3. Основные термины, определения, понятия, единицы измерений, используемые в радиационной гигиене

Согласно современным представлениям в радиационной гигиене используется ряд понятий и определений.

Источник ионизирующего излучения – (НРБ-99 – источник излучения) радиоактивное вещество или устройство, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение.

Источник излучения природный – источник ионизирующего излучения природного происхождения.

Источник излучения техногенный – источник ионизирующего излучения, специально созданный для его полезного применения или являющийся побочным продуктом этой деятельности.

Закрытые источники – любые источники ионизирующего излучения, устройство которых исключает попадание радиоактивных веществ в окружающую среду при предвиденных условиях их эксплуатации и износа.

Из приведенного определения видно, что при работе с закрытыми источниками ионизирующего излучения персонал может подвергаться только внешнему облучению, поэтому и все защитные мероприятия в данном случае проводятся с учетом этого обстоятельства.

Открытые источники – такие источники ионизирующих излучений, при использовании которых возможно попадание радиоактивных веществ в окружающую среду. При этом может быть не только внешнее, но и дополнительное внутреннее облучение персонала. Это может произойти при поступлении радиоактивных изотопов в окружающую рабочую среду в виде газов, аэрозолей, а также в виде твердых и жидких радиоактивных отходов.

Радиоактивность – это самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений (энергии в виде α-частиц, β-частиц, γ-квантов и других). Радиоактивностью обладают нестабильные изотопы химических элементов.

Виды радиоактивных превращений:

альфа-распад – характерен для естественных радиоактивных элементов с большими порядковыми номерами (т. е. для элементов с малыми энергиями связи);

электронный β-распад – характерен как для естественных, так и для искусственных радиоактивных элементов;

позитронный β-распад – наблюдается у некоторых искусственных радиоактивных изотопов;

К-захват (захват орбитального электрона ядром) – при этом процессе ядро захватывает электрон с К-оболочки и имеет место такое же превращение ядра, как и при позитронном распаде;

самопроизвольное деление ядер – этот процесс наблюдается у радиоактивных элементов с большим атомным номером (например, ²³⁵U, ²³⁹Pu и др.) при захвате их ядрами медленных нейтронов;

термоядерные реакции – эти реакции протекают лишь при температурах, достигающих нескольких миллионов градусов. В этих условиях ядра легких элементов, двигаясь с большими кинетическими энергиями, будут сближаться на малые расстояния и объединяться в ядра более тяжелых элементов.

Период полураспада (Т) – время, в течение которого распадается половина всех атомов данного радиоактивного изотопа.

Активность (А) – скорость ядерных превращений в единицу времени, или мера радиоактивности какого-либо количества радионуклида, находящегося в данном энергетическом состоянии в данный момент времени:

,

где dN- ожидаемое число спонтанных ядерных превращений из данного энергетического состояния, происходящих за промежуток времени dt.

За единицу активности радиоактивного вещества принимается беккерель (Бк) – одно превращение в секунду. Килобеккерель (КБк) составляет 10³ Бк, мегабеккерель – 10⁶ Бк,.

Внесистемная специальная единица активности – кюри (Ки).

Кюри – это единица активности радиоактивных веществ, определяемая как активность препарата данного изотопа, в котором в 1 сек происходит 3,7-10¹⁰ ядерных превращений (1Ки = 3,7-10¹⁰ Бк).

Применяются и другие производные от кюри единицы: милликюри (мКи) – 0,001 кюри, микрокюри (мкКи) – 10^-6 кюри.

Активность минимально значимая (МЗА) – активность открытого источника ионизирующего излучения в помещении или на рабочем месте, при превышении которой требуется разрешение органов госсанэпиднадзора на использование этих источников, если при этом также превышено значение минимально значимой удельной активности.

Активность минимально значимая удельная (МЗУА) – удельная активность открытого источника ионизирующего излучения в помещении или на рабочем месте, при превышении которой требуется разрешение органов госсанэпиднадзора на использование этого источника, если при этом также превышено значение минимально значимой активности.

Активность удельная (объемная) – отношение активности (А) радионуклида в веществе к массе m (объему V) вещества:

, .

Единица удельной активности – Бк/кг.

Единица объемной активности – Бк/м³.

Эквивалентная равновесная объемная активность (ЭРОА) – объемная активность радона в радиоактивном равновесии с его короткоживущими дочерними продуктами распада (ДПР), имеющие то же значение скрытой энергии, что и реальная неравновесная смесь. Измеряется в Бк/м³, Ku/м³, Ku/л.

Облучение – воздействие на человека ионизирующего излучения.

Облучение природное – облучение, которое обусловлено природными источниками излучения.

Облучение техногенное – облучение от техногенных источников, как в нормальных, так и в аварийных условиях, за исключением медицинского облучения пациентов.

Персонал – лица, работающие с техногенными источниками излучения (группа А) или находящиеся, по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б).

