Ионизирующая радиация и наследственность человека

Впервые теоретические основы вопроса, главные выводы в этой области были представлены научными работами Надсона и Филиппова (1925), Мёллера (1927), Тимофеева-Рессорского (1930) и целой плеяды других исследовате­лей, получивших неопровержимые доказательства того, что:

1. Ионизирующая радиация способна вызывать все известные виды наслед­ственных перемен (изменений наследственных структур).

2. Спектр мутаций, индуцированных ионизирующей радиацией не отличает­ся от спектра спонтанных мутаций.

3. Частота летальных мутаций в половых клетках возрастает прямо про­порционально дозам ионизирующей радиации.

4. Фракционирование доз не влияет на частоту возникновения мутаций.

5.   Эффекты абберации зависят от ЛПИ и энергии излучений.

6. Общая частота хромосомных перестроек увеличивается пропорционально квадрату дозы, а вероятность одновременного формирования несколь­ких независимых событий равняется произведению вероятностей их возникновения.

7. Мутационные события в соматических клетках выражаются как в гибели клеток, так и в приобретении ими новых наследуемых свойств, выво­дящих их из под контроля организма.

8. Безкислородная атмосфера (гипоксия) является в некотором роде за­щитным элементом.

Эффекты излучения детерминированные - клинически выявляемые патоло­гические изменения формируемые ионизирующей радиацией, в отношении возникновения которых предполагается наличие дозового порога, при облуче­нии ниже которого эффект не проявляется, а выше - тяжесть поражения оп­ределяется дозой.

Такие эффекты являются неизбежным следствием облуче­ния, при котором полученные дозовые нагрузки превышают определенный, (конкретный для каждого вида тканей) порог радиорезистентности.  К ним относятся ближайшие соматические эффекты, возникающие спустя часы, дни, месяцы после облучения (острая лучевая реакция, острая и хроническая лучевая болезнь, лучевые поражения кожи и слизистых оболочек), а также отдаленные соматические эффекты, развивающиеся через года и десятилетия (лучевая катаракта, бесплодие, склеротические и дистрофические измене­ния разных тканей и пр.).

Характер и тяжесть порогового эффекта находятся в прямой зависимос­ти от величины дозы облучения.  Определенное значение имеют, кроме того, индивидуальные особенности, исходное состояние здоровья человека, под­вергшегося радиационному воздействию, а также, условия облучения: режим сообщения дозы (однократное или протяженное во времени облучение), вид лучевого воздействия (внешнее, внутреннее, сочетанное), масштабы облу­чения (общее генерализованное или локальное, равномерное или неравно­мерное) и пр.

В зависимости от перечисленных факторов детерминирован­ные (пороговые) эффекты выражаются в патологических состояниях разной степени тяжести вплоть до летального исхода.

Осуществляя регламентацию радиационного воздействия, мы исходим из необходимости полного исключения облучения людей в дозах, сопровождаю­щихся развитием детерминированных (пороговых) эффектов.

По различным оценкам, минимальный дозовый порог, превышение которо­го должно рассматриваться как потенциально опасное для здоровья, нахо­дится в диапазоне от 0,2 Зв до 0,5 Зв (20-50 Бэр) при однократном облу­чении всего тела, взрослого (старше 18 лет), здорового человека.

Эффекты облучения стохастические - клинически выявляемые патологи­ческие эффекты, вызываемые ионизирующей радиацией, не имеющие дозового порога возникновения, частота формирования которых зависит от коллек­тивной дозы (произведения количества лиц, подвергнутых радиационному воздействию на среднее значение дозовой нагрузки, приходящейся при этом на индивидуум) и для которых тяжесть проявлений от дозы не зависит.

Данная группа эффектов включает в себя: лучевой канцерогенез (фор­мирование злокачественных и доброкачественных опухолей);   наследственные эффекты (летальные и нелетальные); ускорение развития процессов стар­ческой инволюции организма;  общее сокращение продолжительности жизни.

Обычно стохастические эффекты формируются в ходе хронического воз­действия сравнительно малых доз и проявляются иначе чем детерминирован­ные события.

