Радиометрические и дозиметрические величины

Для описания характеристик источников, поля излучения, воздействия излучения на организм человека используются специальные физические величины.

Мерой радиоактивности какого-либо вещества является величина, называемая активностью (А). Она определяется количеством радиоактивных распадов, происходящих в веществе за единицу времени. Единица измерения активности в системе СИ – беккерель (Бк), определяемый как один распад в секунду. Внесистемная единица активности – кюри (Ки). 1 Ки = 3,7 ∙ 10¹⁰ Бк.

Для определения активности твёрдых веществ, в частности, сыпучих, удобно применять величину удельной активности (A_m), т.е. активность единицы массы, Бк/кг. Для жидкостей, аэрозолей, газов применяется величина объёмной активности (A_V), т.е. активность единицы объёма, Бк/м³. Для характеристики поверхностного загрязнения иногда используют величину поверхностной активности (A_S), являющейся активностью единицы площади, Бк/м².

Радиометрические величины – это величины, описывающие физическое поле излучения. К ним относят:

- флюенс частиц (F) – отношение числа частиц, проникающих в элементарную сферу к площади центрального сечения этой сферы, частиц/м²;

- плотность потока частиц (φ) – количество частиц, проходящих через единицу площади в единицу времени, , но при этом часто (в том числе и в нормативных документах) используется размерность .

Дозиметрические величины служат для оценки биологических последствий облучения для организма человека. Применяются следующие дозиметрические величины:

- поглощённая доза (D) – величина, определяющая среднюю величину энергии, оставленную излучением в веществе:

где - средняя энергия излучения, переданная единичному объёму вещества, dm – масса вещества в этом объёме. В системе СИ поглощённая доза измеряется в греях (Гр). 1 Гр соответствует величине энергии 1 Дж, переданной одному килограмму массы вещества, т.е. 1 Гр = 1 Дж/кг. Ранее для измерения поглощённой дозы использовалась внесистемная единица измерения – рад. 1 Гр = 100 рад;

- эквивалентная доза (H) – определяется как произведение поглощённой дозы на взвешивающий коэффициент для данного вида излучения (w_R):

Данная величина позволяет сравнивать между собой биологические эффекты, возникающие при воздействии различных видов излучений. Значения взвешивающих коэффициентов для различных видов излучений приведены в Нормах радиационной безопасности (НРБ-99) и в Приложении 2 Методических указаний к практическим занятиям по дисциплине «Физика защиты».

Единица измерения эквивалентной дозы в системе СИ – зиверт (Зв). В качестве внесистемной единицы применялась величина биологического эквивалента рада (бэр), 1 Зв = 100 бэр;

- эффективная доза (E) – величина, используемая как мера риска возникновения отдалённых биологических последствий облучения. Определяется суммированием по всем органам и тканям (T) произведений эквивалентных доз в этих органах или тканях (H_T) на соответствующий взвешивающий коэффициент (w_T):

Величины взвешивающих коэффициентов для различных органов и тканей приведены в Нормах радиационной безопасности (НРБ-99) и в Приложении 4 Методических указаниий к практическим занятиям по дисциплине «Физика защиты».

Единица измерения эффективной дозы в системе СИ – зиверт (Зв).

- экспозиционная доза (X) – величина, характеризующая энергию γ‑излучения, преобразованную в кинетическую энергию частиц в единице массы атмосферного воздуха. Единица измерения в системе СИ – джоуль на кулон (Дж/Кл), внесистемная единица – рентген (Р). В настоящее время данная величина практически не применяется.

- керма (K) – от аббревиатуры KERMA (kinetic energy relayed in material) – величина, характеризующая кинетическую энергию частиц, образовавшихся под воздействием первичного излучения в единице массы атмосферного воздуха. Единица измерения кермы в системе СИ – грей (Гр).

Мощность дозиметрической величины – это доза, полученная за единицу времени.