Иванов В.И (1)

Это значение дозы может быть приписано любой точке в пре­ делах объема V. Однако если рассматриваемый объем доста­ точно велик и в его пределах заметно изменяются характе­

ристики поля излучения, то доза будет изменяться от точки

к точке. Под дозой излучения в данной точке следует понимать дозу в бесконечно малом объеме, внутри которого находится рассматриваемая точка. В этом смысле дифференциальная форма представления дозы (9.1) определяет ее значение в точке, которая может быть задана координатами х, у, г, так что погло-

щенная энергия в рассматриваемом объеме

Считая, что рассматриваемый объем достаточно мал, ВОС-

пользуемся формулой (9.2). Подставляя в нее поглощенную энер­

гию, определяемую формулой (7.4), получаем

٢٢٢ )ك-،2( ه٧ادص

от координат. Тройной интеграл в знаменателе равен массе вещества дт, заключенного в объеме V.

Воспользовавшись теоремой Гаусса—Остроградского, преоб-

разуем формулу (9.4) -к следующему виду:

п;1£-’-т0٢،"٠٦

٠-ل٦٢■ >9■5’

V

пренебрегая изменением значений используемых величин в пре-

делах рассматриваемого объема V вследствие его малости, по-

каемых источниками, находящимися внутри данного объема, в

Рассмотрим теперь формирование дозы в пределах данного

объема в поле косвенно ионизирующего излучения. Для определенности будем рассматривать фотонное излучение, например ^-излучение, в результате взаимодействия у-квантов с веще-

32

тической энергии всех заряженных частиц, освобожденных носвенно ионизирующим излучением в ебинице массы облучаемого вещества.

Доза излучения зависит от времени облучения: с течением

времени доза накапливает-ся. Изменение дозы в единицу вре-

где ىه —изменение дозы за время ٤и.

Мощность дозы в общем случае является функцией времени — 7ز(/). Если эта функция известна, дозу за некоторый интервал времени от ^1 до ^2 можно определить по формуле

Аналогично можно говорить о мощности кермы, связь которой с кермой определяется этими же формулами.

Керма и мощность кермы (в дополнение к ранее рассмотренным) являются удобными характеристиками ПОЛЯ косвенно

ионизирующего излучения в данной среде, в дальнейшем мы подробнее рассмотрим значение кермы для фотонного и нейтронного излучений и ее соотношение с дозой.

Доза заряженных моноэнергетических частиц, лпэ которых равна £, определяется формулой

в единицу времени обозначать как производную по времени с помощью точки. Например, мощность дозы Ь. В учебнике принято распространенное обозначе­ ние буквой Р.

34

английского ученого с. грея, внесшего большой вклад в ста.

новление радиационной дозиметрии. Один грей равен поглощенной дозе излучения, при которой веществу массой[ 1 кг пере,

дается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. в практике и научной литературе распространена внесистемная единица дозы излучения ра^:

1 рад=10-2 Гр.

§ 10. ЭКСПОЗИЦИОННАЯ ДОЗА

Экспозиционная доза — специфическая величина в дозиметрии,

введенная для фотонного излучения. Она равна абсолютному

значению полного заряда ионов одного знака, которые образуются в воздухе при полном торможении электронов и позитронов, освобожденных фотонами в единице массы воздуха. Обозначим экспозиционную дозу X, тогда

ных в воздухе при полном торможении электронов и позитронов,

освобожденных фотонным излучением в массе воздуха ٥щ. Здесь важно понять, что заряд ٥٠ включает заряд всех ионов одного знака, созданных в результате полного использования кинетической энергии электронов и позитронов в воздухе независимо от места образования этих ионов؛ имеется в виду, что эти ионы созданы только теми электронами и позитронами, которые воз-

никли в массе воздуха ٥га.

Легко-Установить связь между экспозиционной[ дозой и кермой фотонного излучения в воздухе Ку. Действительно, керма

есть сумма начальной кинетической энергии всех электронов и позитронов, освобожденных фотонами в единице массы воздуха.

ГИЯ идет на ионизацию и возбуждение атомов среды. Следова-

тельно, экспозиционная доза

тронов на образование одной пары ионов в воздухе.

Если пренебречь энергией тормозного излучения, что вполне

пает как энергетический эквивалент экспозиционной дозы,. -

пределении поглощенной энергии, а следовательно, и ионизации .* Таким образом, представляется целесообразным определить некоторуюфизическую величину, которая учитывала бы пространственное распределение переданной энергии. Такой величиной в некотором приближении может служить линейная пере-

дача энергии —лпэ. «Некоторое приближение» здесь означает,

что если для двух различных видов частиц лпэ одинакова, то пространственное распределение переданной ими энергии более идентично, чем если бы лпэ была различной, лпэ, таким образом, выступает как характеристика качества излучения.. Под качеством в банном случае мы понимаем такую характеристику излучения, которая имеет одно и то же значение у разных видов излучения, если при одинаковых условиях облучения данноео объекта И одинаковой дозе наблюдается один и тот же радици онный эффект. Другими словами, радиационное действие излучений одинакового качества, в том числе излучений разных ВИдов, должно быть одинаковым при равных дозах. Сразу оговоримся, что пока такой универсальной величины, которая полностью определяла бы качество излучения, не найдено.-

Возможно, здесь следует искать комбинацию величин. Тем не менее во многих случаях, особенно в области противорадиационной защиты, лпэ является удобной характеристикой качества излучения.

