2020-08-05
122
Дозы излучения.
Критерием, примененным для измерения радиоактив-ного излучения, стала экспозиционная доза характеризирующая суммарный заряд частиц с электрическим зарядом одного зна-ка, образовавшихся в единичном объеме воздуха вследствие его ионизации излучением. Э кспозиционная доза (Х) определяемой по формуле: Х = q / m,
где q – суммарный заряд всех ионов одного знака, возникающих в воздухе в малом объеме пространства при воздействии, на него радиоактивного излучения, m–масса воздуха в этом объеме.
В системе СИ единицей экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг). Более часто, однако, применяется внесистемная единица экспозиционной дозы – рентген (Р), соответствующая образованию 2,1 × 109 пар ионов с зарядом, равным по абсолютной величине заряду электрона, в 1 см3 сухого воздуха при нормальных условиях.
1 Кл/кг = 3876 Р и наоборот 1 Р = 2,58 × 10-4 Кл/кг.
Э кспозиционная доза и ее мощность используется только для измерения степени ионизации воздуха.
|
|
|
Изменения, вызываемые радиоактивным излучением в различных средах (в том числе в тканях организма), количественно различны. Это связано с разным количеством энергии, передаваемой излучением одинаковым по массе количествам разных веществ. Для учета этого фактора вводиться понятие поглощенной дозы. Поглощенная доза – количество энергии, поглощенное единичной массой вещества за время облучения. Поглощенная доза (D) определяемой по формуле:
D = E / m,
где Е - поглощенная энергия, m. – масса вещества.
В системе СИ поглощенную дозу выражают в греях (Гр): 1 Гр = 1 Дж/кг. Часто применяют внесистемную единицу поглощенной дозы – рад (аббревиатура “radiation absorbed dose”). 1 рад = 10-2 Гр.
Если поглощенная доза распределяется в каком-то одном участке тела, говорят о локальном облучении, а если облучению подвергается все тело или большая его часть – о тотальном облучении.
Для сравнительной оценки биологического действия различных видов радиоактивного излучения введено понятие эквивалентной дозы (Н). Она определяется как поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения:
H = D × К,
где D – поглощенная доза в данной точке ткани, а К – средний коэффициент качества излучения, который устанавливается для каждого вида излучения.
Биологический эффект при воздействии радиоактивного излучения всегда возрастает при увеличении поглощенной дозы. Вместе с тем он завит от природы радиоактивного излучения, воздействующего на организм. Поэтому при одной и той же поглощенной дозе радиобиологический эффект тем выше, чем выше ионизирующая способность излучения. Для количественной оценки этого вводится коэффициент относительной биологической эффективности радиоактивного излучения или средний коэффициент качества, который для рентгеновского и гамма-излучения обычно принимают равный единице. Биологическая эффективность альфа-излучения в 20 раз выше, чем для бета- и гамма- излучения.
|
|
|
В системе СИ единицей эквивалентной дозы служит зиверт (Зв), а внесистемной единицей является бэр. 1 Зв =100 бэр. Для рентгеновского, гамма- и бета-излучений 1 Зв соответствует поглощенной дозе в 1 Гр.
Средний коэффициент качества или взвешивающий коэффициент излученияК какого-либо излучения числено равен отношению поглощенной дозы эталонного излучения, вызывающей определенный радиобиологический эффект, к дозе рассматриваемого излучения, вызывающей тот же биологический эффект.
Из-за разной ионизирующей способности альфа-, бета- и гамма-излучения даже при одной и той же поглощенной дозе оказывают разное поражающее биологическое действие. Различие в величине радиационного воздействия можно учесть, приписав каждому виду излучения свой средний коэффициент качества (взвешивающий коэффициент излучения)К. Взвешивающие коэффициенты К для отдельных видов излучений (в соответствии с НРБ-2000) приведены в таблице 2.
Таблица 2.
Взвешивающие коэффициенты К для отдельных видов ионизирующего излучения
| № п/п | Вид излучения | ||
| 1. | Рентгеновское и g-излучение (фотоны любых энергий) | 1 | |
| 2. | Бета-излучение (электроны,позитроны) | 1 | |
| 3. | Нейтроны с энергией менее 10 кэВ | 5 | |
| от 10 кэВ до 100 кэВ | 10 | ||
| от 100 кэВ до 2 МэВ | 20 | ||
| от 2 МэВ до 20 МэВ | 10 | ||
| более 20 МэВ | 5 | ||
| 4. | Протоны с энергией болеее 2 МэВ, кроме протонов отдачи | 5 | |
| 5. | Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра | 20 | |
Таким образом, взвешивающий коэффициент
(средний коэффициент качества) K излучения характеризует степень разрушительного воздействия на биологический объект и показывает, во сколько раз данный вид излучения более опасен, чем фотонное излучение при одинаковой поглощенной дозе D.
Следует также учитывать, что одни органы и ткани более чувствительны к действию радиации, чем другие. Например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения вероятность возникновения рака в легких больше, чем в щитовидной железе. Облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических последствий. Поэтому дозы облучения органов и тканей также следует определять с учетом добовочного взвешивающего коэффициентов W
Таблица 3.
Значение коэффициентов W для различных органов и тканей.
| Орган или ткань | W |
| Половые железы | 0,25 |
| Молочные железы | 0,15 |
| Красный костный мозг | 0,12 |
| Легкие | 0,12 |
| Щитовидная жедлеза | 0,03 |
| Кость (поверхность) | 0,03 |
| Остальные органы (ткани) | 0,3 |
| Все тело | 1,0 |
При этом эффективная эквивалентная доза при неравномерном внешнем облучении вводится для оценки ущерба здорового человека, вычислянется по формуле:
Hэфф= SW∙ Hср.
где Нср. - среднее значение эквивалентной дозы, W - добавочный взвешивающий коэффициент качества, S - площадь области части тела.