Они не имеют дозового порога возникновения и обнаруживают­ся лишь в ходе эпидемиологических наблюдений за большими группами людей. Вероятность их возникновения лишь несколько возрастает наряду с увели­чением значений коллективной дозы, однако, даже при самых ее значитель­ных величинах, она никогда не достигает 100%.  Не зависит от дозы и сте­пень выраженности (тяжесть проявления) патологического процесса.

Стохастические эффекты являются эффектами отдаленными и вероятность их проявления рассматривается как беспороговая функция дозы. Это озна­чает, что сколь угодно малое облучение индивида в состоянии привести к формированию патологического процесса.

Принципиальным отличием стохастических, эффектов от детерминирован­ных является их вероятностный (необязательный) характер проявления.

Применительно к каждому отдельному человеку подвергнутому облучению, они не могут рассматриваться в качестве фатальных, неотвратимых послед­ствий радиационного воздействия.  Кроме того, возможность их развития и степень тяжести не зависят от величины дозы или от превышения того или иного дозового порога. В частности, это означает, что перенесший острую лучевую болезнь, отнюдь не будет считаться обреченным на гибель от рака спустя много лет после облучения, хотя исключить такую возможность пол­ностью нельзя. Вместе с тем, как свидетельствует клинический опыт, зло­качественные новообразования развиваются и у людей, которые никогда не подвергались повышенному облучению.

Аналогично оценивается и возможность появления генетических дефек­тов в потомстве лиц, подвергавшихся или, не подвергавшихся повышенному радиационному воздействию.

Рассматривая " пользу " и " вред " от облучения даже малыми дозами сле­дует помнить, что облучение людей применимо только в том случае, если польза от него существенно выше, возможного вреда (проявления отдален­ных последствий облучения).

При этом должен соблюдаться еще один очень важный принцип - "принцип оптимизации" радиационного воздействия, суть которого сводится к "поддержанию на возможно низком и достижимом уровне (с учетом экономических и социальных факторов) индивидуальных доз облу­чения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника излуче­ния".

С целью оценки, учета и сравнения риска формирования последствий облучения со стороны всего организма человека (единой, саморегулируе­мой системы) и в первую очередь событий стохастических (нормальные ус­ловия эксплуатации источников излучения с достаточным запасом гаранти­руют невозможность возникновения детерминированных эффектов), введено понятие "эффективная эквивалентная доза" (ЭЭД).

Эффективная эквивалентная доза (Ен) определяется как сумма произве­дений тканевых эквивалентных доз на, соответствующие данным тканям (ор­ганам) взвешивающие коэффициенты (Wt), или как сумма эквивалентных доз в органах (тканях), "взвешенных" по относительному риску стохастическо­го радиационного повреждения данных органов или тканей.  

Коэффициенты с помощью которых проводится процедура "взвешивания" доз, носят название "взвешивающих коэффициентов" для данных тканей или органов. Данные коэффициенты позволяют судить об относительном вкладе риска облучения отдельного органа (ткани) в общий риск для всего организма в целом (в условиях его равномерного облучения).

Используемые в радиационной защите (в ходе расчетов значений эффективной эквививалентной дозы) взвешивающие коэффициенты, учитыва­ют  различия в радиочувствительности  разных органов и тканей к возникновению стохастических эффектов, отражая значимость (долю участия) конк­ретного органа (ткани) в формировании стохастических событий, как пос­ледствий облучения со стороны всего организма - единой, целостной само­регулируемой системы.

Так при их общей сумме, равной единице (100%),   для гонад взвешиваю­щий коэффициент (Wt) будет равен 0,2  (20%); для красного костного моз­га, толстого кишечника, легких и желудка - по 0,12  (12%); для мочевого пузыря, грудной железы, печени, пищевода и щитовидной железы - по 0,05 (5%); для кожи и клеток костных поверхностей - по 0,01 (1%); а для ос­тального, не упомянутых органов и тканей - 0,05  (5%).

Перемножив значения эквивалентных доз (приходящихся на ткани и ор­ганы), на соответствующие им взвешивающие коэффициенты и, просуммировав результаты вычислений, получают значение эффективной эквивалентной дозы, отражаемой также в «Зивертах»  или в «Бэрах». В сущности, ЭЭД неравномерного облучения - это такая доза равномер­ного облучения, которая вызывает те же отдаленные эффекты, что и имею­щаяся доза неравномерного облучения.  Иначе говоря, неравномерное облу­чение условно заменяется  на эквивалентное ему по риску развития отда­ленных последствий равномерное облучение.

