Эквивалентная доза

Поглощенная доза

Экспозиционная доза характеризует поле радиации вокруг объекта. Воздействие же на объект (организм) оказывает только та часть радиации, которую поглощает этот объект измерения поглощенной энергии, поэтому введено понятие поглощенная доза.

Поглощенная доза излучения – это величина энергии, поглощенной в единице объема (или массы) облучаемого вещества.

За единицу поглощенной дозы в СИ принимают джоуль на кило­грамм (Дж/кг), т.е. это такая поглощенная доза, при которой в 1 кг массы облучаемого вещества поглощается 1 Дж энергии излучения. Этой едини­це присвоено наименование грей (Гр). Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад (radiation absorbent dose), она в 100 раз меньше Гр. Рад – единица поглощенной дозы ионизирующего излучения, при которой веществом массой 1 г поглощает­ся энергия излучения, равная 100 эрг.

1 рад ≈ 100 эрг/г ≈ 10^–2 Дж/кг. 1 Гр ≈ Дж/кг ≈ 100 рад.

Применяют такие производные величины от Гр и рад:

м Гр – миллигрей (10^–3 Гр),

мк Гр – микрогрей (10^–6 Гр).

Мощность поглощенной дозы – это поглощенная доза, отнесенная к единице времени. За единицу мощности в СИ принят ватт/кг (Вт/кг); ватт равен мощности, при которой работа в 1 Дж проводится за 1 с.

Внесистемные единицы: рад в час (рад/ч), рад в мин (рад/мин), грей в секунду (Гр/с), рад в секунду (рад/с).

Если в воздухе экспозиционная доза в 1 Р энергетически эквивалент­на 88 эрг/г, то поглощенная доза для этой среды составляет 0,88 рад (88:100), так как 1 рад =100 эрг/г. Таким образом экспозиционная доза в 1P соответствует поглощенной дозе в 0,88 рада. Для различных биологических тканей используют переходные ко­эффициенты (их определяют опытным путем). Для мягких тканей он со­ставляет 0,93, для костной ткани – 2–5.

При одной и той же поглощенной дозе различные виды излучений (α–, β–, g–излучения и др.) оказывают различные биологические эффекты. Объясняется это различной ионизирующей способностью. Для количест­венной оценки качества излучения, т. е. для сравнения различных видов излучения, введено понятие относительной биологической эффектив­ности (ОБЭ).

ОБЭ оценивают сравнением дозы излучения, вызывающего опреде­ленный биологический эффект, с дозой стандартного излучения, обуслов­ливающего тот же эффект. ОБЭ указывает, во сколько раз биологический эффект при воздействии данного вида излучения сильней действия стандартного облучения на биологический объект (клетку, организм в це­лом).

Регламентированные значения ОБЭ, установленные для контроля степени радиационной опасности при хроническом облучении, называют коэффициентом качества (КК) излучения. Коэффициент качества показы­вает, во сколько раз данный вид излучения более биологически опасен, чем рентгеновское и g–излучение при одинаковой поглощенной дозе. Для рентгеновского излучения, g–излучения, электронов и позитронов КК ра­вен 1,0; для нейтронов с энергией меньше 20 кэВ – 3; для протонов с энер­гией меньше 10 МэВ – 10; для нейтронов с энергией 0,1–10 МэВ – 10; для α–излучений и тяжелых ядер отдачи – 20. Это означает, что α– излучение, которое попадает внутрь организма, в 20 раз более опасно, чем g–излучение. С учетом различия в повреждающем воздействии разных ио­низирующих излучений на организм человека применяется понятие экви­валентной дозы. При ее помощи оцениваются вредные эффекты биологи­ческого воздействия любого типа ионизирующих излучений.

Эквивалентная доза – это произведение поглощенной дозы излуче­ния в биологической ткани на коэффициент качества этого излучения в данной биологической ткани. Единицей эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). 1 Зв = Дж/кг, т.е. зиверт равен эквивалентной дозе, при кото­рой произведение поглощенной дозы в биологической ткани стандартного состава на средний коэффициент качества равно 1 Дж/кг. Используются также производные единицы: мЗв – миллизиверт (в тысячу раз меньше Зв); мкЗв – микрозиверт (в миллион раз меньше Зв).

Эквивалентная доза ионизирующего излучения является основной величиной, определяющей уровень радиационной опасности при хрониче­ском облучении человека в малых дозах. Понятие эквивалентной дозы и коэффициента качества применяют только при дозах в 10 ПДД (предельно допустимых доз). При больших дозах используют поглощенную дозу и со­ответствующие коэффициенты ОБЭ (Кобэ). Кобэ – отношение доз стан­дартного излучения (g–излучения ⁶⁰Со) и исследуемого ионизирующего из­лучения, необходимых для получения одинакового биологического эффек­та. Кобэ для быстрых нейтронов равен 0,7–0,8, α–излучения – 0,55–1,3, ней­тронов деления – 1,6–4,42.

Внесистемной единицей эквивалентной дозы является бэр (биологи­ческий эквивалент рентгена). Бэр – это поглощенная доза любого вида ио­низирующего излучения, которая имеет такую же биологическую эффек­тивность, как и один рад.

Соотношение между дозами: 13в = 1 Дж/кг; 1 Зв = 100бэр;

1 бэр = 0,01 Зв = 10^–2 Дж/кг, 1 бэр = 10 мЗв.

Мощность эквивалентной дозы – отношение эквивалентной дозы к единице времени – Зв/с, мкЗв/ч. Допустимая среднегодовая мощность эк­вивалентной дозы при облучении всего тела работающих при 36–часовой рабочей неделе равна 28 мкЗв/ч, естественный фон создает мощность эк­вивалентной дозы в пределах 0,05–0,2 мкЗв/ч (по данным МКРЕ – Меж­дународной комиссии по радиологическим единицам и измерениям).

Поскольку коэффициент качества равен или больше единицы, то и эк­вивалентная доза больше поглощенной (или равна ей). Например, для β–излучения КК = 1 и эквивалентной дозе в 1 Зв соответствует поглощенная доза в 1 Гр. Для α–излучения КК = 20, поэтому эквивалентной дозе в 1 Зв соответствует поглощенная доза в 0,05 Гр (1:20).

Дата добавления: 2014-11-29