Разновидности доз и единицы их измерения

Применение ионизирующих излучений в клинической практике вызывает необходимость количественной оценки распределения энергии излучения в облучаемом объеме. Целью дозиметрического исследования является определение дозы излучения в какой-либо среде.

Доза – это величина энергии, поглощенной единицей массы или объема облучаемого вещества. Существует несколько разновидностей доз: доза в воздухе, на поверхности, в глубине облучаемого объекта. Доза, отнесенная к единице времени, называется мощностью дозы. Мощность дозы – это энергия, поглощенная в единице массы или объема облучаемого вещества за единицу времени.

Экспозиционная доза представляет собой дозу в свободном воздухе, при отсутствии рассеивающих тел. Она определяется степенью ионизации воздуха и характеризует, главным образом, источник рентгеновского и g-излучений излучения. При увеличении расстояния от источника до облучаемого объекта экспозиционная доза убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника до облучаемой поверхности. За единицу экспозиционной дозы рентгеновского и g-излучений принимается кулон на килограмм (Кл/кг).

Кулон на килограмм – экспозиционная доза рентгеновского и g-излучений, при которых сопряженная с этим излучением корпускулярная эмиссия на килограмм сухого атмосферного воздуха производит в воздухе ионы, несущие заряд в 1 Кл электричества каждого знака.

Внесистемной единицей экспозиционной дозы рентгеновского и g-излучений является рентген (Р). Рентген – это доза, при которой в 1 см³ сухого воздуха возникают ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу электричества каждого знака. 1 К/кг = 3880 Р.

Мощность экспозиционной дозы – экспозиционная доза, рассчитанная на единицу времени. В СИ она измеряется в амперах на килограмм (А/кг). Внесистемные единицы мощности экспозиционной дозы: рентген в секунду (Р/с), рентген в минуту (Р/мин) и рентген в час (Р/час). Между ними существуют следующие соотношения:

1 Р/с = 2,58x10^-4 А/кг; 1 Р/мин = 4,30x10^-6 А/кг, 1 Р/час = 7,17x10^-8 А/кг.

Доза в рентгенах или его производных, измеренная на поверхности облучаемого объекта или тела, называется поверхностной кожной дозой. Кожная доза при рентгеновском и гамма-излучении превышает дозу, измеренную в свободном воздухе на том же расстоянии от источника радиации, так как кожная доза складывается из поглощенной энергии первичного потока излучения и энергии рассеянного излучения, попадающего в кожу преимущественно из поверхностных тканей. С увеличением поля облученная кожная доза растет, так как увеличивается объем тканей, в которых образуется вторичное излучение. В то же время с увеличением энергии излучения кожная доза убывает, поскольку рассеянное излучение смещается в глубину по ходу пучка.

Поглощенная доза – основной количественный показатель воздействия ионизирующих излучений на облучаемые ткани. Она характеризуется величиной энергии, поглощенной в единице массы облучаемого вещества. В СИ единица поглощенной дозы – джоуль на килограмм (Дж/кг). Эта величина получила название «грей» (Гр). Грей – единица поглощенной дозы, при которой массе облученного вещества в 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж.

Внесистемной единицей поглощенной энергии излучения является рад – (радиационная адсорбированная доза) поглощенная энергия излучения, равная 100 эрг на 1 г облучаемого вещества. Доза, поглощенная за единицу времени, называется мощностью поглощенной дозы. 1 Гр = 100 рад.

Помимо экспозиционной и поглощенной доз существуют понятия эквивалентная и эффективная.

Доза эквивалентная – поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения.

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

Единицей эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Зиверт – эквивалентная доза любого излучения, поглощенная в 1 кг биологической ткани, создающая такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемная единица эквивалентной дозы – бэр (биологический эквивалент рентгена). 1 Зв = 100 бэр.

Доза эффективная – величина воздействия ионизирующего излучения, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения организма человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты. Единица эффективной дозы – зиверт (Зв). Внесистемная единица – бэр. 1 Зв = 100 бэр.

Доза эквивалентная или эффективная, ожидаемая при внутреннем облучении, – доза за время, прошедшее после поступления радиоактивных веществ в организм.

Глубинная доза – это доза, измеренная на определенной глубине от поверхности облучаемого объекта. Отношение дозы на глубине к дозе в свободном воздухе, выраженное в процентах, называется относительной, или процентной, глубинной дозой. Относительная глубинная доза возрастает с увеличением:

1. Расстояния от источника.

2. Энергии излучения.

3. Поля облучения.

Доза, измеренная в патологическом очаге, называется очаговой дозой.

Для планирования лучевой терапии и прогноза возможных лучевых реакций необходимо знать интегральную поглощенную дозу, под которой понимают энергию ионизирующего излучения, поглощенную во всей массе облученного вещества, или в облученном органе. В клинической радиологии употребляются понятия разовой и суммарной дозы. Под разовой дозой подразумевается количество энергии, поглощенной за одно облучение. Под суммарной дозой подразумевается количество излучения, подведенного за весь курс лечения. Необходимо различать и указывать, соответственно, разовую и суммарную интегральные дозы.

Активностью называется мера радиоактивности какого-либо количества радионуклида, находящегося в данном энергетическом состоянии в данный момент времени. Другими словами, это мера количества радиоактивного вещества, выражаемая числом радиоактивных превращений в единицу времени. В системе СИ единицей активности является обратная секунда (с^-1), называемая беккерель (Бк), т.е. один распад в секунду. Использовавшаяся ранее внесистемная единица активности кюри (Ки) составляет 3,7x10¹⁰ Бк.