Кратности ослабления доз радиации и факторы накопления

  Рассчитанные на основании ядерно-физических данных или измеренные экспериментально коэффициенты ослабления и (или) не являются полными характеристиками защитных свойств материала и изделий на их основе. Причиной этой неполноты являются физические процессы, приводящие наряду с ослаблением первичного гамма-излучения к появлению рассеянного и вторичных излучений.     Эти компоненты наряду с первичным -излучением, вышедшим за пределы защитного слоя, дают вклад в формирование потоков излучения и величину дозы облучения. В ряде практически важных случаев вклад рассеянных и вторичных излучений в формирование дозы облучения может превышать долю ослабленного защитой первичного излучения на 1–2 порядка. Этот эффект учитывается введением в закон ослабления первичного пучка (формула 5.1) фактора накопления В, зависящего от атомного номера Z, энергии γ-квантов и величины d (или равной ей  х). Тогда закон ослабления для параллельного потока -излучения принимает вид:

I (d) = I(0) B(d, , Z ) exp(-d)

Влияние эффекта накопления дозы может привести к тому, что при некоторых энергиях излучения и толщине защиты доза за защитой оказывается выше дозы перед защитой.    В случае сложного компонентного состава вещества защиты фактор накопления В является функцией эффективного атомного номера Z_эфф. Кратность ослабления дозы К зависит от отношения доз перед слоем защитного материала d и после его прохождения и от фактора накопления В:

Радиационный фон, воздействующий на человека, формируется за счет естественных и антропогенных источников. В табл. 5.4 приведены эквивалентные дозы радиоактивного излучения, получаемые в среднем за год от различных радиоактивных источников.

Таблица 5.4

Средняя эквивалентная доза за год, мЗв/год

Естественные источники радиации	Антропогенные источники
Космические лучи – 0,4 мЗв	Рентгеновское обследование - 1 мЗв
Воздух – 0,02 мЗв	Монитор ТV,PC – 0,1 мЗв
Почва, грунт – 0,4 мЗв

Важно подчеркнуть, что эти цифры приближенные и усредненные по Земле. Отклонения от этих цифр могут быть достаточно велики. Например, один трансатлантический перелет добавляет к средней годовой дозе от космических лучей примерно такую же дозу. Некоторые места на земной поверхности имеют уровень радиации за счет излучений от грунта на один и даже два порядка выше указанной в таблице, например, в Бразилии и Индии территории, находящиеся на песках, богатых торием.

Последовательность воздействия излучений на биоткани

Заряженные частицы при прохождении через вещество теряют энергию за счет электромагнитных взаимодействий с атомами вещества, что приводит к ионизации. Электромагнитные кванты (гамма, рентген) при взаимодействии с веществом передают энергию (частично или полностью) атомам и электронам вещества. Следствием процесса взаимодействия являются ионы (положительные и отрицательные) вместо нейтральных атомов и молекул.

Свободные электроны и ионизированные атомы участвуют в сложной цепи реакций, в результате которых, образуются новые молекулы, в том числе чрезвычайно реакционноспособные свободные радикалы, которые вызывают химическую модификацию молекул, необходимых для нормального функционирования клетки. В результате происходит гибель клеток или изменения в них, приводящие к развитию рака. При дозе 3-5 Гр 50 % облученных погибает в течение 1-2 месяцев.