10. Поглощенная доза непосредственного ии. Определение. Единицы измерения поглощенной дозы, Соотношение между системными и внесистемными единицами.

Поглощенная доза. Экспозиционная доза количественно характеризует облучение воздуха и лишь косвенное – об облучении других материальных тел. Воздействие на эти тела оказывает только та часть излучения, которая в них поглощается.

Поглощенная доза излучения D  это отношение средней энергии , переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом же объеме

D = /dm

Эта величина позволяет количественно оценить воздействие различных видов излучений в любой среде. В СИ поглощенную дозу излучения измеряют в греях (Гр). Один грей соответствует поглощенной дозе излучения при которой веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения, равная 1 Дж (1 Гр = 1 Дж/кг). Внесистемная единица поглощенной дозы  рад. Один рад соответствует поглощеной дозе излучения, при которой веществу массой 1 г передается энергия ионизирующего излучения равная 100 эрг (1 эрг = 107 Дж).

Таким образом,

1 рад = 100 эрг/г = 1  102 Дж/кг = 1 сГр;

1 Гр = 100 рад.

Дольные единицы: мкГр, мГр, мкрад, мрад.

Скорость нарастания облучения вещества характеризуется мощностью поглощенной дозы .

Мощность поглощенной дозы – отношение приращения поглощенной дозы dD за интервал времени dt к этому интервалу:

= .

Мощность поглощенной дозы в СИ измеряется в греях в секунду (1 Гр/c = 1 Дж/(кг  с), а внесистемная единица  1 рад/c.

Экспозиционная доза. В качестве характеристики воздействия фотонного излучения с энергией от 5 кэВ до 3 МэВ на окружающую среду используют экспозиционную дозу Х.

Экспозиционная доза Х фотонного излучения – это отношение суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, образованных в сухом атмосферном воздухе (при полном торможении вторичных электронов и позитронов) в элементарном объеме dV, к массе воздуха dm в этом объеме:

В СИ экспозиционная доза измеряется в кулонах на килограмм (Кл/кг), а внесистемная единица  рентген (Р). Рентген – это доза фотонного излучения, при какой в 1 см3 сухого атмосферного воздуха в результате ионизации при нормальных условиях (температура 0С, давление 101,3 кПа или 760 мм рт. ст.) образуется заряд q, равный 3,34  1010 Кл каждого знака, что соответствует образованию 2,08  109 пар ионов. Так как 1 см3 воздуха имеет массу 1,29  106 кг, то

1 Р = 3,34  1010 / 1,29  106 = 2,58  104 Кл/кг.

Таким образом, 1 Р = 2,58  104 Кл/кг;

1 Кл/кг = 3,88  103 Р.

Дольные единицы: 1 мкР = 106 Р и 1 мР = 103 Р.

В условиях лучевого равновесия заряженных частиц экс-позиционной дозе 1 Кл/кг соответствует поглощенная доза 33,8 Гр в воздухе и 36,9 Гр в биологической ткани.

Дозе в 1 Р соответствует поглощенная доза 0,87 рад в воздухе или 0,96 рад в биологической ткани. Поэтому в тканях с погрешностью до 5% экспозиционную дозу в рентгенах и поглощенную дозу в радах можно считать одинаковыми.

Мощность экспозиционной дозы (МЭД) фотонного излучения   это отношение приращения экспозиционной дозы dХ за интервал времени dt к этому интервалу времени:

=

Единицей мощности экспозиционной дозы является 1 Кл/(кгс) или 1 А/кг (А  ампер). Чаще употребляются дольные единицы, например, мкА/кг в СИ и внесистемные 1 Р/ч или 1 мкР/ч.

На территории Беларуси до аварии на Чернобыльской АЭС мощность экспозиционной дозы (естественный радиационный фон) в различных районах составляла от 2 до 12 мкР/ч (0,02–0,12 мкЗв/ч). В настоящее время в некоторых населенных пунктах, находящихся на загрязненных радионуклидами территориях, значения МЭД достигают 100–280 мкР/ч.

Соотношение между экспозиционной дозой, выраженной в рентгенах, и поглощенной дозой, выраженной в радах, для воздуха имеет вид;

D=0.877*Х, т.е. 1Р=0,877 рад или 1 рад=1,14 Р, 1Кл/кг=34Гр

Для других в-в к-т пропорциональности между D и Х будет иным. Он зависит от плотности и атомных номеров эл-тов , входящих в состав этих в-в. Мягкие ткани человека воздухоэквивалентны, это значит, что кол-во энергии гамма-излучений, поглощенное в 1 г мягких тканей(вода, ткань, мышцы) и в 1 г воздуха практически равны. Этим обусловлена возможность оценки воздействия гамма-излучений на организм человека по величине экспозиционной дозы. Для биологических тканей соотношение между поглощенной и экспозиционной дозой 1Р=0,965 рад, 1Кл/кг=37,2Гр

Поглощенная доза в любом в-ве, в т.ч. и в биологической ткана, может быть определена по формуле:

Где - линейные к-ты поглощения гамма-излучений в в-ве соответственно, р- плотность в-ва и воздуха соответственно; Х- экспозиционная доза излучения в воздухе.