Параметры и единицы измерений ионизирующих излучений

Примечание. 1Р= 103мР= 106мкР; 1Гр= 103мГр = 106мкГр и т.д.

Активность (А) - мера радиоактивности какого-либо количества радиоактивного вещества, выражаемая числом радиоактивных превращений ядер атомов в единицу времени. Единицей измерения активности в системе единиц СИ принят беккерель (Бк). Беккерель соответствует активности, равной одному ядерному превращению в секунду (1Бк=1 расп/с).

Внесистемной единицей активности является кюри (Ки). Активности в 1Ки соответствует такое количество препарата данного РВ, в котором за 1с происходит 3,7*10'° ядерных превращений (1 Ки=3,7-10¹⁰ расп/с). Активность радиоактивных веществ связана с периодом их полураспада (Ti/₂). Чем выше активность РВ, тем меньше период их полураспада.

Для дозиметрической оценки эффекта действия ИИ на окружающую среду (воздух) и биологические объекты используют экспозиционную, поглощенную, эквивалентную и эффективную дозы.

Экспозиционная доза (Х или Д_эксп) характеризует эффект ионизации сухого воздуха потоком рентгеновского и гамма-излучений и свидетельствует о степени радиационной опасности излучений для человека. В системе СИ за единицу экспозиционной дозы принимается один кулон на килограмм (Кл/кг) - ионизация в одном килограмме сухого атмосферного воздуха, при которой образованные в воздухе ионы несут заряд в 1 Кл электричества каждого знака. Внесистемной единицей экспозиционной дозы является рентген (Р) - поток рентгеновского и гамма-излучений, который в 1см сухого воздуха при нормальных условиях (t = 0 °С, Р =1 атм) в результате всех ионизационных процессов образует ионы, несущие одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака.

По экспозиционной дозе нельзя судить о степени поражения человека, так как она не учитывает воздействие всех видов излучения (учитывает только рентгеновское и гамма-излучение). Кроме того, не весь поток ИИ в воздухе оказывает поражающее действие на человека. Часть ИИ отражается от поверхности тела человека, другая часть пронизывает его насквозь, не производя разрушающей работы.

Степень, глубина и форма лучевых поражений, развивающихся у биологических объектов, зависит в первую очередь от величины поглощенной энергии излучения. Для характеристики этого показателя используется понятие поглощенной дозы.

Поглощенная доза (Д_п)- это энергия, поглощении! единицей массы облучаемого вещества. За единицу поглощенной дочы и системе СИ принимается 1 Грей (Гр) - поглощенная доза излучении, переданная массе облучаемого вещества в 1 кг и измеряемая энергией и 1 Дж любого ионизирующего излучения (1Гр = 1 Дж/кг).

Внесистемной единицей поглощенной дозы является 1 рад, Рад - это такая поглощенная доза, при которой количество поглощенной энергии в 1 г любого вещества составляет 100 эрг (независимо от вида излучения).

Известно, что при одной и той же поглощенной дозе биологический эффект воздействия на людей различен для различных видов ионизирующего излучения. Так как поглощенная доза однозначно не определяет степень воздействия ионизирующего излучения на живой организм, используется параметр - эквивалентная доза.

Эквивалентная доза (Н) - поглощенная доза в органе или ткани (Т), умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент W для данного вида излучения R (W_R)

(5.1)

где D_T,R - средняя поглощенная доза излучения вида R в органе или ткани Т.

При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения:

(5.2)

Единицей эквивалентной дозы в системе СИ является зиверт (Зв). Зиверт равен эквивалентной дозе, при которой произведение поглощенной дозы в биологической ткани на средний взвешивающий коэффициент равно 1 Дж/кг.

Внесистемной единицей эквивалентной дозы является бэр (биологический эквивалент рада). 1 бэр = 10^-2 3в.

Значения множителя поглощенной дозы W_R для различных видов R ионизирующих излучений равны:

гамма и бета излучения..................... …………... 1;

протоны............................................. ………….. 5;

нейтроны с различной энергией....... ……………… 5-20;

альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра…… 20.

При радиационном излучении различные органы и ткани человека имеют различную чувствительность, что необходимо учитывать при прогнозе отдаленных последствий облучения. Для этой цели используется обобщающий параметр - эффективная доза.

Эффективная доза (Е) - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиационной чувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты:

(5.3)

где Н_Т - эквивалентная доза в органе и ткани Т,

W_T - взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т.

Единица эффективной дозы в системе СИ - зиверт (Зв), внесистемная единица - бэр.

Взвешивающий коэффициент (множитель) W_T при расчете эффективной дозы принимается для различных органов равным:

гонады................ ………………..0,2;

костный мозг (красный) …………0,12;

кишечник, легкие, желудок………0,12;

печень, щитовидная железа……….0,05;

кожа................... …………………..0,01.

На практике чаще всего рассчитывается годовая эффективная доза, учитывающая внешнее и внутреннее облучение человека за календарный год.

Таким образом, поглощенная доза используется для принятия неотложных решений по защите людей, эквивалентная доза введена для оценки радиационной опасности хронического облучения различными видами излучения, эффективная доза - для прогноза возможных отдаленных последствий облучения людей.

Степень загрязнения местности радиоактивными веществами характеризуется мощностью дозы (уровнем радиации).

Мощность дозы излучения - величина дозы ионизирующего излучения, отнесенная к единице времени (ч, с).

В международной системе единицей измерения мощности поглощенной дозы принят фей в час (Гр/ч). Ее производные - миллигрей в час (1мГр/ч = 1 • 10^-3 Гр/ч), микрогрей в час (1мкГр/ч = 1 • 10^-6 Гр/ч). Внесистемной единицей измерения поглощенной МДИ является показатель рад/ч (мрад/ч, мкрад/ч).

После окончания радиоактивного загрязнения местности происходит спад мощности дозы во времени. Характер спада радиации на местности зависит от состава выпавших радиоактивных веществ (см. главу 10).

Уровень (степень) радиоактивного загрязнения (ДЗ) является параметром, характеризующим наличие РВ на открытых поверхностях оборудования рабочих помещений, транспортных средств, одежды, СИЗ, кожи и др. в количествах, превышающих их естественное содержание.

Различают снимаемое (нефиксированное) и неснимаемое (фиксированное) радиоактивное загрязнение поверхности.

Снимаемое (нефиксированное) радиоактивное загрязнение - радиоактивные вещества, которые переносятся при контакте на другие предметы и удаляются при дезактивизации.

Неснимаемое (фиксированное) радиоактивное загрязнение - радиоактивные вещества, которые не переносятся при контакте на другие предметы и не удаляются при дезактивизации.

В системе СИ ДЗ измеряется в беккерелях на квадратный метр -Бк/м² (или Бк/см²). Внесистемной единицей является число частиц в минуту на квадратный сантиметр [част./(мин • см )].

Для характеристики заражения сыпучих и жидких веществ используют показатели - удельная и объемная активность, измеряемые соответственно в Бк/кг, Бк/см³ или в част./(мин • кг), част./(мин • см³).