэнергии нашей страны.

Назначение атомной электростанции — кипячение воды для производства пара для питания генератора для производства электроэнергии .Хотя атомные электростанции во многом похожи на другие типы электростанций, вырабатывающих электроэнергию, между ними есть некоторые существенные различия. За исключением солнечных, ветряных и гидроэлектростанций, электростанции (включая те, которые используют ядерное деление) кипятят воду для производства пара, который вращает похожие на пропеллер лопасти турбины, вращающей вал генератора. Внутри генератора катушки с проволокой и магнитные поля взаимодействуют, создавая электричество. На этих установках энергия, необходимая для превращения воды в пар, производится либо путем сжигания угля, нефти или газа (ископаемое топливо) в печи, либо путем расщепления атомов урана на атомной электростанции.На атомной электростанции ничего не горит и не взрывается. Скорее урановое топливо выделяет тепло в результате процесса, называемого делением.

Атомные электростанции работают на уране, который выделяет радиоактивные вещества. Большинство этих веществ находится в урановых топливных таблетках или в герметичных металлических топливных стержнях. Однако небольшие количества этих радиоактивных веществ (в основном газы) смешиваются с водой, которая используется для охлаждения реактора. Другие примеси в воде также становятся радиоактивными при прохождении через реактор.Вода, которая проходит через реактор, обрабатывается и фильтруется для удаления этих радиоактивных примесей перед возвращением в окружающую среду. Тем не менее, незначительные количества радиоактивных газов и жидкостей в конечном итоге выбрасываются в окружающую среду при контролируемых и контролируемых условиях.

Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) установила ограничения на выброс радиоактивности с атомных электростанций. Хотя последствия очень низких уровней радиации трудно обнаружить, ограничения NRC основаны на предположении, что воздействие на население искусственных источников радиации должно составлять лишь небольшую часть облучения, которое люди получают от источников естественного фона.

Опыт показал, что во время нормальной эксплуатации атомные электростанции обычно выделяют лишь небольшую часть радиации, допускаемой установленными NRC лимитами. Фактически, человек, который проводит полный год на границе площадки атомной электростанции, получит дополнительное облучение в размере менее 1 процента от радиации, которую каждый получает от источников естественного фона . Это дополнительное облучение, составляющее около 1 миллибэра (единица измерения поглощения излучения и его эффектов), не вызывает какого-либо вреда для человека.

Страница Последняя редакция / обновление 20 марта 2020 г.

22.5 Медицинское применение радиоактивности: диагностическая визуализация и радиация

Физик-медик

Хотите узнать больше о радиации? Вам интересно изучать уровни доз радиации и обеспечивать безопасность окружающей среды и людей, на которых она наиболее сильно влияет? Если это так, возможно, вам будет интересно стать медицинским физиком.

Физика здоровья основана на различных научных дисциплинах, главная цель которых — смягчение радиационных проблем. Те, кто работают физиками в области здравоохранения, имеют широкий спектр потенциальных рабочих мест, доступных для них, в том числе в исследованиях, промышленности, образовании, охране окружающей среды и государственном регулировании. Кроме того, хотя термин физик-медик может заставить многих задуматься о медицине, существует множество применений в военной, промышленной и энергетической областях.

Как исследователь, физик-медик может продолжить изучение воздействия радиации на окружающую среду, разработать инструменты для более точных измерений и помочь в установлении ценных радиационных стандартов. В области энергетики физик здоровья часто выступает в качестве менеджера, тесно связанного со всеми операциями на всех уровнях, от закупки соответствующего оборудования до мониторинга данных о состоянии здоровья. В рамках отрасли физик-медик действует как консультант, помогая руководству отрасли в принятии важных решений, проектировании оборудования и выборе подходящих средств обнаружения.Физик-физик обладает уникальной базой знаний, которая позволяет ему или ей работать в самых разных интересных дисциплинах!

Чтобы стать медицинским физиком, необходимо иметь образование в области физических наук. Понимание областей биологии, физиологии, биохимии и генетики также важно. Способность анализировать и решать новые проблемы имеет решающее значение, а естественные способности к естественным наукам и математике помогут в продолжении необходимого обучения.Есть два возможных сертификата для физиков-медиков: Американского совета физиков здравоохранения (ABHP) и Национального реестра технологов радиационной защиты (NRRPT).

