Вопрос №1
Основные физические величины и единицы их измерения, принятые в дозиметрии.
Основные объективным показателем результатов воздействия всех видов излучений на организме человека как при внешнем, так и при внутреннем облучении является количество поглощенной энергии биотканью и организмом в целом в процессе ионизации рассчитанное на единицу массы. В дозиметрии его выражает физическая величина - доза.
Доза = энергия/массу
Основные физические величины в дозиметрии:
· Экспозиционная доза (x)
· Мощность экспозиционной дозы (Px)
· Поглощенная доза (Дп)
· Эквивалентная доза (H)
· Эффективная эквивалентная доза (He)
Существуют также такие физические величины как коллективная доза и ожидаемая доза
1. Экспозиционная доза (x) при нахождении человека на загрязненной местности (в радиационном поле) равномерное внешнее облучение формируют только гамма-лучи, обладающие большой проникающей способностью и представляющие наибольшую опасность для внутренних органов человека так как короткопробежные альфа- и бетта-частицы будут в основном поглощаться обувью, одеждой и кожным покровом. Эту опасность призвано оценить (экспозиционная) доза (x), которая характеризует радиационную обстановку в окружающей человека среде по гамма-излучению.
Доза х - это физическая величина, которая определяет поле радиации (экспозицию) вокруг человека по количеству пар ионов, образованных в воздухе в результате воздействия гамма-излучения. Установлено, что это количество пар ионов в воздухе равно количеству пар ионов, образованных в мягких тканях человека.
Таким образом, доза x позволяет определить потенциальную опасность воздействия гамма-излучения на человека. Единицы измерения. Внесистемная единица. Рентген (Р). Производные. миллирентген (мР) и микрорентген (мкР). 1 2*10 (В 9 степени) пар ионов в 1 см в кубе сухого воздуха 2 миллиарда пар ионов. С системе СИ единицей измерения является кулон на килограмм (Кл/кг).
2. Мощность экспозиционной дозы (Рх) (уровень радиации). Показывает какую дозу внешнего облучения получит человек за единицу времени пребывания в радиационном поле. Рентген/час.
Естественный радиационный фонд в республики Беларусь (уровень радиации) от 10 до 20 мкР/ч.
3. Поглощенная доза Дп При проживании на загрязненной территории и в аварийной ситуации человек подвергается как внешнему облучению от гамма-квантов, так и внутреннему от альфа- и бетта-излучений, которые попадают в организм с воздухом, водой и пищей.
Таким образом, основной критерий опасности - это вся поглощенная организмом энергия от ионизирующих излучений всех видов.
Поглощенной дозой Дп назовем среднюю энергию, поглощенную единицей массы вещества (мягкими и костными тканями) от всех видов излучений и их сочетаний при внешнем и внутреннем облучении. Единицей измерения в системе СИ Грей, Гр. 1 Грей соответствует поглощению одного Джоуля энергии килограммом облученного вещества 1 Гр = 1 Дж/кг. Поглощенная доза = энергия/масса. Внесистемная единица "Рад" 1 Гр = 100 Рад (радиационная абсорбционная доза.
4. Эквивалентная доза H Применяется при хроническом облучении малыми дозами. При одинаковой поглощенной дозе, альфа-, бетта-и гамма-излучения оказывают разное поражающее действие на ткани и органы человека, так как обладают различной ионизирующей способностью, что приводит к разным патологическим последствия в организме.
Это различие поражающего действия от каждого вида излучений на стандартную ткань учитывается усредненным коэффициентом качества излучений. Кк. Коэффициент качества бетта- и гамма-излучений принят за единицу. Коэффициент качества альфа-излучения равен 20. При попадании внутрь альфа-частица в 2- раз опаснее, чем батта-частица и гамма-квант.
Таким образом, население, проживающее на территории загрязненной плутонием - 239 (альфа-излучатель) рискует получить за один и тот же период больший биологический эффект, чем население районов, где есть только цезий - 137 (бетта- и гамма- излучатель).
Эквивалентная доза Н - это физическая величина, позволяющая определить или оценить результаты радиационного воздействия ионизирующих излучений (пост-радиационный эффект на живой организм при хроническом облучением малыми дозами с учетом коэффициента качества излучений). Рассчитывается по формуле Н=Дп(поглощенная доза)*Кк (коэффициент качества). Единица измерения Зиверт, Зв. 1 Зиверт - 100 бэр (биологический эквивалент рада) Бер - внесистемная единица.
5. Эффективная эквивалентная доза Не. Следую по пути усовершенствования понятия дозы, необходимо также учесть радиочувствительность облучаемых органов и тканей человека. Попадая внутрь организма, радионуклиды накапливаются избирательно в тех критических органах, где локализуются их стабильные аналоги.
Цезий - 137, 134 - Калий (К);
Стронций - 90 - Кальций (Са)
Йод - 131 - Йод стабильный (Yстаб)
Плутоний - Железо (Fe).
Поэтому для контроля за уровнем опасности для всего организма необходимо учитывать радиочувствительность отдельных органов и тканей, которые различно (не одинаково) реагируют на ионизирующие излучения. Это обусловлено: а) интенсивность деления клеток: быстро делящиеся клетки более чувствительны к воздействию радиации, чем клетки зрелых тканей. Наиболее высокой радиочувствительностью отличаются клетки костного мозга, лимфоидной ткани, крови, половые, эпителия желудочно-кишечного тракта с чрезвычайно высоким уровнем их воспроизводства, а, следовательно, и процесса деленья; б) видов радионуклида то есть местом его локализации; видом распада. Альфа-, бетта- или гамма-излучением; биологическим периодом полувыведения (Тб - время, за которое из организма естественным путем выходит половина поступивших в него радионуклидов. Например, стронций поступает в костную ткань (радий, плутоний) и практически не выводится из организма, разные радионуклиды по разному чувств интенсивностью участия в отдельным; в) массой критического органа Д = Е/м. Например, масса щитовидной железы ребенка возрастом в 1 год = 2 гр. Чем меньше масса, тем больше будет доза; г) кровоснабжением критического органа, которое обеспечивает доступ к нему кислорода - основного восстанавливающего средства и т.д.
Учет радиочувствительности органов и тканей осуществляется при помощи "тканевых взвешивающих коэффициентов" (Тк), которые позволяют сопоставить неравномерное излучение отдельных критических органов с пост-радиационными последствиями для всего организма. Риск поражения всего организма равен единице. Например, облучение щитовидной железы дозой в 1 зиверт (100 бэр) вызывает такой же неблагоприятный эффект, какой вызывает облучения всего тела дозой 0,05 зивет или 5 бэр.
Эффективная эквивалентная доза HE - это физическая величина, определяющая общий пост-радиационный ущерб для всего организма с учетом радиочувствительность облученных эквивалентными дозами органов и тканей. Знаю тканевый тканевый коэффециент можно рассчитать HE для всего организма по вормуле
He = Тк1*H1+Тк2*Н2 и т.д.
Единица измерения - зиверт.
