Поглощенная доза.

Изменения, происходящие в облучаемом объекте под воздействием излучения, зависят от количества поглощенной энергии этого излучения. Поэтому наиболее удобной характеристикой излучения, определяющей степень его воздействия на организм, является количество (доза) поглощенной энергии. Отсюда, поглощенная доза Д_п представляет собой количество энергии ионизирующего излучения, поглощенной единицей массы облучаемого вещества. В системе СИ энергия измеряется в джоулях (Дж), а масса в кг, отсюда единица измерения поглощенной дозы (называется «Грей»):

Д_п = 1 Дж/1кг = 1 Грей (Гр)

В научной литературе часто также применяется внесистемная единица измерения поглощенной дозы – 1 рад (происходит из начальных букв английского термина «radiation absorbed dose», т. е. «поглощенная доза излучения»). При этом 1 Гр = 100 рад и соответственно 1 рад = 0,01 Гр.

Экспозиционная доза.

Для характеристики доз поглощения по эффекту ионизации, вызываемому в воздухе, используется экспозиционная доза Д_эксп.. В системе СИ в качестве единицы измерения экспозиционной дозы берется величина «Кулон на килограмм». Экспозиционная доза – это отношение суммарного заряда ионов одного знака (заряд измеряется в кулонах), образовавшегося в определенном объеме воздуха под действием ионизирующего излучения, к массе воздуха в этом объеме.

На практике используется и внесистемная единица измерения экспозиционной дозы – 1 Рентген (Р). Соотношение между рентгеном и кулоном на кг следующее:

1 Р = 2,58 ∙ 10^-4 Кл/кг; 1 Кл/кг = 3,88 ∙ 10³ Р.

Следует отметить, что между рассмотренными величинами поглощенной дозы и экспозиционной дозы существует линейная зависимость:

Д_эксп = К х Д_п ,

где коэффициент пропорциональности К имеет значения:

• 34 Кл/Дж для системы си;

• 0,876 Р/рад для внесистемных единиц измерения поглощенной и экспозиционной доз. Эквивалентная доза.

Казалось бы, для характеристики радиобиологического эффекта достаточно понятия поглощенной дозы. Однако изучение последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды ионизирующего излучения производят неодинаковое биологическое действие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, альфа-частица), производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы Д_экв.

Эквивалентная доза равна поглощенной дозе, умноженной на коэффициент, характеризующий биологическую эффективность различных видов излучения К_ОБЭ:

Д_эксп = К_ОБЭ ∙ Д_п

К_ОБЭ равен:

• для рентгеновского и гамма- излучения – 1;

• для бета-излучения – 1;

• для альфа-излучения – 20.

То есть, при ионизации живых тканей рентгеновским, гамма- и бета-излучением эквивалентная доза будет равна по величине поглощенной, а при действии альфа- излучения эквивалентная доза по величине будет в 20 раз больше, чем поглощенная.

Единицей измерения эквивалентной дозы в системе СИ является 1 Зиверт (Зв). Отметим, что так же, как и для поглощенной дозы 1 Зв равен 1 Дж/кг, но для отличия от единицы измерения поглощенной дозы (Грей), эту величину назвали Зиверт.

Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является 1 бэр («биологический эквивалент рада»).

1 Зв = 100 бэр, 1 бэр = 0,01 Зв.

Таким образом, в радиационной дозиметрии используется достаточно большое число единиц измерения. Это связано как с необходимостью учета воздействия излучения на различные объекты, так и с историческим развитием дозиметрии.

Таблица 5.1.