Ионизирующего излучения

Радиоактивность - самопроизвольное превращение ядер атомов с испусканием ионизирующего излучения.

Для измерения активности радиоактивного вещества в Международной системе единиц СИ установлена единица - беккерель (Бк); I Бк = I распад/с.

Внесистемная единица активности - кюри (Ки); I Ки = 3, 7-Ю¹⁰ Бк.

Период полураспада (Т|/2) - время, в течение которого распадается половина атомов радиоактивного вещества.

Основными терминами, характеризующими радиоактивность, являются прони­кающая радиация, ионизирующее излучение и облучение.

Проникающая радиация - поток у-лучей и нейтронов, выделяющихся из зоны ядерного взрыва и распространяющихся в воздухе во все стороны на многие сотни метров и вызывающих ионизацию атомов среды, через которую они проникают (газа, жидкости, твердого тела, биологической ткани).

Ионизирующее излучение - излучение, образующее при взаимодействии со средой положительные и отрицательные ионы. Основными параметрами ионизирую­щего излучения являются доза излучения, мощность дозы излучения.

Различают:

а-излучение - ионизирующее излучение, состоящее из положительно заряжен­ных а-частиц (ядер гелия), испускаемых при ядерных превращениях;

р-излучение - поток (3-частиц (отрицательно заряженных электронов или положи­тельно заряженных позитронов) с непрерывным энергетическим спектром;

у-излучение - электромагнитное (фотонное) ионизирующее излучение, испус­каемое при ядерных превращениях или аннигиляции частиц.

Нейтронное излучение - поток незаряженных частиц (нейтронов) с высокой проникающей способностью.

Энергию а-, (3-частиц, у-квантов и нейтронов измеряют в специальных единицах - электронвольтах (эВ).

При воздействии ионизирующих излучений на биологическую ткань происхо­дит разрушение молекул с образованием химически активных свободных радикалов, являющихся пусковым механизмом повреждений внутриклеточных структур и самих клеток. Повреждение клетки приводит либо к ее гибели, либо к нарушению се функ­ций с сохранением способности к размножению.

Поврежденные клетки тела, сохранившие способность к размножению, в отда­ленные сроки могут привести к развитию различных, в том числе опухолевой приро­ды, заболеваний, а поврежденные гсрмснативныс (зародышевые) клетки - к генети­ческим заболеваниям у потомков облученных лиц. При оценке отдаленных последст­вий облучения необходимо иметь в виду, что не только ионизирующее излучение мо­жет привести к подобным эффектам. Существует ряд неблагоприятных факторов (ку­рение, алкоголь, химические воздействия, солнечное излучение и др.), также приво­дящих к спонтанно возникающим опухолевым и наследственным заболеваниям.

Облучение - это процесс взаимодействия излучения с окружающей средой. Ре­акция облучаемого объекта на лучевое воздействие связана лишь с той частью энер­гии излучения, которая передается ему в данных конкретных условиях.

Радиационные эффекты:

- детерминированные (ранее называвшиеся нестохастическими) - биологические эффекты излучения, для которых существует дозовый порог, выше которого тяжесть этого эффекта возрастает с увеличением дозы;

- стохастические - биологические эффекты излучения, для которых предполагается отсутствие дозового порога их возникновения. Принимается, что вероятность возникновения этих эффектов пропорциональна величине воздействующей дозы, а тяжесть их проявления от дозы не зависит. При облучении человека к стохастическим эффектам относят злокачественные опухоли и наследственные заболевания;

- соматические - детерминированные и стохастические биологические эффекты излучения, возникающие у облученного индивидуума;

- наследственные - стохастические эффекты, проявляющиеся у потомства облученного индивидуума.

Лучевая болезнь - общее заболевание организма, развивающееся вследствие воздействия ионизирующего излучения. Различают острую лучевую болезнь (ОЛБ) и хроническую лучевую болезнь (ХЛБ) различной степени тяжести.

Поглощенная доза (D) - дозиметрическая величина, измеряемая количеством энергии, поглощенной в единице массы облучаемого вещества (биологической ткани).

В системе СИ единицей измерения поглощенной дозы является грей (Гр); 1 Гр = 1 Дж/кг вещества.

Внесистемная единица-рад; 1 рад = 1-10" ²Гр.

Экспозиционная доза (X) - количественная характеристика фотонного излуче­ния с энергией до 3 МэВ, основанная на его ионизирующем действии в сухом атмо­сферном воздухе; представляет собой отношение суммарного заряда всех ионов од­ного знака, созданных в воздухе, к массе воздуха в указанном объеме.

Экспозиционная доза ионизирующего излучения используется для измерения у-и рентгеновского излучения, воздействующего на объект (организм). Это количест­венная характеристика общего излучения.

В системе СИ единицей экспозиционной дозы является кулон на килограмм (Кл/кг).

Внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген (Р); 1 Р = 2, 58-10" ⁴ Кл/кг.

С погрешностью до 5% экспозиционную дозу в рентгенах и поглощенную дозу (в биологической ткани) в радах можно считать совпадающими.

В процессе перехода на единицы СИ термин «экспозиционная доза» подлежит изъятию из употребления. Причиной, по которой экспозиционная доза (в частности, единица экспозиционной дозы - рентген) продолжает употребляться, является то, что шкала многих находящихся в эксплуатации дозиметрических приборов (ДП-5, СРП-68-01, РУП-1М и др.) проградуирована в рентгенах (мкР/ч, Р/с и т.п.). То же касается и многих других величин измерения - употребляются как системные, так и внесис­темные единицы.

Эквивалентная доза (Н) - поглощенная доза, усредненная по органу или ткани, взвешенная по качеству с точки зрения особенностей биологического действия дан­ного излучения. Весовой множитель, используемый для этой цели, называется весо­вым множителем излучения (ранее - фактор качества). Эквивалентная доза конкрет­ной ткани рассчитывается как сумма произведений поглощенных доз (усредненных по данной ткани от каждого вида излучения) на соответствующий весовой множи­тель излучения.

В системе СИ единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт (Зв); 1 Зв = 1 Дж/кг.

Внесистемная единица эквивалентной дозы - 1 бэр = 0, 01 Зв (1 Зв = 100 бэр).

Эффективная доза (Е) - эквивалентная доза, взвешенная по относительному вкладу данного органа или ткани в полный ущерб от стохастических (онкологиче­ские и наследственные заболевания) эффектов при тотальном облучении всего тела. Весовой множитель, используемый для этой цели, называется тканевым весовым множителем. Эффективная доза - это сумма произведения эквивалентных доз в раз­личных органах и тканях на соответствующий тканевый весовой множитель для этих органов и тканей.

Единица измерения эффективной дозы - зиверт (Зв).

Эффективная доза используется только для оценки вероятности возникнове­ния стохастических эффектов и только при условии, когда поглощенная доза зна­чительно ниже порога дозы, вызывающей клинически проявляемые поражения.

Производные единицы СИ, используемые в дозиметрии ионизирующих излуче­ний, и их соотношения с внесистемными единицами приведены в Приложении 17.