Доза облучения. Характеристика ионизирующих излучений

Характеристика ионизирующих излучений

1) Активность – число распадов радионуклида в единицу времени.

Единица в СИ:

1 беккерель (Бк) = 1 распад/с

Внесистемная единица: 1 кюри (Ки) = 3.7∙10¹⁰ распада/с. Активность 1 г чистого радия равна 1 Ки. Соотношения: 1Ки = 3.7∙10¹⁰ Бк; 1Бк = 0,027 нКи. Применяются также внесистемные единицы для характеристики радиоактивного загрязнения воздуха, воды (Ки/л) или радиоактивного загрязнения местности (Ки/км²).

Чем выше активность изотопа, тем он представляет большую опасность при работе с источником или загрязнении внешней среды.

2) Период полураспада Т ½ - время, в течение которого распадается половина ядер данного радионуклида.

Т ½ исчисляется от долей секунды до миллиардов лет:

₉₂U²³⁸ ≈ 4,5∙10⁹ лет;

Ra²²⁶ ≈ 1600 лет; ₆С¹⁴ ≈ 5730 лет;

Ро²¹⁰ ≈ 138 сут.; I¹³¹ ≈ 8,04 сут.; Rn²²² ≈ 3,825 сут.; Тn (торон) ≈ 54,5 сут.

3) Плотность ионизации – количество частиц (число пар ионов), которое образуется на единице длины пробега (на 1 см) пути частицы или излучения. Для альфа-, бета-частиц и гамма излучения плотность ионизации в воздухе составляет:

α – (20÷30)∙10³ пар ионов;

β – несколько десятков пар ионов;

γ – несколько пар ионов.

4) Проникающая способность – определяется длиной пробега (глубиной проникновения) излучения в веществе. Она составляет для:

α-частицы – 2 – 8 см в воздухе, а любое твердое препятствие (слой бумаги, респиратор) является непреодолимым препятствием α-частицам.

β-частицы – в воздухе до 18 м, в воде, в биологических тканях до 25 мм, в алюминии до 5 мм.

Гамма-лучи не задерживаются препятствием, а лишь ослабляется их энергия.

5) Энергия излучения. Она выражается в электрон-вольтах (эВ). 1 эВ – это энергия, которую приобретает электрон, прошедшей разность потенциалов в один вольт.

1 эВ = 1,6∙10^-19 Дж.

Энергия α-частицы составляет 2 – 9 МэВ, β-частицы – от 15 кэВ до 15 МэВ, γ-лучей – от 0,01 до 10 МэВ. Заметим, что α-частица с энергией 5 МэВ имеют глубину проникновения в воздухе 5 см, а с энергией 9 МэВ примерно 9 см.

Энергия излучения предопределяет плотность ионизации, глубину проникновения в вещество, биологическое воздействие на организм и выбор необходимых средств защиты (материал экрана, толщина защитного слоя конструкции контейнеров для герметизации).

1) Экспозиционная доза.

Характеризует ионизирующую способность рентгеновского и γ-излучения. Определяется зарядом ионов одного знака, образовавшихся в единице массы атмосферного воздуха под действием ИИ.

Единица экспозиционной дозы в СИ – 1 Кл/кг.

Внесистемная единица – 1 рентген (Р) = 2,6∙10^-4 Кл/кг; 1 Кл/кг = 3,9∙10³ Р.

Заметим, что единица заряда в СИ – 1 кулон (Кл) = ампер·секунда (А·с).

В настоящее время доза в рентгенах не рекомендуется к применению, однако она достаточно широко используется для оценки радиационного фактора и в приборах дозиметрического контроля предшествующих поколений.

2) Поглощенная доза.

Характеризуется средней энергией, которая поглощается единицой массы органа или ткани человека

D_т = _т/m_т,

где _т суммарная энергия, которая выделяется в органе, ткани при их облучении; m_т – масса органа или ткани.

Единицы поглощенной дозы:

в СИ – 1 грей (Гр) = Дж/кг;

внесистемная единица – 1 рад = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр

Соотношение: 1 Гр = 100 рад

Поглощенная энергия при дозе внешнего облучения в 1 рентген в воде (тканях) @ 0,93 рада.

Поглощенная доза используется для оценки тяжести последствий облучения при превышении определенного дозового предела.

3) Эквивалентная доза.

Обозначается Нт. Определяется как произведение поглощенной дозы на коэффициент, учитывающий относительную биологическую эффективность разных видов излучения.

Н_т=D_т∙W_r

где W_r – радиационный весовой фактор; принимается равным:

b, γ и рентгеновское излучения ……………………………………………..1

протоны с энергией более 2 МэВ ……………………………………………5

нейтроны в зависимости от энергии …………………………………… 5 – 20

a-излучения …………………………………………………………………20

Единицы эквивалентной дозы в СИ-1 зиверт (3в) = 1 Дж/кг.

Внесистемная – 1бэр = 0,01 Зв;

1 Зв = 100 бэр.

Бэр (биологический эквивалент рада) – это доза любого вида излучения, которая производит в организме такой же биологический эффект, как 1 рад рентгеновского и γ-излучения.

4) Доза эффективная Е.

Учитывает неодинаковую чувствительность различных органов и тканей человека к действию излучения:

Е = ∑ (Н_т∙W_т)

Wт – коэффициент тканевых весовых факторов; принимается равным: гонады – 0,2; красный костный мозг, толстая кишка, лёгкие, желудок – 0,12; кожа – 0,01; щитовидная железа, печень, пищевод, мочевой пузырь и другие органы – 0.05.

Сумма всех весовых коэффициентов равна единице. Это соответствует облучению всего тела.

Единица эффективной дозы такая же, как и эквивалентной 1 Зв = Дж/кг (СИ); 1 бэр = 0,01 Зв (внесистемная).

Дата добавления: 2014-12-07