رادیوبیولوژی

1. رادیوبیولوژی مهر ماه 1395 برزوئی

6. میان ترم شنبه 7 آذر --------------- 5 نمره • فعالیت کلاسی ------------------------ تاثیر تا 3 نمره • پایان ترم ----------------------------- 15 نمره

7. مقدمه

8. Radiobiology شاخه ای از علم که: • علم بررسی اثر پرتو بر موجودات زنده • بررسی مکانیسم های استفاده از مواد رادیواکتیو بعنوان ردیاب

9. متغیرها • فیزیکی • type of radiation • Energy • LET • Dose • dose rate • fractionation (partial vs whole body; acute vs chronic).

10. متغیرها • شیمیایی • O2 • H2O content • Nature of molecule • Radioprotectors • Radiosensitizers • pH and Competing solute

11. متغیرها • بیولوژیک • Cell type • degree of differentiation, • likelihood of division, • rate of proliferation, • cell cycle stage, • repair (cellular, molecular), • inherent radiosensitivity, • Tissue,Age & sex.

12. بیولوژی در رادیوبیولوژی 1- پرتو چه تغییراتی ممکن است ایجاد کند: A-Cell structure • Function • Metabolism • Cycle • Division & variability. B-Tissue structure and function. C-Organ function. D-Life of the animal or human being.

13. بیولوژی در رادیوبیولوژی 2- چه تغییرات دیررسی ممکن است ایجاد شود: • Mutation • Cancer induction • Terratogenesis • Non-specific life shortening • Cataract formation.

14. بیولوژی در رادیوبیولوژی 3- سایر اثرات Reproductive effects: • Infertility and sterility.

15. فصل اول فیزیک و شیمی جذب تشعشع

16. Structure of the Atom Nucleus Neutrons + + + Protons Electrons (Electron Clouds)

17. کشف اشعه ایکس1895 -رونتگن • لامپ کروکز از یک محفظه شیشه‌ای دارای خلأ نسبی تشکیل شده که در هر طرف خود یک الکترود دارد. وقتی ولتاژ بالا بین الکترودها برقرار می‌شود، پرتوی کاتدی (الکترون‌ها) در مسیر مستقیم از الکترود کاتد ساطع می‌شوند. • ژانویه 1896 اولین گزارش کاربرد پزشکی در لانست چاپ شد • عدم قطعیت در مورد کاربرد درمانی ولی 1897 فراد گزارش ناپدید شدن خال

19. Radioactivityتابش خودبخودی انرژی یا ذره از هسته های ناپایدار 235U 231Th alpha particle

21. اولین آزمایش ثبت شده رادیوبیولوژی بکرل محفظه حاوی رادیوم را در جیب خود قرار داد (غیر عمد) دوهفته بعد اریتم پوستی و سپس زخم که تا چند هفته التیام یافت پیرکوری 1901 با رادیوم عمدا روی ساعد خود تکرار کرد

22. پرتوهای یونساز • جذب انرژی در اتم • تحریک • یونیزاسیون • پرتویی که انرژی کافی برای یونیزاسیون داشته باشد به آن پرتو یونساز می گوییم (حداقل 33 الکترون ولت)

23. انواع پرتوهای یونساز • الکترومغناطیسی • ایکس و گاما • ذره ای • آلفا-بتا-نوترون و ....

24. Electromagnetic Spectrum

29. Decay + + + + + + + + +  has a discrete energy that can be measured and related to the parent 4He Nucleus Ejected from Nucleus Most of the energy associated with 

30.  Decay antineutrino + + + + + + + + + + - neutrino Three products share energy – therefore beta has a continuous range of energies Either too many neutrons or too many protons Take away + charge and change a proton into a neutron Take away - charge and change a neutron into a proton

31. + + + Gamma Photon + + + + + +  Decay

32. Ernest Rutherford: 1898-99

33. Interactions of radiation with matter (1)-Interaction of  with matter:- i-The  particle follows a straight, short path in the material it penetrates. ii-It causes very dense ionization & excitation events along the track. iii-the most  ranges are less than 5-6 cm in air.

34. Interactions of radiation with matter (2)-Interaction of  with matter:- i-the range of  is considerably greater than an . ii- ionization & excitation events along the path are much less than that due to 

36. Interactions of radiation with matter (3)-Interaction of  with matter:- • It depends on the photon energy & the atomic number of the material. • Photon can be absorbed by photoelectric effect; it can be scattered by Compton scattering; and it can be converted to particles of mass by pair production.

37. (3)-Interaction of  with matter:- • photoelectric effect: • The incoming photon is absorbed to a k orbital electron. • Then the electron is ejected from the atom. • This electron causes further ionization. • X-ray is often emitted when the vacancy is filled.

38. photoelectric process

39. (3)-Interaction of  with matter:- Compton scattering: • Is scattering of  or x-ray by an outermost electron in an atom. • The photon changes direction, looses partial energy. • The electron is kicked out of the atom. • The electron & the scattered photon cause further ionization.

40. Compton process

41. (3)-Interaction of  with matter:- pair production: i-It is possible when the incoming photon energy is above 1.02 MeV. ii-The photon disappeared in the field of the nucleus & replaced by an electron-positron pair. iii-The positron is a positively charged particle with a mass of normal electron. iv-When it reaches its final track, it combines with a normal negative electron in a process known as annihilation.

43. اثرات ملکولی پرتو • اثر پرتو به صورت عمل مستقیم و غیر مستقیم است • For direct action, damage occurs as a result of ionization of atoms on key molecules in the biologic system. This causes inactivation or functional alteration of the molecule. • Indirect action involves the production of reactive free radicals whose toxic damage on the key molecule results in a biologic effect.

44. Direct Indirect Neutron Alpha Macromolecules biomembranes H2O Damaged molecules Free radicals O2 Cell death Superoxides Peroxides Radiation cellular damage X- & gamma rays

45. Free radicals Molecules Radiolysis of water and free radicals formation .OH H2O2 H. H2 HO.2 O.-2

48. The biologic effects of radiation result principally from damage to DNA, which is the critical target, as described in Chapter 2 it is the dominant process if radiations with high linear energy transfer (LET), such as neutrons or α-particles, are considered

49. Incident x-ray photon ↓ Fast electron (e-) ↓ Ion radical ↓ Free radical ↓ Chemical changes from the breakage of bonds ↓ Biologic effects