3.2 Количественная оценка радиоактивных излучений

Радиоактивность вещества характеризуется числом спонтанных распадов в единицу времени. Единицей измерения активности является одно ядерное превращение в секунду, называемая беккерель (Бк).

На практике используется внесистемная единица, называемая кюри (Ки) и равная 3,7*10¹⁰ ядерных превращений в секунду. Производные единицы : милликюри (1мКи=1*10^-3 Ки), микрокюри (1 мкКи=1*10^-6 Ки), нанонюри (1нКи=1^*10^-9 Ки) и др.

γ - активность радиоактивных веществ выражается в миллиграмм-эквивалентах радия (мг-экв Ra). Это γ - эквивалент радиоактивного препарата, γ - излучение которого при тождественных условиях создаёт такую же мощность дозы, что и γ-излучение 1мг радия государст­венного эталона.

Количественная оценка радиоактивных излучений основана на их ионизирующей способности и выражается дозами.

Экспозиционная доза характеризует ионизирующую способность γ - и рентгеновского излучения в сухом атмосферном воздухе. Внесистемной единицей экспозиционной дозы является рентген (Р); 1 рентген-доза, которая в 1см³ воздуха при 0° и при 760 мм рт.ст. образует ионы с суммарным зарядом в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака, т.е. 2,08*10⁹ пар ионов. Производные единицы: микрорентген (1мкР = 10^-6 Р), миллирентген (1мР = 10^-3Р) и др.

Дозу излучении источника с активностью С(мКи) па время t (час) на расстоянии от источника излучения R(см) рассчитывают по формуле:

(3.1)

Где I_γ- ионизационная, постоянная изотопа, Р/мКи*ч*см² .

Если активность источника выражается в мг*экв*Ra, то дозу определяют по формуле:

(3.2)

Где Г- γ- эквивалент изотопа в мг*экв*Ra

Мощность дозы определяется энергией, поглощенной в массе вещества за единицу времени (сек., час., неделя, год и т.д.)

(3.3)

Поглощенная Доза (Д) - средняя энергия dE, переданная излучением веществу в некотором объеме, деленная на массу вещества в этом объеме.

(3.4)

Так как при экспозиционной дозе гамма-излучения в 1 Р (Дэкз = 1 Р) в 1 грамме воздуха поглощается энергия на ионизацию равная 84 эрг, а в 1 грамме биологической ткани - 93 эрг, то международной комиссией (1953г.) в качестве единицы поглощен­ной дозы- (тканевой) принят 1 рад (внесистемная - единица), который равен 100 эрг энергии γ-излучения, поглощенной 1 граммом ткани, т.е.

1 рад = 100 эрг/г = 1*10^-2 Дж/кг

Производные единицы : миллирад (1 мрад = 1*10^-3 рад)

микрорад (1 мкрад = 1*120^-6 рад)

Мощность поглощенной дозы, выраженная в радах (Д, рад) и рентгенах (Д, р) равна

Р_пог = Д_рад = 1,075Д_р рад/с (рад/ч. , рад/сут. , и т.д.) (3.5)

t t

т.к. 1 рад = 1 Р * 100/93 = 1,075 *Р

Эффект воздействия ионизирующих излучений на организм зависит не только от поглощенной дозы, но также вида радиоактивного излучения и его энергии.

Поэтому для оценки радиационной опасности хронического(длительного) облучения вида радиоактивных излучений введена эквивалентная доза (Д, экв), которая определяется по формуле:

Д_экв = Д_рад * бэр, (3.6)

где Д_рад - поглощенная доза , рад

- средний коэффициент качества радиоактивного излучения (см. таблицу)

Специальной единицей эквивалентной дозы является бэр (биологический эквивалент рада). В системе СИ единицей эквивалентной дозы принят Зиверт (Зв).

1Зв = Дж/кг, 1бэр = 0,01 Зв.

Таблица 3.1 - Значения коэффициента качества

Вид излучения	Коэффициент качества
Рентгеновское и гамма-излучения	1
Электроны, позитроны, бета-излучения	1
Протоны с энергией меньше 10МэВ	10
Нейтроны с энергией меньше 20МэВ	3
Нейтроны с энергией 0,1-10МэВ	10
Альфа-излучения с энергией меньше 10МэВ	20
Тяжелые ядра отдачи	20

Соотношение между дозами излучения в бэрах и рентгенах

Д_бэр= 1,075 Д_р * (3.7)