140.Дозиметрия ионизирующего излучения.

Дозиметрией называют раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором излучают величины, характеризующие действие ионизирующего излучения на вещества, а также методы и приборы для их измерения.

Вначале развитие дозиметрии было обусловлено необходимостью учета действия рентгеновских лучей на человека.

Ионизирующее излучение оказывает действие на вещество только тогда, когда оно взаимодействует с частицами, входящими в состав этого вещества. Поэтому часть излучения, которая проходит данное вещество (без поглощения) действия на него не оказывает.

Основной характеристикой действия ионизирующего излучения на вещество является энергия ионизирующего излучения, поглощенного единицей массы вещества за время облучения. Эту характеристику называют поглощенной дозой излучения Д_n.

Единицей измерения поглощенной дозы в СU является 1 Дж/кг. Внесистемная единица поглощенной дозы 1 рад(1 рад = 10^-2Дж/кг = 100 эрг/г).Поглощенная доза зависит как от природы и свойств излучения (от энергии частиц), так и от природы вещества, в котором оно поглощается.

Непосредственное измерение поглощающей дозы в веществе, в глубине тканей живого организма затруднительно. Поэтому оценивают поглощенную телом дозу по ионизирующему действию излучения в воздухе, окружающем тело.

Вводят в связи с этим экспозиционную дозу Д_о, которая является мерой ионизации воздуха рентгеновскими и -лучами. Единицей экспозиционной дозы в СU является /Кл/кг. На практике применяют рентген.

Рентген-экспозиционная доза рентгеновского или -излучения, при которой в результате полной ионизации в /см³ сухого воздуха (при 0⁰С и760 мм.рт.ст.) образуются ионы. Несущие заряд в одну электростатическую ед. количества электричества каждого знака.

Экспозиционная доза в 1 Рентген соответствует образованию 2,0810⁹ пар ионов в 0,001293г сухого воздуха 1Р=2,5810^-4Кл/кг.

141.Мощность дозы.Связь мощности дозы с активностью. Эффективная эквивалентная доза. Коллек­тивная доза.

Дозу (поглощенную и экспозиционную), отнесенную к единице времени, называют мощностью дозы.

Д_П –Поглощенная доза излучения–отношение энергии ионизирующего излучения, поглощенного облучаемой средой, к массе этой среды.

Грей – единица поглощенной и эквивалентной доз ионизирующего излучения 1 Дж/кг

Рад – внесист ед поглощенной дозы излучения, 0,01Дж/кг = 0,01Гр.

Экспозиционная и эквивалентная дозы.

Д_О –Экспозиционная доза излучения– характеристика ионизационной способности рентгеновского и -излучения, измеряемая по ионизации воздуха.Кулон/кг (Кл/кг) Внесистемная - рентген (Р)

Рентген –внесистемная единица экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучения, равная 258 мкКл/кг (

Д_ЕД –Эквивалентная доза излучения – мера биологического воздействия ионизирующего излучения на организм, характеризует степень радиоактивной опасности.

3иверт (3в) «СU» - Грей (Гр)

Внесистемная – бэр (биологический эквивалент рентгена)

1 БЭР = 0,01Гр (3в) Д_ЕД = КД_П, К – коэффициент качества (ОБЭ)

Интегральная доза излучения – общая доза ионизирующего излучения, поглощенная всей массой облучаемого тела или среды.

«СU» - Джоуль (Дж), Кулон (Кл)

Внесистемные – грамм·рад (г·рад), грамм·рентген (г·Р).

Р

Соответственно единицей мощности дозы является: для поглощения – Вт/кг и рад/с; для экспозиционной дозы – А/кг, Р/час или мкР/с.

Между поглощенными и экспозиционными дозами существует следующая связь:Д_n=fД_о,где f – переходный коэффициент, зависящий от облучаемого вещества и энергии фотонов. Для воздуха f=0,88 и мало зависит от энергии фотонов.Д_n=f_возд.Д_о=0,88Д_о

Для воды и мягких тканей тела человека f=1, следовательно, поглощенная доза в рядах численно равна соответствующей дозе в рентгенах. Это и обуславливает удобство и использования внесистемных единиц – рад и рентген. Биологич действ разл видов ионизирующего излуч отличается. В связи с этим в дозиметрию вводится биологич доза Д_б. Ед биологич дозы явл биологич эквивалент рада (бэр). 1 бэр = 10^-2Дж/кг.

Биологич доза в борах численно равняется произвед поглощенной дозы в радах на коэф, наз относительной биологич эффективностью излучения (К):

Д_б(бэр)=Д_n(рад)·К

Фон за счет естественных радиоактивных источников (космические лучи, радиоактивность недр, воды, радиоактивность ядер, входящих в состав человеческого тела и др.) соответствует приблизительно дозе 125 мбэр. Предельно допустимой эквивалентной дозой при профессиональном облучении является 5 бэр за год. Летальной дозой от -излучений считается 600 бэр.

Для изотопов, излучающих при распаде -фотоны, активность связана с мощностью дозы определенным соотношением, т.к. при каждом распаде излучается один (или определенное число) фотон. Для источника излучения точечной формы мощность дозы в рентген/час прямо пропорциональна активности А источника, выраженной в мкюри, и обратно пропорциональна квадрату расстояния R в см от источника излучения до места определения дозы: Р=

Кюри – активность радиоактивного изотопа, в котором в/с происходит 3,710¹⁰ распадов.

R_ - гамма-постоянная радиоактивного изотопа.

142.Связь между активностью и эквивалентной дозой внутреннегооблучения. Эквивалентная доза внутреннего облучения при инкорпарировании нуклидов пропорциональна равновесной активности нуклида во всем теле и обратно пропорциональна массе тела т.е. Д_эк∞tA/m . Принципы расчета дозы внутреннего облучения основываются на определении мощности эквивалентной дозы в критическом органе взрослого человека: где А – равновесная активность нуклида во всем теле, Бк; f –доля нуклида в критическом органе относительно общего содержания во всем теле ; А f – равновесное содержание радионуклида в органе, Бк. ; 1,6 10^-13 выражено в Дж/МэВ; m – масса критического органа или ткани, кг; Е_эф=Еkn – эффективная энергия, МэВ/рас., передаваемая органу тела в каждом акте распада радионуклида с учетом биологической эффективности излучения; k – коэффициент качества излучения; n – коэффициент неоднородности распределения радионуклида в органе , который предполагается равным единице для рентгеновского и  - излучения и пяти для , - частиц и ядер отдачи нуклидов, отлагающихся в костях, за исключением ²²⁶Ra и ³²P. Этот коэффициент принят равным единице для всех органов кроме костнойткани