М.И. Афанасов и др. - Основы радиохимии и радиоэкологии (Практикум) (2016) (1133852), страница 11
Текст из файла (страница 11)
В системе СИ единицей экспозиционной дозы является кулон на килограмм(Кл/кг). Внесистемная единица - рентген (Р) - экспозиционная доза фотонного излу3Сокращение термина «kinetic energy released in matter».Электронное равновесие - состояние взаимодействия излучения с веществом, при которомэнергия излучения, поглощѐнная в некотором объеме вещества, равна суммарной кинетической энергии ионизирующих частиц, образованных в том же объеме.
Электронное равновесие возможно при облучении фотонами неограниченно протяжѐнной, однородной по атомному составу и плотности среды, например, воздуха.5В настоящее время нет принципиальной необходимости в использовании этой физическойдозиметрической величины, однако иметь представление о ней полезно в связи с широкойраспространѐнностью приборов, откалиброванных в единицах мощности экспозиционнойдозы, а также в связи с тем, что ряд практических задач удобнее решать без перехода к операционным величинам.441чения, при которой в 0,001293 г воздуха (масса 1 см3 воздуха при 0°С и давлении101,3 кПа) образуются ионы, несущие 3,336·10-10 Кл заряда каждого знака. 1 Р =2,58·10–4 Кл/кг.В условиях электронного равновесия экспозиционную дозу можно рассматриватькак ионизационный эквивалент кермы (или поглощѐнной дозы) фотонного излученияв воздухе.
Заряд электрона равен 1,602·10–19 Кл. Следовательно, при дозе в 1 Р в 1 см3воздуха образуется 2,08·109 пар ионов. Принимая среднюю энергию образования пары ионов в воздухе равной 33,85 эВ (1 эВ = 1,602·10–19 Дж =1,602·10–12 эрг), можноустановить соотношение между кермой и экспозиционной дозой: 1 Р эквивалентен0,113 эрг/см3 = 8,73·10–6 Дж/г = 0,873 рад = 0,00873 Гр.Доза излучения с течением времени накапливается, но поток излучения при этомможет изменяться. Поэтому действие излучения на вещество оценивается также величиной мощности дозы (P) - дозой излучения за единицу времени (с, мин, ч и т.п.)Аналогично можно говорить о мощности кермы.Нормируемые дозиметрические величиныПонятие "поглощѐнная доза" предполагает, что еѐ значение может быть определено в каждой точке вещества (чтобы подчеркнуть это свойство, иногда поглощѐннуюдозу Dп называют "поглощѐнной дозой в точке").
Для практических целей поглощѐнные дозы часто усредняются по большим объѐмам ткани. Предполагается, что приоблучении в малых дозах среднее значение поглощѐнной дозы в определѐнном органеили ткани может быть соотнесено с радиационным вредом от стохастических эффектов во всех частях этого органа или ткани с достаточной для целей радиационной защиты точностью.Средняя поглощѐнная доза в органе или ткани Т (DT) определяется как:E1DT Dп dm = T(4.4)mTmT mTгде mT - масса органа или ткани, Dп - поглощѐнная доза в элементе массы dm, ET - средняяэнергия, переданная массе рассматриваемого органа или ткани.Единица средней поглощѐнной дозы в органе или ткани - грей - совпадает с единицей поглощѐнной дозы.
Значение DT иногда называют "дозой на орган".Для того чтобы связать дозу излучения и радиационный риск (вред), необходимоучитывать различия в биологической эффективности излучений различного качества,а также различия в чувствительности органов и тканей к воздействию ионизирующего излучения.Эквивалентная доза в органе или ткани Т (HT) определяется как:HT = wR DT,R,(4.5)Rгде DT,R – поглощѐнная доза от излучения типа R, усредненная по ткани или органу Т, а wR –взвешивающий коэффициент 6 для излучения типа R. Суммирование выполняется для всехвидов рассматриваемых излучений.6Значения взвешивающего коэффициента излучения wR основаны на экспериментальныхданных по относительной биологической эффективности (ОБЭ) различных видов излученияпри облучении в малых дозах. Значения ОБЭ задаются в виде отношения поглощѐнных доздвух видов излучения при условии, что эти поглощѐнные дозы приводят к одинаковому биологическому эффекту в идентичных условиях облучения (значение дозы референтного излу42Единицей эквивалентной дозы HT является Дж/кг, имеющей специальное названиезиверт (Зв).
