И з м е р е н и е д о з о б л у ч е н и я

Измерение доз облучения людей в полевых условиях называют полевой дозиметрией. При этом принято определять указанные дозы двумя основными способами - по количеству энергии ее, поглащенной исследуемым объектом или по размеру ионизационного эффекта радиации. В соответствии с этим существуют понятия двух видов доз проникающей радиации: поглощенной и экспозиционной.

П о г л о щ е н н а я д о з а - количество энергии любого вида излучения, поглощенное единицей массы какого-либо вещества:

W

Dп = -----

m

где " W " - поглощенная энергия излучения, а " m " - масса облучаемого вещества.

Международной системой единиц " СИ" в качестве единицы поглощенной дозы рекомендуется джоуль на килограмм (дж/кг). Это количество энергии в один джоуль, поглощенное одним килограммом облученного вещества. В полевых медицинских дозиметрических исследованиях упомянутой единицей не пользуются, так как она слишком велика. Для практического применения значительно удобнее производная единица, равная 0,01 дж/кг (100 эрг/г) - р а д.

Тысячная доля рада называется миллирадом.

Э к с п о з и ц и о н н а я д о з а - количественная характеристика излучений, основанная на их ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе и выраженная отношением суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованного излучением, поглощенным в некоторой массе воздуха к массе этого воздуха:

q

Dэ = -----

m

где Dэ - экспозиционная доза, q - количество зарядов, образованных гамма-излучением в воздухе с массой m.

Единицей экспозиционной дозы гамма-излучений в системе " СИ " является кулон на килограмм (к/кг). Это такая доза излучения, при которой сопряженная с гамма-излучением корпускулярная эмиссия (т.е. электроны, позитроны и другие заряженные частицы, образующиеся при воздействии этого излучения на атомы) в одном килограмме сухого воздуха образует ионы, несущие заряд в один кулон электричества каждого знака. Указанная единица в полевых медицинских дозиметрических исследованиях не применяется, так как она слишком велика. Практически широко используется другая, внесистемная единица-р е н т г е н (Р).Это такое количество энергии гамма-излучения, которое при поглощении в 1 см³ чистого сухого воздуха при температуре 0 градусов Цельсия и давлении 760 мм рт.ст. образует 2,08 х 10 в 9 степени пар ионов. Между единицами "Рентген" и " дж/кг" существует следующая количественная зависимость:

-4

1 р = 2,58 х 10 к/кг;

-4

1 р = 87,7 х 10 дж/кг.

Измерение дозы в рентгенах допустимо только для гамма-излучений с энергией квантов не более 3 мэв; при больших энергиях квантов не соблюдается условие количественно одинакового выхода и входа в облучаемый объем воздуха (или другого вещества) электронов, образующихся при воздействии гамма-излучения с атомами. Единица "Рентген" непригодна также для измерения доз корпускулярного излучения.

Экспозиционную дозу иногда рассматривают как дозу у поверхности облучаемого объекта, а поглощенную дозу,как дозу внутри объекта. В некоторых случаях связь между единицами "Рентген" и " рад " иллюстрируют следующей аналогией. Если лектор читает лекцию в аудитории, то поток слов, "проходящий через студента (из уха в ухо)" аналогичен экспозиционной дозе (в рентгенах), а та часть этого "потока", которая остается в мозге студента, аналогична поглощенной дозе (в радах). Однако приведенная аналогия очень условна, так как при учете экспозиционной дозы в конечном счете также рассматривается поглощенная воздухом энергия излучения, расходующаяся на ионизацию атомов и молекул.

Относительно несложными математическими способами можно установить количественные соотношения между поглощенной и экспозиционной дозами, которые в отношении единиц " Рентген" и " дж/кг" уже приведены выше. Эти соотношения зависят от линейных коэффициентов поглощения энергии радиоактивных излучений в воздухе и различных материалах, характеризующихся определенной величиной своей плотности. Не останавливаясь на характеристике этих математических расчетов, укажем лишь их конечный результат (соотношение между Рентгеном и радом при поглощении энергии излучения в воздухе):

1 р = 0,877 рад;

1 рад = 1,14 р.

Мягкие ткани животных и человека, некоторые материалы (пластмассы) воздухоэквиваленты. Это значит, что количество энергии гамма-излучений, поглощаемое в одном грамме мягких тканей (кровь, мышцы, печень, почки,вода и т. д.) или пластмассы и в одном грамме воздуха, является близким. Однако для более точных расчетов поглощенной дозы в биологических тканях используется следующая математическая формула:

D рад = f х D р,

где D рад - поглощенная доза в радах, f - так называемый "коэффициент перехода ",значения которого определяются по таблице и D р - экспозиционная доза в рентгенах. Как видно из таблицы, при любой энергии фотонов показания приборов о дозах облучения мышц и воды (крови) в рентгенах будут фактически равны дозам облучения в радах. То же самое касается костной и жировой тканей, при энергии фотонов в мэв и выше.

Биологическое действие проникающей радиации зависит от характера самой радиации (непосредственно ионизирующее излучение, косвенно ионизирующее излучение и т.п.) и размера так называемого "коэффициента качества ". Последний определяется в зависимости от линейных потерь энергии в воде первичными или вторичными заряженными частицами (в последнем случае при облучении косвенно ионизирующим излучением).Величины коэффициентов качества для нейтронов приведены в таблице. Эти коэффициенты учитываются при расчете степени радиационной опасности хронического облучения людей смешанным ионизирующим излучением. При этом биологический эффект радиации определяют по так называемой "эквивалентной дозе ".

Равно- эффективная доза - поглощенная доза однократного корпускулярного излучения, эквивалентная по биологическому эффекту определенной дозе однократного гамма-излучения.