Промышленность — ANS

Промышленное применение

Поскольку ионизирующее излучение может проникать внутрь вещества, оно используется в различных промышленных целях.

Неразрушающий контроль

Важно испытывать материалы, продукты, конструкции или здания без изменения их свойств или влияния на их полезность.Рентгеновские лучи и гамма-лучи используются в промышленной радиографии для получения изображений внутренней части твердых изделий в качестве средств неразрушающего контроля (NDT) и инспекции. Рентгенография неразрушающего контроля используется в нефтяной, химической и ядерной промышленности, а также на сборочных линиях для проверки товаров народного потребления.

• Автомобильные колеса, проходят проверку качества перед отправкой с завода.
• Трубопроводы проверяются как во время монтажа, так и во время технического обслуживания, чтобы убедиться в сохранности сварных швов.
• Добавление гамма-индикатора к газу или жидкости в замкнутой системе позволяет найти отверстие в трубке.
• Добавление индикатора на поверхность детали двигателя позволяет измерять износ путем измерения активности смазочного масла.

Обеспечение качества продукции

• Нуклеонные датчики — приборы, которые используют источник радиоизотопов для измерения материалов и продуктов — используются для обеспечения оптимальной толщины покрытия, такого как металлическое покрытие.
• Влагомеры используются в строительных материалах (асфальт и бетон), стекле, переработке минералов, химикатах и ​​продуктах питания.
• Радиоизотопные манометры используются для измерения массы на единицу площади при производстве алюминиевой фольги, бумаги и стального листа.

Повышение качества материалов

• Излучение используется для создания высокоэффективных полимерных материалов.
• Излучение может вызвать сшивание некоторых молекул с образованием гигантских молекул, которые имеют более высокую тепловую, химическую и механическую стойкость.Это способствует укреплению пластика.
• В производстве проводов и кабелей также используется сшивка для усиления изоляции проводов и кабелей и повышения их термостойкости.
• Радиационная вулканизация латекса натурального каучука (RVNRL) придает ему прочность и эластичность, что делает его идеальным для производства хирургических перчаток (стандартных и не вызывающих аллергии), катетеров, баллонов, используемых при кардиологических процедурах, и даже автомобильных шин.

Электростатический контроль — Чтобы избежать накопления статического электричества при производстве бумаги, пластмасс, синтетических тканей и т. Д.источник альфа-излучателя ²⁴¹ Am в форме ленты может быть размещен рядом с материалом в конце производственной линии. Источник ионизирует воздух для снятия электрических зарядов с материала.

Радиоактивные индикаторы — Поскольку радиоактивные изотопы в химическом отношении ведут себя в основном как неактивные элементы, поведение определенного химического вещества можно отслеживать, отслеживая радиоактивность.

Разведка нефти и газа — Ядерный каротаж скважин используется для прогнозирования коммерческой жизнеспособности новых или существующих скважин.Технология включает использование источника нейтронов или гамма-излучения и детектора излучения, которые опускаются в скважины для определения свойств окружающей породы, таких как пористость и литография.

Узнать больше о ядерных приложениях

Медицинское излучение | Американское онкологическое общество

Рентгеновские лучи, гамма-лучи и другие формы ионизирующего излучения используются для диагностики и лечения некоторых заболеваний.Это может быть излучение, проникающее извне, или радиоактивные частицы, которые проглатываются или попадают в организм.

Визуальные тесты

Определенные типы визуализационных тестов, такие как рентген, компьютерная томография и тесты ядерной медицины (например, ПЭТ-сканирование и сканирование костей), подвергают людей воздействию низких уровней радиации для создания внутренних изображений тела. (Некоторые методы визуализации, такие как МРТ и УЗИ, не подвергают людей воздействию ионизирующего излучения.)

У взрослых: Уровень радиации зависит от теста.Например, облучение от рентгеновского снимка грудной клетки с двумя ракурсами составляет около 0,1 мЗв, а облучение от обычного компьютерного томографа грудной клетки составляет около 7 или 8 мЗв. Воздействие ПЭТ / КТ-сканирования (которое сочетает в себе ПЭТ-сканирование тела с компьютерной томографией) может достигать 30 мЗв. Рентгеноскопия, при которой рентгеновские лучи используются для создания движущихся изображений в реальном времени, похожа на получение множества рентгеновских снимков подряд. Он подвергает людей воздействию различного количества радиации в зависимости от того, как долго используется. Количество излучения, используемого во многих тестах визуализации, со временем снизилось по мере совершенствования технологий.

