Тема: Дозиметрические определения и единицы.

Вопросы:

1. Определение активности. Единицы активности.

2. Экспозиционная доза. Мощность экспозиционной дозы. Единицы измерения.

3. Поглощенная доза излучения. Мощность поглощенной дозы. Единицы измерения.

4. Эквивалентная доза. Относительная биологическая эффективность (ОБЭ). Коэффициент качества излучения. Единицы эквивалентной дозы.

5. Эффективная эквивалентная доза. Единицы измерения.

1. Определение активности. Единицы активности.

Активностью Анекоторого количества радиоактивного вещества называют число спонтанных ядерных превращений в этом количестве веществаdN, происшедших за интервал времениdt:

Единицей активности в системе СИ является беккерель (Бк). 1Бк=1распад/с. Внесистемная единица – кюри (Ки).1Ки=3,7 ∙ 10¹⁰Бк.

Распад радиоактивных атомов сопровождается выходом -,-частиц,-квантов, конверсионных электронов, рентгеновского излучения. Число ядерных превращений не всегда совпадает с числом испущенных частиц и еще реже – с числом испускаемых-квантов. Поэтому недопустимо применение таких терминов как, например, “-,-,-активность”. Чтобы определить число частиц или-квантов, испускаемых при распаде ядра, необходимо знать схему распада данного радионуклида (рис.7.2).

Рис.23.Принятые обозначения схем распада (а) и схемы (б) распада²⁴Naи⁶⁵Zn.

Энергия в мегаэлектронвольтах.

Из закона радиоактивного распада и определения периода полураспада видно, что постоянная распада , а из определения единицы кюри следует, что активность препарата в 1Ки связана с числом радиоактивных атомовNсоотношением

.

Отсюда число радиоактивных атомов N, соответствующих активности 1Ки, определяется как

N=3,7∙10¹⁰/=3,7∙10¹⁰∙T_1/2/ln2.

Масса одного атома равна (А– атомная масса, N_A=6,022∙10²³(моль)^-1– число Авогадро), поэтому полная масса радионуклидаm, соответствующая активностиА=1Ки, равна

.

Обратная величина, g_m, численно равная активности в единицах кюри на 1г радиоактивного препарата,

Для решения практических задач -излучающие препараты удобно сравнивать по ионизационному эффекту в воздухе, поэтому в 1910г на Брюссельском конгрессе было предложено результаты сравнения препаратовRaвыражать в миллиграмм--эквивалентахRa. 1мг.экв.Ra– это единица гамма – эквивалента радиоактивного препарата,-излучение которого при данной фильтрации и тождественных условиях измерения создает такую же мощность экспозиционной дозы, как и-излучение 1мг Госэталона радия в равновесии с основными дочерними продуктами распада при платиновом фильтре толщиной 0,5 мм. Принято считать, что при этих условиях 1мг “равновесного” радия создает на расстоянии 1см Р_эксп=8,4^р/_ч.

2. Экспозиционная доза. Мощность экспозиционной дозы. Единицы измерения.

Экспозиционная доза (D_эксп) – это количественная характеристика фотонного излучения, которая основана на его ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе. Она определяется отношением суммарного зарядаdQвсех ионов одного знака, созданных в воздухе, когда все электроны, освобожденные фотонами в элементе объема воздуха с массойdm, полностью остановились в воздухе, к массе воздуха в этом объеме:.

Понятие экспозиционной дозы рекомендовано для фотонов с энергией от 1КэВ до 3МэВ.

Единицей экспозиционной дозы в системе СИ является кулон на килограмм (Кл/кг). Это экспозиционная доза фотонного излучения, при прохождении которого через 1 кг воздуха в результате завершения всех ионизационных процессов в воздухе создаются ионы, несущие заряд в 1 кл электричества каждого знака. На практике до последнего времени использовалась внесистемная единица экспозиционной дозы – рентген (р). Рентген – это единица D_эксп.фотонного излучения, при прохождении которого через 1 см³воздуха (0,001293 г) при нормальных условиях в результате завершения всех ионизационных процессов в воздухе создаются ионы, несущие одну электростатическую единицу электричества каждого знака.

1^кл/_кг =3,876·10³ р; (1 р = 2,58 ·10^{-4 кл}/_кг).

Экспозиционная доза не учитывает ионизацию, обусловленную тормозным излучением электронов и позитронов (обычно пренебрегают, т.к. она мала при энергии фотонов меньше 10 МэВ).

Мощностью экспозиционной дозы называют отношение приращения экспозиционной дозы dD_эксп.за интервал времениdtк величине этого интервала:

P_эксп. = dD_эксп./dt.

Единицей мощности экспозиционной дозы в системе СИ является ампер на килограмм (А/кг), которая связана с внесистемной единицей (Р/с) следующим отношением:

1 А/кг = 3,876 ·10³ Р/с;