Взвешивающий радиационный коэффициент (wr)

Вид и энергия излучения	Радиационный коэффициент WR
Фотоны всех энергий	1
Электроны и мюоны всех энергий	1
Нейтроны с энергией:
менее 10 кэВ	2
10-100 кэВ	4
более 100 кэВ до 2 МэВ	12
более 2 МэВ до 20 МэВ	8
более 20 МэВ	5
Протоны с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи	5
α-частицы, продукты деления, тяжелые ядра	20

тканях организма. Как видно из табл. 1.6, при одной и той же поглощенной дозе нейтронное и α-излучение вызывают, соответственно, в 2-12 и 20 раз больший поражающий эффект, чем фотонное излучение.

При облучении человека, возникают биологические эффекты, величина которых определяет степень радиационной опасности. Для любого вида излучения, наблюдаемые радиационные эффекты пропорциональны поглощённой энергии. Поэтому ранее эквивалентную дозу рассчитывали как произведение поглощённой дозы на коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ).

D_Э = D•К_ОБЭ

Относительная биологическая эффективность (ОБЭ) - относительная способность различных типов излучений вызывать сходные биологические эффекты. В качестве эталонного излучения принято моноэнергетическое 200 кэВ рентгеновское излучение. Эффекты оцениваются как обратное отношение поглощенных доз для разных типов излучений, которые приводят к биологическому эффекту одинаковой выраженности. Из-за сложности его определения на практике применяется более простой параметр, именуемый взвешивающим коэффициентом для тканей и органов (W_T).

Единицей измерения эквивалентной дозы излучения в системе СИ является Зиверт (Зв), названный так по имени шведского радиобиолога Р. М. Зиверта. Она используется в радиационной безопасности для учета стохастических эффектов, возникающих при воздействии различных видов ионизирующих излучений (кратковременное или хроническое облучение любого органа и всего тела дозами ниже порогов детерминистских эффектов). Таким образом, эта единица учитывает неблагоприятные биологические последствия облучения в малых дозах.

Внесистемной единицей эквивалентной дозы является бэр (биологический эквивалент рада, ранее её определяли как биологический эквивалент рентгена). Считается, что это такая поглощенная доза излучения, которая вызывает тот же биологический эффект, что и 1 рад γ-излучения. (в английской транскрипции - Rem от Roentgen Equivalent of Man). Поскольку коэффициент качества β- и γ-излучений равен 1, то на местности, загрязненной радиоактивными веществами при внешнем облучении соотношения между единицами облучения следующее:

1 Зв = 1 Гр =100 рад =100 бэр =100 Р, или

1 Зв = 1 Гр; 1 бэр = 1 рад; 1 рад  1 Р.

Между тем равенство 1 Зв = 100 бэр неверно. В самом деле, при экспозиционной дозе 1 Р в 1 см³ воздуха должно образовываться 2,083•10⁹ пар ионов при средней энергии на один акт ионизации (E_и) = 34 эВ. После пересчета на 1 г воздуха получается, что 1 Р является эквивалентом 0,114 эрг/см³ ≈ 87,7 эрг/г ≈ 0,877 рад. Таким образом, соотношение между поглощенной дозой излучения, выраженной в радах, и экспозиционной дозой фотонного излучения, выраженной в рентгенах, для воздуха имеет вид: 1 Р ≈ 0,877 рад. По-видимому, тот факт, что 1 Р практически эквивалентен 1 рад, позволял ранее многим авторам считать бэр эквивалентом рентгена, как это до 1963 г. беспрекословно считалось. Но с 1963 г. бэр определяют как биологический эквивалент рада, как этого и требует определение единицы эквивалентной дозы.

Мощность эквивалентной дозы – отношение приращения эквивалентной дозы за какой-то интервал времени. Она выражается в Зивертах в секунду (Зв/с). Поскольку время пребывания человека в поле излучения при допустимых уровнях измеряется, как правило, часами, предпочтительно выражать мощность эквивалентной дозы в микрозивертах в час (мкЗв/ч).

Удельная эквивалентная доза (h) – эквивалентная доза при флюенсе одна частица на квадратный метр: h = H / Ф.

Знание величины поглощённой дозы оказывается недостаточным для оценки степени радиационной опасности. В радиационной безопасности для интегрированной оценки возможного ущерба здоровью человека в условиях хронического облучения с учетом различного характера влияния облучения на разные органы введено понятие эффективной эквивалентной дозы.

Эффективная доза (эффективная эквивалентная доза, Н_E) или, как её ещё называют, приведенная эффективная доза, характеризует величину эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой человеком за определенный промежуток времени (как правило, за год). Величина дозы представляет сумму средних эквивалентных доз Н_T в различных органах или тканях, взвешенных с коэффициентами W_T = Н_E ⁼ ∑ W_T Н_T.

Приведенная эффективная доза измеряется в Зивертах (Зв, Sv), либо миллизивертах (мЗв, mSv) в год. Используется также и внесистемная единица – бэр. Например, полученная щитовидной железой эквивалентная доза в 20 бэр равна эффективной дозе в 0,6 бэр.

Для профессионалов – персонала, работающего с источниками радиации, величина эффективной дозы не должна превышать 1000 мЗв (1 Зв) за период трудовой деятельности (50 лет), а для населения за период жизни (70 лет) - 70 мЗв. От природных источников она не должна превышать 5 мЗв/год, а в производственных условиях мощность эффективной дозы γ-излучения не должна быть выше 2,5 мкЗв/ч.

Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов (W_T) – множители эффективной эквивалентной дозы в органах и тканях, используемые при радиационной защите для расчета эффективной эквивалентной дозы. Они приведены в «Нормах радиационной безопасности нашей республики – НРБ-2000» (табл. 1.7).

Таблица 1.7