Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Одним из главных направлений современной дозиметрии является разработка методов определения индивидуальной наколенной дозы облучения в аварийных и неконтролируемых ситуациях. К таким методам относится метод ЭПР-дозиметрии по эмали зубов, который благодаря прогрессу в области техники ЭПР-спектроскопии, в последнее время получает все большее признание, как один из наиболее достоверных методов инструментальной ретроспективной дозиметрии.
Данный метод прошел государственную стандартизацию и применяется в ряде научно-исследовательских центров для обследования лиц, подвергшихся радиационному воздействию. На современном уровне развития техники достигаемая точность и, соответственно, минимальный порог определяемой индивидуальной дозы данным методом составляет 30-50 мГр. Однако, для выявления тонких эффектов влияния малых доз облучения на здоровье человека необходимо повышение точности и снижение минимального порога чувствительности.
Трудности, возникающие при реализации метода ЭПР-дозиметрии по эмали зубов, которые лимитируют точность и надежность получаемых результатов, обусловлены несколькими причинами. Спектр облученного образца эмали состоит из нескольких перекрывающихся сигналов, из которых основными являются радиационно-индуцированный (РИ) и, так называемый, нативный фоновый (НФ) сигналы. Причем амплитуда РИ сигнала при малых дозах облучения незначительна по сравнению с амплитудой НФ сигнала и сравнима с последней лишь при повышении накопленной дозы до 2-3 Тр. Чистый РИ сигнал, по амплитуде которого определяют наколенную дозу облучения, получают путем вычитания смоделированного НФ сигнала из суммарного спектра образца эмали. При низких накопленных дозах облучения (50-100 мГр и ниже) даже небольшие неточности, связанные с вычитанием НФ сигнала, приводят к возникновению существенной погрешности определения амплитуды РИ сигнала, что, в свою очередь, понижает точность определения дозы облучения.
Основной вклад в НФ сигнал дает сигнал, обусловленный присутствием в образцах эмали радикалов ее органической матрицы и остатками дентина. Кроме того, при измельчении эмали в спектре возникает так называемый механоиндуцированный (МИ) сигнал, который обусловлен механическими повреждениями кристаллов неорганической матрицы эмали при измельчении образцов, что вносит дополнительный
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ J БИБЛИОТЕКА (
вклад в НФ сигнал, что также приводит к возникновению возрастанию погрешности метода.
Таким образом, разработкаа методик снижения амплитуды НФ сигнала позволит существенно повысить точность и нижний предел определения дозы облучения методом ЭПР-спектроскопии.
Радикальным путем ослабления НФ сигнала может быть физико-химическая обработка образцов эмали, приводящая к частичному или полному уничтожению парамагнитных центров (ПЦ), ответственных за этот сигнал.
Отсюда очевидна актуальность разработки методики физико-химической обработки образцов зубной эмали для снижения или полного уничтожения НФ сигнала.
Цель и задачи исследования.
Целью данной работы является комплексное изучение и оценка факторов, определяющих эффективность физико-химической обработки образцов зубной эмали с точки зрения ЭПР-дозиметрии. Для достижения поставленной цели исследования решались следующие задачи:
Анализ влияния различных химических агентов на изменение НФ сигнала в спектре ЭПР образцов эмали зубов человека;
Выбор оптимального депротеинизирующего реагента;
Определение оптимального времени обработки образцов эмали выбранным депротеинизирующим реагентом;
Определение оптимального температурного режима обработки образцов эмали депротеинизирующим реагентом;
Изучение влияния размера гранул эмали на форму и интенсивность НФ сигнала в спектре ЭПР образцов эмали зубов человека;
Научная новизна и практическая значимость.
В отличие от ранее проведенных исследований данная работа представляет собой систематическое изучение процессов воздействия физико-химических факторов на форму спектров ЭПР и интенсивность отдельных сигналов, в спектрах ЭПР образцов эмали. К числу этих факторов относятся: химические свойства депротеинизирующих реагентов, температурный и временной режимы обработки и промывки эмали, степень измельчения образцов эмали.
Научная новизна заключается в следующем:
Впервые проведено экспериментальное исследование воздействия сильных химических восстановителей на эмаль зубов;
Впервые показано, что источником НФ сигнала являются пептидные связи коллагена эмали;
Впервые проведено исследование зависимости величины МИ сигнала от размера гранул исследуемого образца:
Проведена экспериментальная оценка времени жизни МИ ПІД в структуре эмали;
Практическая значимость заключается в следующем:
Разработана методика физико-химической обработки
образцов эмали, приводящая к практически полной элиминации НФ и МИ сигналов в спектре ЭПР эмали. При этом изменения интенсивности РИ сигнала эмали не обнаружено;
Применение метода физико-химической обработки эмали
позволит существенно снизить погрешность метода ЭПР-дозиметрии
Метод позволяет исследовать РИ сигнал при низких дозах
облучения;
Метод физико-химической обработки эмали позволяет
определить форму линии НФ и РИ сигналов, что необходимо для верификации и валидации методов математической обработки спектров. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы представлены и обсуждены на научно-практической конференции «Энергетика 3000» (Обнинск. 199S). на научно-практической конференции «Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий», (Томск, 2000), на I Всероссийской конференции «Прикладные аспекты химии высоких энергий» (Москва, 2001). на 14-й ежегодной конференции Ядерного Общества России «Научное обеспечение безопасного использования ядерных энергетических технологий» (Удомля. 2003)
Публикации.
Материалы диссертации отражены в 9 опубликованных работах: статьях, тезисах докладов на конференциях. Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения пяти глав и выводов. Работа изложена на 102 страницах машинописного текста, содержит таблицы, рисунка. Список цитируемой литературы включает 112 работ.
