4.1.5. Доза излучения.

Для оценки воздействия ионизирующего излучения на вещество применяют понятие - доза излучения: поглощенная доза, экспозиционная доза, эквивалентная доза, эффективная доза и т.д.

Поглощенная доза излучения. Поглощенная доза определяется как отношение средней энергии, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе вещества в этом объеме.

Установленная в СИ единица ионизирующего излучения (поглощенная доза) - Грей, русское обозначение - Гр, международное - Gy.

1 Гр равен поглощенной дозе излучения, при которой веществу с массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж: 1 Гр = 1 Дж/кг

В практике и научной литературе распространена внесистемная единица дозы излучения - рад. Русское обозначение - рад, международное - rad.

1 рад= 10^-2Гр.

Грей и рад используются для измерения поглощенной дозы -, -, -, рентгеновского и нейтронного излучения.

Экспозиционная доза излучения. Экспозиционная доза X - физическая величина, связанная с эффектом ионизации воздуха фотонным излучением. Она равна абсолютному значению полного заряда ионов одного знака, которые образуются в воздухе при полном торможении вторичных электронов и позитронов, освобожденных фотонным излучением в единице массы воздуха.

Единица экспозиционной дозы в системе СИ: Кл/кг (кулон на килограмм) (международное - C/kg).

Экспозиционная доза в 1 Кл/кг означает, что суммарный заряд всех ионов одного знака, образованных в 1 кг воздуха, вследствие прохождения через него фотонного излучения, равен 1 Кл.

В практике и научной литературе распространена внесистемная единица экспозиционной дозы - Рентген. Русское обозначение - Р, международное - R.

1 Р - 2,5810^-4 Кл/кг, что соответствует образованию 2,0810⁹ пар ионов в см³ воздуха (при температуре 0°С и давлении 760 мм рт.ст.). На создание такого количества ионов необходимо затратить энергию, равную 0,114 эрг/см³ или 88 эрг/г. Таким образом, 88 эрг/г - энергетический эквивалент рентгена.

Мощность экспозиционной дозы равна приращению экспозиционной дозы за единицу времени.

По величине экспозиционной дозы можно рассчитать поглощенную дозу рентгеновского и гамма - излучения в любом веществе, зная состав вещества и энергию фотонов. С погрешностью ~ 5% экспозиционную дозу в рентгенах и поглощенную дозу в биологической ткани в радах можно считать совпадающими.

Эквивалентная доза облучения. При облучении живых организмов, в частности человека, возникают биологические эффекты, величина которых при одной и той же поглощенной дозе различна для разных видов излучения. При одинаковой дозе -излучение гораздо опаснее, чем -, - или -излучение. Следовательно, знание поглощенной дозы недостаточно для оценки радиационной опасности.

Эквивалентная доза - произведение поглощенной дозы на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, отражающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма.

В системе СИ установлена единица эквивалентной дозы - джоуль на килограмм, имеющая наименование - Зиверт. Обозначение: русское - Зв, международное - Sv.

Существует специальная внесистемная единица эквивалентной дозы - бэр (международная - rem), связанная с Зивертом соотношением

1 бэр = 0,01 Зв.

Бэр (сокращение, происходящее от словосочетания - биологический эквивалент рада) - это поглощенная доза любого вида ионизирующего излучения, которая имеет такую же биологическую эффективность, как 1 рад рентгеновского излучения.

Мощность эквивалентной дозы определяется как отношение приращения эквивалентной дозы за единицу времени. Единица измерения: Зиверт в секунду - Зв/с (Sv/s).

Эквивалентная доза является основной дозиметрической ве-[ личиной, положенной в основу нормирования воздействия излучения и оценки возможного ущерба здоровью человека от воздействия ионизирующего излучения произвольного состава.

Взвешивающий коэффициент W_r - это используемые в радиационной защите множители поглощенной дозы, учитывающие относительную опасность различных видов излучения.

Для рентгеновского и -излучения W_r=1. Для всех других ионизирующих излучений W_r1.

Эффективная доза - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Эффективная доза равна произведению эквивалентной дозы в органе на соответствующей коэффициент для данного органа или ткани.

Для оценки воздействия на среду косвенно ионизирующих излучений часто используют понятие керма.

Керма - отношение суммы первоначальной кинетической энергии всех заряженных частиц, создаваемых косвенно ионизирующим излучением в элементарном объеме вещества, к массе вещества в этом объеме. Если пренебречь потерями энергии на тормозное излучение, то керма совпадет с поглощенной дозой от вторичных заряженных частиц. Единица измерения: Грей (Гр).

Грей равен керме, при которой сумма начальных значений кинетической энергии всех заряженных частиц, освобождаемых косвенно ионизирующим излучением в веществе массой 1 кг равна 1 Дж. Следует помнить, что сюда включается и энергия, которую заряженные частицы растрачивают на образование тормозного излучения и заряженных частиц во вторичных процессах.