Одиниці величин у дозиметрії

Важливими характеристиками іонізуючого випромінювання (ІВ), яке виникає при процесах радіоактивного розпаду, є поглинута, експозиційна і еквівалентна дози.

Поглинута доза D – середня енергія , передана випромінюванням речовині в деякому елементарному об’ємі, поділена на масу речовини dm у цьому об’ємі:

. (15)

Одиницею поглинутої дози в міжнародній системі одиниць СІ є грей (Гр; 1 Гр=1 Дж/кг). Збереглася спеціальна одиниця поглинутої дози, що склалася історично, рад: 1 рад=100 ерг/г=0,01 Гр. Потужність поглинутої дози – відношення приросту поглинутої дози dD за малий проміжок часу dt до тривалості цього проміжку:

. (16)

Керма – сума початкових кінетичних енергій заряджених частинок, утворених в одиниці маси опромінюваного середовища внаслідок дії опосередковано іонізуючого випромінювання (нейтрони, рентґенівські і -кванти). У загальному випадку керма не збігається з поглинутою дозою, оскільки деяка частина енергії заряджених частинок перетворюється у вторинне опосередковано іонізуюче випромінювання за рахунок гальмівного випромінювання вторинних електронів і не дає внеску в поглинуту дозу. Керму, як і поглинуту дозу, вимірюють в греях і радах.

До 1990 р. однією з основних одиниць дозиметрії була експозиційна доза Х, яка є відношенням повного заряду dQ носіїв одного знака, що утворюються в повітрі при повному гальмуванні всіх вторинних електронів, утворених фотонами в елементарному об’ємі повітря, до маси повітря dm в цьому об’ємі:

Х = dQ / dm. (17)

У системі СІ експозиційна доза вимірюється в кулонах на кілограм (Кл/кг). Поняття експозиційної дози за визначенням введено тільки для фотонного випромінювання з енергією від 1 кеВ до 3 МеВ у повітрі. Потужність експозиційної дози визначається аналогічно до формули (16). Позасистемною одиницею експозиційної дози є рентґен (Р). 1 рентґен – це одиниця експозиційної дози фотонного випромінювання, при проходженні якого через 0,001293 г (1 см³) сухого повітря (при 0⁰С і 760 мм рт. ст.) у результаті завершення всіх іонізаційних процесів утворюються іони, що несуть одну електростатичну одиницю заряду (в системі CGSE) кожного знаку:

1 Р = 2,5810^-4 Кл/кг= 87,7 ерг/(г повітря)= 0,877 рад.

У м’якій біологічній тканині 1 Р (у повітрі) відповідає 0,96 рад.

Еквівалентна доза Н – величина, введена для оцінки радіаційної небезпеки хронічного опромінення організму людини ІВ довільного складу і визначається як добуток поглинутої дози на середній коефіцієнт якості випромінювання у певній точці тканини:

, (18)

де індекс і відноситься до компонент випромінювання з різною якістю. Безрозмірний коефіцієнт якості k характеризує ефект, спричинений різними видами ІВ у конкретному виді біологічної тканини. Для розрахунку еквівалентної дози в м’якій біологічній тканині беруть такий її склад, % за масою: кисень – 76,2; вуглець – 11,1; водень – 10; азот – 2,6. Потужність еквівалентної дози визначається за формулою, аналогічною до (16). У системі СІ одиницею еквівалентної дози є зіверт (Зв):

1 Зв = 1 Гр / k = 100 рад / k = 100 бер

Бер (біологічний еквівалент рада) – спеціальна позасистемна одиниця еквівалентної дози.