При расчете значения эффективной эквивалентной дозы следует учиты­вать, что рубрика "остальное" включает в себя: надпочечники, головной мозг, экстраторокальный отдел органов дыхания, тонкий кишечник, почки, мышечную ткань, поджелудочную железу, селезенку, вилочковую железу и матку.

В ряде случаев, когда один их перечисленных органов получает эквивалентную дозу, превышающую самую большую, полученную любым из 12 органов (тканей), для которых определены значения взвешивающих коэф­фициентов, - этому органу следует приписать взвешивающий коэффициент равный 0,025, а всем остальным (из рубрики "остальное" суммарный коэф­фициент, равный 0,025.

Полувековая доза. К одной из наиболее важных величин, введенных в практику радиационной защиты (МКРЗ, Публ. 26), является «полувековая» или «ожидаемая эффективная эквивалентная доза» внутреннего облучения. Понятие введено для оценки риска возникновения нежелательных биоло­гических эффектов, линейно зависящих от эквивалентной дозы, усредненной по данному органу или ткани,   вне зависимости от времени, за которое эта доза получена.  Своим происхождением название "полувековая доза" обязано тому, что верхний предел интегрирования был принят равным средней про­должительности периода профессиональной деятельности человека - 50 лет.

Таким образом, «полувековая» или «ожидаемая эффективная эквивалентная доза» - есть значение эффективной эквивалентной дозы, приходящейся на человека, получаемой за определенный промежуток времени, в результате внутреннего облучения его органов (тканей). Если время не определено, то его прини­мают равным 50-ти годам для взрослых и 70-ти годам для детей.  Определя­ется как временной интеграл мощности эквивалентной (или эффективной эк­вивалентной) дозы.

Коллективная эффективная эквивалентная доза (S_Е). Для оценки последствий радиационного воздействия (в виде стохасти­ческих эффектов) со стороны выделяемых контингентов (групп) облучаемых лиц, а также расчета значений потенциального экономического ущерба, связанного с использованием источников излучения, обоснования расходов на радиационную защиту, оценки эффективности принимаемых мер противора­диационной защиты и т. д. используется понятие "коллективная эффективная эквивалентная доза".

Понятие «коллективная эффективная эквивалентная доза» используется в качестве меры коллективно­го риска возникновения стохастических эффектов, являющихся следствием облуче­ния выделяемой группы лиц (персонал,  население …). Её значение равняется произведению числа лиц (N) в выделяемой группе, подвергнутых радиационному воздейст­вию на среднее значение эффективной эквивалентной дозы (Ен), получаемой индивидуумом  S_Е   =  N  х  Е_Н.

Другими словами, значение «коллективной эффективной эквивалентной дозы» может рассматривается, как сумма индивидуальных эффективных эквивалентных доз, полученных выделенной группой лиц в ходе какого либо радиационного воздействия.  В практике контроля радиационной безопасности обычно оценивается ее годовое значение.

Первоначально, при расчете значения коллективной дозы, в оцениваемой выборке выделяют группы лиц с близкими значениями эффективных эквива­лентных доз.  Затем, перемножив численности выделенных групп на средние значения их эффективных эквивалентных доз, определяют значения коллек­тивных доз (для каждой из выделенных групп). Просуммировав полученные значения, находят искомую величину коллективной эффективной эквивалентной дозы (КЭЭД) для всей оцениваемой выборки.  Выражают её значение в «человеко-зивертах» (чел.-Зв) или в «человеко-бэрах» (чел.-Бэр).

Понятие «коллективная доза»  позволяет прослеживать, оценивая динамические изменения опасности облучения, по величине вероятного риска возникнове­ния стохастических событий, сопровождающих (в качестве последствий) данное радиационное воздействие. Так, коллективная доза в 1 млн. чел-Бэр через пять лет влечет за собой 125 случаев смерти от злокачественных образований и 40 случаев генетических эффектов, приводящих к летальным исходам.

Параметры риска и ожидаемое число смертей (от опухолей и нас­ледственных эффектов) как следствие облучения приводятся в специальных таблицах.

