Элементы дозиметрии радиоактивных излучений

Дозиметрией называется раздел ядерной физики, в котором рассматриваются физические величины, характеризующие дей­ствие ионизирующих излучений на вещество, а также методы из­мерения этих величин.

При прохождении этих излучений через вещество они так или иначе взаимодействуют с веществом, которое поглощает их энергию. Поглощенной дозой называется величина, численно рав­ная энергии ионизирующего излучения, поглощенной единицей массы облучаемого вещества

В СИ поглощаемая доза измеряется в Дж/кг, эта единица назы­вается грей (Гр). Часто используется внесистемная единица рад (англ. radiation absorbed dose). 1 рад = 10^-2 Гр.

Мощность дозы характеризует энергию, поглощенную еди­ницей массы вещества в единицу времени:

Непосредственное измерение энергии, поглощенной веществом, в особенности внутри живой ткани, крайне затруднительно, тем более, что ткани разнородны по своему составу. В связи с этим для оценки действия рентгеновского и гамма-излучений введено понятие экспозиционной дозы D₀, которая определяется по сте­пени ионизации воздуха рентгеновским или гамма-излучением. В СИ экспозиционная доза измеряется в Кл/кг, но на практике более удобно использовать единицу, называемую рентгеном.

Поглощенная доза не полностью определяет те биологиче­ские эффекты, которые возникают при действии излучений на живые ткани. Биологическое действие в значительной степени зависит от характера излучения от его ионизирующей способ­ности. Для характеристики биологического действия данного излучения вводится единица биологической дозы — биологиче­ский эквивалент рентгена (бэр). Бэр — это такая доза любого ядерного излучения, при которой в тканях создается такой же биологический аффект, как при дозе гамма-излучения в 1 рент­ген (1 бэр = 0,01 Дж/кг). В бэрах измеряется так называемая эквивалентная доза:

где К — безразмерный коэффициент, называемый коэффициен­том качества, переводящий дозу в рентгенах в дозу в бэрах. Зна­чения коэффициента качества приведены ниже в таблице 1.

Значения коэффициентов качества. Табл. 1.

Вид излучения К

Рентгеновские и гамма-лучи, бета-частицы 1

Тепловые нейтроны 3-5

Нейтроны, быстрые протоны 10

Альфа-частицы 20

В системе СИ за единицу эквивалентной дозы принимает­ся 1 эиверт (Зв). Это единица соответствует поглощенной дозе 1 грей при k = 1 (1 Зв=100 бэр). Лля измерения дозы имеются специальные приборы — дозиметры. Они имеют различную кон­струкцию и позволяют осуществлять индивидуальный контроль за дозой радиации.