Степень опасности для людей и последствия внешнего радиоактивного облучения зависят от:

- полученной дозы;

- продолжительности облучения;

-характера облучения (одностороннее, многостороннее; облучение всего организма или только отдельных органов или частей тела);

- индивидуальных особенностей организма.

Чем больше доза облучения, тем сильнее поражение. Доза радиации, полученная за малый промежуток времени, вызывает более тяжелое заболевание, чем облучение других частей тела.

Облучение людей и животных в течение первых четырех суток считается однократным, а в течение пяти и более суток - многократным.

Для определения ориентировочной опасности радиоактивного облучения в военное время необходимо сопоставление результатов дозиметрического исследования с некоторыми приводимыми ниже цифровыми данными.

Воздействие проникающей радиации в дозах до 50 р обычно не приводит к снижению бое- и работоспособности. При облучении в дозах от 50 до 100 р выходит из строя в течение первых двух недель 2-5% личного состава. Однократное воздействие радиации в дозах от 100 до 200 р может вызвать у людей лучевую болезнь первой (легкой) степени. Дозы радиации в 200-400р однократно обычно вызывают лучевую болезнь второй (средней) степени. В некоторых случаях при этом развивается лучевая болезнь третьей (тяжелой) степени. При однократном воздействии более высоких доз (400-600 р) развивается лучевая болезнь третьей степени или даже четвертой степени. Наконец, если доза радиации превышает 600 р,то развивается лучевая болезнь четвертой (крайне тяжелой) степени. Среднесмертельная доза гамма-облучения для человека (без лечения)составляет примерно 400-500 р.

Для людей, получивших однократные дозы облучения до 200-250 р, но не потерявших бое- и работоспособности,госпитализация в первые дни не обязательна. Эти люди направляются на стационарное лечение только после появления у них выраженных клинических проявлений общей лучевой болезни. Большинство людей, получивших однократные дозы облучения в 250-300 р и более, быстро теряют боеспособность и подлежат госпитализации сразу после облучения.

Максимально допустимые суммарные дозы для разной длительности внешнего гамма-облучения представлены в табл.3.

Т а б л и ц а № 3 Предельно допустимые дозы общего гамма-облучения в

военное время

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Характер облучения Допустимая доза (р)

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Однократное облучение в пределах

четырех дней при любой мощности

дозы 50

Многократное облучение в течение

периода от 10 дней до одного месяца 100

Многократное облучение в течение

первых трех месяцев 200

Суммарное облучение за год 300

---------------------------------------------------------------------------------------------------

В мирное время для лиц, которые непосредственно работают с источниками ионизирующих излучений (в том числе для врачей рентгенологов и радиологов) предварительно допустимая доза общего облучения составляет 3 р за квартал и 5 р за год.Та же доза населения не должна превышать 0,5 р в год.

В военное время дозы радиации за время полного распада радиоактивных веществ (радиоактивных осадков) могут характеризовать степень радиоактивного заражения местности после ядерных взрывов. Как известно, размеры зон с заданными уровнями радиации со временем непрерывно уменьшаются вследствие снижения уровней радиации в любой точке зараженного района. Данное обстоятельство серьезно затрудняет ведение схемы радиационной обстановки. В отличие от этого размеры зон заражения, характеризуемые заданными дозами радиации за время полного распада, не изменяются. В связи с этим отпадает необходимость обновлять с течением времени радиационную обстановку, нанесенную на карту (схему). В то же время именно дозы радиации являются основным критерием оценки поражающего действия. В настоящее время при оценке радиационной обстановки учитываются упомянутые дозы за время полного распада радиоактивных веществ.

О р г а н и з а ц и я к о н т р о л я р а д и о а к т и в н о г о о б л у ч е н и я

Контроль облучения личного состава в войсках осуществляется групповым и индивидуальным методами. Первый из них применяется в отношении рядового и сержантского состава подразделений, личный состав которых находится примерно в одинаковых условиях радиоактивного облучения. При этом доза облучения измеряется с помощью одного или индивидуальных дозиметров, выдаваемых на отделение (экипаж, расчет) и учитывается всему личному составу отделения (экипажа, расчета) как индивидуальная. Групповой метод применяется также в лечебных учреждениях.

Индивидуальный метод контроля распространяется на всех офицеров, а также на тех рядовых и сержантов, которые выполняют задания в отрыве от своих подразделений (разведчики, связисты, водители машин и т. д.).

Снятие показаний дозиметров производится после выхода людей из зон радиоактивного заражения или при нахождении в этих зонах по распоряжению командиров подразделений, а также при поступлении раненых и больных в медицинские учреждения. При длительном пребывании на зараженной местности периодичность снятия показаний дозиметров устанавливается начальником химической службы соединения (части).

Учет доз радиоактивного облучения в соединениях и частях на солдат и сержантов ведется строевыми отделами (отделениями), а на офицеров - отделами (отделениями) кадров; учет доз в подразделениях ведется командирами подразделений в журналах учета доз облучения. Полученные личным составом суммарные дозы облучения периодически записываются в карточки учета доз радиоактивного облучения,которые хранятся непосредственно у каждого военнослужащего: у солдат и сержантов в военном билете, а у офицеров - в удостоверении личности. Сведения о дозах облучения в вышестоящие инстанции представляются ежесуточно, а при однократном облучении дозами свыше 100 р - немедленно. Они включаются в оперативные сводки и боевые донесения.

Как для группового,так и для индивидуального контроля облучения применяются одни и те же индивидуальные дозиметры, небольшие по размерам, имеющие несложное устройство и простые в применении.