Коллективная доза,  обусловленная действием некоторого конкретного источника излучения за все время его существования носит название "пар­циальной коллективной дозы". Слово парциальная отражает тот факт, что доза связана с конкретным источником. При наличии нескольких источников общая коллективная доза равна сумме парциальных.

Парциальная доза накапливается за все время действия источника и в этом смысле выступает как прогнозируемая или ожидаемая доза. В зарубежной литературе, определенная таким образом доза называется «the dose commitment» - коммитментная доза.

Популяционной дозой называется колллективная доза, распространенная на определенную популяцию. Популяционная доза может быть определена и на основании данных о распределении облучаемых лиц по индивидуальным дозам, которые были по­лучены (или будут получены) от какого либо источника радиационного воз­действия.  Такое распределение называется спектром популяционной дозы.

Коллективная доза, распространенная на население определенного ре­гиона носит название региональной дозы.

В случаях, когда радиационное воздействие приходится на населения всего земного шара (от какого либо источника), то создаваемая коллек­тивная доза имеет название - "глобальной".

Расчетная величина, отражающая дозу радиационного воздействия, ко­торую в будущем получит популяция, как следствие поступления (выброса) в окружающую среду определенного количества радиоактивности, носит наз­вание "передаваемой эквивалентной" дозы.

При расчете значения "передаваемой эквивалентной"дозы необходими учитывать как процессы физического распада радиоактивных веществ, так и число людей, которые могут подвергаться в будущем радиационному воздействию, а также скорость проникновения радиоактивных веществ в ор­ганизм человека и скорость их выведения.   Единицы измерения, при этом,  будут такими же,  как и для «коллективной эффективной эквивалентной дозы», т.е. -«человеко-Зиверт» (чел.-Зв)  или «человеко-Бэр» (чел.-Бэр).

 

ПОЛЯ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИ И ЕДИНИЦЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ

"Надо много учиться, чтобы знать хоть немногое! "

Испускаемые источниками ионизирующих излучений частицы и кванты формируют вокруг последних поля ионизирующей радиации определенной силы (плотности),  с изменяющимися (в процессе взаимодействия с поглощаемой сре­дой)  энергетическими и пространственно-временны ми характеристиками.

Для выявления основных закономерностей их распространения и погло­щения требуется знание целого ряда терминов, понятий, применяемых на практике, дающих отражение как количественным характеристикам полей (формируемых источника­ми), так и единицам  измерения их энергетических и пространственно-временных характеристик. Таких понятий и терминов как: «поток энергии ионизирующей радиации и излу­чений» (частиц, квантов);  «флюенс» частиц, квантов, энергии излучений;  «плотность потока» энергии излучений, частиц, квантов  –  «мощность флюенса»;  «мощность дозы» излучения и др.

Поток ионизирующих частиц и квантов (F) - отношение числа ионизиру­ющих частиц (квантов), приходящихся на определенную поверхность (произ­вольного размера), за время наблюдения к данному отрезку времени. Понятие отражает интенсивность (скорость) воздействия (регистрируе­мых приборами либо расчетных значений) частиц (квантов) на контролируе­мую поверхность. Единицами измерения потока частиц являются обратные единицы времени. В системе единиц СИ - это «секунда в минус первой сте­пени» (с^-1) - поток ионизирующих частиц, при котором через наблюдаемую поверхность за секунду проходит одна частица.

Поток энергии ионизирующего излучения (Fw) - отношение суммарной энергии (за исключением энергии покоя) всех ионизирующих частиц (кван­тов), проходящих через данную поверхность за определенный интервал вре­мени, к данному отрезку времени. Понятие отражает интенсивность (скорость) воздействия (регистрируе­мых приборами либо расчетных значений) суммарной энергии воздействующих на контролируемую поверхность ионизирующих частиц (квантов). Основной (системной) единицей потока энергии ионизирующего излуче­ния, является «Джоуль в секунду» (Дж/с) или «Ватт» (Вт) - поток энергии ионизирующего излучения при котором через наблюдаемую поверхность каж­дую секунду проходит излучение суммарной энергией в 1 Дж. Специальной (внесистемной) единицей потока энергии ионизирующего излучения служит «электрон-вольт за минуту» (эВ/мин) и ее производные.

