Το παρόν βιβλίο της Υγειοφυσικής έχει σκοπό να συνδέσει τη Φυσική με τις βιολογικές και τις εφαρμοσμένες επιστήμες, όπως είναι η Ιατρική. Γι’ αυτό δίνεται σε μερικά σημεία έμφαση σε αρχές της Φυσικής. Χωρίς την κατανόηση αυτών των βασικών αρχών είναι δύσκολο να εξηγηθούν οι βιολογικές και χημικές επιδράσεις ή να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά και ακίνδυνα οι διάφορες πηγές ακτινοβολιών που είναι σήμερα διαθέσιμες.
α) Η μέτρηση των διαφόρων ακτινοβολιών.
β) Η έρευνα για τη σχέση ανάμεσα στην επίδραση των ακτινοβολιών με τις αντίστοιχες βιολογικές βλάβες.
γ) Η μέτρηση και η επίδραση όλων των πηγών ραδιενέργειας στο περιβάλλον.
δ) Ο σχεδιασμός ασφαλείας και των αντιστοίχων εγκαταστάσεων και διαδικασιών.
Πιστεύουμε ότι αυτό το βιβλίο θα προσφέρει γνώσεις και κίνητρα στους νέους ερευνητές, που χρειάζονται για να μελετηθούν και να κατανοηθούν σε βάθος οι επιδράσεις από τις διάφορες ακτινοβολίες.
Το παρόν αποτελεί μέρος μιας σειράς βιβλίων με θέμα την Ιατρική Φυσική, τη Χρήση των Νευρωνικών Μοντέλων για την Κατανόηση της Δομής και Λειτουργίας του Εγκεφάλου, την Ιατρική Φυσική και Ακτινοφυσική και τη Βιοφυσική της Μνήμης. Μέσα από τις σελίδες τους υπογραμμίζεται η σχέση της Φυσικής με την Ιατρική και η πρακτική εφαρμογή των κανόνων και των αρχών της προς όφελος του ανθρώπου στη διάγνωση και στην αντιμετώπιση παθολογικών καταστάσεων.

Περιεχόμενα
1 Βασικές αρχές της φυσικής 1
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία από επιταχυνόμενα φορτία 1
Το μοντέλο του Rutherford 2
Το μοντέλο του Bohr 7
Οι κβαντικοί αριθμοί 14
Οι φλοιοί των ηλεκτρονίων 19
Ισότοπα 20
Η ύπαρξη φυσικών ισοτόπων 22
Μερικά στοιχεία από τη θεωρία της σχετικότητας 23
Έλλειμμα μάζας 25
Η κβαντομηχανική περιγραφή του μοντέλου του ατόμου του Bohr 29
Περιοδικό σύστημα 36
2 Παραγωγή των ακτίνων Χ 43
Ανακάλυψη του Roentgen 43
Σωλήνας του Coolidge 45
Μετρήσεις μήκους κύματος με τις ακτίνες Χ 46
Παραγωγή Bremsstrahlung 50
Απόδοση της παραγωγής ακτίνων Χ 51
Το χαρακτηριστικό φάσμα των ακτίνων Χ 52
Ενεργειακά επίπεδα των ακτίνων Χ 53
Μετασχηματιστές υψηλού δυναμικού για τη παραγωγή ακτίνων Χ 58
Μετασχηματιστής και ανορθωτής στο σωλήνα παραγωγής ακτίνων Χ 59
Κυκλώματα με σταθερά δυναμικά 60
Ηλεκτροστατική γεννήτρια VAN DE GRAAFF 61
Το Σύγχνοτρον 63
Γραμμικός επιταχυντής 64
Κύκλοτρον 65
3 Απορρόφηση φωτονίων 69
Απορρόφησης ακτίνων Χ 69
Μετρήσεις έντασης 69
Η εκθετική απορρόφησης 70
Φωτοηλεκτρική απορρόφηση 77
Σκέδαση Compton 78
Δίδυμος γένεσης 83