Население – все лица, включая персонал вне работы с источниками ионизирующего излучения.

Доза – понятие, используемое в радиационной гигиене для количественной оценки ионизирующего излучения.

Экспозиционная доза – это полный заряд ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха, деленный на массу воздуха в этом объеме.

Это наиболее раннее понятие о дозе, существующее с 1928 г. В странах Европы с 1.01.89 г. от использования этого понятия в радиационной гигиене отказались. В странах СНГ с 1.01.90 г. тоже было принято такое решение, однако до настоящего времени используется в силу применения аппаратуры со шкалой, отградуированной в мР, мкР.

Единицей экспозиционной дозы в системе СИ является кулон/кг (Кл/кг), специальная единица – рентген (Р).

Доза поглощенная (D) – это средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме.

Это фундаментальная дозиметрическая величина. Иначе говоря – это мера количества поглощенной энергии единицей массы любого вещества.

,

где - средняя энергия, переданная ИИ веществу,

dm – масса вещества в этом объеме.

В системе СИ поглощенная доза измеряется в джоулях/кг и имеет специальное название – грей (Гр).

Ранее использовалась единица – рад. 1 рад=100 эрг/г.

Между указанными единицами измерений дозы ИИ существует следующее соотношение:

1Гр=1Дж/кг; 1Гр=100рад; 1рад=1Р=1бэр.

Доза в органе или ткани (D_T ) – средняя поглощенная доза в определенном органе или ткани человеческого тела.

Доза эквивалентная (H_TR ) – поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения (W_R).

Т.е. это мера биологического эффекта любого ионизирующего излучения и введена специально для удобства оценки биологического эффекта. Биологический эффект не всегда зависит от количества, а в ряде случаев от качества (вида излучения).

H_T.R = D_T * W_R,

где D_T – средняя поглощенная доза в органе или ткани Т,

W_R – взвешивающий коэффициент для излучения R.

При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения

Единицей измерения эквивалентной дозы в системе СИ является Дж/кг, специальное наименование – зиверт (Зв). Ранее использовалось наименование – бэр (биологически эквивалентное рад): 1Зв = 100бэр.

Доза эффективная (Е) – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности.

Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органе на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани:

,

где Н_т- эквивалентная доза в органе или ткани Т,

W_T – взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т.

Единица измерения эффективной дозы – зиверт (Зв).

Доза эквивалентная или эффективная ожидаемая при внутреннем облучении – доза за время τ, прошедшее после поступления радиоактивных веществ в организм.

Когда τ не определено, то его следует принять равным для взрослых 50 годам, для детей – 70 годам.

Доза эффективная (эквивалентная) годовая – сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год.

Единица измерения годовой эффективной дозы – зиверт (Зв).

Доза эффективная коллективная – величина, определяющая полное воздействие излучения на группу людей. Это произведение средней эффективной дозы на группу людей на число людей.

Мощность дозы – отношение приращения дозы (поглощенной, эквивалентной, эффективной) за интервал времени к этому интервалу времени.

Предел дозы (ПД) – величина годовой эффективной или эквивалентной дозы техногенного облучения, которая не должна превышаться в условиях нормальной работы. Соблюдение предела годовой дозы предотвращает возникновение детерминированных эффектов, а вероятность стохастических эффектов сохраняется при этом на приемлемом уровне.

Предел годового поступления (ПГП) – допустимый уровень поступления данного радионуклида в организм в течение года, который при монофакторном воздействии приводит к облучению условного человека ожидаемой дозой, равной соответствующему пределу годовой дозы.

Уровень вмешательства (УВ) – уровень радиационного фактора, при превышении которого следует проводить определенные защитные мероприятия.

Уровень контрольный – значение контролируемой величины дозы, мощности дозы, радиоактивного загрязнения и т.д., устанавливаемое для оперативного радиационного контроля, с целью закрепления достигнутого уровня радиационной безопасности, обеспечения дальнейшего снижения облучения персонала и населения, радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Радиотоксичность – свойство радиоактивных изотопов вызывать большие или меньшие патологические изменения при попадании их в организм.

Периода полураспада изотопа (Т_ф) – время, в течение которого распадается половина всех атомов данного радиоактивного изотопа.

Период полувыведения (Т_б) – временя, в течение которого из организма выводится половина введенного радиоактивного вещества.

Эффективный период (Т_эфф) – время, в течение которого активность изотопа в организме уменьшается вдвое.

Эффективный период для различных радиоактивных изотопов отличается широким разнообразием: от нескольких часов (например, для ²⁴Na, ⁶⁴Cu) и дней (для ¹³¹I, ³²Р, ³⁵S) до десятков лет (для ²²⁶Ra, ⁹⁰Sr). Естественно, чем больше эффективный период у изотопа, тем выше степень его радиотоксичности, так как суммарная доза при прочих равных условиях возрастает с увеличением Т_эфф.