Флюенс ионизирующих частиц, либо квантов излучения (Ф) - отношение количества проникающих в элементарную сферу частиц (квантов), к площади центрального сечения данной сферы.  Сам термин " флюенс " означает «перенос» частиц, квантов, энергии.   Данное понятие отражает общую численность частиц или квантов, приходящихся за время наблюдения на единицу площади наблюдаемой поверхности (перпендикулярно расположенной к направлению их движения).  Единицами измерения «флюенса» частиц, квантов являются обрат­ные единицы площади.  В системе единиц СИ – это «метр в минус второй сте­пени» (м^-2)  -  флюенс, при котором в сферу с площадью центрального сече­ния один квадратный метр проникает одна частица.

Флюенс энергии ионизирующих излучений - отношение суммарной энергии ионизирующих излучений (за исключением энергии покоя), проника­ющих в элементарную сферу, к площади центрального сечения этой сферы. Понятие отражает количество энергии ионизирующего излучения, прихо­дящейся на каждую единицу площади оцениваемой поверхности, расположен­ной перпендикулярно к его направлению движения, за все время наблюдения. В качестве основной (системной) единицы флюенса энергии ионизирую­щих излучений используется «Джоуль на квадратный метр» (Дж/м²). Внесистемной (специальной) единицей флюенса энергии служит «электрон-вольт на квадратный метр» (эВ/м²) и ее производные значения.

Плотность потока ионизирующих частиц (J) - отношение потока ионизи­рующих частиц, проникающих в элементарную сферу, к площади центрального сечения данной сферы. Соответствует широко применяемому в настоящее время понятию «мощность флюенса» частиц, квантов излучения. Понятие отражает интенсивность (скорость) воздействия (регистрируе­мых приборами либо расчетных значений) частиц (квантов) на каждую еди­ницу площади контролируемой поверхность.  Единицами измерения плотности потока частиц (квантов) является их количество, приходящееся на каждую единицу площади за единицу времени. В системе единиц СИ - это частицы (кванты) на метр квадратный за секунду (част./м² х с) или «секунда в ми­нус первой степени на метр в минус второй степени» (с^-1 х м^-2)-равная плотности потока ионизирующих частиц, при которой в сферу с площадью центрального сечения в один квадратный метр за секунду проникает одна частица.

Плотность потока энергии ионизирующего излучения (Jw) - отношение потока суммарной энергии ионизирующего излучения, проникающего в эле­ментарную сферу, к площади центрального сечения данной сферы. Соответ­ствует широко применяемому в настоящее время понятию «мощность флюенса энергии» ионизирующего излучения. Понятие отражает интенсивность (скорость) воздействия (регистрируе­мых приборами либо расчетных значений) энергии ионизирующего излучения на каждую единицу площади контролируемой поверхность. Единицами измерения плотности потока энергии ионизирующего излуче­ния является ее суммарное количество, приходящееся на каждую единицу площади (расположенной нормально к направлению распространения излуче­ния), за единицу времени.  В системе единиц СИ - это «Джоуль на метр квадратный за секунду» (Дж/м² х с) или «Ватт на метр квадратный» (Вт/м²).  В качестве внесистемных (специальных) единиц измерения плотности потока (мощности флюенса) энергии служат: «Эрг на квадратный сантиметр за мину­ту» (Эрг/см² х мин), «Электрон-вольт в минуту на квадратный сантиметр» и кратные значения (эВ/см² х мин).

 

1 Вт/м² = 1 Дж/м² х с = 1х10³ Эрг/см² х с = 6, 24х10⁸ МэВ/см² х с

1 Эрг/см² х с = 1 х 10^-3 Дж/м² х с = 1x10^-3 Вт/м²

1 МэВ/см² х с = 1,602 х 10^-9 Дж/м² х с = 1,602 x 10^-9 Вт/м²

Если известны плотность потока энергии ионизирующего излучения, а также, значение средней энергии, приходящейся на частицу (квант) излу­чения, можно легко подсчитать количество частиц или квантов, проходящих через заданную поверхность в единицу времени и наоборот.

