DOZE DE RADIATII- Definitie si unitati de masura.Radiatii neionizante- UV, IR

Doza de ioni

• Reprezinta raportul dintre sarcina electrica totala de un anumit semn produsa direct sau indirect de radiatia ionizanta in aer uscat, la 0°C presiunea de 1,013 barr, si masa aerului iradiat.

Alta unitate de masura = Roentgen.1R= 258 x 10-6 C/Kg.1 R reprezinta cantitatea de radiatie ionizanta care produce intr-un cm3 de aer aflat in conditii normale de presiune si temperatura, o sarcina de 1/3 x10-9 C de fiecare semn.

Doza de energie absorbita

• Reprezinta raportul dintre energia transferata de catre radiatie si masa substantei iradiate.

Eficacitatea biologica (f)S-a constatat ca diferitele tipuri de radiatie ionizanta avand aceeasi doza de enegie, au asupra tesuturilor efecte de intensitati diferite. Astfel, pentru a putea face comparatii, s-a introdus notiunea de eficacitate biologica (relativa). Ea arata de cate ori efectul biologic al unei radiatii oarecare este mai puternic decat efectul unei radiatii standard (de referinta) care este considerata radiatia X produsa la 200 KV.

Doza biologicaB= f. De [ Sv]. f=eficacitatea biologicaUnitatea de masura- 1 Sievert reprezinta doza de energie din radiatia incidnta care produce aceleasi efecte biologice ca si doza de 1 Gray provenita de la radiatia X standard.Alta unitate de masura = 1 Rem (roentgen equivalent man).

1Sv=100 Rem

Debitul dozei biologiceS-a constatat ca aceleasi doze absorbite intr-un timp scurt au consecinte mult mai exprimate decat in cazul cand sunt administrate in timp indelugat.d=B/t [Sv/sec]

Doza maxima admisaSuma tuturor dozelor de radiatie primite de un individ, care nu provoaca efecte daunatoare .Se calculeaza dupa formulaD=5(N-18), unde N>18 este varsta individului.Pentru personalul expus profesional Dmax=5 rem/an pe intreg corpul si 75 rem/an pe brate, antebrate, gambe.Pentru restul populatiei Dmax=0,5 rem/an pe intreg corpul si 7,5 rem/an pe brate, antebrate.Experimental s-a constatat ca tesuturile cele mai radiosensibile sunt cele ale caror celule se inmultesc cel mai repede: sangele, plamanii, gonadele.

RADIATIA NEIONIZANTA

Radiatia neionizantaE<5 eV. Aceasta energie nu este suficienta pentu a produce ionizarea mediului prin care trece, dar se produce excitatrea atomilor (moleculelor) mediului in urma absorbtiei de energie. Dezexcitarea moleculelor se poate face prin emisie radiativa ( fluorescenta sau fosforescenta).

CromoforiRadiatia neionizanta nu este absorbita de catre intreaga molecula, ci numai de anumite grupari chimice numite cromofori.Chromofor= purtator de culoare, culoarea unei solutii se datoreaza absorbtiei selective a radiatiilor vizibile.

Exemplu: cromoforul hemoglobinei si al clorofilei

Absorbtia radiatiilor UV-VIS de catre unele legaturi chimice Legatura simpla C-C absoarbe λ< 160 nm.Legatura dubla C=C absoarbe intre 160 nm si 300 nm.Dublele legaturi conjugate ale ciclurilor aromatice sau heterociclurile bazelor azotate absorb intre 230 nm si 300 nm.Legaturile peptidice au doua maxime de absorbtie la 200 nm si 225 nm. In acest domeniu absorb si aminoacizii Glu, Asp, Arg, His.

Absorbtia radiatiei IRApa absoarbe puternic radiatia IR evidentiind doua benzi intense la 3100 nm si 6000 nm.Din aceasta cauza legaturile de H nu pot fi studiate in apa ci numai in solventi organici.Astfel, caracterul selectiv al absorbtiei radiatiei neionizante este un fapt fundamental, el constituie difrenta esentiala fata de cele ionizante, pentru care absorbtia nu variaza decat foarte putin cu frecventa.

Efecte ale radiatiilor neionizanteEnergia absorbita de catre gruparile cromofore ale moleculelor poate antrena reactii fotochimice ale acestora.

Fotochimia= studiul reactiilor chimice provocate de radiatiile neionizante.Legile fotochimiei:Un foton interactioneaza cu o singura moecula.In urma interactiunii energia fotonului este absorbita integral.

FAZELE REACTIILOR FOTOCHIMICEFaza primara- fenomene care dureaza cat absorbtia in sine, adica 10-9 sec. M M* in urma absorbtiei rezulta o molecula excitata, care primeste o energie comparabila celei corespunzatoare legaturii chimice. Este insotita de o reactie fotolitica (ruptura legaturii):M* R*+R’*, rezulta radicali liberi exrem de reactivi.In aceasta faza viteza de reactie nu depinde de temperatura. Faza secundara: energia absorbita de o molecula nu este neaparat utilizata pentru reactii fotochimice, ea se poate regasi in caldura sau poate fi emisa sub forma de fotoni. Molecula se poate dezactiva prin fluorescenta, adica revenirea in starea initiala prin emisia unui foton. Fluorescenta dureaza 10-3-10-5 sec.

OZONULO reactie fotochimica importanta este cea care asigura persistenta vietii pe Pamant. In atmosfera inalta, oxigenul absoarbe razele UV scurte (190 nm) suferind reactia:O2 --> O*+O*

O* + O2 O3 (ozon) absorbant puternic pentru λ<300 nm care sunt periculoase pentru organism.O3 O2+ O*. Astfel se stabileste un echilibru dinamic intre fotoliza si fotosinteza ozonului.

Actiuni asupra legaturilor chimiceRefacerea legaturilor in alta pozitie (migrarea).Izomerizare cis-trans.Aditia unui substituent, in general –OH sau –H.Dimerizarea.Ciclizarea interna.

Efecte asupra proteinelorGruparile cromofore ale proteinelor sunt triptofanul si tirozina pentru λ>250 nm si legatura peptidica –CONH- pentru λ<250 .Au loc modificari ale structurii primare (covalente) si consecutiv a celei secundare, tertiare si cuaternare.Ca urmare apar compusi denaturati lipsiti de functie biologica.

Efecte asupra acizilor nucleiciDublele legaturi ale bazelor azotate absorb puternic UV.Rezulta modificarea geometriei helixurilor si imposibilitatea de recunoastere a acestora de catre enzimele implicate in citirea, utilizarea si transmiterea informatiei genetice.

Influenta UV asupra tesuturilorEfectele UV patrund in profunzime pana la 2-3 mm in tesut. La doze mici, protectia organismului se realizeaza prin bronzarea pielii, care de fapt inseamna transformarea tirozinei in melanina- un pigment care absoarbe UV.Doze repetate de UV pot avea in timp efecte cancerigene. Tumorile maligne ale tesuturilor epiteliale se numesc carcinoame.