Σκέδαση με κανονικά πλέγματα 84
Ακτινοβολία φθορισμού 87
Συντελεστές απορρόφησης 88
Μονάδες μέτρησης ακτινοβολίας 90
4 Φυσική ραδιενέργεια 93
Σταθεροί και μη σταθεροί πυρήνες 94
Η φύσης των ακτινοβολιών 95
Ανιχνευτές ακτινοβολίας 98
Απαριθμηταί Geiger-Mueller 99
Γάμμα κάμερα (γ-camera) 101
Θάλαμοι ιονισμού Wilson και φυσαλίδων 102
Ενέργειες ακτινοβολιών και πυρηνικά φάσματα 105
Νόμος των ραδιενεργών διασπάσεων 107
Ραδιενεργές σειρές 112
Ραδιενεργός ανάπτυξη και διάσπαση 115
Η ηλικία της Γης 119
Ραδιενεργός ισορροπία 122
Παραγωγή ραδονίου 125
Η γ δραστηριότητα του ραδονίου δείγματος 126
Το ράδιο ισοδύναμο του ραδονίου 126
Δευτερεύουσες ακτινοβολίες με τη σύλληψη ενός τροχιακού ηλεκτρονίου 127
Εσωτερική μετάβαση 128
Οι κίνδυνοι από τη ακτινοβολία 128
Οι ακτινοβολίες ραδίου στη ιατρική 130
Μονάδες ραδιενέργειας και η έκθεση στη ακτινοβολία 131
Ιατρική χρήση του ραδίου 132
Οι χρήσιμες ακτινοβολίες 133
5 Η εμβέλεια του ηλεκτρονίου 135
Η ανακάλυψη του νετρονίου 136
Επιταχυντές θετικών ιόντων 140
Το πείραμα του Cockcroft-Walton 140
Οι πυρηνικές εξισώσεις μάζας-ενέργειας και η τιμή Q 142
Σύστημα συντεταγμένων στο κέντρο μάζας και το κατώφλι ενέργειας 145
Τεχνητή ραδιενέργεια 149
Πυρηνική ενέργεια σύνδεσης 151
Η επίδραση Mossbauer 156
Τα σωματίδια βομβαρδισμού 159
Οι αντιδράσεις των νετρονίων και οι τρόποι διάσπασης των νουκλιδίων 160
Ανάλυση ενεργοποίησης 163
Η ανακάλυψη της σχάσης 163
Η ενεργητικότητα των παραγομένων νετρονίων 164
Διατομές νετρονίων 165
Ταξινόμηση των νετρονίων 166
Αντιδράσεις ταχέων νετρονίων 167
Αντιδράσεις βραδέων νετρονίων 171
Πυρηνική σχάση 171
Πυρηνικός αντιδραστήρας 172
Η παραγωγή τεχνιτών ραδιοϊσοτόπων 174
Ανάλυσης της ενεργοποίησης 175
Θεραπεία με νετρόνια 176
Δοσιμετρία νετρονίων 177
Τα προϊόντα σχάσης και σωματίδια μόλυνσης 178
6 Χημικές επιδράσεις της ακτινοβολίας 181
Ιονισμός και χημική απόδοση 182
Μοριακή διέγερση 182
Άμεσος και έμμεσος δράσης 184
Η επίδραση της ακτινοβολίας στο νερό 185
Παραγωγή ριζών με διέγερση 188
Οξείδωση του δισθενούς σιδήρου 189
Θειούχος δισθενής σίδηρος σαν δοσίμετρο 189
Ελάττωση του θειούχου Δημήτριου (Ce) 191
Η επίδραση της ακτινοβολίας σε ενώσεις που περιέχουν χλώριο 191
Τα αποτελέσματα της ακτινοβολίας σε μεγάλα μόρια 193
7 Η σχέση δόσης και ανταπόκρισης σε μακρομόρια 195
Στοιχειώδης θεωρία στόχου 195
Ακτινοβολία σε υψηλή LET 196
Ενδιάμεσες τιμές της LET 197
Τυχαίος ιονισμός στο όγκο 199
Το σχήμα του στόχου και το μοριακό βάρος 200
Θεωρία των πολλαπλών επιτυχιών 200
