3. Дозы. Единицы измерения доз

Для оценки воздействия ионизирующих излучений используется понятие доза.

Различают экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы излучения. Связь источника излучения, поля, дозы, радиобиологического эффекта и единиц их измерений представлена на рисунке 2.

Рис. 2.

Для характеристики энергии ионизирующего излучения используют экспозиционную дозу.

Экспозиционная доза (X) – это отношение приращения суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, образованных γ- квантами в элементарном объеме воздуха, к массе в этом объеме

Единица измерений [X] в системе СИ = Кл/кг

Экспозиционной дозой оценивают только ионизационные процессы от γ-излучения в воздухе (другим видам излучений и объектам это понятие не применяется).

Внесистемной единицей экспозиционной дозы является рентген (Р).

Внесистемной единицей мощности экспозиционной дозы (уровня радиации) является рентген в час (Р/ ч), производные единицы:

миллирентген в час (мР/ ч) − 10^-3 Р/ч,

микрорентген в час (мк/Р/ч) − 10^-6 Р/ч.

Величину мощности экспозиционной дозы X_экс можно рассчитать по формуле:

(1)

где – активность источника, мКи;

– гамма-постоянная изотопа,

– γ- эквивалент нуклида (мг – экв. Ra);

– расстояние от источника до рабочего места, см;

t – время работы, час.

Данные приведены в таблице 5.

Кγ - гамма - постоянной нуклида – это мощность экспозиционной дозы, создаваемой γ- излучением точечного изотопного источника активностью 1 мКи на расстоянии 1 см.

М – гамма эквивалент источника – это условная масса источника радия 226, создающего на данном расстоянии такую же мощность экспозиционной дозы, как данный источник.

Поглощенная доза излучения Д − отношение средней энергии dW, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе вещества - в этом объеме:

В отличие от экспозиционной дозы, она определена для любых видов радиоактивных излучений и их смеси, поглощающихся в любой среде.

Для характеристики поглощенной дозы в Международной системе единиц СИ используется единица Грей (Гр).

.

Внесистемная единица – рад.

100 рад = 1 Гр

Биологическое действие излучений зависит не только от поглощенной дозы, но и от того, на какую глубину это излучение может проникать в биологические ткани, от величины линейной потери энергии.

Поэтому для оценки биологического действия ионизирующего излучения используется эквивалентная доза.

Эквивалентная доза ионизирующего излучения H − это произведение поглощенной дозы Д излучения в биологической ткани на коэффициент качества k (табл. 1) этого излучения в данном элементе биологической ткани:

H = Д ⋅ k

Коэффициент качества излучения − безразмерный коэффициент k, на который должна быть умножена поглощенная доза рассматриваемого излучения для получения эквивалентной дозы этого излучения в различных тканях живого организма.

Таблица 1- Значения k для излучений различных видов

Вид излучения	k
Гамма-излучение, рентгеновское излучение, электроны, позитроны, бета-частицы	1
Нейтрон (Е=20 кэВ)	3
Нейтрон (Е=0,1- 10 МэВ)	10
Протоны (Е меньше 10 МэВ)	10
Альфа-излучение	20
Тяжелые ядра	20

Единицы измерений эквивалентной дозы (в системе СИ) является единица зиверт (Зв). Внесистемной единицей эквивалентной дозы - бэр (биологический эквивалент рада).

1 Зв = 100 бэр.

Для общей оценки биологического действия ионизирующих излучений при неравномерном облучении различных участков тела или органов человека введено понятие эффективная эквивалентная доза (H_ээд.).

Величина этой дозы равна поглощенной дозе излучения данного участка тела (органа), умноженной на соответствующий коэффициент перерасчета, как представлено в табл.2

Таблица 2- Коэффициенты радиационного риска.

Ткань или орган	Коэффициент радиационного риска	Ткань или орган	Коэффициент радиационного риска
Половые железы	0,20	Печень	0,05
Красный костный мозг	0,12	Пищевод	0,05
		Щитовидная железа	0,05
Толстый кишечник	0,12
Легкие	0,12	Кожа	0,01
Желудок	0,12	Поверхность костей	0,01
Мочевой пузырь	0,05
Молочные железы	0,05	Остальные органы	0,05

Например, доза излучения щитовидной железы в 200 бэр соответствует H_ээд= 200 ⋅ 0,05 = 10 бэр, т.е. в данном случае облучение щитовидной железы дозой 200 бэр эквивалентно биологическому действию на организм в целом дозы 10 бэр.