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 (НТ,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 |