8 Τα αποτελέσματα της ακτινοβολίας σε κυτταρικό επίπεδο 203
Κυτταρική ευαισθησία 203
Νόμος των Bergonie και Tribondeau 204
Αναπαραγωγή με την μίτωση 204
Αναπαραγωγή με μείωση 205
Η σύσταση των χρωμοσωμάτων 206
Τα αποτελέσματα της ακτινοβολίας στο DNA 206
Αναστολή της μίτωσης 208
Χρωμοσωμικές ανωμαλίες 208
Αυθόρμητες ανωμαλίες σε χρωμοσώματα 209
Σημειακές μεταλλάξεις 210
Γενετικές συνέπειες των μεταλλακτικών γονιδίων 211
Σχέση πυρήνα προς το κυτταρόπλασμα 212
Η επίδρασης της ακτινοβολίας στο κυτταρόπλασμα 212
Επίδραση της ακτινοβολίας στην κυτταρική μεμβράνη 213
Επίδραση περιβαλλοντολογικών παραγόντων 214
9 Επίδραση της ακτινοβολίας στα θηλαστικά 217
Οι πρώτες εμπειρίες 217
Ασθένεια της ακτινοβολίας 217
Οι σχέσεις μεταξύ χρόνου επιβίωσης και δόσης 218
Η έκταση της θανατηφόρας δόσης 219
Μεταβολές στην ευαισθησία της ακτινοβολίας 220
Η συνάρτηση του Gompertz 221
Η στατιστική της θνησιμότητας από την ακτινοβολία 223
Το διάγραμμα ακεραιότητας (Probit) 224
Προσεγγιστικές μέθοδοι 226
Γαστρεντερικός θάνατος 226
Θάνατος του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος 227
Χρόνια έκθεση ακτινοβολίας 228
Η ελάττωση της ζωής από τα αποτελέσματα της ακτινοβολίας 229
Ανάλυσης δεδομένων κατά την διάρκεια της ζωής 230
Καρκινογένεση 232
Τα γενετικά αποτελέσματα της ακτινοβολίας 234
10 Η παθολογική φυσιολογία της βλάβης από την ακτινοβολία 237
Από τον ιονισμό στη βλάβη 237
Χρόνος για την βλάβη της ακτινοβολίας 238
Τα λεμφοκύτταρα και η οξύτατη ακτινοβολία 239
Τα κοκκιοκύτταρα 240
Τα ερυθροκύτταρα 241
Αιμοπετάλια 242
Ο θύμος και ο σπλήνας 243
Μυελός των οστών 243
Ο οφθαλμός 244
Το Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (ΚΝΣ) 245
Tο γαστρεντερικό σύστημα 245
Η επίδραση της ακτινοβολίας σε άλλα όργανα 246
Ακτινοβολία και φυσιολογική ένταση 247
Η επίδραση του οξυγόνου 247
Χημικοί προστατευτικοί παράγοντες 248
11 Η προστασία από την ακτινοβολία 251
Πρόληψη αλλά όχι θεραπεία 251
Η φιλοσοφία των ευπρόσδεκτων κινδύνων 252
Τα πρώτα προβλήματα από την ακτινοβολία 253
Η εισαγωγή της μονάδας Roentgen 253
Διεθνής επιτροπή για την προστασία από ακτινοβολία 254
Οι τιμές ΜΕΔ (Μέγιστες επιτρεπόμενες δόσεις) 255
Κανονισμοί ακτινοβολίας και πηγής 256
Αξιωματούχος ασφάλειας της ακτινοβολίας 257
Απόσταση χρόνος και θωράκιση 258
Διαδικασίες παρακολούθησης 258
Μόλυνση και απομάκρυνση της μόλυνσης 259
Η απομάκρυνση των ραδιενεργών καταλοίπων 260
Νόμιμες επιπτώσεις 261
Στοιχεία από έκθεση στη ακτινοβολία 262
Βιβλιογραφία 265
Ευρετήριο 275