У детей: Уровень радиационного облучения также зависит от теста. Если настройки сканера не настроены в соответствии с размером тела, уровни воздействия могут быть выше, чем они были бы для взрослого человека. Например, одно исследование показало, что КТ брюшной полости может подвергнуть желудок взрослого человека воздействию около 10 мЗв, в то время как желудок новорожденного ребенка будет подвергаться воздействию 20 мЗв при проведении того же теста без изменения настроек.

Особую озабоченность вызывает облучение детей при визуализации, потому что:

• Дети намного более чувствительны к радиации, чем взрослые
• Предполагается, что дети будут жить дольше взрослых, поэтому у них будет больше времени для развития проблем, связанных с облучением
• С помощью таких тестов, как компьютерная томография, дети могут получить более высокую дозу облучения, чем необходимо, если настройки компьютерной томографии не настроены для их меньшего размера тела.

Эти факторы означают, что для маленького ребенка риск развития рака, связанного с облучением, может быть в несколько раз выше, чем для взрослого, подвергшегося тому же визуализирующему тесту.Риски, связанные с этими тестами, точно неизвестны, но в целях безопасности большинство врачей рекомендуют детям проходить эти тесты только тогда, когда они абсолютно необходимы. Когда такие тесты проводятся, важно использовать минимальное количество излучения, необходимое для получения изображения.

Лучевая терапия

Рентгеновские лучи, гамма-лучи и другие формы ионизирующего излучения предлагают эффективный способ лечения определенных видов рака. Во время лучевой терапии высокие дозы ионизирующего излучения (намного превышающие дозы, используемые для визуализации) направлены на рак, что приводит к гибели раковых клеток.Однако это может привести к мутациям ДНК в других клетках, которые выживают после облучения, что в конечном итоге может привести к развитию второго рака. Лучевая терапия также иногда используется для лечения серьезных заболеваний, помимо рака.

Для получения дополнительной информации о рисках рака при лучевой терапии рака см. Второй рак у взрослых .

Приведение радиации в действие — ANS / About Nuclear / Radiation

Энергетика космических миссий

Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГи) использовались в более чем 25 космических миссиях, обеспечивая энергией Вояджеры 1 и 2, несколько миссий Аполлона, Галилей, Нимбус и ЛЕС.РИТЭГ будет питать следующую миссию на Марс: Марс 2020.

РИТЭГ — это генераторы, прикрепленные к космическому кораблю, которые поставляют электроэнергию и тепло; в качестве топлива они используют изотоп плутония. Когда изотоп распадается, он выделяет тепло, которое используется для выработки электричества через устройство термопары — процесс, известный как термоэлектрическое преобразование. Остаточное тепло нагревает один конец термопары, а холодная среда космоса охлаждает другой. Это производит электрический ток, который питает космический корабль. Избыточное остаточное тепло также прокачивается через системы космического корабля, чтобы нагреть его инструменты и подсистемы, что позволяет ему работать в холодных условиях.

РИТЭГи позволили достичь крупных научных достижений, в том числе:

• космический корабль Кассини и исследование зондом Гюйгенс Сатурна и Титана, одной из его лун, с 2004 г.
• посадка марсохода Curiosity на Марс в 2014 г.
• пролетные изображения Плутон из миссии New Horizons в 2015 году

НАСА сейчас работает над новыми технологиями RTG, способными генерировать еще больше электроэнергии при меньшем количестве топлива.

Приборы и эксперименты

Ядерная технология в освоении космоса не ограничивается использованием тепла радиоактивного распада для получения энергии.

Специальные инструменты используются, среди прочего, для обнаружения радиации и определения состава далеких звезд или горных пород, атмосферы и почвы другой планеты. Эти данные ценны для экспериментов, проводимых на Земле.

Жизнь на Марсе

Когда у нас будет возможность колонизировать далекие планеты, нам понадобится гораздо больше энергии, чем может генерировать РИТЭГ.

НАСА и Национальное управление по ядерной безопасности (NNSA) Министерства энергетики успешно продемонстрировали новую энергетическую систему ядерного реактора, которая может обеспечить длительные полеты с экипажем на Луну, Марс и другие пункты назначения.