 

"Легче подавить первое желание, чем утолить все, что следует за ним! "

Чаще всего, о силе радиационного воздействия в любой конк­ретной точке косвенно судят по скорости накопления дозы в данной точке. Приращение дозы за единицу времени, при этом, называют " мощностью дозы ".  Соответ­ственно различают: «мощность экспозиционной дозы» (X), «мощность поглощен­ной дозы» (Д), «мощность эквивалентной дозы» (Н), «мощность эффективной эк­вивалентной дозы» (Ен)  и т. п.

Величина экспозиционной дозы, формируемой за единицу времени, полу­чила название мощность экспозиционной дозы.

Данное понятие отражает силу воздействия ионизирующей радиации (её плотность поля) в конкретной точке. Системная единица измерения мощности экспозиционной дозы «Ампер на килограмм» (А\кг).  В качестве специальных единиц использовались любые отношения экспозиционных доз к единицам времени - Р/с,  Р/мин, Р/час...                                                 

 

                                                      1 Р/с   =  0, 258 мА/кг

 

Для гамма излучающих радионуклидов, одной из важнейших физических характеристик, помимо периода полураспада ядер изотопа (Т физ), является их гамма постоянная (полная или дифференциальная).

Полная гамма постоянная изотопа (Кγ) - величина, отражающая плот­ность поля гамма излучения (мощность экспозиционной дозы, Р\час), фор­мируемого источником активностью в 1 мКи на стандартном от него рассто­янии (1 см).  Её значения приводятся в специальных таблицах (характерис­тик гамма излучающих радионуклидов).  

Понятие дает возможность оценить (расчетными методами) значения плотности поля гамма излучения на любом расстоянии от радионуклидного источника любой произвольной активности.

Понятие дифференциальная гамма-постоянная  (К_диф)  распространяется на отдельные (монохроматические) линии спектра энергий гамма излучения конкретного радионуклида.  Оно отражает плотность поля, формируемую (на расстоянии в 1 сантиметр от источника активностью в 1 мКи)  гамма излучением каждой отдельной линией спектра энергий гамма излучения дан­ного радионуклида.  Сумма их и будет составлять полную гамма-постоянную данно­го изотопа.

В настоящее время, в связи с переходом в практической деятельности к применению исключительно системных единиц физических величин, нес­колько видоизменился физический смысл и данного понятия.

Полная гамма постоянная изотопа - это значение мощности экспозици­онной дозы гамма излучения, выраженное  в  «атто-Амперах на килограмм» (аА /кг), оцениваемое на расстоянии в 1метр от точечного источника актив­ностью  в 1 Беккерель (Бк).

Одновременно в обиход введены понятия полной и дифференциальной постоянных мощности кермы в воздухе конкретного ра­дионуклида.

Так полная постоянная мощности кермы в воздухе изотопа это мощность поглощенной дозы в воздухе, выраженная в «атто-Греях за се­кунду» (аГр\с), создаваемая точечным радионуклидным источником на рас­стоянии в 1 метр от него и, отнесенная к системной единице активности - беккерель (Бк).

Мощность поглощенной дозы излучения (Д) - количество энергии любого ионизирующего излучения, поглощенное единицей массы облучаемого вещест­ва за единицу времени. Понятие отражает скорость накопления поглощен­ной энергии (конкретного излучения), во взаимодействующей с радиацией среде.

Основной (системной) единицей мощности поглощенной дозы, являет­ся «Грей в секунду» (Гр/с). В качестве специальной (внесистемной) единицы мощности поглощенной дозы используют любое отношение поглощенной дозы к единице времени (Рад/час, Рад/мин, Рад/с) и любые производные единицы.

Мощность эквивалентной дозы излучения (Н)  -  отношение меры выражен­ности биологического эффекта облучения за определенный интервал времени, к этому интервалу времени. Понятие отражает скорость накопления (при­ращение) повреждающего действия при хроническом облучении в малых дозах конкретных тканей (органов) и является условной величиной, определяющий уровень (степень) радиационной опасности.

Основной (системной) единицей мощности эквивалентной дозы, является «Зиверт в секунду» (Зв/с). В ка­честве специальной (внесистемной) единицы мощности эквивалентной дозы используют «Бэр в час» и прочие производные величины.

