- •Радиационная гигиена
- •Некоторые термины и понятия ядерной физики
- •I. Некоторые сведения о радиоактивности
- •2. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом
- •3. Дозовые характеристики
- •4. Источники радиационных поражений
- •5. Расчет дозы при неоднократных облучениях
- •6. Меры защиты от попадания радиоактивных веществ в организм
- •Контрольные вопросы
- •Литература
3. Дозовые характеристики
Разрыв внутримолекулярных связей и радиолиз волы возможны лишь при подвода энергии высокого уровня. В системе СИ за единицу поглощенной дозы принимается Грей (Гр) - это энергия ионизирующего излечения в 1Дж, поглощенный 1 кг массы, Гр = Дж/кг на практике пользуются дробной единицей рад. 1 рад = 10-2 Гр. Очевидно, что атомы различных элементов требуют различной энергии для ионизации: от 9 до 60 электрон-вольт на один акт ионизации. Поэтому поглощенная доза не может полностью характеризовать радиационные повреждения организма.
Более объективно оценить радиационные повреждения можно с помощью экспозиционной дозы, т.е. по количеству образованных пар ионов в единице объема или по суммарному заряду ионов одного знака в единице массы. В системе СИ принята следующая единица экспозиционной дозы: кулон/кг (Кл/кг).
Но исторически сложилось так, что в основе измерительной техники была заложена внесистемная единица - рентген (Р). 1Р такая экспозиционная доза - излучений, при которой в 1см3 сухого воздуха при стандартных условиях образуется 2,08 миллиарда пар ионов. С учетом заряда электрона и плотности воздуха при стандартных условиях:
Между поглощенной и экспозиционной дозами можно установить соотношение, которое для различных элементов окажется различным. Для воздуха среднее значение энергии ионизации составляет 34 электрон-вольта на 1 акт ионизации. Следовательно, с учетом плотности воздуха при стандартных условиях и соотношения 1 электрон-вольт = 1,6*10-19 Дж, получается:
или 0,877рад.
Для сухого воздуха (при стандартных условиях) при рентгеновском и - излучениях Дэксп = 0,877Дпогл, если экспозиционная доза измеряется в рентгенах, а поглощенная - в радах.
При одинаковых поглощенных дозах радиационные поражения, причиняемые различными дозами ионизирующего излучения не одинаковы. Поэтому вводится понятие - биологический эквивалент рентгена. Для каждого вида излучения вводится коэффициент, учитывавший биологическую опасность излучения:
Таблица 4
вид излучения |
Коэффициент биологической опасности |
β - излучение |
1 |
- излучение |
20 |
нейтронное излучение |
7 . . . . 17 |
т.е., если по измерению экспозиционной дозы - излучения в сухом воздухе ее значение составит n рентген, то для организма это составит 20*n бэр.
Очевидно, что при воздействии ионизирующего излучения на организм доза облучения со временем накапливается.
В целях ведения разведки необходимы методы, позволяющие определять какие-либо параметры ионизационного излучения мгновенно.
Для этого применяется один из распространенных методов - определение производной дозы по времени - мощность дозы (чаще употребляют "уровень радиации"’); обозначается Р: , если известен закон измененияdД/dτ по времени: P = P(t), то за время от 1 до 2 значение дозы составит
Наиболее распространенные приборы дозиметрической разведки градуированы в или
При облучении организма ионизирующим излучением развивается лучевая болезнь, тяжесть которой определяется поглощенной дозой и равномерностью облучения. Характеристики лучевой болезни при равномерном облучении тела человека приведены в таблице 5.
Таблица 5
Доза Гр= Дж/кг |
Степень лучевой болезни |
Первичная реакция на облучение |
Характер первичной реакции |
Латентный скры-тый период |
Разгар болез-ни |
Изменения состава крови в разгар болезни |
Клиническая реакция в разгар болезни |
Последствия |
1...2 |
легкая |
через 2 ... 3ч выражена у 30...50% пораженных. |
одно-двух кратная рвота в те-чение суток. |
4 . . . 5 недель. |
на 5-7 неделе. |
снижение лейкоцитов до 1,5 . . . 3 тыс/мм РОЭ - 10-25 мм/час |
Астеничес-кие явления |
100% выздо-ровление без специального лечения 12 - 14 недель |
2...4 |
средняя |
черев 1.. .2ч у 70 . . . 80% пораженных. |
2 - 3-крат-ная рвота, недомога-ние, суб-фибриль-ная темпе-ратура в теч. суток. |
3 . . . 4 недель |
на 4 - 6 неделе |
лейкоцитов до 0,6...1,5 тыс/мм3, тромбоцитов до 20...40 тыс/мм3 РОЭ-до 25-40 мм/час. |
Инфекционные осложнения, повышенная кровоточивость, астения. |
при лечении полное выздоров-ление у 100%, 13 . . . 20 недель. |
4...6 |
тяжелая |
через 20 . . . 30 минут. |
многократная рвота, недомога-ние, темпе-ратура до 30С в течение 2-х суток. |
2 недели с 1 неде-ли эрозия слизис-тых обо-лочек, эритема кожи. |
на 2 - 5 неделе |
Лейкоцитов до 0,1 тыс/мм3 тромбоцитов до 10 тыс/мм3 РОЭ до 80мм/ч. |
тяжелые инфекции, лихорадка, осложнения на печень |
при специа-лизирован-ном лечении возможно выздоровле-ние у 50% пораженных |
6...10 |
Крайне тяжелая |
через 10 . . . 20 минут |
Эритема кожи, температу-ра выше 30С в течение 3...4 суток. |
Выражен не четко. |
на 8 - 12 сутки |
Тяжелое пора-жение крове-творных орга-нов с исчезно-вением тромбоцитов. |
Кровавый понос, расст-ройство всех функций организма, вплоть до слепоты. |
при раннем начале лече-ния в спец. клиниках (от-делениях) возможно выздоровле-ние у 30% пораженных. |
10 и более |
Практически мгновенный (2 ... 3 часа) летальный исход у 100% пораженных. |