Коэффициенты качества q различных видов ионизирующих излучений при хроническом облучении

Вид излучения	Q	Вид излучения	Q
Рентгеновское и γ-излучение	1	Нейтроны с энергией < 10 кэв	3
Электроны, протоны, β-излучение	1	Нейтроны с энергией 0,1...10 Мэв	10
α-частицы (с энергией < 10 Мэв)	20	Протоны с энергией < 10 Мэв	10
		Многозарядные ионы	20

Следовательно, для живых организмов необходимо ввести новую величину – она получила название эквивалентной дозы.

Эквивалентная дозаН– энергия ионизирующего излучения, поглощенная в единице массы облучаемого живого организма за время облучения с учетом качества излучения.

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ принят один зиверт (Зв), названный в честь шведского радиолога Рольфа Зиверта, определившего значения коэффициентов качества излучения для многих видов ионизирующих излучений. Зиверт равен эквивалентной дозе излучения, при которой поглощенная доза равна 1Гр и коэффи­циент качества излучения равен единице:

1Зв = 1Гр · Q= 1Дж/кг · 1 = 1 Дж/кг.

Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является один бэр (биологический эквивалент рада):

1 бэр = 0,01 Зв; 1Зв – 100 бэр.

Определить эквивалентную дозу просто: нужно умножить величину поглощенной дозы, измеренную дозиметром, на коэффициент качества излучения:

H=D·Q. (2)

Пример: человек работал с источником гамма-излучения – его, дозиметр показал 50 рад. Этот человек получил дозу Н= 50·Q= 50·1 = = 50 бэр.

Для рентгеновского, гамма- и бета-излучения эквивалентная доза равна по величине поглощенной дозе.

Доза, поглощенная организмом, никогда не уменьшается – она может только увеличиваться, медленно или быстро. Скорость накоп­ления дозы характеризует физическая величина – мощность дозы.

Мощностьдозы– приращение дозы в единицу времени. Мощ­ность экспозиционной дозыX':

X' =X/t, (3)

где X – экспозиционная доза излучения, Кл/кг;t– время передачи экспозиционной дозы излучения сухому атмосферному воздуху, с.

Единицей измерения мощности экспозиционной дозы в СИ является один ампер на килограмм облучаемого воздуха (А/кг). Внесистемной единицей измерения мощности экспозиционной дозы является рентген в час (Р/ч).

Мощность экспозиционной дозы, измеренная на высоте 1 метр от поверхности земли, называется уровнем радиации на местности. Уровень радиации измеряется в Р/ч, либо в производных единицах: мР/ч и мкР/ч.

Мощность поглощенной дозы D':

D' =D/t, (4)

где D– поглощенная обученным веществом доза излучения за времяt.

Единицы измерения: в СИ – 1 Гр/с; внесистемная – 1 рад/ч.

Мощность эквивалентной дозы Н':

Н' =H/t, (5)

где Н– эквивалентная доза излучения.

Единицы измерения: в СИ – 1 Зв/с; внесистемная – 1 бэр/ч.

Для упрощения процедуры определения дозы, полученной организмом человека в зараженной зоне, можно принять следующее допущение: для мягких тканей в поле рентгеновского или гамма-излучения поглощенная доза 1 рад примерно соответствует экспозиционной дозе 1P– 1Р ≈ 1 рад (точно 1Р = 0,88 рад; 1 рад = 1,12 Р). Следовательно, учитывая коэффициент качества излучения, равный 1, можно утверждать, что 1Р ≈ 1 бэр (только для рентгеновского и гамма-излучения).

Когда уровень радиации с течением времени не меняется (естественный фон), задача определения дозы, полученной организмом человека за некоторый промежуток времени, решается просто. Допустим, мощность экспозиционной дозы (уровень радиации) гамма-излучения на местности составляет 10 мкР/ч. Для гамма-излучения коэффициент качества излучения Qравен единице. Следовательно, мощность эквивалентной дозы будет приблизительно равна мощности экспозиционной дозы – примерно 10 мкбэр/ч. Это означает, что люди, постоянно находящие на этой местности, будут получать каждый час дозу 10 мкбэр. Например, человек пребывал на такой местности три часа – доза, поглощенная его организмом, составит 30 мкбэр (0,3 мкЗв).

Радиометрические и дозиметрические величины, перечисленные выше, тесно взаимосвязаны.

Концентрация любых радиоактивных веществ в продуктах питания, воде, воздухе или в организме человека измеряется в беккерелях на килограмм (литр) (Бк/кг(л)) или в кюри на килограмм (литр) (Ки/кг(л)). Загрязненность радионуклидами поверхностей измеряется в беккерелях на сантиметр квадратный (Бк/см²) или в кюри на километр квадратный (Ки/км²).

Испускаемые альфа-, бета- или нейтронным источником час­тицы образуют поток, плотность (интенсивность) которого определя­ется числом частиц, покидающих каждый квадратный метр излу­чающей поверхности в секунду (част./с·м²).

Пространство вокруг радиоактивного источника «заполнено» излучением, интенсивность которого характеризуется мощностью дозы (или уровнем радиации). Измеряется мощность дозы в рентгенах в час (Р/ч) (для воздуха) или в бэрах в час (бэр/ч) (для живых организмов).

Преодолев определенное расстояние, излучение достигает ор­ганизма человека (если человек подвергается внешнему облучению) и поглощается в нем. Количество поглощенного организмом излучения характеризуется эквивалентной дозой, которая измеряется в зивертах (Зв) или в бэрах (бэр). Эта величина характеризует и внутреннее об­лучение (когда радиоактивные вещества облучают организм изнутри, проникнув туда вместе с водой, воздухом или продуктами питания) (рис. 6).

Порядок проведения работы.

1. Ознакомившись с основными свойствами РВ и ИИ, зарисовать схематическое строение атома (см. рис. 1).

2. Заполнить табл. 2, внеся в нее основные характеристики альфа-, бета- и гамма-излучения, рентгеновского и нейтронного излучения.

Рис. 6. Связь понятий активности, дозы, радиобиологического эффекта и единиц их измерения

Таблица 2