АКТИВНОСТЬ ВЕЩЕСТВА, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

"Талант - попадает в цели, в которые никто

 попасть не может. Гений - в цель, которую никто не видит! "

При рассмотрении таких понятий как "радиоактивность", "основной за­кон" радиоактивных превращений ("Радиационная безопасность". Раздел 1, стр. 13 - 14), мы уже касались определения понятию "активность" источ­ника, предложенного в 1934 г. Марией Склодовской-Кюри, как меры (коли­чественной характеристики) содержания радиоактивного вещества в источ­нике.  

Единицы, применяемые для этой цели, в своей основе чаще всего ис­пользует такой показатель, как скорость радиоактивных превращений ядер, источника.

В системе СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду (расп/с), единица получившая название в честь потомка славной плеяды французских физиков Беккерелей - Анри Беккереля, открывшего в марте 1896 г. еще одни невидимые лучи высокой проникающей способности, испускаемые препаратами урана – «Беккерель» (Бк).

Б. Поля ионизирующих излучений:

Мощность экс­позиционной дозы, (X) Измеряется и рассчитывается	Ампер на ки­лограмм, А\кг	Рентген в час, а также другие производные единицы      Р\час	1 Р\с = 0,258 мА\кг   X = 4, 8x10-7 × q * где q - скорость образова­ния ионов в       воздухе, «пар ионов\(см3 х с)»
Мощность пог­лощенной дозы, (D) Измеряется и рассчитывается	Грей в се­кунду, Гр\с	Рад в час, а также другие производные единицы      Рад\час	1 Гр\с = 100 Рад\с    Д = X ×fi
Мощность экви­валентной дозы (Н)	Зиверт в се­кунду, Зв\с	Бэр в час, также другие производные единицы      Бэр\час	1 Зв\с = 100 Бэр\с    Н = Д × WR
Плотность по­тока энергии излучения, (J)	Джоуль в се­кунду на метр квадратный, Дж/(м2 ×с) или Ватт на метр квадратный, Вт/м2	Эрг в минуту на квадратный сантиметр, Эрг/(см2 × минуту)  или Электрон-вольт в минуту на квадратный сантиметр, эВ/(см2 × с)	1 Эрг/(см2 × с) = = 1х10-3 Дж/(м2 × с) = 1х10-3 Вт/м2 1 Вт/м2 = 1 Дж/(м2 ×с) = = 1х103 Эрг/(см2 ×с) 1 МэВ/(см2 × с) = = 1,602×10-9 Дж/(м2 ×с) = 1,602х10-9 Вт/м2
Плотность по­тока частиц, квантов излучения (Ф)	Частиц (кван- тов)/(м2 ×с) (с-1 × м-2)	Частиц (кван- тов)/(см2 ×мин) (мин-1 × см-2)	Отношение потока ионизирую­щих частиц (проникающих в элементарную сферу) к пло­щади центрального сечения данной сферы.

 

 

В качестве внесистемной единицы активности чаще всего служит единица, названная в честь супругов Кюри (Марии Склодовской и Пьера), - почти вручную перера­ботавших в старом сарае, безо всяких мер предосторожности более 11 тонн урановой руды, установив при этом всю схему радиоактивных превращений урана, выделив (в химически чистом виде) 17 его дочерних продуктов и, открыв, при этом, новые химические элементы: " радий " - май 1899 года и " полоний "- июль 1899 года.

Один «Кюри» - это активность любого источника в котором происходит 3,7 х Ю¹⁰ актов распада за секунду или 2,22 х 10¹² распадов в минуту. Она соответствует числу распадающихся ядер в одном грамме ра­дия (Ra-226).

На практике чаще применяются ее дольные значения – мили-Кюри (мКи), микро-Кюри (мкКи), нано-Кюри (нКи) и пр.

К внесистемной (специальной) единице активности будет относиться (нашедшая в свое время широкое распространение за рубежей), и такая едини­ца как " Резерфорд " (Rd).

Один «Резерфорд» - активность такого количества радиоактивного вещества, в котором происодит 10⁶ распадов в секунду (1 млн).  

В России данная единица официально не была принята. 

         1 Рд = 1 ООО ООО Бк = 27,027 мкКи.

С целью количественной оценки содержания радионуклидов в анализиру­емых средах, пользуются единицами удельной (активность, приходящаяся на единицу массы пробы - Бк\кг), поверхностной (активность, приходящаяся на единицу площади, оцениваемой поверхности - Бк\м²) и объемной актив­ностями (активность, приходящаяся на единицу объема анализируемой пробы Бк\м³, Бк\л).