Для фотонов, электронов и β-частиц wR = 1 Зв/Гр; для нейтронов (в зависимости от энергии) wR принимает значения от 2,5 до 20; для α-частиц wR = 20 Зв/Гр.Эффективная доза (E) определяется как взвешенная сумма эквивалентных доз:Е= wT HT = wT wR DT,R,TTгде wT – взвешивающий коэффициент ткани T иR(4.6) wT = 1.TСуммирование производится по всем органам и тканям организма человека, считающимся чувствительными к индукции стохастических эффектов. Значения wT выбираются так, чтобы представить вклады отдельных органов и тканей в суммарный радиационный вред от развития стохастических эффектов (например, для лѐгких и красного костного мозга wT = 0,12, а для кожи wT = 0,01). Единица эффективной дозы - зиверт - совпадает с единицей эквивалентной дозы.Согласно рекомендациям МКРЗ эквивалентная доза предназначена для оценкириска развития радиогенных заболеваний с учетом биологической эффективности излучения, а эффективная доза - для выражения значения предела дозы и характеристики дозы облучения человека с целью демонстрации соблюдения норм безопасности.Операционные дозиметрические величиныПрямое измерение нормируемых величин невозможно, поэтому они не могут бытьиспользованы непосредственно в радиационном контроле.
Для практических целейвведены операционные величины, которые, с одной стороны, однозначно определяются через физические характеристики поля излучения, а с другой стороны, максимально приближены к нормируемым величинам.В определении операционных величин внешнего облучения 7 используется эквивалент дозы (H), который равен поглощѐнной дозе в точке (Dп), умноженной на средний коэффициент качества для излучения ( Q , Зв/Гр), воздействующего на ткань вданной точке (этот коэффициент - характеристика биологической эффективности излучения, основанная на плотности ионизации вдоль треков заряженных частиц):(4.7)H = Q ·Dп,Единицей эквивалента дозы также является зиверт. Внесистемной единицей H является бэр, 1 Зв = 100 бэр.Понятие "эквивалент дозы" (dose equivalent), используемое с конца 1950-х гг., вотечественной практике переводили как "эквивалентная доза" (хотя точный перевод именно "эквивалент дозы").
Несогласие не привлекало внимания, потому что вплотьчения, в качестве которого, как правило, используется рентгеновское с граничной энергией200 кэВ, делится на соответствующее значение дозы излучения R, вызывающего эффект тогоже уровня, что и референтное излучение).7Внешнее облучение - облучение от источника, находящегося вне тела человека. Противоположный по значению термин: внутреннее облучение - облучение от источника, находящегося внутри тела человека.43до 1990 г.
величина H использовалась и как нормируемая величина, и как величина,используемая в радиационном контроле.В 1990 г. МКРЗ в качестве нормируемой величины ввела новое понятие - "эквивалентная доза в органе или ткани" (equivalent dose in organ or tissue) (НТ) (коротко "эквивалентная доза"), при этом «эквивалент дозы» не был выведен из оборота и продолжает использоваться для операционных величин. Поэтому при работе с отечественной учебной и нормативной литературой прежних лет издания следует обращатьособое внимание на то, какое именно понятие имеется в виду.Эквивалентная доза (equivalent dose) и эквивалент дозы (dose equivalent) принципиально отличаются.
Первая величина всегда относится к какому-либо органу или тканитела человека. Вторая - относится к точке внутри объекта.Операционной величиной внешнего облучения для радиационного контроля рабочих мест, помещений и окружающей среды (в целях группового дозиметрическогоконтроля) принят амбиентный эквивалент дозы (H*(d)) - эквивалент дозы, которыйбыл бы создан в шаровом фантоме МКРЕ 8 на глубине d (мм) от поверхности по диаметру, параллельному направлению излучения, в поле излучения, идентичном рассматриваемому по составу, флюенсу и энергетическому распределению, но мононаправленном и однородном.
Амбиентный эквивалент дозы используется для характеристики поля излучения в точке, совпадающей с центром шарового фантома. Эффективной дозе внешнего облучения соответствует амбиентный эквивалент дозы на глубине d = 10 мм (H*(10)). Мощности эффективной дозы внешнего облучения соответствует измеряемая современными приборами мощность амбиентного эквивалентадозы (МАЭД), обозначаемая как Н * (10).Индивидуальный дозиметрический контроль (мониторинг) внешнего облученияобычно осуществляется с помощью индивидуальных дозиметров, носимых на поверхности тела. Операционной величиной, установленной для такого мониторинга,является индивидуальный эквивалент дозы (Hр(d)), который равен эквиваленту дозы в мягкой биологической ткани на глубине d (мм) под рассматриваемой точкой наповерхности плоского фантома.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
