8. Физические величины характеризующие радиоактивность, и единицы их измерения

а. Характеристика препарата А определяется числом распадов в единицу времени. Если препарат содержит ядра одного сорта, то

(17.17)

Здесь – начальная активность препарата.

Если препарат представляет собой смесь изотопов, то активность препарата равна сумме активности каждого из изотопов в отдельности.

. (17.18)

Здесь n – число изотопов в препарате.

Единица активности в СИ – беккерель. 1 Бк = 1 расп/с. Широко применяется внесистемная единица кюри. 1 Кю = 3,7 · 10¹⁰ Бк точно. Приблизительно 1 кюри равен активности одного грамма радия .

б. Характеристика радиоактивного излучения.

Интенсивность излучения J – это энергия, переносимая радиоактивным излучением в обе стороны через мысленную площадку 1 м² в единицу времени.

Единица интенсивности Вт/м².

в. Характеристики взаимодействия излучения с неживым веществом. Их 3.

Поглощённая доза излучения D есть отношение поглощённой энергии Е к массе облучаемого вещества m,

(17.19)

Единица измерения поглощённой дозы в СИ грэй. 1 Гр = 1 Дж/кг. Это очень большая величина. До сих пор используется единица поглощённой дозы в СГС рад. Название образовано из первых букв английской фразы radiation absorbed dose. По определению, 1 рад равен энергии 100 эрг, поглощённой одним граммом вещества, т.е. 1 рад = 100 эрг/г. Единица энергии в СГС эрг = 10^–7 Дж. Отсюда 1 рад = 10^–7 Дж · 100/0,001 кг = 0,01 Гр. Или 1 Гр = 100 рад.

Экспозиционная доза Q численно равна электрическому заряду одного знака, образовавшемуся при ионизации одного килограмма сухого воздуха при нормальных условиях.

Единица измерения экспозиционной дозы в СИ Кл/кг.

До сих пор широко применяется внесистемная единица экспозиционной дозы рентген. Согласно определению экспозиционная доза 1 рентген соответствует образованию 1 г сухого воздуха при нормальных условиях 1,61 · 10¹² пар ионов. Отсюда

1 р = 1,61 · 10¹² · 1,6 · 10¹⁹ Кл/0,001 кг = 2,58 · 10^–4 Кл/кг.

Единицу экспозиционной дозы рентген можно связать с единицей поглощённой дозы. Так как на образование 1 пары ионов в воздухе затрачивается примерно 33 эВ, то дозе 1 рентген соответствует поглощённая энергия

Итак, экспозиционной дозе 1 рентген соответствует поглощённая доза 8,77 · 10^–3 грэя.

Мощность дозы – характеристика, относящаяся как к поглощённой, так и к экспозиционной дозам. Это отношение дозы к времени поглощения (экспозиции). Единица измерения мощности поглощённой дозы в СИ грэй в секунду, в СГС – рад в секунду. 1 Гр/с = 100 рад/с.

Единица мощности экспозиционной дозы в СИ нуклон на килограмм в секунду. Внесистемная единица – рентген в час. 1 р/час = 2,58 · 10^–4 Кл/кг/3600 с = 7,17 Кл/кг·с. Мощность экспозиционной дозы 1 р/час соответствует мощности поглощённой дозы 8,77 · 10^–3 Гр/3600 с = 2,44 · 10^–6 Гр/с.

9. Биологическое действие радиоактивного излучения было обнаружено и стало изучаться уже в первые годы после открытия радиоактивности. С началом применения атомного оружия в 1945 г., а затем и мирного использования атомной энергии эти исследования стали особенно интенсивными. Основные особенности биологического действия радиации сводятся к следующему:

а. Глубокие нарушения жизнедеятельности вызываются ничтожно малыми количествами энергии. Так, энергия, поглощённая телом млекопитающего или человека при облучении смертельной дозой, в случае превращения её в тепловую привела бы к нагреву тела всего на 0,001°С.

б. Радиация повреждает наследственный аппарат, её действие сказывается не только на обнаруженном индивиде, но и на его последующем потомстве.

в. Радиационное поражение носит патентный (скрытый) характер. Оно проявляется не сразу, а спустя какое-то время.

Взаимодействие радиации с биологическим объектом характеризуют эквивалентной дозой D_э = kD, где D – поглощённая доза, k – так называемый коэффициент качества. Величина k тем больше, чем опаснее данный вид излучения для живого организма. Для β- и γ-лучей k = 1, для медленных нейтронов k = 3, для быстрых нейтронов и протонов k = 10, для осколков деления ядер k = 20.

Единица измерения эквивалентной дозы в СИ зиверт (зв), 1 зв = 1 Дж/кг.

До последнего времени эквивалентная доза измерялась в бэрах. Бэр – аббривиатура фразы биологический эквивалент рада. 1 бэр = 0,01 зв, 1 зв = 100 бэр.