Гамма-эквивалент источника (Г). Понятие используется для сравнения радиоактивных препаратов по их гамма-излучению.

Если препараты в тождественных условиях измерения создают одинако­вую мощность экспозиционной дозы гамма излучения, то активность их, как гамма-излучающих радионуклидов будет одинакова и эквивалентна опреде­ленной массе радия-226, взятого в качестве эталона.

Наиболее распрост­раненными единицами измерения активности гамма излучателей являются: «миллиграмм-эквивалент радия» (мг.экв.Ra) и «грамм-эквивалент радия» (г.экв a), а также и другие их производные.  Все они оцениваются по плот­ности поля гамма излучения (мощность экспозиционной дозы, Р\час), создаваемой  радионуклидными источ­никами на стандартном от них расстоянии (1см).  При этом, каждые  8,4 Р\час (на расстоянии 1 см) и составляют активность источника в 1 мг.экв. ра­дия.  Соответственно 1 г.экв. радия создает на расстоянии в 1 см от себя плотность поля гамма излучения равную 8400 Р\час.

Миллиграмм-эквивалент радия (мг.экв. Ra) - активность любого радио­активного препарата, гамма-излучение которого (при идентичных условиях измерения) создает в воздушно-эквивалентной ионизационной камере такую же ионизацию, как государственный эталон - точечный источник (1 мг хими­чески чистого радия), находящийся в равновесии с его продуктами распада, после начальной фильтрации (оболочка - 0,5 мм платины). А именно - создает на рас­стоянии в 1 см (в воздухе) мощность экспозиционной дозы гамма излучения  8,4 рентгена в час (8,4 Р/час).

Соотношение между активностью изотопа (А, мКи)  и его гамма эквивалентом (Г, мг.экв. Ra) будет выглядеть следующим образом:

Г = А × (Кγ: 8,4),

где:  Кγ  - гамма постоянная радиоактивного изотопа (величина численно равная мощности дозы гамма излучения, создаваемой нефильтрованным гамма излу­чением точечного источника активностью в один мили-Кюри на расстоянии в 1 см).

 

В. Активность источников

Активность лю­бого источника излучения, (А)	Распады в секунду   Беккерель (Бк)   1 Бк = 1 расп\с	Распады в минуту     Кюри (Ки)   1 Ки =3,7×1010 расп\ с = 2,22×1012 расп\ми­н.	1 Ки = 3,7×1010 Бк 1 Бк = 2,703×10-11Ки
Активность гамма- излучателей, (Г)	-	Грамм (миллиграмм)  эквивалент радия,   г (мг) экв Ra	1 мг. Экв. Ra = 8,4 Р/час на расстоянии от источника в 1 см

 

 

Любой радионуклид (по сути дела) формирует вокруг себя поле гамма из­лучения, которое рассматривается как освобождение ядер от оставшихся избыточных энергий после испускания какой-либо частицы (альфа, бета, про­тона, нейтрона...).

Однако, на практике к гамма излучающим радионуклидам относятся лишь те из них, которые создают поле гамма излучения достататочной (для регистрации) плотности, т.е. имеют определенный их вы­ход - не менее 0,1% на распад.

Радионуклиды, имеющие меньший выход квантов гамма излучения к гамма излучателям не относятся и носят назва­ние чистых источников корпускулярного излучения (альфа, бета, протонно­го, нейтронного...).

Так, уран-238 является чистым альфа излучателем, а его изотоп уран-235 относится уже к гамма излучающим радионуклидам,  хотя также большинство его ядер испытывают альфа превращения, формируя поля альфа и гамма излучений;  и только небольшая их часть - испытывает спон­танное деление, сопровождаемое излучением ядерных осколков (в свою очередь, испытываю­щих преимущественно альфа превращения),  нейтронным и гамма излучением.

Стронций-90 (один из основных загрязнителей среды) является чистым бета излучателем.

Значения выхода гамма квантов, спектра их энергий, ряда других фи­зических характеристик (период полураспада, гамма постоянные) приводят­ся в специальных таблицах физических характеристик гамма излучателей.