1.Экспозиционная доза (х).

Понятие возникло в прошлом веке и применялось к гамма- и рентгеновскому излучениям. Это доза квантового облучения, определяемая при ионизации воздуха. Характеризуется количеством пар ионов, возникших после облучения воздуха в условиях электрического равновесия. Выражается в рентгенах (Р). 1 Р – это доза рентгеновского или гамма-излучения, создающая в 1 см³ воздуха при 0°С и давлении 760 мм рт.ст. 2,0810⁹ пар ионов с зарядом в 1 электростатическую единицу каждого знака.

Шкала некоторых дозиметров показывает мощность экспозиционной дозы, т.е. дозу в единицу времени в виде мкР/час.

В СИ используется единица кулон/кг воздуха (Кл/кг, C/kg). 1 Кл/кг – это доза фотонного излучения, при которой сумма электрических зарядов всех ионов одного знака в облученном воздухе массой 1 кг равна 1 кулону. Это крупная единица, указывается в паспортах источников излучения.

1 Кл/кг = 3,8810³ Р.

1 Р = 2,5810^-4 Кл/кг.

2. Поглощенная доза (d).

Так как степень лучевых поражений, развивающихся в живых объектах, зависит от величины поглощенной энергии ионизирующего излучения, для характеристики этой энергии используется показатель поглощенная доза. Поглощенная доза – величина энергии ионизирующего излучения, поглощенная элементарным объемом облучаемого тела (тканями организма, веществом), в пересчете на единицу массы вещества в этом объеме.

D = de/dm,

где de – средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме, а dm – масса вещества в этом объеме. Энергия может быть усреднена по любому определенному объему, и в этом случае средняя доза будет равна полной энергии, переданной объему в пересчете на массу этого объема.

За единицу поглощенной энергии ранее широко использовали внесистемную единицу – рад (radiation absorbed dose – rad, доза поглощенной радиации). 1 рад равен 100 эргам энергии, поглощенной 1 граммом вещества. Связь между поглощенной дозой в воздухе, выраженной в радах, и экспозиционной дозой, выраженной в рентгенах, устанавливается выражением:

D (рад) = k·Х (рентген),

где k – коэффициент, который для рентгеновского и гамма-излучений близок к единице (0,877), а Х – экспозиционная доза, выраженная в рентгенах.

Размерность коэффициента k найдена в результате расчетов, что на 1 г воздуха единице экспозиционной дозы будет соответствовать 87,7 эрг поглощенной энергии, что соответствует 0,877 рада. Величину 87,7 принято называть энергетическим эквивалентом рентгена.

Сейчас используют системную единицу Грей (Гр, Gy), названную в 1975 году в честь английского физика.

1 Гр = 100 радам = 1 джоулю на 1 кг. 1 сГр (10^‑2 Гр) = 1 рад.

Мощность поглощенной дозы – это поглощенная доза, полученная за 1 единицу времени (например, рад/сек или Гр/сек). У источника ИИ мощность может быть известна. Применительно к человеку поглощенную дозу чаще используют для характеристики острого кратковременного внешнего облучения.

3. Эквивалентная доза (н).

Понятие возникло в результате изучения биологического действия ИИ. Разные виды ИИ при одинаковых поглощенных дозах дают разный биологический эффект. Чтобы сопоставить радиационную опасность данного вида ионизирующего излучения с рентгеновским излучением используется понятие эквивалентная доза.

Эквивалентная доза – это поглощенная доза в органе и ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения (W_R).

H_Т = D_T · W_R,

где D_T – средняя поглощенная доза в органе или ткани (Т), а W_R – взвешивающий коэффициент для данного вида излучения (R).

Эквивалентную дозу можно рассчитать только для биологических объектов. В качестве критерия биологической эффективности действия ИИ принимают хромосомные аберрации, степень угнетения костномозгового кроветворения и др.

При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.

H_Т = ∑D_T · W_R

• Для рентгеновского излучения эквивалентная доза равна поглощенной дозе (Н = D), W_R = 1.

• Для гамма-излучения, фотонов любых энергий W_R = 1.

• Для электронов и мюонов любых энергий W_R = 1.

• Для нейтронов с энергией менее 10 кэВ W_R = 5.

• Для нейтронов с энергией от 10 кэВ до 100 кэВ W_R = 10.

• Для нейтронов с энергией от 100 кэВ до 2 МэВ W_R = 20.

• Для нейтронов с энергией от 2 МэВ до 20 МэВ W_R = 10.

• Для нейтронов с энергией более 20 МэВ W_R = 5.

• Для протонов с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи, W_R = 5.

• Для альфа-излучения, осколков деления, тяжелых ядер W_R = 20.

Ранее использовали внесистемную единицу эквивалентной дозы ‑ бэр (биологический эквивалент рада). Бэр – поглощенная доза любого вида ионизирующего излучения, которая имеет такую же биологическую эффективность как 1 рад рентгеновского или гамма-излучения. (За рубежом бэр называют rem – rad equivalent for man – эквивалент рада для человека).

Новая системная единица эквивалентной дозы – Зиверт (Зв, Sv) по фамилии шведского исследователя. 100 бэр = 1 Зв. Так как Зв – большая единица используют дольные производные. 1 сЗв (10^‑2 Зв) = 1 бэр. Существует понятие мощность эквивалентной дозы, это – эквивалентная доза, полученная в единицу времени.