Билет №40. «Единицы активности и дозы ионизирующих излучений»

«Единицы активности и дозы ионизирующих излучений»

 

Активность А радиоактивного вещества — число спонтанных ядерных превращений dN в этом веществе за малый промежуток времени dt, деленное на этот промежуток: A=dN/dt.

Единицей измерения активности является беккерель (Бк). 1 Бк равен одному ядерному превращению в секунду. Кюри (Ки) — специальная единица активности 1 Ки = 3, 7× 10¹⁰ Бк.

Для характеристики источника излучения по эффекту ионизации применяют так называемую экспозиционную дозу рентгеновского и гамма-излучения. Экспозиционная доза X — полный заряд dQ ионов одного знака, возникающих в воздухе в данной точке пространства при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха, деленный на массу воздуха dm в этом объеме: Х = dQ/dm.

Единица измерения экспозиционной зоны — кулон на килограмм (Кл/кг). Рентген — специальная единица экспозиционной зоны (Р). Один рентген — это экспозиционная доза рентгеновского или гамма-излучения, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия в 1 см³ сухого атмосферного воздуха производит ионы, несущие заряд в СГСЕ - электричества каждого знака. 1Р= =0, 285 мКл/кг.

Мощность экспозиционной дозы W — приращение экспозиционной дозы dX за малый промежуток времени dt, деленное на этот промежуток: W=dX/dt.

Специальной единицей мощности экспозиционной дозы является рентген в секунду (Р/с). Величину экспозиционной дозы на рабочем месте можно рассчитать по формуле

где А — активность источника, мКи; К_g — гамма-постоянная изотопа, Р× см2/(ч× мКи), берется из таблиц; значения Kт для некоторых изотопов приведены в табл. 13; t — время облучения, ч; R — расстояние от источника до рабочего места, см.

В системе СИ гамма-постоянная радионуклида измеряется в Гр× м2/(с× Бк), при которой мощность поглощенной дозы в воздухе на расстоянии 1 м от точечного изотропного источника активностью 1 Бк составляет 1 Гр/с.

Поглощенная доза Д — средняя энергия dE, переданная излучением веществу в некотором элементарном объеме, деленная на массу вещества dm в этом объеме: Д = dE/dm. Грей — единица поглощенной дозы. 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад. Рад — специальная единица поглощенной дозы. Величина поглощенной дозы зависит от свойств излучения и поглощающей среды. В условиях электронного равновесия экспозиционной дозе 1 Р соответствует поглощенная доза в воздухе, равная 0, 88 рад.

Гамма-эквивалент m_Ra источника — условная масса точечного источника ²²⁶Ra, создающего на некотором расстоянии такую же мощность экспозиционной дозы, как и данный источник. Специальной единицей гамма-эквивалента является килограмм-эквивалент радия; 1 кг-экв Ra на расстоянии 1 см в воздухе от источника создает мощность экспозиционной дозы 8, 4× 10⁶ Р/ч, соответственно 1 мг-экв Ra = 8, 4 Р/ч.

В связи с тем, что одинаковая доза различных видов излучения вызывает в живом организме различное биологическое действие, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза Н_{T, R} — поглощенная доза в органе или ткани D_{T, R}, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного излучения W_R:

H_{T, R} = W_R× D_{T, R},

Единицей измерения эквивалентной дозы является Дж× кг^-1, имеющий специальное наименование зиверт (Зв).

Значения W_R для фотонов, электронов и мюонов любых энергий составляет 1, для a-частиц, осколков деления, тяжелых ядер – 20.

Эффективная доза – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозу в органе H_tT на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани W_T:

,

где H_tT – эквивалентная доза в ткани T за время t.

Единица измерения эффективной дозы - Дж× кг^-1, называемая зивертом (Зв).