Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Единицы активности и дозы ионизирующих излучений
|
|
Активность (А) радиоактивного вещества – число спонтанных ядерных превращений (dN) в этом веществе за малый промежуток времени (dt):
.
1 Бк (беккерель) равен одному ядерному превращению в секунду. В литературе, изданной до 1996 года часто ввстречается прежняя (внесистемная) единица – Кюри (Ки): 1 Ки = 3, 7 1010 Бк.
Экспозиционная доза (характеризует источник излучения по эффекту ионизации):
где dQ – полный заряд ионов одного знака, возникающий в воздухе в данной
точке пространства при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами вы малом объеме (dm) воздуха.
Экспозиционная доза на рабочем месте при работе с радиоактивными веществами:
где А – активность источника [мКи], К– гамма-постоянная изотопа [Р см2 / (ч мКи)] – из справочника, t – время облучения, r – расстояние от источника до рабочего места [см ].
При дозиметрическом контроле используется также мощность экспозиционной дозы 
[р× ч-1].
Поглощенная доза это фундаментальная дозиметрическая величина, определяемая по формуле:
.
Здесь dE – средняя энергия, переданная излучением веществу в некотором элементарном объеме, dm – масса вещества в этом объеме.
В системе СИ поглощенная доза измеряется в Дж× кг-1 и имеет специальнрое название грей (Гр). Ранее широко использовалась внесистемная единица «рад», поэтому следует помнить соотношение между этими единицами:
Величина поглощенной дозы зависит от свойств излучения и поглощающей среды. Поглощенная доза связана с экспозиционной дозой соотношением
Дпогл.= Дэксп.К1,
где К1– коэффициент, учитывающий вид облучаемого вещества (воздух, вода и т. п.), т. е. учитывающий отношение энергии, поглощаемой данным веществом, к электрическому заряду ионов, образованных в воздухе такой же массы. При экспозиционной дозе в 1 Р энергия -излучения, расходуемая на ионизацию 1 г воздуха равна 0, 87 рад, т. е. для воздуха
В человеческом организме:
- для воды К1= 0, 887 … 0, 975 рад/Р,
- для мышц К1= 0, 933 … 0, 972 рад/Р,
- для костей К1= 1, 03 … 1, 74 рад/Р.
В целом для организма человека при облучении от -источника коэффициент 
В условиях электронного равновесия экспозиционной дозе 1 Р соответствует поглощенная доза 0, 88 рад.
В дозиметрической практике часто сравнивают радиоактивные препараты по их -излучению. Если два препарата при тождественных условиях измерения создают одну и ту же мощность экспозиционной дозы, то говорят, что они имеют одинаковый -эквивалент.
Гамма-эквивалент mRa источника – условная масса точечного источника 226Ra, создающего на некотором расстоянии такую же мощность экспозиционной дозы как и данный источник. Единица – 1кг-экв Ra.
В связи с тем, что одинаковая доза различных видов излучения вызывает в живом организме различное биологическое действие, введено понятие эквивалентной дозы.
Поглощенная доза не учитывает того, что при одинаковой поглощенной энергии -излучение, например, гораздо сильнее воздействует на живую ткань, чем - или -излучение, так как его ионизирующая способность в несколько раз выше. Если принять во внимание этот факт, то дозу следует умножить на коэффициент, отражающий неодинаковую ионизирующую способность различных видов излучения.
Эквивалентная доза (Н) – величина, введенная для оценки радиационной опасности хронического облучения излучением произвольного состава
Н = Д Q [Зв] 1 Зв = 100 бэр.
Q – безразмерный взвешивающий коэффициент для данного вида излучения. Для рентгеновского и g-излучения Q=1, для альфа-, бета-частиц и нейтронов Q=20.
При расчете эквивалентной дозы для -активных нуклидов учитывается еще и коэффициент распределения дозы. КР, учитывающий влияние неоднородности распределения нуклидов в ткани и его канцерогенную эффективность по отношению к 226 Ra.
До 1996 года в СССР, а затем в в СНГ в качестве единицы измерения эквивалентной дозы использовался «бэр» – поглощенная доза любого вида излучения, которая вызывает равный биологический эффект с дозой в 1 рад рентгеновского излучения. Таким образом, бэр – “биологический эквивалент рада”. С 1996 года на территории России использование старых внесистемных единиц «рад», «бэр», а также «кюри» в литературе, официальных документах не допускается. В системе СИ единицей измерения для эквивалентной дозы является зиверт (Зв). Соотношение с прежней единицей то же, что и для поглощенной дозы: 1Зв = 100 бэр.
При определении эквивалентной дозы следует учитывать также, что одни части тела (органы; ткани) более чувствительны к облучению, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение рака в легких более вероятнее, чем в щитовидной железе, мышечной ткани, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения органов и тканей также следует учитывать с разными коэффициентами. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав их по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу (рисунок 2), отражающую суммарный эффект облучения для организма; она также измеряется в зивертах. Эффективная эквивалентная доза используется для оценки риска отдаленных последствий облучения.
Просуммировав индивидуальные эквивалентные дозы, мы получим коллективную эффективную эквивалентную дозу, которая измеряется в человеко-зивертах (чел-Зв).
Однако многие радионуклиды распадаются очень медленно (например, уран 238 - п/п = 4, 47 млрд. лет, U234– 245000 лет, торий 230 – 8000 лет, Ra226– 1600 лет) и останутся радиоактивными и отдаленном будущем. Коллективную эффективную эквивалентную дозу, которую получат многие поколения людей от какого-либо радиоактивного источника за все время его дальнейшего существования называют ожидаемой (полной) коллективной эффективной эквивалентной дозой.