Единицы измерения

Во всем мире сейчас действует единая система измерений — СИ (система интернациональная). У нас она подлежит обязательному применению с 1 января 1982 г. К 1 января 1990 г. этот переход надо было завершить. Но в связи с экономическими и другими трудностями процесс затягивается. Однако вся новая аппаратура, в том числе и дозиметрическая, как правило, градуируется в новых единицах.

Единицы радиоактивности. В качестве единицы активности принято одно ядерное превращение в секунду. В целях сокращения используется более простой термин — «один распад в секунду» (расп./с). В системе СИ эта единица получила название «беккерель» (Бк). В практике радиационного контроля, в том числе и в Чернобыле, до последнего времени широко использовалась внесистемная единица активности — «кюри» (Ки). Один кюри — это 3,7 · 10¹⁰ ядерных превращений в секунду. Концентрация радиоактивного вещества обычно характеризуется концентрацией его активности. Она выражается в единицах активности на единицу массы: Ки/т, мКи/г, кБк/кг и т. п. (удельная активность). На единицу объема Ки/м³, мКи/л, Бк/см³ и т. п. (объемная концентрация) или на единицу площади: Ки/км², мКи/см², ПБк/м².

Единицы ионизирующих излучений. Для измерения величин, характеризующих ионизирующее излучение, первой появилась единица «рентген». Это мера экспозиционной дозы рентгеновского или гамма-излучения. Позже для измерения поглощенной дозы излучения стала использоваться единица «рад».

Доза излучения (поглощенная доза) — энергия радиоактивного излучения, поглощенная в единице массы облучаемого вещества или человеком. Чем продолжительнее время облучения, тем больше доза. При одинаковых условиях облучения доза зависит от состава вещества. Поглощенная доза нарушает физиологические процессы в организме и приводит в ряде случаев к лучевой болезни различной степени тяжести. В качестве единицы поглощенной дозы излучения в системе СИ предусмотрена специальная единица «грей» (Гр). 1 грей — это такая единица поглощенной дозы, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию в 1 джоуль (Дж). Следовательно, 1 Гр = 1 Дж/кг.

Поглощенная доза излучения является основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия.

Мощность дозы (мощность поглощенной дозы) — приращение дозы в единицу времени. Она характеризуется скоростью накопления дозы и может увеличиваться или уменьшаться во времени. Ее единица в системе СИ — «грей в секунду». Это такая мощность поглощенной дозы излучения, при которой за 1 с в веществе создается доза излучения 1 Гр. На практике для оценки поглощенной дозы излучения до сих пор широко используют внесистемную единицу мощности поглощенной дозы «рад в час» (рад/ч) или «рад в секунду» (рад/с).

Эквивалентная доза. Это понятие введено для количественного учета неблагоприятного биологического воздействия различных видов излучений.

Определяется доза по следующей формуле:

Д_экв = Q · Д, где Д — поглощенная доза данного вида излучения; Q — коэффициент качества излучения, который для различных видов ионизирующих излучений с неизвестным спектральным составом принят для рентгеновского и гамма-излучения — 1, для бета-излучения — 1, для нейтронов с энергией от 0,1 до 10 МЭВ — 10, для альфа-излучения с энергией менее 10 МЭВ — 20. Из приведенных данных следует, что при одной и той же поглощенной дозе нейтронное и альфа-излучение вызывают соответственно в 10 и 20 раз больший поражающий эффект. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в «зивертах» (Зв). Зиверт равен одному грею, деленному на коэффициент качества.

При Q = 1:1 Зв = 1 Гp/ Q = 1 Дж/кг/ Q = 100 рад/ Q = 100 бэр.

Бэр (биологический эквивалент рентгена) — это внесистемная единица эквивалентной дозы. Бэр — такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает тот же биологический эффект, что и 1 рентген гамма-излучения.

Поскольку коэффициент качества бета- и гамма-излучений равен 1, то на местности, загрязненной радиоактивными веществами при внешнем облучении, 1 Зв = 1 Гр; 1 бэр = 1 рад; 1 рад = 1 Р.

Из этого можно сделать вывод, что эквивалентная, поглощенная и экспозиционная дозы для людей, находящихся в средствах защиты на зараженной местности, практически равны.

Мощность эквивалентной дозы — отношение приращения эквивалентной дозы за какой-то интервал времени. Выражается в «зивертах в секунду». Поскольку время пребывания человека в поле излучения при допустимых уровнях измеряется, как правило, часами, предпочтительно выражать мощность эквивалентной дозы в «микрозивертах в час».

Согласно заключению Международной комиссии по радиационной защите вредные эффекты у человека могут наступать при эквивалентных дозах не менее 1,5 Зв/год (150 бэр/год), а в случаях кратковременного облучения — при дозах выше 0,5 Зв (50 бэр). Когда облучение превышает некоторый порог, возникает лучевая болезнь.

Мощность эквивалентной дозы, создаваемая естественным излучением (земного и космического происхождения), колеблется в пределах 1,5-2 мЗв/год, искусственными источниками (медицина, радиоактивные осадки) — от 0,3 до 0,5 мЗв/год. Следовательно, человек в год получает от 2 до 3 мЗв. Эти данные приблизительные и зависят от конкретных условий. Согласно другим источникам они выше и доходят до 5 мЗв/год.

Экспозиционная доза — мера ионизационного действия фотонного излучения, определяемая по ионизации воздуха в условиях электронного равновесия.

В СИ единицей экспозиционной дозы является «один кулон на килограмм» (Кл/кг).

Внесистемной единицей является «рентген» (Р), 1P = 2,58 · 10^-4 Кл/кг. Для удобства в работе при пересчете числовых значений экспозиционной дозы из одной системы единиц в другую обычно пользуются таблицами, имеющимися в справочной литературе.

Мощность экспозиционной дозы — приращение экспозиционной дозы в единицу времени. Ее единица в системе СИ — «ампер на килограмм» (А/кг). Однако в переходный период можно пользоваться внесистемной единицей — «рентген в секунду» (Р/с). 1 Р/с = 2,58 · 10^-4 А/кг.

Надо помнить, что после 1 января 1990 г. не рекомендуется вообще пользоваться понятием экспозиционной дозы и ее мощности. Поэтому во время переходного периода эти величины следует указывать не в единицах СИ (Кл/кг, А/кг), а во внесистемных единицах — рентгенах и рентгенах в секунду.

Дата добавления: 2015-07-02