Поглинена й експозиційна дози. Одиниці вимірювання дози випромінювання
Для визначення поглиненої енергії будь-якого виду випромінювання в середовищі використовують поняття поглиненої дози випромінювання.
Поглинена доза випромінювання визначається енергією, яка поглинається одиницею маси опроміненої речовини. За одиницю поглиненої дози випромінювання приймається джоуль на кілограм (Дж/кг). Джоуль на кілограм- поглинена доза випромінювання, яка відповідає енергії в один джоуль будь-якого іонізуючого випромінювання, що поглинається масою в один кілограм опроміненої речовини. В системі СІ одиницю поглиненої дози будь-якого випромінювання називають грей (Гр), 1 Гр = 1 Дж/кг. .
Позасистемною одиницею поглиненої дози випромінювання є рад. Один рад відповідає поглиненій енергії в 10-5 Дж на 1кг будь-якої речовини: 1 рад = 10-5 Дж/кг = 0,01 Гр. Відповідно до вищевикладеного
(3.6.1.1)
де Dпогл. - поглинена доза випромінювання, ΔE - енергія, поглинена речовиною, що опромінюється, Δm - маса речовини.
Величина поглиненої дози випромінювання залежить від властивостей випромінювання і поглинаючого середовища.
Для характеристики дози з точки зору іонізації застосовується так звана експозиційна доза рентгенівського й γ - випромінювання. Експозиційна доза виражає енергію випромінювання, перетворену в кінетичну енергію заряджених частинок в одиниці маси атмосферного повітря.
За одиницю експозиційної дози рентгенівського й γ - випромінювань приймається кулон на кілограм - 1 Кл/кг. Кулон на кілограм це така експозиційна доза рентгенівського й γ - випромінювань, при якій пов’язана з цим випромінюванням корпускулярна емісія на кілограм сухого повітря при нормальних умовах (при t0 = 0°C і тиску 760 мм рт. ст.) створює у повітрі іони, які мають заряд в один кулон електрики кожного знака.
Позасистемною одиницею експозиційної дози рентгенівського й γ - випромінювань є рентген. Рентген – одиниця експозиційної дози фотонного випромінювання, при проходженні якого крізь 0,001293 г повітря в результаті завершення всіх іонізаційних процесів в повітрі створюються іони, що несуть заряд 3,33·10-10 Кл (одну електростатичну одиницю кількості електрики) кожного знака. Маса 0,001293 г - це маса 1 см3 атмосферного сухого повітря за нормальних умов: при температурі 0оС та тиску 1,013.105 Па (760 мм рт.ст.). Експозиційна доза може також вимірюватись в долях рентгена - мілірентгенах - мР або в мікрорентгенах - мкР (1 Р = 103 мР = 106 мкР).
Величину експозиційної дози можна оцінити за допомогою формули
(3.6.1.2)
де Dексп. - експозиційна доза рентгенівського й γ - випромінювань; ΔQ - заряд, що виникає у результаті іонізації повітря в елементі об’єму; Δm - маса повітря, що опромінюється, у цьому об’ємі.
Експозиційній дозі 1 Р відповідає величина в системі СІ (Дж/кг)
Dексп. = .
Якщо врахувати, що середня енергія утворення іонів у повітрі Е = 34 еВ і n=2,08.109 1/см3, то одиниці експозиційної дози "рентгену" буде відповідати:
Dексп. = n · Е = 2.08 ·109 · 34 ·10-6 = 7.06 ·104 МеВ/см3 .
При перерахуванні на один грам повітря "рентгену" буде відповідати:
Dексп.= n · Е = 1.61 ·1012 · 34 ·10-6 = 5.47 ·107 МеВ/г.
Отже, для одержання експозиційної дози в один рентген потрібно, щоб енергія, витрачена на іонізацію в одному кубічному сантиметрі повітря (або грамі), відповідно дорівнювала
1 Р = 7.06 ·104 МеВ/см3 = 5.47 ·107 МеВ/г .
Співвідношення між поглинутою дозою випромінювання Dпогл. , вираженою в радах (1рад = 10-5 Дж/г), і експозиційною дозою рентгенівського й γ - випромінювань Dексп. , вираженою в рентгенах (1Р = 87.7 ·107 Дж/г), для повітря має вигляд:
Dексп. = 0.877 Dпогл. .
Із зіставлення доз випливає, що в умовах електронної рівноваги при експозиційній дозі, рівній одному рентгену, поглинута доза дорівнює 0.877 рад, або 0,00877 Гр. (1 рад = 0,01 Гр)
Дата добавления: 2015-08-26; просмотров: 1231;