10.2. основные показатели ионизирующих излучений и их единицы

Активность радиоактивного вещества (А) – число спонтанных ядерных превращений (dN) в этом веществе за малый промежуток времени (dt), деленное на этот промежуток:

A = dN / dt.

Единицей активности является беккерель (Бк). Один беккерель равен одному ядерному превращению в секунду. Кюри (Ки) – специальная единица активности:

1 Ки = 3,7 1010 Бк.

Для характеристики источника излучения по эффекту ионизации применяют так называемую экспозиционную дозу рентгеновского и гамма-излучения.

Экспозиционная доза (X) – полный заряд (dQ) ионов одного знака, возникающих в воздухе в данной точке пространства при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха, деленный на массу воздуха (dm) в этом объеме:

Х = dQ/ dm.

Единица экспозиционной зоны – кулон на килограмм (Кл/кг). Рентген (Р) – специальная единица экспозиционной зоны. Один рентген – это экспозиционная доза рентгеновского или гамма-излучения, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия в 1 см3 сухого атмосферного воздуха производит ионы, несущие заряд электричества каждого знака:

1 Р = 0,285 (м Кл)/кг.

Мощность экспозиционной дозы (W) – приращение экспозиционной дозы (dX) за малый промежуток времени (dt), деленное на этот промежуток:

W = dX / dt.

Специальной единицей мощности экспозиционной дозы является рентген в секунду (Р/с). Значение экспозиционной дозы на рабочем месте можно рассчитать по формуле:

X = ,

где А – активность источника, мКи;  – гамма-постоянная изотопа, (Р см2)/ (ч мКи), которая берется из таблиц (табл. 10.1); t – время облучения, ч; R – расстояние от источника до рабочего места, см.

Таблица 10.1 Гамма-постоянная некоторых изотопов

Изотоп

, (Р см2)/ (ч мКи)

Изотоп

, (Р см2)/ (ч мКи)

24Na

19

89Sr

14,11

60Со

12,9

64Сu

1,16

226Ra

8,25

238U

0,091

59Fe

6,1

В системе СИ гамма-постоянная радионуклида измеряется в (Гр м2)/(с Бк), при которой мощность поглощенной дозы в воздухе на расстоянии 1 м от точечного изотропного источника активностью 1 Бк составляет 1 Гр/с.

Поглощенная доза (D) – средняя энергия (dе), переданная излучением веществу в некотором элементарном объеме, деленная на массу вещества (dm) в этом объеме:

D = dе /dm.

Грей – единица поглощенной дозы, рад – специальная единица поглощенной дозы:

1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад.

Значение поглощенной дозы зависит от свойств излучения и поглощающей среды. В условиях электронного равновесия экспозиционной дозе 1 Р соответствует поглощенная доза в воздухе, равная 0,88 рад.

В дозиметрической практике наряду с измерением активности часто сравнивают радиоактивные препараты по их гамма-излучению. Если два препарата при тождественных условиях измерения создают одну и ту же мощность экспозиционной дозы, то говорят, что они имеют одинаковый гамма-эквивалент.

Гамма-эквивалент (mRa) источника – это условная масса точечного источника 226Ra, создающего на некотором расстоянии такую же мощность экспозиционной дозы, как и данный источник. Специальной единицей гамма-эквивалента является килограмм-эквивалент радия; 1 кг-экв 226Ra на расстоянии 1 см в воздухе от источника создает мощность экспозиционной дозы 8,4 106 Р/ч, соответственно

1 мг-экв Ra = 8,4 Р/ч.

Понятие эквивалентной дозы введено в связи с тем, что одинаковая доза различных видов излучения вызывает в живом организме различное биологическое действие.

Эквивалентная доза Т,R) – это поглощенная доза в органе или ткани (DТ,R), умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного излучения (КR):

НТ,R = КR DТ,R.

Единицей эквивалентной дозы является джоуль, деленный на килограмм (Дж кг-1). Эта единица имеет специальное наименование зиверт (Зв). Существует еще одна специальная единица эквивалентной дозы бэр. Бэр – поглощенная доза любого вида излучения, которая вызывает равный биологический эффект с дозой в 1 рад рентгеновского излучения:

1 Зв = 100 бэр.

Значения КR  для фотонов, электронов любых энергий составляет 1, для -частиц, осколков деления, тяжелых ядер – 20.

Эффективная доза (Е) – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органе (Нt,Т) на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани (КТ):

Е =,

где Нt,Т – эквивалентная доза в ткани Т за время t.

Единица эффективной дозы – зиверт (Зв).

Значения КТ отдельных видов ткани и органов приведены в табл. 10.2.

Таблица 10.2 Значения КТ отдельных видов ткани и органов

Виды ткани, органы

КТ

Гонады

0,2

Костный мозг (красный), легкие, желудок

0,12

Печень, грудная железа, щитовидная железа

0,05

Кожа

0,01