Дозиметрические величины и единицы их измерения

Биологическое действие ионизирующих излучений

Под воздействием ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические и биологические процессы. В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений, что в свою очередь приводит к гибели клеток.

Под действием ионизирующих излучений происходит радиолиз воды, его продукты вступают в химические реакции с молекулами тканей, образуя чужеродные соединения. Это приводит к нарушению отдельных функций или систем, а также жизнедеятельности организма в целом. В этот процесс вовлекаются множество молекул, не затронутых облучением.

При необратимых нарушениях биологических процессов поражаются отдельные органы или организм в целом, возникает лучевая болезнь.

Эффекты облучения способны накапливаться в организме и проявиться у облученного лица или у его потомства.

Характер распределения радиоактивных веществ в организме:

- накопление в скелете (кальций, стронций, радий, плутоний);

- концентрация в печени (церий, лантан, плутоний и др.);

- равномерное распределение по органам и системам (тритий, углерод, инертные газы, цезий и др.);

- накапливание радиоактивного йода в щитовидной железе.

Ионизирующие излучения способствуют возникновению онкологических заболеваний, заболеваний крови, нарушению обмена веществ, развитию патологии у потомства.

Действия ионизирующего излучения на вещество проявляется в ионизации и возбуждении атомов и молекул, входящих в состав вещества. Количественной мерой этого воздействия служит поглощенная доза Дп - средняя энергия, переданная излучением единице массы вещества. Единица поглощенной дозы – грей (Гр), 1 Гр = 1 Дж/кг. На практике применяется также внесистемная единица – 1 рад = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр.

Поглощенная доза излучения зависит от свойств излучения и поглощающей среды.

Для характеристики рентгеновского и g - излучений по эффекту ионизации используют экспозиционную дозу. Экспозиционная доза выражает энергию фотонного излучения, преобразованную в кинетическую энергию вторичных электронов, производящих ионизацию в единице массы атмосферного воздуха. За единицу экспозиционной дозы рентгеновского и g - излучений принимают кулон на килограмм (Кл/кг). Это такая доза излучения, при воздействии которой на 1 кг сухого атмосферного воздуха при нормальных условиях образуются ионы, несущие 1 Кл электричества каждого знака.

На практике широко используется внесистемная единица экспозиционной дозы – рентген. 1 рентген (Р) – экспозиционная доза рентгеновского и g - излучений, при которой в 1 куб. см воздуха при нормальных условиях образуются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака или 1 Р = 0,000258 Кл/кг.

Для исследования биологических эффектов излучений применяется эквивалентная доза. Эквивалентная доза представляет собой меру биологического действия на данного конкретного человека. В качестве единицы измерения эквивалентной дозы зиверт (Зв), 1 Зв = 1 Гр/Q = 1 Дж/кг.

На практике применяется - бэр (биологический эквивалент рада); 1 бэр = 0,01 Зв. Бэром называется такое количество энергии, поглощенное 1 г биологической ткани, при котором наблюдается тот же биологический эффект, что и при поглощенной дозе излучения 1 рад рентгеновского и g - излучений.

Для характеристики интенсивности излучения и поглощения применяют следующие величины. Мощность экспозиционной дозы – это экспозиционная доза в единицу времени, измеряется в Р/ч. Мощность поглощенной дозы – измеряется в рад/с. Мощность эквивалентной дозы - в бэр/с.