11. Дозиметрические измерения и дозиметрические единицы; коэффициенты, учитывающие влияние радиации

Величины и единицы измерения

Активность – количество распадов в секунду. Беккерель (Бк) – 1 распад / с. Кюри = 3.7·10¹⁰ Бк изначально определялась через активность Радия. Но с точностью измерений там всё не очень хорошо. Поэтому сейчас её определяют через количество распадов в секунду.

Доза излучения (D) (поглощённая доза) – энергия ионизирующего излучения, поглощённая облучаемым объектом и рассчитанная на единицу массы этого объекта. В процессе облучения доза со временем накапливается. Поглощенная доза в единицу времени называется мощностью дозы.

Единица измерения дозы в Си Грей. 1 Грей = 1 Дж / 1 кг.

Также есть рад. 1 рад = 10^-2 Гр.

Дозу электромагнитного (рентгеновского и гамма излучения) измеряют в Рентгенах (Р). 1 Р - экспозиционная доза электромагнитного облучения, которая в 1 грамме сухого воздуха при нормальных условиях производит 1.6^.10¹² пар ионов. 1Р = 0.88^.10^-2 Гр = 0.88 рад. 1 Р соответствует поглощению 2,08·10⁹ пар ионов.

Эквивалентная доза (Н) – нужна для того, чтобы оценить влияние излучения на человека по поглощенной дозе с учётом конкретного вида излучения. Для этого дозы всех излучений суммируются с весовыми коэффициентами:

Единицей измерения - Зиверт (Зв) = 1 Джоуль / килограмм. Внесистемная единица – Бэр. 1 Бэр = 0,01 Зв.

Весовые множители излучения
Вид излучения и диапазон энергий	Весовой множитель
Фотоны всех энергий	1
Электроны и мюоны всех энергий	1
Нейтроны с энергией < 10 КэВ	5
Нейтроны от 10 до 100 КэВ	10
Нейтроны от 100 КэВ до 2 МэВ	20
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ	10
Нейтроны > 20 МэВ	5
Протоны с энергий > 2 МэВ (кроме протонов отдачи)	5
альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра	20

Чтобы учесть влияние излучения на различные органы используют эффективную дозу, которая представляет собой сумму эквивалентных доз по каждому из органов с весовыми коэффициентами.

Единица измерения та же – Зиверт.

Значения тканевых весовых множителей wt   для различных органов и тканей.
Ткань или орган	wt	Ткань или орган	wt
Половые железы	0.20	Печень	0.05
Красный костный мозг	0.12	Пищевод	0.05
Толстый кишечник	0.12	Щитовидная железа	0.05
Легкие	0.12	Кожа	0.01
Желудок	0.12	Поверхность костей	0.01
Мочевой пузырь	0.05	Остальные органы	0.05
Молочные железы	0.05

Дозовые пределы внешнего и внутреннего облучения (бэр/год).
Категории лиц	Группы критических органов
	1	2	3
Категория А, предельно допустимая доза (ПДД)	5	15	30
Категория Б, предел дозы(ПД)	0.5	1.5	3

А – Сотрудники предприятий, которые работают с излучением в силу своих обязанностей.

Б – Лица, проживающие или работающие в зонах, где возможно наличие радиоактивного фона.

Группы органов:

1 - Половые органы, костный мозг, тело целиком.

2 – Отдельные важные органы (лёгкие, желудок, печень…)

3 – Кожа, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы.

Численные значения допустимых уровней в полном объеме содержатся в "Нормах радиационной безопасности".

Дозиметрия

Дозиметр – прибор для обнаружения и определения дозы ионизирующего излучения. Основной элемент – детектор частиц. Может работать в режиме счёта отдельных частиц, показывая, сколько частиц в единицу времени регистрирует детектор, а также в режиме определения текущей мощности дозы (т.е. поглощённой дозы в единицу времени).

Для регистрации излучений различного типа используются разные детекторы. Для получения полной картины нужно применять несколько дозиметров.

Дозиметры обычно калибруют так, чтобы они по интенсивности регистрируемого излучения определяли дозу, полученную человеком, который ими пользуется (полную дозу за определённый период времени).

В качестве регистрирующего элемента излучения в дозиметрах чаще всего применяются газоразрядные индикаторы (например, датчики Гейгера, ионизационные камеры). Чуть реже используют другие стандартные виды детекторов. Часто работают в насыщении (любая частица вызывает разряд, при этом величина импульса не зависит от энергии частицы). После разряда есть мёртвое время. Импульсы тока выравниваются по величине и фронтам (делаются прямоугольными) и отправляются на счётчик.

Для разных типов излучений используются разные детекторы и разные фильтры. Бытовые дозиметры чаще всего измеряют только γ излучение.

Перечисленные выше дозиметрические величины нельзя измерить напрямую. Поэтому введены операционные величины, которые можно измерить и на их основе определить основные величины:

• амбиентный эквивалент дозы H*(10);

• направленный эквивалент дозы H'(0.07,Ω);

• индивидуальный эквивалент дозы, Hp(d).

Первые две – мониторинг среды. Третья – индивидуальная дозиметрия.

Источники

http://nuclphys.sinp.msu.ru/enc/e052.htm

http://nuclphys.sinp.msu.ru/enc/e053.htm

https://ru.wikipedia.org/wiki/Кюри_(единица_измерения)

http://nuclphys.sinp.msu.ru/radiation/rad_5.htm

https://ru.wikipedia.org/wiki/Дозиметр