Известный как киловаттный реактор, использующий технологию Стирлинга (сокращенно KRUSTY), это небольшая, легкая система питания деления, способная обеспечивать до 10 киловатт электроэнергии — достаточной для работы нескольких средних домашних хозяйств — непрерывно в течение не менее 10 лет. . Четыре единицы киломощности обеспечат достаточно энергии, чтобы установить заставу.

5.10: Немедицинские приложения ядерной науки

Цели обучения

• Узнайте, как радиация используется в других отраслях промышленности.
• Реализовать использование различных изотопов и волнового излучения в качестве индикаторов и дезинфицирующих средств.
• Различают технологии миллиметрового рассеяния и обратного рассеяния, используемые Управлением транспортной безопасности (TSA).
• Знайте примеры пищевых продуктов, подвергшихся облучению в Соединенных Штатах.

Приложения Tracer

Радиоактивные изотопы являются эффективными индикаторами, поскольку их радиоактивность легко обнаружить. Индикатор — это вещество, которое можно использовать, чтобы проследить путь этого вещества через некую структуру.Например, утечки в подземных водопроводных трубах можно обнаружить, пропустив немного тритийсодержащей воды по трубам, а затем используя счетчик Гейгера, чтобы определить местонахождение любого радиоактивного трития, впоследствии присутствующего в земле вокруг труб. (Напомним, что тритий — радиоактивный изотоп водорода.)

Трейсеры используются по-разному для изучения механизмов химических реакций у растений и животных. К ним относятся маркировка удобрений в исследованиях поглощения питательных веществ растениями и ростом сельскохозяйственных культур, исследования процессов пищеварения и производства молока у коров, а также исследования роста и метаболизма животных и растений.{14} _6C} \). Через регулярные промежутки времени растения анализировали, чтобы определить, какие органические соединения содержат углерод-14 и сколько присутствует каждого соединения. Из временной последовательности, в которой появляются соединения, и количества каждого из них, присутствующего в заданные промежутки времени, ученые узнали больше о пути реакции.

Приложения аэропорта

В коммерческих аэропортах используются рентгеновские лучи и компьютерная томография для предметов, содержащихся в багаже. Рентгеновский аппарат может создавать изображения твердых и мягких материалов.В зависимости от относительной плотности рентгеновское изображение будет иметь другой цвет для другого типа материала. Например, продукты и органические материалы будут отображаться оранжевым на рентгеновском снимке. Более твердые материалы, например, более толстые пластмассы, будут иметь зеленый цвет. Наконец, металлы и очень толстые материалы при сканировании будут иметь голубоватый оттенок.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Фотография рентгеновского дисплея для досмотра багажа. (CC BY-SA; IDuke через Wikimedia ).

Американские аэропорты когда-то использовали рентгеновские лучи для сканирования человеческих тел на предмет наличия оружия.Вплоть до 2013 года технология обратного рассеяния использовалась для получения очень подробных изображений тела. Из-за изображений «обнаженного тела» этот тип технологий был запрещен в американских аэропортах и ​​теперь заменен генераторами миллиметровых волн. Эти машины создают изображения, похожие на мультфильмы, и подвергают тело воздействию радиоволн высокой энергии.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Для обеспечения безопасности в аэропортах использовались различные технологии сканирования всего тела. (Общественное достояние; Управление транспортной безопасности через Википедию)

Облучение продуктов питания и почты

Co-60 (источник гамма-излучения) и рентгеновские лучи используются для облучения многих пищевых продуктов в Соединенных Штатах.Ионизирующее излучение можно использовать для борьбы с пищевыми болезнями, такими как сальмонелла и кишечная палочка. Облучение пищи также может продлить срок хранения, задержать созревание и уничтожить насекомых. Кроме того, гамма / рентгеновское излучение может стерилизовать пищу, делая ненужным охлаждение. Часто стерилизованную пищу подают больным пациентам с ослабленной иммунной системой.

