4.1. Экспозиционная доза и ее мощность, единицы измерения

4.1.1. Экспозиционная доза.

Для оценки поля фотонного излучения одним из первых было введено понятие экспозиционной дозы и ее мощности.

Экспозиционная доза выражает энергию фотонного излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха.

Экспозиционная доза «Х» – это количественная характеристика фотонного излучения, которая основана на его ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе и представляет собой отношение суммарного заряда «d Q» всех ионов одного знака, созданных в воздухе, когда все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в элементарном объеме воздуха с массой «d m», полностью остановились (поглотились), к массе воздуха в указанном объеме:

Х = .

Понятие экспозиционной дозы рекомендовано для фотонов с энергией до

3 МэВ и только для воздуха.

Таким образом гамма–кванты, поступающие в 1.293*10^-3 г (0,001293 г) или 1 см³ сухого атмосферного воздуха, образуют в нем вторичные электроны, которые создают ионы как внутри, так и вне рассматриваемой массы воздуха. Все эти положительные и отрицательные ионы, дающие заряд 1 СГСЭ каждого знака при определении единицы экспозиционной дозы должны быть учтены

При определении экспозиционной дозы облучения должно выполняться условие электронного равновесия: каждому электрону, покидающему рассматриваемый объем, соответствует другой электрон такой же энергии, который входит в этот объем (рисунок 19):

Рисунок 19. К понятию электронного равновесия.

Единица измерения экспозиционной дозы в СИ: кулон на килограмм.

1 Кл/кг равен экспозиционной дозе, при которой все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в объеме воздуха массой 1 кг, производят ионы, несущие электрический заряд 1Кл каждого знака.

Внесистемная единица экспозиционной дозы: Рентген (Р). Рентген – это единица экспозиционной дозы фотонного излучения, при прохождении которого через 0,001293 г сухого атмосферного воздуха (0 ⁰С и 760 мм. рт. ст.) в результате завершения всех ионизационных процессов в воздухе создаются ионы, несущие одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака. Соотношение между системной и несистемной единицей имеет вид:

1 Кл/кг = 3876 Р, 1 Р = 2,58*10^–4 Кл/кг.

Производные единицы: миллирентген (мР) микрорентген (мкР); милликулон на килограмм (мКл/кг), микрокулон на килограмм (мкКл/кг).

4.1.2. Эффективный атомный номер вещества

На практике, как правило, мы имеем дело с веществами (поглотителями энергии излучения) состоящие не из одного химического элемента, а из нескольких и часто имеющих слишком различные заряды ядра. Поэтому, для определения переданных энергий веществу введено понятие ЭФФЕКТИВНОГО АТОМНОГО НОМЕРА ВЕЩЕСТВА. Под эффективным атомным номером сложного вещества в дозиметрии понимается атомный номер такого условного простого вещества, для которого коэффициент передачи энергии излучения, рассчитанный на один электрон среды, является таким же, как и для данного вещества. Другими словами, для любых двух веществ, имеющих одинаковый эффективный атомный номер, энергия излучения, переданная заряженным частицам в расчете на один электрон среды, должна быть одинаковой при тождественных условиях облучения. При условии электронного равновесия энергия фотонного излучения, преобразованная в данном веществе в кинетическую энергию заряженных частиц, равна поглощенной энергии излучения.

Следовательно, для двух веществ с одинаковым атомным номером при обеспечении электронного равновесия и тождественных условиях облучения поглощенная энергия излучения, приходящаяся на один электрон облучаемой среды, будет одинаковой.