3. Дозиметрия ионизирующих излучений
В настоящее время на окружающую среду, на человека, воздействуют различные виды излучений. Поэтому необходимо исследовать вредное влияние различного рода излучений (ультразвуковое, высокочастотное радиоизлучение, ультрафиолетовое, гравитационное и т.д.) на биологические и другие объекты.
3.1. Радиологическая опасность
Ядерные излучения, например, - , - , - излучения, потоки нейтронов n и т.д. могут причинить повреждения человеческому организму. Уже через год после открытия рентгеновских лучей изготовители рентгеновских трубок заметили, что рентгеновские лучи повреждают их руки и они обратились за медицинской помощью. Беккерель получил радиационный ожог груди, потому что носил бутылочку с радием в кармане пиджака.
Вредное влияние ядерных излучений, по-видимому, связано с ионизацией и возбуждением атомов живых клеток организма, вследствие эффекта Комптона, тормозного излучения, фотоэффекта и некоторых других эффектов. Отдельные составные части живой клетки изменяются или разрушаются от этой ионизации, и продукты разложения начинают действовать как яды. Примерами нарушений в организме являются разрушение хромосом, распухание ядер клеток и вообще клеток, изменение в проницаемости клеточных мембран и, наконец, разрушение клеток.
Часто нормальный процесс замены клеток организма новой полностью нарушается из-за неспособности облученных клеток производить себе подобные, когда на эти клетки попадает ионизирующее излучение. Наиболее чувствительные клетки – клетки костного мозга, лимфатических желез, полости рта и кишечника, половых органов, фолликул волос и кожи. Ткани печени и почек менее чувствительны к облучению. Менее всего чувствительны к ионизирующим излучениям нервы, мозг, ткани мускулов.
3.2. Основные дозиметрические величины и единицы
Поглощенная доза. Согласно определению Международной комиссии по радиологическим измерениям (МКРЕ) поглощенная доза какого-либо ионизирующего излучения есть энергия, которая передается ионизирующими частицами массы облучаемого вещества. Единицей поглощенной дозы может быть любая величина, имеющая размерность энергия/масса: например: Вт.с/кг или Дж/кг. Поглощенная доза в Международной системе единиц (Сu)-грей (Гр) 1Гр = 1 Дж/кг. Используется также внесистемная единица
1 рад – 100 эрг/г = 10-2 Дж/кг 1 Гр = 100 рад.
Доза облучения. Для оценки биологического действия облучения решающую роль играет количество энергии, поглощенной организмом. Однако существующие дозиметрические приборы позволяют измерить не поглощенную дозу, а лишь дозу излучения по ионизирующему эффекту, производимому данными излучениями в воздушной среде.
Поэтому все расчеты, связанные с защитой человека от действия излучения, приходится производить на основании не фактически поглощенной дозы, а дозы излучений, показывающей ионизирующее действие излучения в воздухе.
Единицей дозы облучения для рентгеновского или -излучения является рентген (Р). Рентген – такая форма облучения рентгеновскими или -лучами, при которой вторичная корпускулярная эмиссия создает в 0.001293 г. воздуха ионы, несущие заряд 1 СГСЕ каждого знака. 0,001293 г воздуха – это масса 1 см3 сухого атмосферного воздуха при 00 С и давлении 760 мм рт.ст.
Мощность дозы (Р) - это доза, получаемая объектом в единицу времени и измеряется в радах на секунду (рад/с); (Р/ч).
Одна и та же доза может быть получена в различные промежутки времени. Биологический эффект излучения будет зависеть не только от величины дозы, но и от скорости ее получения. Поэтому необходимо измерять дозу в единицу времени, т.е. мощность дозы Р.
Для того, чтобы определить ионизирующее действие источника -излучения необходимо знать не только активность данного источника, но и расстояние между облучаемым объектом и источником, энергию испускаемых источником квантов, геометрические размеры и форму источника.
Мощность дозы точечного -источника
(1)
где К - ионизационная постоянная, Р- см2/мКи.ч); R – расстояние от точечного источника до ионизируемого объекта, см; А – активность -источника, мКи.
Пользуясь формулой (1) и значением К (см.табл.1) можно подсчитать мощность дозы, которая будет создаваться точечным источником. Например, точечный источник 60Со активностью 1 Ки на расстоянии 1 м создает мощность дозы
Таблица 1.
Изотоп |
Т1/2 |
Е, МэВ |
К, Р, см2/(мКи.ч) |
24Na |
14,9 ч |
1,368; 2,753 |
18 |
60Со |
5,3 года |
1,173; 1,332 |
13,5 |
24J |
8 дней |
Сплошной спектр |
2,6 |
134Сs |
2,3 года |
То же |
11,5 |
137Сs |
33 года |
0,6616 |
4,0 |
152Eu+ |
|
|
|
+154Eu |
15 лет |
Сплошной спектр |
5,5 |
170Тm |
127 дней |
0,084 |
0,47 |
192Jr |
78 дней |
Сплошной спектр |
2,7 |
226Ra |
1617 лет |
То же |
8,4 |