Дозиметрические величины и единицы их измерения

Вещества, способные создавать ионизирующие излучения, различаются активностью (А), т.е. числом радиоактивных превращений в единицу времени.

Единицей измерения активности является одно ядерное превращение в секунду, В системе единиц СИ она получила название беккерель (БК).

За внесистемную единицу активности принят кюри (Ки) - актив­ность такого количества радионуклида, в котором происходит1КИ= 3,7*10¹⁰актов распада в секунду. На практике широко пользуются производными единицами:(мКи) и (мкКи). Под удельной активностью пони­мают активность, отнесенную к единице массы или объема, например Ки/г, Ки/л и т. д.

Для характеристики воздействия ионизирующего излучения на ве­щество введено понятие дозы облучения.

Доза излучения (облучения) - это количество энергииионизирующе­го излучения, поглощенное единицей массы за время облучения. Разли­чают экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы (табл.).

Таблица 4.3 Числовая зависимость между системными и внесистемными единицами активности и доз излучения

На организм воздействует не вся энергия излучения, а только поглощенная энергия. Количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела (тканями организма), называется поглощенной дозой Dп. Она определяется как отношение поглощенной энергии к массе вещества.

Dп=W/m,

где W - поглощенная энергия ионизирующего излучения, Дж; т - масса вещества, кг.

Единица поглощенной дозы - грей (Гр), 1 Гр = 1 Дж/кг. На практике

применяется также внесистемная единица - рад, 1 рад = 100 эрг/г =

=1· 10-2 Дж/кг = 0,01 Гр.

Поглощенная доза излучения зависит от свойств излучения и погло-щающей среды. Однако она не может служить характеристики рентге-новского и у-излучений по их воздействию на среду.

До последнего времени в качестве характеристики рентгеновского и ϒизлучений по эффекту ионизации используют так называемую экспози-ционную дозу. Экспозиционная доза (D_эксп) -излучения выражает энергию фотонного излучения, преобразованную в кинетическую энергию вторичных электро-нов, производящих ионизацию в единице массы атмосферного воздуха.

D_э=q/m_в

где q -суммарный электрический заряд, Кл; m_в – масса воздуха, кг.

За единицу экспозиционной дозы принимают кулон на килограмм (Кл/кг) – доза, при воздействии которой на 1 кг сухого атмосферноговоздуха при нормальных условиях образуются ионы, несущие 1 Кл элек­тричества каждого знак.

Внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген (Р). 1 рент­ген - это такая доза гамма-излучения, при которой в 0,001293 г (1см³ сухого воздуха при нормальных условиях) образуются ионы, несущие за­ряд в одну электростатическую единицу количества электричества каж­дого знака; 1 Р = 2,58' 10-4 Кл/кг = 0,88 рад.

Поглощенная доза не учитывает, какой вид излучения воздействовал на организм человека. Если принять во внимание этот факт, то дозу следует умножить на коэффициент, отражающий способность излучения данного вида повреждать ткани организма. Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной дозой D_экв. Ее вычисляют по формуле:

D_экв=D_погл·К_Кач,

где D_погл - поглощенная доза; К_кач- безразмерный коэффициент качества излучения, характеризующий степень неблагоприятных последствий при облучении разными видами излучения.

Например, для -ϒ и Ḃ - излучения: К=1, для α-излучения с энергией меньше 10 МэВ, этот коэффициент принимают равным 20.

Единицей измерения эквивалентной дозы является бэр(биологичес­кий эквивалент рада). Один бэр соответствует такому облучению орга­низма, при котором наблюдается тот же биологический эффект, что и при дозе гамма-излучения в один рад. В системе СИ раду соответствуетгрей (1 Гр = 100 рад = 1 Дж/кг), а бэру соответствует зиверт(1 3в = 100 бэр).

Разные органы или ткани тела человека имеют разные чувствитель­ности к излучению. Например, при одинаковой эквивалентной дозе облу­чения возникновение рака в легких более вероятно, чем в. щитовидной железе. Поэтому введено понятие эффективной эквивалентной дозы (D_экв), которая определяется как произведение поглощенной дозы на средний коэффициент качества действующих видов ионизирующих излучений. Коэффициент качества (К_кач) характеризует зависимость неблагоприятных биологических последствий обучения человека от способности ионизирующего излучения различного вида передавать энергию облучаемой среде (табл. 4.4 ) По существу, биологические эффекты, вызываемые любыми ионизирующими излучениями, сравниваются с эффектом от рентгеновского и гамма-излучения.

Таблица 4.4