9.2. Единицы радиоактивности

Для количественной характеристики радиоактивного излучения и его действия на биологические объекты используют несколько единиц. Это обстоятельство связано с существованием различных видов излучений и особенностями их действия на живые организмы.

Активность радиоактивного источника характеризуют числом распадов, происходящих в единицу времени, и выражают в беккерелях (Бк):

А = dN₀ /dt. (9.1)

Единица активности изотопов  беккерель (Бк). Один беккерель соответствует активности такого источника, в котором за 1 с происходит один распад. Специальная внесистемная единица активности  кюри (Ки). Кюри  активность изотопа, в котором происходит 3,700  10¹⁰ распадов в секунду. Применяются также дольные (милли-, микро-, нано-, пикокюри) и кратные (кило-, мегакюри) единицы.

Для характеристики воздействия ионизирующего излучения на вещество введено понятие дозы излучения.

Количественной характеристикой взаимодействия ионизирующего излучения и вещества является поглощенная доза излучения.

Поглощенная доза (Д)величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу, выражается формулой

(9.2)

где d_eсредняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме;

dmмасса вещества в этом объеме.

Поглощенная доза  основная дозиметрическая величина. В системе СИ в качестве единицы поглощенной дозы принят грей (Гр). 1 Гр соответствует поглощению в среднем 1 Дж энергии ионизирующего излучения в массе вещества, равной 1 кг, т.е. 1 Гр = 1 Дж/кг. Используемая ранее внесистемная единица рад равна 0,01 Гр.

До недавнего времени за количественную характеристику только рентгеновского и -излучения, основанную на их ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе, принималась экспозиционная доза.

Экспозиционная доза (X) отношение суммарного заряда dQвсех ионов одного знака, созданных в воздухе, когда все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в элементарном объеме воздуха с массой dm, полностью остановились в воздухе, к массе воздуха в указанном объеме

(9.3)

Единица экспозиционной дозы в системе СИ кулон на килограмм (Кл/кг).

Внесистемная единица рентген (Р). 1 Р = 2,58 xl0^-4 Кл/кг.

Для различных видов излучения биологический эффект при одинаковой поглощенной дозе оказывается различным. Например, при одинаковой поглощенной дозе -излучение гораздо опаснее - или фотонного излучения. Поэтому для оценки биологического эффекта воздействия любого состава является эквивалентная доза.

Эквивалентная дозаН_Т,R поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, W_R

Н_Т,R= W_Rх Д_Т,R, (9.4)

где Д_Т,R средняя поглощенная доза в органе или ткани Т; W_R взвешивающий коэффициент для излучения R.

Единицей эквивалентной дозы в системе СИ является Дж/кг, имеющий специальное название зиверт (Зв).

Внесистемная единица бэр (биологический эквивалент рада).

1 Зв = 10² бэр

1 бэр = 10^-2 Зв.

Разные органы или ткани имеют разные чувствительности к излучению. Поэтому введено понятие эффективной дозы.

Эффективная доза(Е) величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты

(9.5)

где Н_Т  эквивалентная доза в органе или ткани Т;

W_Т  взвешивающий коэффициент для органа или ткани.

Единица эффективной дозы зиверт (Зв). Внесистемная единица бэр.

Значения взвешивающих коэффициентов W_RиW_Tприведены в Нормах радиационной безопасности НРБ99.

Существует еще одна характеристика ионизирующего излучения мощность дозы.

Мощность дозы доза за единицу времени (секунду, минуту, час).

Мощность поглощенной дозы Д (мощность экспозиционной дозы %, мощность эквивалентной дозы Н, мощность эффективной дозы Е) отношение приращения поглощенной дозы dД (экспозиционной дозы dX, эквивалентной дозы dH, эффективной дозы dE) за интервал времени dtкэтому интервалу

(9.6)

Единицы мощности доз  частные от деления единиц поглощенной дозы (экспозиционной дозы, эквивалентной дозы, эффективной дозы) или их кратных или дольных единиц на соответствующую единицу времени. Например, Гр/с, мкГр/ч, мкР/ч, мкЗв/ч.

Основные единицы радиоактивности, их размерности и часто встречающиеся в литературе внесистемные единицы (кюри, рад, бэр, рентген) приведены в табл. 9.1.

Таблица 9.1

Единицы радиоактивности

Физическая величина	Единица	Обозначение
Активность источника	беккерель кюри	Распад/с 1 Ки = 3,7  1010 Бк
Поглощенная доза	грей рад	Дж/кг 100 эрг/г
Эквивалентная доза	зиверт бэр	1 Зв = 1 Гр/К 1 Зв = 100 бэр
Экспозиционная доза	кулон на килограмм рентген	Кл/кг 1 эл.ст.ед./1 см3 воздуха
Мощность поглощенной дозы	грей в секунду рад в секунду	Гр/с рад/с
Мощность эквивалентной дозы	зиверт в секунду бэр в секунду	Зв/с бэр/с
Мощность экспозиционной дозы	кулон на кг в секунду рентген в секунду	Кл/(кг  с) Р/с