Внесистемная – рад

Дозиметрия ионизирующего излучения. Поглощенная и экспозиционная дозы. Мощность дозы. Связь мощности дозы и активности. Дозиметрические приборы.

Дозиметрией называют раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором излучают величины, характеризующие действие ионизирующего излучения на вещества, а также методы и приборы для их измерения.

Вначале развитие дозиметрии было обусловлено необходимостью учета действия рентгеновских лучей на человека.

Ионизирующее излучение оказывает действие на вещество только тогда, когда оно взаимодействует с частицами, входящими в состав этого вещества. Поэтому часть излучения, которая проходит данное вещество (без поглощения) действия на него не оказывает.

Основной характеристикой действия ионизирующего излучения на вещество является энергия ионизирующего излучения, поглощенного единицей массы вещества за время облучения. Эту характеристику называют поглощенной дозой излучения Д_n.

Единицей измерения поглощенной дозы в СU является 1 Дж/кг. Внесистемная единица поглощенной дозы 1 рад (radiation absorbed dose)

(1 рад = 10^-2Дж/кг = 100 эрг/г).

Поглощенная доза зависит как от природы и свойств излучения (от энергии частиц), так и от природы вещества, в котором оно поглощается.

Непосредственное измерение поглощающей дозы в веществе, в глубине тканей живого организма затруднительно. Поэтому оценивают поглощенную телом дозу по ионизирующему действию излучения в воздухе, окружающем тело.

Вводят в связи с этим экспозиционную дозу Д_о, которая является мерой ионизации воздуха рентгеновскими и g-лучами. Единицей экспозиционной дозы в СU является /Кл/кг. На практике применяют рентген.

Рентген есть экспозиционная доза рентгеновского или g-излучения, при которой в результате полной ионизации в /см³ сухого воздуха (при 0⁰С и 760 мм рт.ст.) образуются ионы. Несущие заряд в одну электростатическую ед. количества электричества каждого знака.

Экспозиционная доза в 1 Рентген соответствует образованию 2,08×10⁹ пар ионов в 0,001293г сухого воздуха 1Р=2,58×10^-4Кл/кг.

Дозу (поглощенную и экспозиционную), отнесенную к единице времени, называют мощностью дозы.

Д_П – Поглощенная доза излучения – отношение энергии ионизирующего излучения, поглощенного облучаемой средой, к массе этой среды.

«СU» - Грей (Гр)

Внесистемная – рад

Грей – единица поглощенной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в «СU», равная 1 Дж/кг (названа в честь английского ученого С. Грея – 1670-1736 гг.)

Рад – внесистемная единица поглощенной дозы излучения, равная 0,01Дж/кг = 0,01Гр.

Д_О – Экспозиционная доза излучения – характеристика ионизационной способности рентгеновского и g-излучения, измеряемая по ионизации воздуха.

«СU» - Кулон/кг (Кл/кг)

Внесистемная - рентген (Р)

Рентген – внесистемная единица экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучения, равная 258 мкКл/кг (названа в честь немецкого физика В.К. Рентгена – 1845-1923).

Д_ЕД – Эквивалентная доза излучения – мера биологического воздействия ионизирующего излучения на организм, характеризует степень радиоактивной опасности.

3 инверт (3в) «СU» - Грей (Гр)

Внесистемная – бэр (биологический эквивалент рентгена)

1 БЭР = 0,01Гр (3в) Д_ЕД = К×Д_П, К – коэффициент качества (ОБЭ)

Интегральная доза излучения – общая доза ионизирующего излучения, поглощенная всей массой облучаемого тела или среды.

«СU» - Джоуль (Дж), Кулон (Кл)

Внесистемные – грамм·рад (г·рад), грамм·рентген (г·Р).

Р =Д/t

Соответственно единицей мощности дозы является: для поглощения – Вт/кг и рад/с; для экспозиционной дозы – А/кг, Р/час или мкР/с.

Между поглощенными и экспозиционными дозами существует следующая связь:

Д_n=fД_о,

где f – переходный коэффициент, зависящий от облучаемого вещества и энергии фотонов. Для воздуха f=0,88 и мало зависит от энергии фотонов.

Д_n=f_возд.Д_о=0,88Д_о

Для воды и мягких тканей тела человека f =1, следовательно, поглощенная доза в рядах численно равна соответствующей дозе в рентгенах. Это и обуславливает удобство и использования внесистемных единиц – рад и рентген. Для костной ткани f уменьшается с увеличением энергии фотонов ~ от 4,5 до 1.

Биологическое действие различных видов ионизирующего излучения отличается. В связи с этим в дозиметрию вводится биологическая доза Д_б. Единицей биологической дозы является биологический эквивалент рада (бэр). 1 бэр = 10^-2Дж/кг.

Биологическая доза в борах численно равняется произведению поглощенной дозы в радах на коэффициент, называемый относительной биологической эффективностью излучения (К):

Д_б(бэр)=Д_n(рад)·К

Фон за счет естественных радиоактивных источников (космические лучи, радиоактивность недр, воды, радиоактивность ядер, входящих в состав человеческого тела и др.) соответствует приблизительно дозе 125 мбэр. Предельно допустимой эквивалентной дозой при профессиональном облучении является 5 бэр за год. Летальной дозой от g-излучений считается 600 бэр.

Для изотопов, излучающих при распаде g-фотоны, активность связана с мощностью дозы определенным соотношением, т.к. при каждом распаде излучается один (или определенное число) фотон. Для источника излучения точечной формы мощность дозы в рентген/час прямо пропорциональна активности А источника, выраженной в мкюри, и обратно пропорциональна квадрату расстояния R в см от источника излучения до места определения дозы:

Р=

Кюри – активность радиоактивного изотопа, в котором в/с происходит 3,7×10¹⁰ распадов.

R_g - гамма-постоянная радиоактивного изотопа.