В США облучение пищевых продуктов регулируется FDA (Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов). Облученные продукты питания должны иметь на упаковке символ под названием «Рисунок Радуры \ (\ PageIndex {3} \)».Некоторые продукты, на которых может отображаться этот символ: мясо (говядина, свинина, курица), креветки, омары, фрукты, овощи, моллюски и специи. Вопреки мнению некоторых людей, облучение пищи не делает саму пищу радиоактивной.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \) Изображение взято с: commons.wikimedia.org/wiki/F…ura-Symbol.svg

Осенью 2001 года письма с примесью сибирской язвы были отправлены различным новым агентствам и двум агентствам United Сенаторы штатов. Сибирская язва — инфекционное заболевание, вызываемое бактериями.Он существует в естественных условиях в некоторых почвах и может быть выделен в лаборатории. После 11 сентября 2011 года это вещество использовалось как биохимическое оружие. В этом конкретном инциденте пять человек погибли и еще двадцать два были ранены. Сибирская язва вызывает язвы на коже и вызывает серьезные затруднения дыхания. Сегодня вакцины от сибирской язвы получают только военнослужащие Соединенных Штатов.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): письмо с примесью сибирской язвы, отправленное сенатору Тому Дэшлу. (Public Domain; FBI via Wikipedia)

Для борьбы с этой формой биотерроризма Почтовая служба США (USPS) и Федеральное бюро расследований (FBI) установили генераторы рентгеновского излучения для облучения подозрительно выглядящей почты, отправляемой в некоторые правительственные учреждения.Рентгеновские лучи убивают большинство этих бактерий, а также некоторые вирусы. После облучения почта (пакеты и письма) могут изменить цвет, текстуру и запах. Это ионизирующее излучение химически изменяет состав бумажного компонента почты. Рентгеновские лучи не оставляют почту радиоактивной.

Детекторы дыма

Америций-241, альфа-излучатель с периодом полураспада 458 лет, в небольших количествах используется в детекторах дыма ионизационного типа (рис. \ (\ PageIndex {5} \)). Эмиссия α от Am-241 ионизирует воздух между двумя электродными пластинами в ионизационной камере.Батарея создает потенциал, который вызывает движение ионов, создавая небольшой электрический ток. Когда дым попадает в камеру, движение ионов затрудняется, что снижает проводимость воздуха. Это вызывает заметное падение тока, вызывая тревогу.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Внутри дымового извещателя Am-241 испускает α-частицы, которые ионизируют воздух, создавая небольшой электрический ток. Во время пожара частицы дыма препятствуют потоку ионов, уменьшая ток и вызывая тревогу.(предоставлено: модификация работы «Маффет» / Wikimedia Commons)

Заявка на использование радиоактивных материалов и форма обучения для клинических исследований

Использование радиации и радиоактивных материалов в Медицинском колледже Висконсина и больнице Froedtert должно производиться с предварительного разрешения Комитета по радиационной безопасности. Для проведения исследований с использованием излучения на людях требуется дополнительное одобрение Институционального наблюдательного совета (IRB). Чтобы начать процесс, кандидатам следует прочитать «Клинические рекомендации по использованию радиоактивных материалов и радиационно-генерирующих машин» (PDF) и заполнить соответствующие формы из приведенного ниже списка.После того, как формы ниже будут отправлены, они будут рассмотрены Управлением радиационной безопасности (ORS) и RSC.

Перед подачей заявки в RSC подайте в ORS анкеты для проверки представленных материалов на полноту. После получения разрешения на использование излучения RSC необходимо подать заявку IRB, используя Базовую форму заявки для уполномоченных медицинских физиков. Эта форма должна сопровождаться соответствующей формой ниже. В рамках процесса утверждения IRB ORS проведет анализ Протокола IRB (PRO), чтобы убедиться в соблюдении применимых нормативных требований.Чтобы предоставить ORS информацию, необходимую для определения нормативного статуса вашей заявки, вам также необходимо будет отправить форму радиационной проверки (RV) (PDF). Форма RV, как следует из названия, документирует информацию об исследованиях и персонале, участвующих в проверке соблюдения всех требований радиационной безопасности.

Важно отметить, что если ваше исследование предполагает использование радиации, выходящей за рамки определения Стандарта обслуживания, запрос на отклонение должен быть подан в Отдел радиационной защиты Министерства здравоохранения штата Висконсин.ORS будет способствовать рассмотрению вашего протокола штатом Висконсин и после утверждения предоставит одобрение, и протокол будет готов для окончательного утверждения IRB.

Выше представлен очень общий обзор процесса утверждения исследований в части радиационной безопасности. Все исследователи должны посетить веб-сайт Управления исследований «Ресурсы исследований» для получения информации о полном процессе утверждения исследований.