Для сравнения биологических эффектов, вызываемых разными видами излучения, введено понятие относительной биологической эффективности (ОБЭ).

Относительная биологическая эффективность излучения —это отношение поглощенной дозы образцового излучения, вызывающего определенный биологический эффект, к поглощенной дозе

ного излучений, при которых наблюдается один и тот же--био- логический эффект.

В качестве образцового излучения принимают рентгеновское излучение с граничной эне.ргией фотонов 200 кэВ; для образцового излучения ٩٢٦==1; обычно полагают 4 = 1 для фотонов любых **.энергий

ОБЭ зависит от вида излучения, его энергии, наблюдаемой биологической реакции, распределения излучения во времени, индивидуальных особенностей биологического объекта и других факторов, часть которых' недостаточно хорошо изучена. Особую значимость имеет зависимость ОБЭ от лпэ. На рис. 7 показана

* Вопросы микроскопического распределения поглощенной энергии рассматривает раздел дозиметрии آ микродозиметрия (см. гл. 13).

37

эксперимента. Суммируя и анализируя данные по ОБЭ, можно

составить представление об относительной радиационной опасно­ сти для человека различных видов излучений.

Данные по ОБЭ, полученные в радиобиологических исследо­ ваниях, служат основой для установления предельно допустимых уровней облучения и норм радиационной безопасности. В целях противорадиационной защиты используют, однако, не конкретное значение полученной в эксперименте ОБЭ, а так называемый коэффициент качества излучения.

Коэффициент качества является регламентированной величи­ ной ОБЭ, устанавливаемой специальными научными комиссиями на основании медицинских и радиобиологических данных и пред­ назначенной для контроля радиационной опасности. Отсюда следует, что по мере накопления и уточнения данных по биоло­ гическому действию излучений коэффициенты качества для раз­ личных видов излучений могут быть пересмотрены. Являясь основой при установлении норм, обеспечивающих радиационную

безопасность, коэффициенты качества в Советском Союзе уза­ кониваются ГОСТом и нормами радиационной безопасности

(НРБ).

Помимо численных значений коэффициента качества для раз­

ных видов излучений устанавливается зависимость коэффициента качества от ЛПЭ излучения. За основу принимается кривая вида

1 на рис. 7. Однако и здесь связь между коэффициентом каче­

ства и ЛПЭ устанавливается на основе обобщения и анализа

данных по ОБЭ с учетом накопленных знаний по последствиям

облучения, а не путем прямого наблюдения этой связи. В табл. 1 приведены средние значения ЛПЭ в воде, с которыми сопостав­ лены значения коэффициента качества к. Коэффициенты качества для промежуточных значений ЛПЭ находят линейным интерпо­ лированием.

Принято, что излучения с одинаковым коэффициентом каче­ ства при равных дозах и одинаковых условиях облучения при­ водят к одинаковому биологическому эффекту с точки зрения радиационной опасности. Коэффициент качества есть зависящий

38

при равномерном облучении всего тела1 определяет вклад данного органа или ткани в риск неблагоприятных стохастических эффектов для 'организма в целом при равномерном его облучении؛

جاًن٢:ا.

При равномерном облучении всего организма предполагается, что вид и энергетический состав ионизирующих частиц одинако-

вы для любой точки, и, следовательно, эквивалентная доза для любого органа и ткани будет одной и -той же и равна эффектив-

ной эквивалентной дО'Зе. Таким О'бразом, эффективная эквивалентная доза, .при, неравномерном по органам и тканям облучении ореанизма равна такой эквивалентной дозе при равномерном облучении, при которой риск неблагоприятных последствий оказывается тем же самым, что и при данном неравномерном облучении.

Числовые значения взвешивающих коэффициентов устанавливаются на основе коэффициентов риска, которые в свою .очередь выводятся из данных радиобиологических и медицинских исследований.

Концепция эффективной эквивалентной дозы в аспекте радиационной -безопасности исходит из признания линейной беспо.рого-

вой модели радиационного действия.

§ 11 КОЛЛЕКТИВНАЯ ДОЗА

Эквивалентная ,доза устанавливает соответствие между поглощенной дозой излучения и ожидаемы'М биологическим эффектом для данного человека؛ другими словами, она является мерой биологического действия индивидуальной дозы, полученной конкретными лицами. Следовательно, и ожидаемые биологические последствия связа.ны с конкретными лицами. Однако в случае облучения больших групп людей полезно давать оценку суммарного ожидае-

мого эффекта.

Широкое применение атомной энергии предопределяет,'что некоторая часть населения профессионально связана с источниками ионизирующих излучений. Для нее установлены нормы пре- де-льных уровней облучения, которые гарантируют полную безопасность здоровья каждого работника. Современная противорадиационная защита обеспечивает непревышение этих уровней. На-

40