Дозы и дозиметрические величины

25.03.2013

Все процессы, протекающие независимо от условий, вида, требую какой-то энергии. Ионизирующие излучения тоже проявляются в виде энергии.

В СИ единицей энергии является Джоуль - Дж. Джоуль - это работа, проиводимой при переносе заряда в 1 Кл в эл поле с разностью потенциалов в 1В.

Внесистеманя единица - величина электронвольт. Хим. связь - где-то 34 эВ. Очень легко ее разрушить.

1 Дж = 6,242 * 10¹⁸ эВ.

1 эВ = 1,602 * 10^-19 Дж

При наличии в биосфере ИИ, распространяясь в возуже и различных в-вах, биотканях, вызывают возбужение атомов малекул и часто ионизируя его. Для понимания всх этих процессов, изменения скоростей, нужно понимать дозы.

В области радиобезопаности были введены следующие дозы:

- Экспозиционная доза

- Поглащенная доза

- Эквивалентная

- Эквивалентная эффективная

- Полувековая и др.

Дозой облучения называется часть жнергии радиационного излучениея, расходуемая на ионизацию и возбужения атомов и малекул любого объекта.

/кспозиционная доза. Первоначально радиационная дозиметрия обслуживала медицину. В этих случаях в учреждениях подсчитывали рентгеновское облучение и гамма= облучение. Вокуруг труббок происходила ионазиация воздуха. Измерение этой ионизации привело к появлению дозиметрической величины под названием экспозиционная доза X. Это отношение энергии к массе:

x = dQ/dm

При использовании маломощных источников ионизирующая энергия воздействовала на внешние покровы мягки тканей человеческих организмов. При относительно малых экспозиционных дозах энергия измерялась фото- и комптоновским эффектом. Вероятность этих эффектов зависит, прежде всего, от эффективного атомного состава среды, на который воздействует вид излучения. В результате экспериментов выяснили, что излучение влияет на воздух примерно так же, как и на биологическую ткань. Этот эксперимент показал, что экспозиционную дозу можно переносить на человеческий организм.

Эдиницей экспозиционной дозой в СИ является кл/кг.

На практике используют внесистемный Рентген.

Один Кл\кг - это экспозиционная доза излучения, при которой в одном киллограмме сухого воздуха при н.у. создаются ионы, несущие заряд в один Кл каждого знака.

Рентген - это такая доза, которая в результате своего ионизирующего воздействия образует 2*10⁹ пар ионов в одном см³ чистого сухого воздуха.

1 Р = 2,58*10^-4 Кг/кг

1 Кл/кг = 3880Р

Мощность экспозиционной дозы

Х = Х / t

Мощность дозы измеряется на высоте 70-100 см от поверхности земли и называется уровнем радиации. У Ренгеновского и гамма излучения коэффициенты качества равны единице.

Поглащенноая доза обозначается как D.

В последствии при появления воздействий другими видами излучений : альфа, бетта, нейтроны и др. Мощность у таковых больше. При использовании источников ускоренных частиц, была введена поглащенная доза. Вот тут возник вопрос: раз облучение происходит другими видами источника, то в этом случае они чем-то отличаются.

Универсальной величиной для определении поглащенной энергии ионизирующих излучений является поглащенная доза. Поглащенная доза - это количество энергии, переданной веществу любоым излученим пересчитанное с учетом коэфициента массы.

D = dE/dm

Оновная единица измерения - один Грей (Гр).

Гр = 1 Дж\кг

Внесистемная единица измерения - рад.

1 Гр = 100 рад.

Мощность поглащенной дозы:

D = D/t

1Р = 0,88 рад.

Из-за разного воздействия других видов ионизирующих излучений проявляеются разные эффекты воздействия.

Для учтения разных эффектов ввели

Н = k * D.

k - коэффициент качества излучения (относительной биологической активности).

Тепловые нейтроны - 5

Бестрые - 10

Альфа-частицы с большой энергией - 20.

Единица измерения эффективной дозы - Зиверт зв.

Внесистеменая эдиница - бэр (биологичский эквивалент рада)

1 Зв = 100 бэр.

Зиверт - это единица эквивалентной дозы излучения любой природы, которая создает такой же биологический эффект, как и поглащенная доза в один грей от эталонного источника.

На практике:

1Р ~ 1рад ~ k*1 бэр

Еще одна доза - эквивалентная эффективная доза.

Для рассчета дозы для всего организма используется эффективная эквивалентная доза:

H_е = сумма Hi * wi

w - взвешивающий коэф.

Для всего организма этот коэф равен 1.

Красный костный мозг -

Половые железы -

Молочные железы, печень, пищевод, щитовидка 0,03

Воздействия на щитовидную железу и доза в 1 Зв, получаемая ею, показывает, что воздействие на весь организм - 0,03 Зв.

Полувековые дозы.

H₅₀ = H * Ni

Наши дозы.

2,4 мЗв \ год + 1 мЗв\ год

На основании допустимой дозы, можно рассчитать мощность годовой дозы:

5мЗв /г / 365 * 24 = 0,57 * мкЗв /ч

Это допустимая норма, но не нормальная.

0,1 - 0,2 мкЗв /ч соответствует 10-20 мкР /ч. Это нормально

Уровень допустимый - 0,2 - 0,6. Или же 0,6 - 1 мкЗв / час.

Зачем вообще в целом рассматривать ионизирующие излучения, если и без того понятно, что они наносят биологический вред. Каждый из нас имеет природную активность, которая составляет не более 196 Бк/кг для среднего жителя нашей страны или же 2,4 мЗв/год.

Если вцелом говорить о нормах и т.д. Этими вопросами занимаются весьма ответственные люди и организации. Проблемами такими занимаетмя в мире Международная Комиссия Радиационной Защиты. МКРЗ. Данные этой организации базируются на данных, полученными национальными комиссиями радиационной защиты. Их стараниями выработаны нормы радиационной безопасности 2000 года. Выработаны в основном, конечно же, с учетом практики и опыта недавних соббытий.

Эти нормы необходимо соблюдать. РДУ - республиканские допустимые уровни. Базируются на нормах от комиссий. Нормируются в основном Cs¹³⁷ Sr⁹⁰ Pu²³⁹.

В частности, по Cs¹³⁷ в этих нормах были данные: 3500 Бк/кг.

Но!!! Нормами являются требования и нормативы, которые должны быть обязательными для всех юрлиц, не зависимо от их подчиненности и форм собственности, в результате которых возможны облучения людей. А так же для распорядительных и исполнительных форм, гражданами, лицами иностранного гражданства и без гражданства.

Это все в законе О допустимых уровнях ионизирующиех излучений и других требований по ограничению облучения граждан РБ. Никакие другие требования не должны противоречить требованиям этих норм. Основано это на международных рекомендациях. Выработано это все в результате изучения последствий Хирасимы и Нагасаки. Основную долю результатов получили в результате взрыва на ЧС.

На основе данных выработаны подходы и выработаны рекомендации.

Нормы устанавливают ограничения при

- облучении персонала и населения в условиях эксплуатации техногенных источников.

- облучении персонала и населения от естетвенных, природных источников

- в медецинском облучении

- облучении персонала и населения в условиях радиационной опасности.

В таких случаях следует учитывать характеристики источника, выбросов жидких и газообразных, твердых отходов в атмосферу, учитываются распадных характеристики технологических выбросов на рабочих местах, уровни облучения, источники медецинского облучения и природные. В основу обеспечения радиационной безопасности нормами положена три принципа:

- принцип нормирования, не позволяющий превышения предельно допустимых индивидуальных доз от всех источников.

- принцип обоснованности, запрещающий виды деятельности по использованию источников ионизирующих излучений, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риско возможных заболеваний населения.

- принцип оптимизации, дающий возможность поддерживать на самом низком уровне индивидуальные дозы облучения при работе на техногенных источниках.

Категорирование населения производится, прежде всего, на категорию А - тот персонал, который непосредственно работает и соприкасается с опасными источниками. Б - персонал, который работает с источниками, но не соприкасается с кними. Третья Категория - это все оставшееся населения. Для каждой категории вводится определенные свои нормы.

МКРЗ на основании данных выработала свои подходы к персоналу и категории В.

Данные по этим нормам. Но позже.

МКРЗ пришла к выводу, что предел дозы должен быть установлен на таком уровне, чтобы полная эквивалентная эффективная доза не превышала за всю трудовую деятельность 1 Зв (100 бэр).

На всю жизнь - 35 бэр - норма на 70 лет.

При этом установлен определен эффективной дозы:

50 мЗв /год - 5 бэр.

для категории Б - это нормы должны составлять 1/4 от норм категории А.

Для населения - 1мЗв /год. В последующие 5 лет - не более 5 мЗв/год.

Для обеспечения радиационной безопасноти опрделены пределы годовой поступления - поступления определенного количества радиоактивных нуклидов разными путями в течение года и среднестатистического вера 70 кг.

Раионуклиды, для которых определены ПГП: стронций-90, цезий - 137, плутоний - 239, йод.

Пару слов про радон. Допустима норма 200 Бк на м³. Для новых зданий - 100 Бк/м³. При превышении 400 Бк - здание не пригодно для проживания.

В ванной и душе возникает неожиданная опасность, поджидающая нас из-за диссорции. РАДОН может вылезать из воды! Концентрация может достичь 9500Бк/м³.

Это примерно равно естественному фону. Ванную нужно проветривать! Из-за сжигания газа на кухне - 3500 Бк/м³. Это нужно уитывать.